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本帖最后由 dukelec 于 2023-3-14 11:25 编辑
（文章格式可能比较乱，markdown 格式文档地址（以及原代码地址）： https://github.com/dukelec/cd_pnp/discussions/3 ）
（网络不好可使用镜像（域名前多了一个字母 k）： https://kgithub.com/dukelec/cd_pnp/discussions/3 ）
## 安装
### 拆包装
取出的顶部珍珠棉，如果要重新装回去，四个腿要插到底部珍珠棉的内圈，不要顶到底部珍珠棉的外圈台阶上，另外要注意插入时把主机的线理顺一些。
建议用手拿机器 X 轴丝杆中心位置，取出机器（日常搬运也可用此方式）：
如果机器在归零位置，也可以让底板垂直于地面搬运：
日常最好还是用两个手抬着机器左右两侧搬运。
### 包装清单
除了主机，包装还包含：
- 一个 12V 2A 电源适配器
- 一个 DC 电源转接小板及电源转接线
- 一个亚克力版本的 CDBUS-Bridge（USB 转 RS485）
- 一根 RS485 灰色数据线
- 主机已经安装一个 502 陶瓷小吸嘴，另附一个 506 橡胶大吸嘴
### 更换吸嘴
502 吸嘴默认是吸 0402 的料，但是更小和更大的料也都可以吸，譬如可以吸 0201 的料，也可以吸 LQFP48 芯片，甚至更大的料。
502 吸嘴吸很大的芯片，旋转过程中容易打滑，导致角度不准，我们可以手动操作加以修正。
如果要更换吸嘴，建议操作过程用手扶住 R 轴电机，防止 R 轴电机所在平台弯曲变形。
### 更换防滑膜
主机底板上，已经贴了一层 3mm 厚的硅胶垫（长宽 130x300mm），可以起到柔光、保护和防滑等效果。
但是，元件直接放置在硅胶垫上，会被硅胶垫粘住，难以吸取，所以硅胶垫左侧会贴上特殊防滑膜，
该防滑膜可以兼顾元件防滑和吸嘴吸取。
出厂默认已经贴了防滑膜，清洗建议用沾水的纸巾轻轻擦拭。
如果防滑磨表面磨损影响使用，我们可以更换该膜。
防滑膜取自办工用品 -- 护卡膜
我们取出一对护卡膜，用剪刀剪去根部粘了胶的位置，然后用沾水的纸巾擦拭硅胶板，除去灰尘和污渍，
然后把这对护卡膜贴到硅胶板上，用手或合适的工具挤出气泡，最后再分开这一对护卡膜，只保留一张膜在硅胶板上即可（不光滑的一面朝上）。
提示：
我们也可以不在硅胶板上贴膜，而是把膜贴在 1~2mm 厚的柔光亚克力板上（推荐冬瓜白，和硅胶颜色接近），亚克力板两面都选择亮面，5x7cm 左右大小，其中一面涂胶贴护卡膜。
这样贴片的时候，可以把放好元件的亚克力卡片直接放到硅胶上。贴片的时候可以准备另一块亚克力卡片。
（图为 1mm 厚透明亚克力卡片贴护卡膜，使用 B-7000 胶水，一点点气泡不会影响视觉识别。）
建议用一小节电阻电容的纸载带来把料分散，以及翻面，下面视频为 0402 的电阻翻面操作（更大的电阻难度会加大，不好翻面的时候也可以用镊子操作）：
直接把料倒在硅胶板的防滑膜上有时不是很好操作，建议先把料倒在小卡片上，再从卡片用纸载带把料转移到硅胶板上。
特别是前一款料还没贴好的时候，用这个方法可以先准备好下一款料，以节省时间。
## 上电及校准
接上 12V 电源，主机各 MCU 小板会闪烁绿灯，然后绿灯长亮，机器不会转动。
通过机器左下角背光板开关，可以手动控制背光板亮灭。
接入 USB，参见 CD-PnP 安装说明，安装 Python 依赖环境，然后运行 CD-PnP 的主 Python 程序，
程序启动后，机器正常会执行归零操作，归零后会停下来，此时可按照程序终端提示，打开 CD-PnP 软件 web 图形界面。
（如果机器已经上电归零，再次启动 CD-PnP 程序则不会执行归零操作。）
Web 界面打开后，可以用键盘控制机器运动（也可以用 web 界面上的对应的按钮进行移动）：
界面中的数据，修改之后会自动保存，刷新页面不会丢失。
### 校准作业的预设高度调整
如果出厂有提供对应编号的机器配置文件，用户在 web 界面通过 `Import Config` 按钮导入，可以选择跳过此步骤。
Web 界面有一组 `User pos` 栏目可供用户使用，其目的是点击对应的 `Goto` 按钮，可以快速移动到之前保存的座标。
默认已经填写了 2 组位置快捷方式，一个是运行到空旷的位置，靠近机器中间，较为不挡用户上下料等操作。
另一个是校准作业的初始位置，要执行吸嘴位置校准时，要先走到该位置。
然而，如果校准作业初始位置的高度不是理想的高度，则会影响后续校准操作，所以我们首次使用机器要先校准一下这个高度，日后几乎不用再重复这个过程。
操作方法如下：
先点击 `Calibration` 的 `Goto` 按钮，走到校准作业的初始位置，勾选 `Camera` 后面的 `Enable` 选项打开摄像头，默认打开 1 号主摄像头，元件识别方式可以选择 `None` 让画面保持干净。
此时，我们可以按 `Grab offset (0°)` 后面的 `<-` 按钮，让吸嘴向左移动到黑十字标线上方，切换至 2 号摄像头，并勾选 Light 选项打开摄像头背光。
接着，用方向键稍微降低吸嘴高度，为了方便观察吸嘴到黑十光标中心的偏移，然后移动吸嘴靠近黑十光标的中心。
此时，点 `Detect bottom` 按钮，让吸嘴自动下降探测黑十光标所在玻璃片的高度，停止后，移动速度选择 2，并向上移动 3 次以抬起吸嘴（高度增加 0.3mm），让吸嘴和玻璃片靠比较近，但又保持一定距离不能接触。
此时，高度就校准的差不多了，接下来要把这个高度存入到 Calibration 这个快捷方式里面：
- 在当前位置，按 `Cur + cam dz` 按钮，把 Z 轴高度增加 `Camera delta z` 对应的高度，默认是 7mm 一般不用改。
- 按 `Grab offset (0°)` 后面的 `->` 按钮让主摄像头向右移动到黑十光标玻璃片上方，可切换到主摄像头画面，对不准没关系。
- 按 Calibration 这个 `User pos` 后面的 `Update` 按钮更新并保存 `Calibration` 座标。
### 校准吸嘴
校准不用每次都做，首次使用时建议做一次校准，再就是下一节 “校准验证” 提到的情形，如果校准验证的结果有问题，则要重新做一次校准。
先点 `Calibration` 后面的 `Goto` 按钮，快速移动到校准作业初始位置，选择 1 号主摄像头画面，1 号摄像头拍到了黑色的 2 号摄像头，导致黑色的十字标线拍不清楚，为了拍清楚，我们可以放一张纸巾在十字标线下方：
如果环境光线很暗，依然拍不清楚的话，可以勾选 `Camera` 后面的 `Light` 选项，打开 2 号摄像头的背光：
如果画面中心的绿色小十字光标，没有对准黑十字标线的中心，则要按方向键移动主摄像头，让它们的中心重合，并通过对应的 `Update` 按钮更新当前座标到 `Calibration` 快捷方式。
移动时，先选择较快速度进行粗调，再选慢速微调对位。
如果已经对准，则直接进行下一步。
点击 `Reset aux` 按钮，清零 `Aux pos` 座标，方便我们测量接下来移动操作之后的位置到当前位置的偏移：
点击 `Grab offset (0°)` 后面的 `<-` 按钮，把吸嘴移动到黑十字标线上方，切换 2 号摄像头画面，记得打开背光。
点击 `Cur - cam dz` 按钮，让吸嘴下降接近黑十字标线所在玻璃表面（但不接触），以便摄像头拍摄清楚和对位：
首次校准误差可能比较大，移动吸嘴对准黑十字标线中心，并按 `Grab offset (0°)` 后面的 `Update |Aux|` 按钮保存校准后的值（吸嘴中心和主摄像头视角中心的偏移）。
点击 `Go 180°` 按钮，让吸嘴从 0° 旋转到 180°，此时吸嘴可能又会偏离黑十字标线中心：
再次移动吸嘴对准黑十字标线中心，并按 `Grab offset (180°)` 后面的 `Update |Aux|` 按钮保存校准后的值。
至此，校准完毕，建议点击 `Idle` 后面的 `Goto` 把吸嘴移动到空旷位置，以防误操作。
### 校准验证
校准之后，我们可以再次验证一下，确保校准的数据无误，或者操作过程中，误碰到主摄像头或吸嘴，也建议做一次校准验证。
1. 先点 `Calibration` 后面的 `Goto` 按钮，快速移动到校准作业初始位置，先确保画面中心的绿色小十字光标，对准黑十字标线的中心。
如果没有对准，则对准后更新 `Calibration` 存放的座标。
2. 点击 `Grab offset (0°)` 后面的 `<-` 按钮，把吸嘴移动到黑十字标线上方，切换 2 号摄像头画面，记得打开背光。
3. 点击 `Cur - cam dz` 按钮，让吸嘴下降接近黑十字标线所在玻璃表面（但不接触），以便摄像头拍摄清楚和对位。
4. 如果吸嘴中心和黑十字标线中心重合，则表示 0° 校准无误。
5. 重复以上步骤，点 `Calibration` 后面的 `Goto` 按钮，快速移动到校准作业初始位置。
6. 点击 `Grab offset (180°)` 后面的 `<-` 按钮，把吸嘴移动到黑十字标线上方
7. 点击 `Cur - cam dz` 按钮，让吸嘴下降
8. 如果吸嘴中心和黑十字标线中心重合，则表示 180° 校准也无误。
### 元件抓取平面高度校准
先点击 `Comp search #0` 按钮，让摄像头移动到散料摆放的位置：
然后点 `Grab offset (0°)` 后面的 `<-` 按钮，让吸嘴移动到刚才摄像头的位置：
此时，点 `Detect bottom` 按钮，让吸嘴自动下降探测摆放散料的平面高度，停止后，点 `Comp base z` 后面的 `Update` 按钮更新元件抓取高度。
（点 `Detect bottom` 按钮前，也可以手动控制先让吸嘴下降一些，以减少自动高度探测的时间。）
校准完毕，建议再此点击 `Comp search #0` 按钮，让吸嘴离开平面，以防误操作。
此时可以在摄像头下方摆放一些小元件，看摄像头画面是否正常。
元件抓取高度一般只需要校准一次，如果更换不同高度吸嘴，或者在硅胶垫上方增加使用了亚克力元件小托盘，则要重新校准。
### PCB 表面高度校准
贴片不同厚度的 PCB，或者是 PCB 双面贴片时另一面已经贴好元件，PCB 表面高度发生变化，都要进行一次 PCB 表面高度校准。
校准方法和上一章节类似，先手动移动吸嘴到待贴 PCB 上方一点点，最好是 PCB 中间区域没有锡膏的空白位置。
（可以先移动摄像头对准目标区域，然后用 `Grab offset (0°)` 后面的 `<-` 按钮，把吸嘴移动到摄像头原本对准的位置。）
然后点 `Detect bottom` 按钮，让吸嘴自动下降探测 PCB 表面高度，停止后，点 `PCB base z` 后面的 `Update` 按钮更新PCB 表面高度。
完成后，可以点 `Cur + cam dz` 按键，让吸嘴离开 PCB 表面，防止误操作让吸嘴受损。
### 摄像头背景补偿
先点击 `Comp search #0` 按钮，让摄像头移动到散料摆放的位置，摄像头补偿前，画面中间亮，周围暗：
此时，靠近边缘的元件，很可能识别不出来：
补偿的方法是，先点 `Comp search #0` 按钮，让摄像头移动到散料摆放的位置，清空散料，让摄像头画面保持干净，然后点击 `Update BG` 按钮，画面周围亮度会变的和中间接近：
此时，靠近边缘的元件颜色会偏淡，但识别不再有问题：
## 贴片作业
### PCB 座标文件导出
此章节以 KiCad 为例，其它 PCB 画图软件导出的座标文件也可以转换为 KiCad 的格式。
建议在 KiCad 的 PCB 编辑器中放置 `Drill/place file origin`，可以在板子内外的任意位置，显示设置里面也默认使用 `Drill/place file origin` 对应的座标：
（如果不使用 `Drill/place file origin`，板子离原点距离会相对较远，后续操作如果座标有问题，譬如正负号搞反，那么机械可能会运动比较大的偏移，可能会撞到其它物品。）
导出座标文件也选 `Drill/place file origin` 对应的座标：
然后，PCB 板子上任意找两个参考点，并查看它们在 PCB 编辑器中的座标，参考点最好使用专门的标定点，没有的话，也可以是某个元件中心、某个焊盘中心，某根细导线的转角处等等。
（图中标定点金属部分直径 0.3mm，外圈直径 0.8mm。）
参考点不建议选择字符丝印、钻孔、板边，这些参考和焊盘之间可能会存在较大的误差。
### CDPnP 导入座标文件
点击 `Load CSV` 按钮，选择上一步导出的座标文件：
把上一步选择的两个参考点的座标分别填写到 `Fiducial pcb` 后面的输入框：
### 标定 PCB 位置
PCB 实物要按照 PCB 编辑器中的方向摆放到硅胶板上，允许一定角度的误差，理论上不能超过 45 度。
点 `Fiducial cam #0` 后面的 `Goto` 按钮，除了让摄像头移动到 PCB 附近，还可以让吸嘴比 PCB 表面高出预设的高度（`Camera delta z`），以便摄像头可以对焦。
如果不按上述 `Goto` 按钮，先移动摄像头到 PCB 上方，再点 `PCB base + cam dz` 按钮也可以让摄像头对焦。
注意：摄像头高度不对不只影响对焦，还会影响贴片精度，因为吸嘴校准也是在同样的预设高度下进行的。
手动控制摄像头对准我们的一号参考点，然后点 `Fiducial cam #0` 后面的第一个 `Update` 按钮。
然后再移动摄像头对准我们的二号参考点，再点后面的第二个 `Update` 按钮即可。
如果同时贴多块 PCB，可以重复上面的步骤，目前最多可以添加 10 块 PCB。
技巧：
如果是首次使用贴片机，或者是贴多块 PCB，建议首次标定 PCB 位置时先不刷锡膏，先初步标定一次，不用标定很准。
然后把 PCB 依次取下来刷锡膏，再放回原本的位置，有一点偏差没有关系，再用 `Fiducial cam #x` 对应的 `Goto` 按键快速移动摄像头到标定点附近，再手动稍微微调一下就好了。
否则，先刷锡膏，再标定位置，如果标定时间比较长，锡膏容易干燥。
至此，我们已经标定好了 PCB 的位置，此时可以点击软件下方的 `Components` 元件列表中的元件，让摄像头快速移动对准对应的元件。
注意，要点 Reference 和之后的栏目范围。（多块 PCB 可先切换当前 PCB 的选择，便可对准对应 PCB 的对应元件。）
### 开始贴片
贴片前，建议先通过拖拽元件列表整理一下贴片顺序，先贴小的、不分方向的元件，再贴要分方向的元件，不贴的放最后。
电阻电容建议按阻容值排一下顺序，这样不容易贴错料，也容易合并相同的料，否则可能发生以下情况：
先贴一些 `4.7K` 的电阻，再贴 `10K` 等电阻，然后又再次贴 `4.7K,5%` 的电阻，相同的 `4.7K` 的电阻要找 2 次料。
点击选中要开始贴片的元件（选中会变绿，不选则默认贴第一个），然后点 `Run` 按钮开始贴片。
点 `Run` 之前，要摆放对应的元件，一定要先打开 1 号摄像头，并打开视觉识别，背光板也要手动打开。（当前不在识别的时候，可以关闭背光板。）
- 不识别方向的元件，譬如电阻电容，视觉识别要选择 `Default`，元件摆放角度不重要。（PCB 对应的元件封装中的元件角度，需要是元件短边在左右，长边在上下。常用 PCB 软件都是默认如此。）
- 需要识别方向的元件，视觉识别要选择 `Limit angle`，譬如 LED、SOT-23 和其它芯片，元件需要按照元件封装库中的角度摆放在元件吸取区域，允许一定的角度误差，理论上不能超过 45 度。
（硅胶板元件摆放区域的边缘，用黑色笔做了记号，方便摆料的时候可以尽量摆放在视觉识别范围内。）
运行过程中，按空格键暂停操作，目前暂停是不自动进入下一个步骤，当前步骤依然会完成。
再次按空格键取消暂停前，先检查一下当前停在哪一个步骤，如果不是想要的步骤，可以单击对应的按钮选择步骤（`Show target`、`Goto comp` ... `Put down`）。
贴多块 PCB 时，也要注意当前选择的是几号 PCB.
暂停的时候，也可以修改当前要贴的元件，操作比较灵活。（当然也可以先 `Stop` 再 `Run` 代替 `Pause` 暂停。）
贴片过程抓拍：
注意：
贴引脚比较密的芯片，建议不要勾选 `Put down` 选框，芯片被吸取到 PCB 对应焊盘上方会停下，改由用户手动操作：下降元件、对齐芯片引脚和焊盘，确认对齐后再让引脚和焊盘上的锡膏接触，最后按空格取消暂停以升起吸嘴。
自动停止在焊盘上方：
手动下降，和锡膏保持一定安全距离：
（小吸嘴吸取元件后旋转的时候容易打滑，要手动稍微修正一下，比换大吸嘴方便，换吸嘴要重新校准吸嘴。图中为 502 吸嘴。）
手动调整位置，要从多个角度确保芯片引脚和焊盘对齐，然后继续下降芯片，让引脚接触锡膏：
（接下来要按空格键取消暂停，气泵会关闭、吸嘴会升起。）
## 注意事项
- 已经粘到锡膏的元件，如果再次使用时不把锡膏清理干净，锡膏的粘性可能会导致吸嘴吸不起来。
- 如果 PCB 对应元件焊盘没有锡膏，气泵停止工作后，0402 或更小的元件可能会继续粘在吸嘴上，干扰下一次贴片。
- 机器正在运动的时候，尽量等它停下来再发送其它运动指令，防止相互干扰。（无其它任务时，可以快速多次按方向键，或长按方向键。运动速度为 4 的时候则要慢一点。）
- 更换吸嘴的时候，要用手扶住旋转轴电机，防止旋转轴电机所在平台受力变形，或使力传感器应变片受损。
- 放料的平面和放 PCB 的地方，使用前用湿纸巾清洁一下灰尘，避免视觉识别受到污渍干扰，以及 PCB 没有粘牢时遇到吸嘴按压容易移位。
- 放置 PCB 的时候，背面没有贴元件时，用力按压到硅胶板上，防止贴片时移动。
- 如果 PCB 背面已经焊接了元件，建议用多个最高的同款元件把 PCB 垫水平，然后用胶布把 PCB 粘到硅胶板上，防止贴片时移动。
- 贴片时，如果感觉 PCB 移动导致不准，可以暂停或停止任务，重新检查并修正两个标定点的位置。
- 取 PCB 时，由于硅胶板有粘性，建议从一角慢慢取下 PCB。
- 触摸机器时，要避免直接接触机器裸露的电路板，尽量先触摸金属骨架或 PCB 螺丝，防止静电使机器受损。
- 摄像头镜头出厂已经调好焦距，并打上了软胶防止松动，如果对不上焦，可能是摄像头高度不对，尽量不要拧镜头调焦。
- 如果 PCB 表面特别脏，画面会多很多细节，摄像头拍摄的 jpg 图片会变大很多，目前 mcu 和摄像头之间的传输速度不够快，可能会导致画面出现破损。
- 如果环境光线太强影响视觉检测，建议想办法降低环境光线，特别是户外照进室内的强光，譬如拉上一些窗帘。
- 机器要放在平整的工作台面，注意底部软脚垫的位置不要压到异物。
- 电机锁住状态，更换吸嘴可能会让 R 轴电机失步转动到其它角度，此时要重新上电找零点，否则吸嘴校准的数据下次通电会不准。
- 机器有位置超限保护，但是目前没有 2 号相机的死区保护，要小心不要撞到 2 号相机。
- 非 `Detect bottom` 模式，如果 Z 轴不小心下压撞到东西，下压力太大，会自动回位到最顶部。（要尽量小心，最好不要撞到东西。）
- 吸嘴校准的过程，吸嘴全程不能接触 2 号相机，用户也要避免触碰 2 号相机（除了很轻的纸巾），防止 2 号相机位置变化影响校准的精度。
- 尽量避免没有吸到元件的吸嘴下降到 PCB 锡膏上，防止吸嘴被锡膏堵住。万一堵住或者粘了锡膏，建议及时清理。
- 如果要重新装入包装箱，先上电走到默认的 `Idle` 位置，然后用 4 档运动速度，向右和下方各走 2 下（下方对应向下箭头，不是 Z 轴下降）。
已经可以陆续开始发货，连接见发货贴 1 楼： https://www.amobbs.com/thread-5760126-1-1.html |
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发表于 2023-2-18 22:03:36
楼主
