Vision-Erkennung bei Bestückungsautomaten

[Holle]

Vergleichst du ganze Bilder? Das ist viel zu kompliziert. In den professionellen Maschinen werden "Shapes" angelegt. Es wird also lediglich das Bauteil beschrieben.

Beispiel SO-8:
Erst gibt man die Maße des Körpers ohne Beine an, dann die Beinbreite und die Anzahl der Beine je Seite (4 oben, 4 unten, 0 links, 0 rechts) und die Gesamtmaße (aus denen dann die Beinlänge errechnet wird).
Diese "Kontur" wurd nun auf einem Schwarz-Weiß-Bild gesucht. Der älteste Bestückautomet, den wir noch im Einsatz haben ist eine Panasonic MSF. Diese arbeitet mit einem Pentium 233 (also einem historischen Prozessor ), und hat 10 Bestückköpfe pro Portal. Wenn die nun an jedem Bestückkopf ein Bauteil hat "huscht" der Kopft einmal über die Kamere (dauert etwa eine Sekunde) und alle Bauteile sind vermessen. OK, das wird nicht der Pentium übernehmen, sondern eine Extra-Karte. Dennoch wird auch die Rechenleistung dieser Video-Karte begrenzt sein, wenn man bedenkt wann dieses Modell gebaut wurde (>10 Jahre).
Mit einem i7 sollten selbst komplexe Bauteile in einem "kleinen" Sekundenbruchteil ausgewertet werden können.

Was ich mal versuchen würde:
Je nach Bauteil würde ich schon mal due Auflösung anpassen. Bei einem 0805´er Widerstand braucht man keine HD-Kamera. Da wäre eine Auflösung von 320x240 mehr als ausreichend. Du solltest also erstmal Shapes anlegen, anhand der Größe und der Details die Auflösung und den Auszuwertenden Bildbereich bestimmen.
Weitere Beispiele:
-Brückengleichrichter --> Großes Bauteil, aber nur 4 (große) Anschlüsse --> Wenn das Bauteil nun 3x3 cm groß ist wertet man 50% je Seite (also 100% insgesamt) mehr aus, da es ja auch außermittig an der Pipette hängen kann. Somit reicht ein Bildinhalt von 6x6 cm aus. Das ist schon recht viel, aber diesen kann man in einer sehr groben Auflösung auswerten.
-Mini BGA --> Kleines Bauteil, aber viele kleine Anschlüsse --> Wenn der Mini BGA z.B. 8x8 mm groß ist reicht ein Bildinhalt von 16x16 mm aus. Dieer muss jedoch in einer hohen Auflösung vorliegen, um die einzelnen Balls noch gescheit zu erkennen. Es reicht nicht aus wenn man jeden Ball als ein Pixel sieht, denn dann erkennt man nicht wenn ein Ball beschädigt ist und man würde eine "Polungsecke" als einen Ball interpretieren.
-QFP 240 --> Großes Bauteil, viele Beine, kleine Beinabstände --> Hier würde man einen recht größen Bildinhalt brauchen und zudem noch eine hohe Auflösung. Man kann aber etwas tricksen. Wenn man erst mit einer kleinen Auflösung die Lage des Bauteils ermittelt kann an danach nochmal hochauflösend die 4 Bereiche ansehen, in denen sich die Beine befinden. Gerade bei Feinpitch-QFPs ist es wichtig dass man sich die Beine genau ansieht, da diese oft schon in der Verpackung leicht verbogen sind (dünne Beine verbiegen ja auch viel schneller). Damit man später nicht mühselig reparieren muss wäre es besser QFPs mit verbogenen Beinen gleich auszusortieren. Den "Ausschuss" kann man dann immer noch von Hand bearbeiten (z.B. Beine richten) und danach wieder zum bestücken in die Maschine geben. Ein Bein an einem QFP zu richten ist definitiv einfacher als dieses später bei einem bestückten und gelöteten QFP auf der LP zu reparieren.

Das sollte reichen mit den Beispielen. Wenn man also die Auflösung und den Bildbereich anpasst und ggf. nur bestimmte Bereiche hochauflösend anschaut kann man sicher enorm viel Rechenleistung (und somit Zeit) einsparen.

Zum Thema mitlesen...
Ja, ich lese noch mit, aber selber aktiv werden kann ich nicht mehr, da ich im Januar noch mal die Schulbank drücken werde (eigentlich jetzt schon ...Vorbereitung). Ich versuche per Fernlehrgang meinen Elektrotechniker zu machen. Da ich schon seit über 20 Jahren aus der Schule raus bin wird das alles andere als einfach. Somit kann ich mir in dieser Zeit keine Hobbys mehr leisten und werde mich auch an diesem Projekt nicht beteiligen können.


Edit:
Zur Shape-Erzeugung...
Bei Panasonic werden die Shapes in verschiedene Klassen unterteilt. Je nach Klasse wird dann (wie oben beim SO-8 beschrieben) nur die Anzahl der Beine eingegeben und die Länge anhand der Differenz von der Gesamtkänge zur Körperlänge errechnet. Es gibt aber auch unsymetrische Bauteile (z.B, DPAK). Hier muss man natürlich die Länge des Beins mit angeben. Da die Beine auch in den Körper hereinragen können (wie z.B. beim DPAK) werden diese von außen nach innen vermessen.
Eigentlich würde es ausreichen wenn man "immer" so vorgeht (mit Ausnahme der BGAs). Beinlänge mit angeben und von außen nach innen messen funktioniert auch bei symetrischen Bauteilen (wie z.B. SO-8 ) und selbst bei Chip-Bauteilen (z.B, 0805C, 1206R, usw.).