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[分享]贴片机PCB坐标转换成贴片坐标的底层原理 [复制链接]

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2022-03-09
只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2022-03-10

       SMT就是表面贴装技术,其中核心设备就是贴片。加能华泛用贴片机使用两种方法将PCB画图坐标转换成机器实际的贴装坐标。一种是基于两点的普通转换,另外一种是基于不共线的四点精准转换。
       将PCB的画图坐标转换成贴装坐标的这两对点,我习惯将这种点称之为参考点。参考点存在的意义是将PCB文件中以mm或者mil为单位的坐标(我们称之为"==理论坐标==")转换成贴片机以脉冲为单位的坐标(一般都是比较大的数,我们称之为"==贴装坐标==")。我们需要将两者进行转换就需要知道他们的相对应的关系,而我们就是根据两对参考点来确定他们之间的关系的。假设我们在PCB上选择左上角一个元件标识符为R1的贴片电阻理论坐标为R1(10mm,20mm),然后我们在贴片机上使用俯视相机找到实际板材上的R1元件的中心位置得到贴片坐标为R1`(20000,50000),这就获取到了第一对点R1---->R1`。同理我们获取PCB右下角的一个元件标识符为C1的贴片电容理论坐标为(200mm,150mm),同样使用贴片机上的俯视相机获取C1元件的中心位置得到贴片坐标为C1`(36000,78000),这就获取到了第二对点C1--->C1`。现在我们就有两对点了  R1=>R1`    C1=>C1`  。知道两对点了我们就能知道 理论坐标 到 贴装坐标 之间的转换关系了。这里需要用到图形学中的相似变换转换关系,所谓相似变换指的是一种刚性变换,XY方向等比例放大缩小变换,旋转变换和平移变换,这三种变换可以同时存在。更简单的可以理解为一个小三角形变成另外一个更大的相似三角形的变换,他们的大小可以不一样,旋转角度也可以不一样,中心位置也可以不一样,但是他们两个是互为相似三角形,这应该是初中知识应该大家都不陌生吧哈哈哈。而在贴片机上就是将PCB图纸上画的电路板图变换成一个非常大的相似PCB放到贴片机的贴装平面上一样了,通过这两对点就能求出XY方向上的缩放比例,XY方向上的平移量,以及两对点连线的夹角也就是旋转角度。通过这几个变量我们就可以很容易的通过数学计算的方式将每个元件中心的理论坐标一一对应的转换成贴片机平面的实际贴装坐标。接着下一步就是快乐的拾取飞达中的元件贴装到电路板上指定的位置啦。
        但是,这里要加个但是了,因为相似变换使用场景理论上必须是贴片机的XY轴平面和板材的平面绝对平行才能没有误差。实际上无论是进口机还是国产机气的组装工艺,加工工艺是做不到绝对平行的,误差是必然存在的。所以我们加能华泛用机使用了第二种基于不共线的四对点来弥补这两个平面不平行导致的误差问题,这种误差很直接可观察现象就是明明自己编程的时候瞄点非常准,但是原理这两个参考点的其他元件使用俯视相机定位过去的时候却总是有一点偏移。我这里用的是弥补这一词,是因为正如我们前面的帖子所说,软件永远只能用于弥补硬伤,而不能解决硬伤所导致的问题。下一次分享加能华泛用机智能操作系统如何通过不共线的四点来弥补平面不平行的硬伤。
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离线minli_n81
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2021-03-28
只看该作者 沙发  发表于: 2022-03-10
我说国产贴片机的坐标单位是啥 一直没弄明白,看了你的帖子也没完全搞懂,但是知道了个大概  ;这样的方法还是很多误差的
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2022-03-09
只看该作者 藤椅  发表于: 2022-03-10
伺服电机最底层的单位就是脉冲数,这种方法是没有问题的,即使是进口设备juki,雅马哈这些设备本质的坐标转换原理也是这样的。
离线251413880
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2019-03-25
只看该作者 板凳  发表于: 2022-03-29
好高级的样子,我就是没看懂...