專利名稱:一種fpc板插頭識別定位方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種識別定位方法,特別是涉及一種FPC板插頭識別定位方法。
背景技術(shù):
便攜式產(chǎn)品需求的增長,推動著線路板從單面不斷地發(fā)展到雙面、多層、撓性以及剛撓結(jié)合板,并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展。撓性線路板,即FPC板基材為銅,需要在線路覆蓋一層覆蓋膜,覆蓋膜材料一般為聚酰亞胺,熱固膠在高溫下將覆蓋膜與線路板緊密結(jié)合,壓合在線路板表面起到保護作用。 而FPC板生產(chǎn)的后期需要加工外形,在外形處有一排插頭用于與其他電子產(chǎn)品進行連接。 線路板連接的可靠性對激光切割精度更嚴更高。目前批量加工FPC外形的方法是沖切方法,小批量FPC板和FPC板樣品主要運用激光切割加工。迄今為止,國內(nèi)外已經(jīng)有多家廠商開發(fā)出UV激光切割機用于制作FPC樣品,而FPC板插頭外形常用的切割方法光標點識別法和字符識別法,未有文獻報道插頭邊識別法,而這個方法使得FPC板激光切割的操作更方便更簡單,切割精度也更高。傳統(tǒng)的生產(chǎn)中,激光切割技術(shù)常用的CCD定位技術(shù),只能識別定位FPC板上的光標點,光標點位圓形、十字形或方形,且易出現(xiàn)插頭切割精度未達到要求和成品合格率低的情況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種FPC板插頭識別定位方法,使得FPC板激光切割的操作更方便更簡單,切割精度更高。為了達到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是,一種FPC板插頭識別定位方法,其步驟如下
步驟1、在對應(yīng)的CAM(英文computer Aided Manufacturing的縮寫)圖檔上的FPC板插頭邊圖像上標定至少四個虛擬的標識特征點,并將標識特征點導(dǎo)入激光加工軟件,設(shè)定為機床坐標點;
步驟2、將經(jīng)過手工檢查后的漲縮率偏大的FPC板平整地放置到操作平臺上,并固定; 步驟3、用高精度尺寸標準片標定定位系統(tǒng)的攝像頭分辨率,且該分辨率在攝像頭成像平面距離平作臺平面高度不變時保持不變;
步驟4、將攝像頭分別對準步驟1中的FPC板實物的各標識特征點,捕捉計算出各標識點對應(yīng)操作平臺的實際坐標點;
步驟5、從FPC板坐標系與機床坐標系進行射影變換,并對FPC板插頭進行識別定位和畸形校正補償;
步驟6、將激光切割機的激光切割參數(shù)調(diào)整到最佳,激光切割加工FPC板和插頭外形。上述步驟1中所述的標識特征點位于FPC板的插頭的邊緣,即插頭和普通撓性板材之間的界線上。
上述步驟1中所述的激光加工軟件為UV激光切割軟件。上述步驟4中所述的捕捉計算步驟為UV激光切割軟件控制CCD攝像頭捕捉標識特征點,然后將數(shù)據(jù)反饋到UV激光切割軟件進行計算。上述步驟5中所述的校正補償為通過激光切割軟件進行校正補償,并與校正表比對,得到校正補償參數(shù),校正補償參數(shù)為激光切割參數(shù)的一部分。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是有效改善由漲縮造成FPC板切割偏差的問題,使用現(xiàn)有激光加工設(shè)備,應(yīng)用CCD識別新插頭邊的方法,通過CCD圖像識別插頭算法, 捕捉各種不同形狀插頭邊的特征點,并相應(yīng)轉(zhuǎn)化為機床坐標系統(tǒng)從而完成定位,在應(yīng)用FPC 板插頭識別定位技術(shù)后,補償漲縮變形大的線路板尺寸,控制外形切割在精度要求之內(nèi),以保證激光切割出來的插頭尺寸精度,而成品合格率高。
圖1為本發(fā)明的方法流程圖2為本發(fā)明的FPC板漲縮率和切割精度曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明的主旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種FPC板插頭識別定位方法,通過運用CCD圖像識別插頭算法,以插頭邊為定位基準點,進行畸變校正補償,從而確保切割精度。捕捉各種不同形狀插頭邊的特征點,并相應(yīng)轉(zhuǎn)化為機床坐標系統(tǒng)從而完成定位,在應(yīng)用FPC板插頭識別定位技術(shù)后,可以保證激光切割出來的插頭尺寸精度,而成品合格率高。下面結(jié)合實施例參照附圖進行詳細說明,以便對本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點進行更深入的詮釋。本發(fā)明的方法流程圖如圖1所示,一種FPC板插頭識別定位方法,其步驟如下 步驟1、在對應(yīng)的CAM圖檔上的FPC板插頭邊圖像上標定至少四個虛擬的標識特征點,
并將標識特征點導(dǎo)入激光加工軟件,設(shè)定為機床坐標點;
步驟2、將經(jīng)過手工檢查后的漲縮率偏大的FPC板平整地放置到操作平臺上,并固定; 步驟3、用高精度尺寸標準片標定定位系統(tǒng)的攝像頭分辨率,且該分辨率在攝像頭成像平面距離平作臺平面高度不變時保持不變;
步驟4、將攝像頭分別對準步驟1中的FPC板實物的各標識特征點,捕捉計算出各標識點對應(yīng)操作平臺的實際坐標點;
步驟5、從FPC板坐標系與機床坐標系進行射影變換,并對FPC板插頭進行識別定位和畸形校正補償;
步驟6、將激光切割機的激光切割參數(shù)調(diào)整到最佳,激光切割加工FPC板和插頭外形。上述步驟1中所述的標識特征點位于FPC板的插頭的邊緣,即插頭和普通撓性板材之間的界線上。上述步驟1中所述的激光加工軟件為UV激光切割軟件。上述步驟4中所述的捕捉計算步驟為UV激光切割軟件控制CCD攝像頭捕捉標識特征點,然后將數(shù)據(jù)反饋到UV激光切割軟件進行計算。上述步驟5中所述的校正補償為通過UV激光切割軟件進行校正補償,并與校正表比對,得到校正補償參數(shù),校正補償參數(shù)為激光切割參數(shù)的一部分。FPC線路板主要分為單面和雙面及多層線路板,雙面線路板是從單面板發(fā)展起來的產(chǎn)品。FPC板的材料主要有撓性覆銅板、保護膜和聚酰亞胺補強膜。FPC板生產(chǎn)流程的每個工序都會影響線路板外形漲縮,其原因是由撓性覆銅板、聚酰亞胺和聚酰亞胺補強膜等構(gòu)成的線路板,層壓過程需要將材料溫度升到170°C以上,冷卻后因銅與聚酰亞胺的漲縮系數(shù)差異而出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力,破壞了材料平衡力,基材出現(xiàn)收縮變形,基材線路圖形失真,造成FPC 線路板的漲縮不均。FPC板的漲縮不均,易造成外形加工精度達不到要求。本發(fā)明應(yīng)用外形激光切割技術(shù),測量出線路板不同漲縮率的切割偏差值,繪制出激光切割的漲縮-精度曲線,再通過漲縮-精度曲線,針對漲縮率大的FPC板,應(yīng)用新CCD基準點識別技術(shù),對FPC板進行畸變校正,達到提高FPC板插頭加工精度目的。本發(fā)明應(yīng)用到具體實例中,隨機選取FPC板10張,使用UV激光切割機及二次元影像投影儀。首先測量激光切割機的切割精度,判斷設(shè)備是否達到設(shè)計的精度要求。然后選取切割幾種漲縮率的線路板,測量其切割精度,繪制出漲縮率和切割精度的曲線。再次對設(shè)備的精度測試,切割加工前先對設(shè)備運行狀態(tài)和切割精度進行測試。測量方法為,測量FPC板到插頭邊的距離,再減去對應(yīng)的理論值即得到偏差值。三次分別在線路板切割,設(shè)備切割精度測得的數(shù)據(jù)如下表所示
理論億(竜米)( ^^ 米)m羞 C毫理論但米)mmm c m 米)閑羞 ( 毫米)理論價 c m 米)SIS* (m mm羞 c m 米)0. 7700.7710.0010. ?700. 766-0.0040. 7700. 765-0.0050.9500.9530.0030. 9500.9580.0080.9500.949-0,0013.1503.146-O.0043. JL Su3.130-0.023. 1503.147-0.0031.900 15.000L 306 14.9960.006 -0.0041.900 15.0001.904 15.0090.004 0.0001.90-0 15.0001.890 15.003-0.001 0.003方荖值0.005平均_差 (K0.005
從數(shù)據(jù)表得出,切割方差值為5微米,加工精度符合要求,設(shè)備處于正常狀態(tài)。不同漲縮樣板的切割精度,在線路板生產(chǎn)過程中,因為拼板、電鍍、層壓和高低溫差的原因造成樣板的漲縮變形。激光設(shè)備本身對FPC板漲縮作適當補償,但是當FPC板的漲縮變形過大,就無法控制切割外形精度在客戶的要求范圍內(nèi)了。為了測量不同漲縮率的FPC板切割精度,分別選取7種漲縮率0. 1%。、0. 2%0、0. 5%。、0. 8%。、1. 0%。、2. 0%。和3. 0%。的線路板材料,經(jīng)過定位后,激光切割外形,然后用二次元測量切割尺寸,與圖形理論值相比,計算出偏差值,然后統(tǒng)計出平均偏差值和方差。FPC板漲縮率和切割精度曲線圖如圖2所示,該圖表明,當漲縮率小于0. 8%。,切割精度在士0. 05毫米范圍內(nèi)波動;隨著漲縮率的增大,平均切割偏差值和方差值都增加,當漲縮率大于0. 8%。時,切割精度達不到士0. 05毫米的客戶要求,漲縮率大于0. 8%。,切割平均偏差值超過0. 020毫米且方差值大于0. 025毫米;這表明漲縮率超過0. 8%。后,F(xiàn)PC板切割精度無法滿足外形士0. 05毫米的精度要求。將漲縮率大于0. 8%o FPC板的切割精度控制在士0. 05毫米范圍內(nèi),成為激光切割加工的一個難題。據(jù)文獻報導(dǎo)和線路板廠家品質(zhì)要求,F(xiàn)PC板插頭的關(guān)鍵尺寸是插頭尺寸和插頭到板邊的距離。當定位系統(tǒng)以插頭邊為基準點進行畸形校正計算,可消減線路板漲縮過大引起插頭檢驗尺寸和邊距的偏差,從而保證切割的精度。實驗使用的激光切割機定位系統(tǒng)的分辨率為士3微米,清晰地判別插頭和普通撓性板材之間的界線,為FPC板的畸形校正補償提供精確基準點。經(jīng)過線路板生產(chǎn)現(xiàn)場的驗證,本發(fā)明所提供的FPC板插頭識別定位方法能控制漲縮率大的FPC板外形尺寸精度。本發(fā)明統(tǒng)計激光切割機切割不同漲縮率線路板的尺寸偏差,分析測量數(shù)據(jù),總結(jié)出FPC板的漲縮大于0. 8%。時,不能控制切割精度在尺寸公差士0. 05毫米范圍。為解決漲縮變形量大線路板的切割精度問題,本文應(yīng)用新CCD系統(tǒng)識別插頭新定位基準點,補償畸變量,控制成品板的外形精度。例如,F(xiàn)PC板型號110387ba,漲縮率為1. 40%。。插頭到邊的理論尺寸值是0. 330mm, 在激光加工時,用光學(xué)標識點定位,切割后,左右兩邊測量的實際尺寸值是0. 250mm和 0. 378mm,未達到0. 330士0. 050mm的要求。使用本方法后,切割后,測量的尺寸分別是 0. 312mm和0. 352_,符合切割尺寸范圍。盡管本發(fā)明通過具體實例對如何FPC板插頭識別定位方法作出了清晰而完成的描述,但是本發(fā)明不僅僅限于所述實施例,通過簡單的改變程序來達到相同目的是可能發(fā)生的并且都包括在本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1.一種FPC板插頭識別定位方法,其步驟如下步驟1、在對應(yīng)的CAM圖檔上的FPC板插頭邊圖像上標定至少四個虛擬的標識特征點, 并將標識特征點導(dǎo)入激光加工軟件,設(shè)定為機床坐標點;步驟2、將經(jīng)過手工檢查后的漲縮率偏大的FPC板平整地放置到操作平臺上,并固定;步驟3、用高精度尺寸標準片標定定位系統(tǒng)的攝像頭分辨率,且該分辨率在攝像頭成像平面距離平作臺平面高度不變時保持不變;步驟4、將攝像頭分別對準步驟1中的FPC板實物的各標識特征點,捕捉計算出各標識點對應(yīng)操作平臺的實際坐標點;步驟5、從FPC板坐標系與機床坐標系進行射影變換,并對FPC板插頭進行識別定位和畸形校正補償;步驟6、將激光切割機的激光切割參數(shù)調(diào)整到最佳,激光切割加工FPC板和插頭外形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FPC板插頭識別定位方法,其特征在于步驟1中所述的標識特征點位于FPC板的插頭的邊緣,即插頭和普通撓性板材之間的界線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FPC板插頭識別定位方法,其特征在于步驟1中所述的激光加工軟件為UV激光切割軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FPC板插頭識別定位方法,其特征在于步驟4中所述的捕捉計算步驟為UV激光切割軟件控制CCD攝像頭捕捉標識特征點,然后將數(shù)據(jù)反饋到UV激光切割軟件進行計算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的FPC板插頭識別定位方法,其特征在于步驟5中所述的校正補償為通過激光切割軟件進行校正補償,并與校正表比對,得到校正補償參數(shù),校正補償參數(shù)為激光切割參數(shù)的一部分。
全文摘要
一種FPC板插頭識別定位方法,1、在對應(yīng)的CAM圖檔上的FPC板插頭邊圖像上標定至少四個虛擬的標識特征點,并導(dǎo)入激光加工軟件,設(shè)定為機床坐標點;2、將經(jīng)過手工檢查后的漲縮率偏大的FPC板平整地放置到平臺上,并固定;3、用高精度尺寸標準片標定定位系統(tǒng)的攝像頭分辨率,且該分辨率在攝像頭成像平面距離平作臺平面高度不變時保持不變;4、將攝像頭分別對準步驟1中得FPC板實物的各標識點,捕捉計算出各標識點對應(yīng)平臺的實際坐標點;5、從FPC板坐標系與機床坐標系進行射影變換,并對FPC板插頭識別定位和畸形校正補償;6、將切割系統(tǒng)軟件中得激光切割參數(shù)調(diào)整到最佳,激光切割加工FPC板和插頭外形。操作簡單方便,精度高。
文檔編號B23K26/02GK102248288SQ20111018069
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者徐地華, 梅領(lǐng)亮, 羅均濤, 覃賢德, 陳金祥 申請人:昆山市正業(yè)電子有限公司