1固晶機及其系統

? ? ? ? ?固晶機是LED、芯片半導體、攝像頭貼裝的封裝工藝中的關鍵設備之一，如圖1所示，該設備是目前市面上典型的高速高精度、帶視覺系統的全自動化設備。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1?固晶機示意圖

如圖2所示，固晶機主要由取料機構、推料機構、點膠機構、點膠平臺、擺臂機構、固晶平臺、找晶平臺、夾具和出料機構組成。固晶系統的操作過程包括以下步驟：①LED晶片和LED支架板的圖像識別、定位及圖像處理。②通過銀膠拾取裝置對LED支架板的給定位置進行點膠處理。③利用晶片吸取裝置把LED晶片準確無誤地放置于點膠處。該設備的操作系統原理囊括了高速精密定位控制，視覺定位控制，氣動吸取控制等光機電一體系統的相關技術。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2固晶機的總體結構

固晶機機構多、電機多、邏輯復雜，且對速度和機器視覺有很高要求，因此開發快速穩定的模板匹配算法、高效的多目標識別搜索算法、快捷的邏輯處理算法以及方便迅速的機器數據存儲和交互方法是固晶控制系統關鍵。

固晶視覺控制系統的硬件基本組成如圖3所示，該系統硬件由工業相機、工控機、運動控制卡、光源控制器和加密狗等構成。工業相機獲取圖像；工業PC機用于人機交互、運動調度和圖像處理；運動控制卡進行運動控制；加密狗進行軟件加密。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3固晶機控制系統硬件結構

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(1) 單找晶單固晶	(2)單找晶多固晶 ?
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(3)多找晶多固晶
圖4?固晶系統的結構 ?

固晶機根據視覺結構不同可以分為單找晶單固晶、單找晶多固晶和多找晶多固晶等類型，如圖4所示。固晶機系統復雜且要求高速高精度的特征，固晶系統的設計過程在項目立項之后，分階段進行的過程為：軟件功能分析，硬件系統統計，輸入輸出點位分配與定義，電機分配與定義，電機位置分析，動作位置干涉分析，報警情況匯總，工藝參數采集，手動調機按鍵需求分析，邏輯對象劃分，繪制邏輯流程圖，模塊化編碼，測試和交付。

2固晶系統人機界面

固晶系統是典型的帶機器視覺的高速高精度復雜系統，主要包括人機交互、運動控制、圖像識別定位和數據處理監控等部分。根據對固晶機的特點的分析，固晶機的人機按照功能組成可以劃分為系統登錄引導、用戶登入及管理、視覺系統設置、文件管理和編輯、IO測試、參數處理、加密狗保護和狀態會話等，固晶系統的軟件功能組成如圖5所示?

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固晶系統軟件結構組成

考慮到固晶機產品系列化，以及未來的可維護性、代碼重用性和功能的通用性，對固晶機人機界面進行模塊化劃分為界面主框架、系統設置、影像矯正、支架編程、取晶編程、手動調試、位置設定、電機設定、I/O診斷、文件管理、用戶管理、軟件注冊和系統日志等模塊，固晶系統的界面組裝后的主界面效果如圖6所示。

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圖6東莞市精馳軟件的固晶系統操作主界面

3固晶系統的控制邏輯

本文固晶系統實例的運動控制部分，其驅動硬件包括8個步進電機、12伺服電機和4個直線電機，輸出執行機構有24個點，輸入檢測傳感器有18個點。整個設備的運動由手動調機、搖桿操作、系統復位、單步運動和自動運行等組成，運動邏輯系統的組成如圖7所示。手動調機的設計是為了方便調試人員維修設備，搖桿操作是為了晶框的移動更加方便，系統復位則是整個設備的輸出點位和電機等執行機構回到原點與安全位置，單步運動是為了控制單顆晶元的貼裝精準度而設置的方便試機的操作，自動運行則是無需人為操作的全自動固晶。

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圖7?固晶機運動控制系統組成

此外，手動調機由點膠頭1、點膠頭2、吸晶、固晶、進料和出料的眾多小段邏輯組成，共有63條，手動調機的操作頁面如圖8所示。各個小段邏輯是整機運動的部分動作，相當于把整機的邏輯按照機構隨意取其中的某些段做成單個動作。

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圖8?手動調試的動作

固晶運動系統包含2組點膠定位的雙軸平面移動陣列機構平臺，1組固晶的雙軸平面移動陣列機構平臺，1組晶元的目標位置搜索并動態計算的雙軸位置移動機構平臺等部分，這4組平臺組成了固晶系統的邏輯最難的部分。對固晶機運動系統進行邏輯對象劃分，如表1所示。

表1運動邏輯對象劃分

序號	邏輯對象模塊	對象數	對象描述
1	視覺標定	4	視覺機械平臺和CCD相機的坐標轉換關系，自標定的運動過程
2	進料機構	1	抓取料盒，把料盒送進家具的過程
3	雙軸定位平臺	3	陣列型平面點位移動過程，移動支架中LED被的貼裝點
4	點膠機構	2	點膠過程的動作
5	找晶平臺	1	鏡框中晶元的搜索動作
6	出料機構	1	支架從夾具移動出料盒，料盒自動出料的過程
7	擺臂機構	1	晶元的拾取和貼裝的動作過程

4固晶系統邏輯設計

1、點膠機構和平臺運動設計實例

鑒于固晶運動控制的復雜性和本文篇幅有限，本文僅對取點膠機構和點膠平臺的設計進行說明。點膠機構負責點膠，點膠平臺負責移動膠杯，二者相互配合組成固晶機的點膠系統。點膠機構的動作邏輯流程圖如圖6-11所示。點膠邏輯對象的運動過程由上下點膠和左右擺動共同完成，點完膠水后和平臺交互，平臺移動，往復循環，直到平臺位置走完。

點膠平臺邏輯對象的動作流程圖如圖9所示，點膠邏輯對象使能點膠平臺移動時，伴隨著CCD視覺攝像機的移動，運動平臺做精確定位。2個點膠邏輯對象和2個雙軸定位平臺對象，其對應之間存在著使能引腳的交互。

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圖9?點膠機構邏輯流程

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圖10?點膠平臺邏輯流程圖

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原創文章。后記：

? ? ? 東莞市精馳軟件有限公司，是一家專注于智能控制系統領域的工業軟件與自動化技術研發及銷售的高新軟件企業。企業創始人來自華南理工大學等國內知名工科院校和行業龍頭企業的核心骨干，有著行業內精湛的高技術水平。目前主推基于自主研發的軟件型PLC運動控制和機器視覺架構的控制系統解決方案，基于此核心技術的全自動貼合貼膜控制系統，全自動液晶屏包邊控制系統、全自動高速高精半導體固晶機系統、智能化的口罩生產線控制系統、全自動軌跡化的點膠機控制系統等都能大程度上讓客戶獲得具成本效益的方案及生產設備，為客戶贏得產品市場。
????公司目前主營產品有：全自動貼合貼膜控制系統、全自動液晶屏包邊控制系統、全自動高速高精半導體固晶機系統、智能化的口罩生產線控制系統、全自動點膠機控制系統等基于通用軟件架構的運動控制與機器視覺控制系統，可提供貼敷、組裝、點膠、分揀、固晶和機器人控制等各種不同的控制系統解決方案。

? ? 公司具有專業配套的各種固晶系統解決fan方案，歡迎合作。791449739@qq.com

總結

以上是生活随笔為你收集整理的固晶机及其系统（LED封装、芯片半导体封装，摄像头精密贴装）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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