從硬件體系架構(gòu)來看，基于PC的機器視覺系統(tǒng)由于其開放性和靈活性，在提供強大的處理能力的同時，也較容易實現(xiàn)與其它功能的集成，但是PC的架構(gòu)由于可靠性和體積等原因，并不能完全滿足工業(yè)應(yīng)用的需求。另一種方式是嵌入式架構(gòu)，使用簡單，可靠性高，但是功能相對單一，可集成度較差。為了解決這些矛盾，NI在其緊湊型的機器視覺系統(tǒng)(CVS)中，通過集成LabVIEW實時、FPGA技術(shù)，前所未有的實現(xiàn)了在同一嵌入式硬件平臺下完成I/O與通信協(xié)議的靈活定制以及運動，可同時采集、處理3路圖像信號，并保證系統(tǒng)的堅固性和可靠性，達到工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境下的應(yīng)用要求。
下面我們通過兩個實例分析，具體探討如何利用開放靈活的軟硬件平臺集成機器視覺和多域功能應(yīng)用，實現(xiàn)系統(tǒng)集成復(fù)雜度降低及開發(fā)周期的縮短。
基于LabVIEW及同步的機器視覺、運動控制、數(shù)據(jù)采集的自動化半導(dǎo)體晶圓分類系統(tǒng)
在半導(dǎo)體制造業(yè)，晶圓切割前必須根據(jù)其厚度(THK)、全厚度誤差(TTV)、彎曲度(BOW)、翹曲度(WARP)等電氣及物理參數(shù)進行細致分類，以達到嚴(yán)格的容差要求。為保證測量精度，傳統(tǒng)采用單點測量方式，需消耗大量的測試時間。為此，美國GigamatTechnologies公司研發(fā)出新一代的全掃描自動分類設(shè)備，以提高吞吐率并要求能達到單點測試下的精度和重復(fù)性要求，這在技術(shù)上是相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。
新全自動晶圓分類系統(tǒng)充分利用了LabVIEW平臺及其配套工具包，該系統(tǒng)分為晶圓對準(zhǔn)和測量兩個工作步驟。對準(zhǔn)過程使用線掃描圖像采集方式和3軸運動控制，通過同步圖像采集與底盤旋轉(zhuǎn)速率，在1秒內(nèi)完成整張晶片6百萬象素的圖像采集，利用LabVIEW視覺算法判斷晶片中心位置、平坦度和其它特性，據(jù)此調(diào)整晶圓位置實現(xiàn)其與參數(shù)測量平臺完全匹配。測量步驟要求對上下表面間距測量的分辨率小于0.0001mm，其解決辦法是在LabVIEW平臺下應(yīng)用NI運動控制工具生成平滑的圓弧及螺旋軌跡組合，精確控制旋轉(zhuǎn)中的晶片位置，使用NI數(shù)據(jù)采集卡完成多通道同步進行的探針高速、高密度測量，實時記錄對應(yīng)位置，據(jù)此進行相關(guān)計算處理，獲取各項參數(shù)信息，最終得出分類的結(jié)果。
除了以上的核心步驟外，該系統(tǒng)還包括了：觸摸屏人機界面;基于RS-485通信的晶圓升降機控制;用于光源、機器功率和真空設(shè)備的數(shù)字I/O控制;以及與MicrosoftAccess數(shù)據(jù)庫連接以實現(xiàn)加工過程數(shù)字化加工。而這些功能，都是在LabVIEW平臺下統(tǒng)一開發(fā)完成，Gigmat的經(jīng)理這樣評論“如果沒有LabVIEW以及NI機器視覺，運動控制和數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的同步，這個項目就不可能達到經(jīng)濟可行”。
NI緊湊型機器視覺系統(tǒng)幫助汽車火花塞檢測達到6Sigma的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)
汽車火花塞的偏心度和電極間距是決定其性能的關(guān)鍵指標(biāo)。
（轉(zhuǎn)載）
