机器视觉运动控制一体机在柔性电路板自动上料中的应用

应用背景

柔性电路板（Flex PCB）这个术语听起来可能有些专业，实际上它是一种以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的印刷电路板。其核心特点包括：高可靠性、极佳的可挠性、高配线密度、轻量化、薄型化，并且能够自由弯曲和折叠。简而言之，它又柔又轻，可以轻松嵌入各种狭小空间内。

凭借这些特性，柔性电路板特别适用于需要连续运动或定期运动的内部连接系统，以及对体积和重量有严格要求的电子设备。因此，航空航天、移动通讯、3C电子、数码相机等领域都离不开它的应用。

柔性电路板的形状和尺寸往往千差万别，且板材本身柔软、重量轻。这就导致在固定、运输和加工过程中，必须将它们放置在专用料盘上——每个料盘设有对应的限位槽，一片一片整齐摆放。

然而，传统的上料方式主要依赖人工：操作员需一片一片地将电路板摆放到料盘上。这种方式效率低下，人力成本高昂。随着电子产业的爆发式增长，柔性电路板的产能需求急剧攀升，人工上料已无法满足生产节奏。因此，自动上料成为行业发展的必然趋势。但核心难题在于：如何实现自动、平稳、高效地将柔性电路板批量传递到下一工序的指定位置？这依然是许多企业面临的痛点。

针对这一挑战，正运动技术提供的解决方案是：利用图像处理技术，通过自动阵列匹配定位，抓取料盘上多个柔性电路板的位置信息，从而替代人工，实现平稳高效的自动上料。上一期我们介绍了端子裁切检测的应用，本期将重点分享柔性电路板自动上料的具体实现方案。

检测原理

检测需求

1. 局部匹配定位：准确识别柔性电路板的位置，并将坐标输出给机械手。机械手从进料单元吸取电路板，然后将其放置到加工位置。

2. 主界面实时显示柔性电路板的位置信息，同时统计当日上料总数。

（上图：柔性电路板样品；下图：自动上料示意图）

软件算法

核心算法分为三个步骤：

第一步，先进行模板学习——使用形状模板工具创建柔性电路板的形状模板，并将该模板的位置结果作为基准参考位置。

第二步，执行九点标定，将像素坐标转换为世界坐标系，从而让机械手能够准确抓取。

第三步，标定完成后，匹配定位得到的位置信息会在界面中显示，同时统计当天的上料总数。

课前准备

要动手实践，需要提前准备以下硬件和软件：

1. 一台安装好ZDevelop 3.10.07版本的电脑。

2. 一台VPLC516E控制器。

3. 一个24V直流电源。

4. 若干网线。

5. 若干电线。

软件实现

1. 打开ZDevelop软件，新建一个项目，命名为“柔性电路板上料定位.zpj”。然后依次新建HMI文件、main.bas（编写界面响应函数）、global_variable.bas（存储全局变量，并开启HMI自动运行任务）、InitLocator.bas（初始化匹配参数）、draw.bas（更新绘制ROI数据）、camera.bas（实现图像采集功能）。最后将所有文件添加到项目中。

2. 设计HMI人机交互界面。

3. 将HMI界面上的控件变量进行关联配置。

4. 本期代码主要实现的功能及所用指令如下所示。

操作步骤

想要查看实际运行效果？请按照以下步骤操作：

将项目下载到仿真器中 → 使用本地图片 → 执行单次采集 → 点击“学习模板”（创建柔性电路板的形状模板） → 点击“坐标标定”（进行Mark点标定） → 点击“使用标定”（查看当前柔性电路板的坐标信息） → 点击“连续运行”，观察连续运行效果 → 结束。

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