摘　要∶探讨了SMT高精度视觉贴片机难点之一拾放程序设计编程，重点介绍示教编程和CAD输入编程设计方法。

      关键词∶贴片机；拾放程序设计编程；视觉系统

      高精度视觉贴片机与普通贴片机相比最大难点之一在于拾放程序设计编程。一般贴片机可采用示教编程、键盘输入编程和CAD输入编程3种方法。示教编程通过贴片头现场控制机进行编程，主要应用于已有电子组件样品，无细间距器件的场合，是最基本的方法。键盘输入编程（通过中央控制软件）主要应用于已知PCB图形和元器件数据，而无CAD数据场合。CAD输入编程（通过AutoProgram软件）在SMT线路设计阶段产生CAD数据（ASCII码）直接输入到主控计算机中自动编辑，为最简便的编程方法。一般可采用键盘输入与CAD输入共同编程方法。本文重点探讨示教编程和CAD输入编程设计方法。

      1　编程设计贴片机参数设置

      进行编程工作前期或者执行不同PCB板程序时，必须设定贴片机机械结构、计算机控制系统和视觉系统参数设置。

      1．1　贴片机结构参数

      贴片机结构参数包括贴片头数、x－y－z－θ轴极限位置、伺服驱动参数、送料器、点胶、摄像机类型、元器件参数测试和极性测试。结构参数在设备出厂前已经调好，不能轻易修改。可由中央控制软件中Configaration File Editor软件和示教盒中MOD指令（直接通过现场控制计算机）来进行参数修正。

      1．2　PCB定位与传输

      设置定位针的运动和PCB自动传输控制参数，可用示教盒HHT来完成。

      1．3　送料器安装

      主要是电子送料器的布置及位置，振动送料器安装和散装盘的布置，可用HHT设置，也可用中央控制软件键盘设置或自动编程软件AutoProgram自动设最佳布局。

      1．4　视觉系统参数设置

      由中央控制软件中结构编程文件根据器件和PCB板情况设置，主要设定CCD摄像机数目，所测器件最大尺寸、视区范围、CCD x－y坐标，上视摄像机聚焦的z高度，设置亮度0～256等。

      2　示教编程

      示教编程是最简单的基本编程方法，一般中速贴片机均采用这种方法，借助于示教盒HHT控制现场控制计算机系统，驱动贴片头和CCD运动到指定位置，并记录指定位置的坐标值，输入其贴件数据，一步一步，一点一点地进行编程，示教编程步骤如图1所示。

      1．1　拾片示教

      用HHT使贴片头运动到送料器上方，下降并拾取元件，贴片头控制计算机系统会自动贮存拾片的x－y－z－θ坐标位置，根据PCB板上元器件布局安排拾片示教顺序，重要的是第一个拾片位置。主要编程方法如下∶

      （1）示教吸嘴的位置，确定所要拾取元件的吸嘴类型。
      （2）示教拾片位置（送料器）x－y－z坐标，z轴根据不同元器件的高度确定。
      （3）根据元器件在PCB板布局及方向，输入长度和高度尺寸，并确定转角。如图2所示。
      （4）确定对中方法（激光）。共有9种方法，即：
有、无引脚、小型元件3种类型，高、中、低3种对中速度。
      （5）示教交替拾片2个以上送料器装同一元件，避免停机换送料器。
      （6）散装送料器（WAFFLETRAY）重复拾片示教散装盘一般整齐重复排列尺寸大的元器件，如PLCC、QFP等，先示教散装盘元器件两个角的坐标（用CCD摄像头），再示教元器件中央坐标，并示教高度。如图3所示。对于尺寸小的器件则用示教器件中点坐标方法。重复拾片示教方法是示教与贴片机基准靠近的器件，设定元器件数量、行数和列数，并示教z高度。

      1．2　贴片示教

      每一个拾片示教均对应于一个贴片示教，贴片示教是确定元器件在PCB板上的位置。

      1．2．1　贴片示教

      已示教好拾片1，用HHT使贴片头拾取元件，运动到要贴片位置上方，从拾片到贴片过程中，完成对元器件对中和转动θ角（拾片已示教好），下降到PCB板上，按ENTER，贮存x－y－z坐标。并可进行贴片检查和显示，用功能键FUNII进行修正。

      1．2．2　两点贴片示教

      如器件尺寸很大，采用拾片示教方法，先后示教器件两角的坐标，后将吸嘴放在器件中央，下降记录x－y－z坐标。并可进行拾片与贴片检查。

      1．2．3　重复贴片

      如图3所示，首先输入元器件数量，x和y方向数量，再示教靠近机器原点的器件和远离点的器件位置。

      1．2．4　拼板图形重复贴片

      如图4所示，首先键入拼板图形数量，x和y方向的数量，再示教靠近机器原点的拼板标号坐标和远离原点的拼板标号坐标。

      1．3　拾放顺序示教与程序执行

      完成PCB自动传输、送料器和吸嘴设置、吸嘴类型和位置示教，拾片示教和贴片示教后，可进行拾放顺序编程与示教。拾放顺序编程可以通过HHT进行，最好将现场控制计算机系统中示教数据传输到中央控制软件，由中央控制软件来完成，也可由Autogram自动生成。

      1．4　高级编程方法

      高级编程方法是在上述基本编程方法基础上增加了许多功能，主要有：

      （1）确定元器件尺寸及公差。
      （2）调z高度（用FUN31或32）对于不同元器件调节真空吸力（MOD9）。
      （3）拾片延时和贴片延时，避免气体对元器件对中影响。
      （4）元器件对中方法调节。
      （5）用MOD和FUNOTION指令，利用HHT可以修正贴片机运行参数，使贴片机适应各种情况状态。

      2　键盘输入编程

      键盘输入编程是由中央控制软件采用菜单式编程方法，通过键盘选择菜单，并输入数据。需要用键盘一步一步地输入数据，难点仍是建立元器件库。编程步骤如图5所示，适用于有线路设计数据，无CAD数据，及细间隙器件场合。输入数据后，可用Auto Program自动编拾放顺序程序。

      中央控制软件编程较灵活，一般先采用示教方法将非细间距器件编程到贴片头控制计算机中，再传输到中央控制软件中，建立元器件库，并进行拾放程序和基准标号示教，最后输出到Auto－Program软件中自动生成拾放程序

      3　自动编程

      自动编程软件编程步骤如图6所示。拷贝贴片头现场计算机中已存软件、CAD设计数据输入和ASCII码输入数据。数据主要有三大类：元器件描述数据、元器件类型数据和PCB板数据。输入AutoProgram后再进行编辑，自动生成拾放程序

      3．1　系统建立

      首先进行贴片机结构参数编辑，见前述，主要是确定吸嘴位置、送料器位置、视觉系统参数、点胶等。

      3．2　建立SMD类型库

      系统建立完成后，即需建立SMD类型数据库，将CAD输入原始数据进行编辑修正。

      （1）SMD类型。包括引脚数、引脚位置、第一脚位置、引脚群位置、长／宽、间距。
      （2）定义SMD类型。例1005，1608
      （3）选择吸嘴。01－XF，02－XG，03－XH，04－XI，05－AA，06－BA，07一CB，08－VISION，User De－fine。
      （4）确定元件尺寸。长、宽、高及公差。
      （5）θ角调节参数。如果CAD数据与贴片机结构不符则需调整（表2）。
      （6）拾片延时及真空吸力调节。
      （7）对中方法参数调节。

      A．激光对中

      采用激光对中要调节吸嘴与镜头的偏置，对无引脚元件，吸嘴在元件高度1／2～3／4处，对有引脚元件，吸嘴在元件底部引脚处。采用激光对中方法，必须确定元器件尺寸公差，一般在10％，再确定对中类型。

      B．视觉对中

      视觉对中窗口显示下列参数，键入数据：

      引脚类型、对中方法、检测标准、引脚损除、引脚群数据、定义引脚群、其它参数。

      （8）定义送料器。主要是定义振动送料器的槽数、宽度及公差。
      （9）确定PCB板号名称。一个板号对应一套拾放顺序程序。

      3．3　数据输入

      3．3．1　CAD输入

      首先定义CAD输入数据贮放地址———硬盘、软盘和网络中。输入CAD数据，窗口显示两列数据即：一例是原始输入数据和编辑数据。

      3．3．2　AutoBuild输入

      同时输入2个PCB板号数据，要用AutoBuild输入，只要是ASCII码文件均可输入，并将数据贮存在5个数据库中。

      3．4　输入／编辑PCB板数据库

      在系统建立和输入CAD数据后，编辑PCB板数据库，主要有贴片、视觉标号和PCB布局三大部分。

      3．4．1　贴片数据

      Auto Program将CAD输人或Auto Bulid文件输入数据或中央控制软件中数据直接存贮PCB板数据库，用于产生拾放顺序程序，贴片数据库主要包括：参考设计号、元器件类型、贴片坐标（CADX．T．（坐标）。

      3．4．2　元件信息

      在元件信息菜单上编辑元器件，可增加新元件，消除旧元件，搜寻元件。

      3．4．3　元器件重复贴片

      3．4．4　视觉标号示教

      视觉标号有板（Global）、拼板（Image）、元件（Lo－cal）和不良（Reject）四种标号

      3．4．5　PCB板布局

      PCB板布局是确定拼板方向和位置，Auto Pro－gram可以旋转Image图形，Board板图形与示教方法相似。

      3．5　元器件数据库

      可用Auto Build或Autogrorm将数据输入到元器件数据库中。是描述元器件的特殊数据，与元器件类型数据库相对应见，图7。

      3．5．1　元件类型

      如0402R，0805C等。

      3．5．2　送料器类型

      与元件类型相对应，如12 mm，8 mm等。

      3．5．3　元器件描述

      有选择确定视觉对中、转角、焊膏、涂布量、元件性能检测、视觉灰度值。

      B．从贴片头控制机中拷贝数据
      贴片头控制机中数据先传输到中央控制软件中，再将数据传输到Auto Program中。