CN102248288A - 一种fpc板插头识别定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种FPC板插头识别定位方法，1、在对应的CAM图档上的FPC板插头边图像上标定至少四个虚拟的标识特征点，并导入激光加工软件，设定为机床坐标点；2、将经过手工检查后的涨缩率偏大的FPC板平整地放置到平台上，并固定；3、用高精度尺寸标准片标定定位系统的摄像头分辨率，且该分辨率在摄像头成像平面距离平作台平面高度不变时保持不变；4、将摄像头分别对准步骤1中得FPC板实物的各标识点，捕捉计算出各标识点对应平台的实际坐标点；5、从FPC板坐标系与机床坐标系进行射影变换，并对FPC板插头识别定位和畸形校正补偿；6、将切割系统软件中得激光切割参数调整到最佳，激光切割加工FPC板和插头外形。操作简单方便，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种识别定位方法，特别是涉及一种FPC板插头识别定位方法。
背景技术
便携式产品需求的增长，推动着线路板从单面不断地发展到双面、多层、挠性以及刚挠结合板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。
挠性线路板，即FPC板基材为铜，需要在线路覆盖一层覆盖膜，覆盖膜材料一般为聚酰亚胺，热固胶在高温下将覆盖膜与线路板紧密结合，压合在线路板表面起到保护作用。而FPC板生产的后期需要加工外形，在外形处有一排插头用于与其他电子产品进行连接。线路板连接的可靠性对激光切割精度更严更高。
目前批量加工FPC外形的方法是冲切方法，小批量FPC板和FPC板样品主要运用激光切割加工。迄今为止，国内外已经有多家厂商开发出UV激光切割机用于制作FPC样品，而FPC板插头外形常用的切割方法：光标点识别法和字符识别法，未有文献报道插头边识别法，而这个方法使得FPC板激光切割的操作更方便更简单，切割精度也更高。
传统的生产中，激光切割技术常用的CCD定位技术，只能识别定位FPC板上的光标点，光标点位圆形、十字形或方形，且易出现插头切割精度未达到要求和成品合格率低的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种FPC板插头识别定位方法，使得FPC板激光切割的操作更方便更简单，切割精度更高。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种FPC板插头识别定位方法，其步骤如下：
步骤1、在对应的CAM(英文computer Aided Manufacturing的缩写)图档上的FPC板插头边图像上标定至少四个虚拟的标识特征点，并将标识特征点导入激光加工软件，设定为机床坐标点；
步骤2、将经过手工检查后的涨缩率偏大的FPC板平整地放置到操作平台上，并固定；
步骤3、用高精度尺寸标准片标定定位系统的摄像头分辨率，且该分辨率在摄像头成像平面距离平作台平面高度不变时保持不变；
步骤4、将摄像头分别对准步骤1中的FPC板实物的各标识特征点，捕捉计算出各标识点对应操作平台的实际坐标点；
步骤5、从FPC板坐标系与机床坐标系进行射影变换，并对FPC板插头进行识别定位和畸形校正补偿；
步骤6、将激光切割机的激光切割参数调整到最佳，激光切割加工FPC板和插头外形。
上述步骤1中所述的标识特征点位于FPC板的插头的边缘，即插头和普通挠性板材之间的界线上。
上述步骤1中所述的激光加工软件为UV激光切割软件。
上述步骤4中所述的捕捉计算步骤为UV激光切割软件控制CCD摄像头捕捉标识特征点，然后将数据反馈到UV激光切割软件进行计算。
上述步骤5中所述的校正补偿为通过激光切割软件进行校正补偿，并与校正表比对，得到校正补偿参数，校正补偿参数为激光切割参数的一部分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：有效改善由涨缩造成FPC板切割偏差的问题，使用现有激光加工设备，应用CCD识别新插头边的方法，通过CCD图像识别插头算法，捕捉各种不同形状插头边的特征点，并相应转化为机床坐标系统从而完成定位，在应用FPC板插头识别定位技术后，补偿涨缩变形大的线路板尺寸，控制外形切割在精度要求之内，以保证激光切割出来的插头尺寸精度，而成品合格率高。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的FPC板涨缩率和切割精度曲线图。
具体实施方式
本发明的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种FPC板插头识别定位方法，通过运用CCD图像识别插头算法，以插头边为定位基准点，进行畸变校正补偿，从而确保切割精度。捕捉各种不同形状插头边的特征点，并相应转化为机床坐标系统从而完成定位，在应用FPC板插头识别定位技术后，可以保证激光切割出来的插头尺寸精度，而成品合格率高。
下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。
本发明的方法流程图如图1所示，一种FPC板插头识别定位方法，其步骤如下：
步骤1、在对应的CAM图档上的FPC板插头边图像上标定至少四个虚拟的标识特征点，并将标识特征点导入激光加工软件，设定为机床坐标点；
步骤2、将经过手工检查后的涨缩率偏大的FPC板平整地放置到操作平台上，并固定；
步骤3、用高精度尺寸标准片标定定位系统的摄像头分辨率，且该分辨率在摄像头成像平面距离平作台平面高度不变时保持不变；
步骤4、将摄像头分别对准步骤1中的FPC板实物的各标识特征点，捕捉计算出各标识点对应操作平台的实际坐标点；
步骤5、从FPC板坐标系与机床坐标系进行射影变换，并对FPC板插头进行识别定位和畸形校正补偿；
步骤6、将激光切割机的激光切割参数调整到最佳，激光切割加工FPC板和插头外形。
上述步骤1中所述的标识特征点位于FPC板的插头的边缘，即插头和普通挠性板材之间的界线上。
上述步骤1中所述的激光加工软件为UV激光切割软件。
上述步骤4中所述的捕捉计算步骤为UV激光切割软件控制CCD摄像头捕捉标识特征点，然后将数据反馈到UV激光切割软件进行计算。
上述步骤5中所述的校正补偿为通过UV激光切割软件进行校正补偿，并与校正表比对，得到校正补偿参数，校正补偿参数为激光切割参数的一部分。
FPC线路板主要分为单面和双面及多层线路板，双面线路板是从单面板发展起来的产品。FPC板的材料主要有挠性覆铜板、保护膜和聚酰亚胺补强膜。FPC板生产流程的每个工序都会影响线路板外形涨缩，其原因是：由挠性覆铜板、聚酰亚胺和聚酰亚胺补强膜等构成的线路板，层压过程需要将材料温度升到170℃以上，冷却后因铜与聚酰亚胺的涨缩系数差异而出现内应力，破坏了材料平衡力，基材出现收缩变形，基材线路图形失真，造成FPC线路板的涨缩不均。
FPC板的涨缩不均，易造成外形加工精度达不到要求。本发明应用外形激光切割技术，测量出线路板不同涨缩率的切割偏差值，绘制出激光切割的涨缩-精度曲线，再通过涨缩-精度曲线，针对涨缩率大的FPC板，应用新CCD基准点识别技术，对FPC板进行畸变校正，达到提高FPC板插头加工精度目的。
本发明应用到具体实例中，随机选取FPC板10张，使用UV激光切割机及二次元影像投影仪。
首先测量激光切割机的切割精度，判断设备是否达到设计的精度要求。然后选取切割几种涨缩率的线路板，测量其切割精度，绘制出涨缩率和切割精度的曲线。
再次对设备的精度测试，切割加工前先对设备运行状态和切割精度进行测试。
测量方法为，测量FPC板到插头边的距离，再减去对应的理论值即得到偏差值。三次分别在线路板切割，设备切割精度测得的数据如下表所示：
从数据表得出，切割方差值为5微米，加工精度符合要求，设备处于正常状态。
不同涨缩样板的切割精度，在线路板生产过程中，因为拼板、电镀、层压和高低温差的原因造成样板的涨缩变形。激光设备本身对FPC板涨缩作适当补偿，但是当FPC板的涨缩变形过大，就无法控制切割外形精度在客户的要求范围内了。
为了测量不同涨缩率的FPC板切割精度，分别选取7种涨缩率0.1‰、0.2‰、0.5‰、0.8‰、1.0‰、2.0‰和3.0‰的线路板材料，经过定位后，激光切割外形，然后用二次元测量切割尺寸，与图形理论值相比，计算出偏差值，然后统计出平均偏差值和方差。
FPC板涨缩率和切割精度曲线图如图2所示，该图表明，当涨缩率小于0.8‰，切割精度在±0.05毫米范围内波动；随着涨缩率的增大，平均切割偏差值和方差值都增加，当涨缩率大于0.8‰时，切割精度达不到±0.05毫米的客户要求，涨缩率大于0.8‰，切割平均偏差值超过0.020毫米且方差值大于0.025毫米；这表明涨缩率超过0.8‰后，FPC板切割精度无法满足外形±0.05毫米的精度要求。
将涨缩率大于0.8‰FPC板的切割精度控制在±0.05毫米范围内，成为激光切割加工的一个难题。据文献报导和线路板厂家品质要求， FPC板插头的关键尺寸是插头尺寸和插头到板边的距离。当定位系统以插头边为基准点进行畸形校正计算，可消减线路板涨缩过大引起插头检验尺寸和边距的偏差，从而保证切割的精度。
实验使用的激光切割机定位系统的分辨率为±3微米，清晰地判别插头和普通挠性板材之间的界线，为FPC板的畸形校正补偿提供精确基准点。经过线路板生产现场的验证，本发明所提供的FPC板插头识别定位方法能控制涨缩率大的FPC板外形尺寸精度。本发明统计激光切割机切割不同涨缩率线路板的尺寸偏差，分析测量数据，总结出FPC板的涨缩大于0.8‰时，不能控制切割精度在尺寸公差±0.05毫米范围。为解决涨缩变形量大线路板的切割精度问题，本文应用新CCD系统识别插头新定位基准点，补偿畸变量，控制成品板的外形精度。
例如，FPC板型号110387ba，涨缩率为1.40‰。插头到边的理论尺寸值是0.330mm，在激光加工时，用光学标识点定位，切割后，左右两边测量的实际尺寸值是0.250mm和0.378mm，未达到0.330±0.050mm的要求。使用本方法后，切割后，测量的尺寸分别是0.312mm和0.352mm，符合切割尺寸范围。
尽管本发明通过具体实例对如何FPC板插头识别定位方法作出了清晰而完成的描述，但是本发明不仅仅限于所述实施例，通过简单的改变程序来达到相同目的是可能发生的并且都包括在本发明之中。
Claims (5)
1.一种FPC板插头识别定位方法，其步骤如下：
步骤1、在对应的CAM图档上的FPC板插头边图像上标定至少四个虚拟的标识特征点，并将标识特征点导入激光加工软件，设定为机床坐标点；
步骤2、将经过手工检查后的涨缩率偏大的FPC板平整地放置到操作平台上，并固定；
步骤3、用高精度尺寸标准片标定定位系统的摄像头分辨率，且该分辨率在摄像头成像平面距离平作台平面高度不变时保持不变；
步骤4、将摄像头分别对准步骤1中的FPC板实物的各标识特征点，捕捉计算出各标识点对应操作平台的实际坐标点；
步骤5、从FPC板坐标系与机床坐标系进行射影变换，并对FPC板插头进行识别定位和畸形校正补偿；
步骤6、将激光切割机的激光切割参数调整到最佳，激光切割加工FPC板和插头外形。
2.根据权利要求1所述的FPC板插头识别定位方法，其特征在于：步骤1中所述的标识特征点位于FPC板的插头的边缘，即插头和普通挠性板材之间的界线上。
3.根据权利要求2所述的FPC板插头识别定位方法，其特征在于：步骤1中所述的激光加工软件为UV激光切割软件。
4.根据权利要求3所述的FPC板插头识别定位方法，其特征在于：步骤4中所述的捕捉计算步骤为UV激光切割软件控制CCD摄像头捕捉标识特征点，然后将数据反馈到UV激光切割软件进行计算。
5.根据权利要求4所述的FPC板插头识别定位方法，其特征在于：步骤5中所述的校正补偿为通过激光切割软件进行校正补偿，并与校正表比对，得到校正补偿参数，校正补偿参数为激光切割参数的一部分。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20111123 |