视觉合成(大封装视觉识别)
什么是 Vision Compositing(视觉合成)?
简单说,就是用多次拍照(多次底部相机拍摄)来拼凑出整个元件的位置和角度,而不是只拍一张照片就完事。- 元件太大,相机一次拍不全(比如大芯片)。
- 元件不是标准长方形,形状怪怪的。
- 想提高精度 —— 把要检测的特征(比如引脚、焊盘角)移到相机正中央拍,这样拍出来的角度最正,误差最小(因为镜头边缘会有畸变,侧面看也会有偏差)。
- 对于“内凹”的焊盘(比如有些元件外面不对称,或者太大拍不到外角),也能通过拍内部拐角来定位。
- 支持在“管线编辑器”里逐张查看每一张照片。
为什么要搞这个功能?
相机选型的纠结
贴片机的底部相机,如果分辨率太高,处理慢、帧率低、灯光要求高;如果视野太大,镜头往往很广角,广角镜头拍出来的东西边缘变形大,影响精度。 大部分元件其实都是小个的,为了偶尔一两个大芯片去妥协相机,不划算。 有了 Vision Compositing,你就可以把相机调成适合日常小元件的配置(中等分辨率、高帧率、焦距稍长、畸变小),碰到大元件时,多拍几张拼起来就行了。代价就是多花点时间拍照,但换来整体精度和效率的提升。提高精度
特别是对很大的元件,多张合成能明显降低误差。比如吸嘴有点歪,或者相机镜头广角导致边缘偏移,如果只拍一张,误差会很大;但如果把要检测的角分别移到相机正中心拍,正中心是最准的,而且左右对称的误差会互相抵消。对付异形元件
有些元件不是标准矩形(比如有缺角、凸起等),多张合成也能搞定。怎么用?
设置“相机漫游半径”(Camera Roaming Radius)
- 默认是 0,表示不使用合成功能。
- 如果你给一个大于 0 的值,就开启了合成。这个半径的意思是:吸嘴带着元件可以在相机中心周围这个半径范围内自由移动(不需要先抬升 Z 轴),以便把元件的不同部位挪到相机正下方拍照。
- 但这个半径不是软件限制,你得自己确保机械上不撞到东西(比如相机底座周围的避让区域、周围障碍物)。
其他准备工作
- 建议开启吸嘴设置里的 “Align with Part?”(对齐到元件) 选项。这样拍完后,十字线和坐标显示都会跟着元件的角度转,方便你肉眼观察。
- 重新检查你的 Nozzle Tip(吸嘴)配置,特别是“最大元件直径”和“最大取料偏差”,这些会影响合成的计算。
元件的“封装外形”(Footprint)
为了让合成能工作,你必须定义好元件的焊盘形状和位置。OpenPnP 里内置了“封装生成器”,输入几个参数就能生成常见封装。如果你从 Eagle 导入,也能自动带过来。封装合成界面
在“Vision Compositing”标签页里,你可以预览这个封装会被怎么拍。鼠标悬停时,会显示每个拍摄点的位置(用角标和圆圈表示)。红色的虚线大圆就是“漫游半径”,相机视野矩形也会显示。你还可以点鼠标看焊盘怎么合并成“块”,只有这些块的外角才能作为拍摄目标。合成方式(Method)
下拉菜单有几种:- None(不用):强制只拍一张,就算元件很大也只用一张。可以用于个别不想合成的元件。
- Restricted(受限,默认):如果元件能一次拍全(在相机中心视野内),就只拍一张;拍不全了才用多张。同时,如果元件形状不规则,也会自动启用多张。
- Automatic(自动):如果元件能一次拍全且形状是规则的矩形,就拍一张;否则自动用多张。可能会把两个角合并成一个“组合”来拍。
- SingleCorners(单独角):每个角都单独拍一次,精度最高。因为相机中心最准,拍的次数多还能平均随机误差。
额外拍摄次数(Extra Shots)
系统会根据几何形状自动算出最少需要拍几个角。比如方形元件两个对角就够了,但你可以额外增加,比如拍四个角,提高精度。最大取料偏差(Max. Pick Tolerance)
这个值越大,表示允许吸嘴取料时偏得越多。偏得越多,拍摄时各个角就越难被“单独”拍到(因为可能会和其他角重叠或超出相机视野)。如果设太大,可能找不到合适的拍摄方案。你可以直接设 0,就使用吸嘴自己的设定值。最小角度杠杆(Min. Angle Leverage)
用来决定两个被拍到的角之间必须隔多远,才能可靠地算出元件的旋转角度。比如设为 0.5,表示两个角至少要隔着元件宽度或高度的一半。允许内角?(Allow inside corner?)
对于超大元件,连漫游半径都不够拍到外角时,可以启用这个选项,去拍大焊盘的内角(比如大芯片中间有镂空或凹槽),靠内角来推算位置。在管线编辑器(Pipeline Editor)里
如果你的合成有多个拍摄点,点“Step”按钮可以逐张查看每一张照片。注意,所有拍摄共用同一个管线配置,你可以调整处理步骤,但改动会影响全部照片,所以要确保每一步对所有照片都有效。总结大白话
- Vision Compositing 就是“多拍几张,拼出完整位置”。
- 让相机可以专心做好小元件,大元件多花点时间拍几次。
- 精度更高,因为每张都把关键特征放在相机最中心拍。
- 设置好“漫游半径”、选好“合成方式”,剩下的自动完成。
- 可以预览、调试,非常灵活。