基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人，具体涉及一种将CCD机器视觉系统、激光测量校准系统、自动控制系统和高速高精度电子封装机器人相结合的机构，可以对电子产品进行高精度定位封装。
【背景技术】
[0002]目前，市场上许多电子产品在生产过程中，大量采用电子封装固定技术。因为细微的电子元器件面积在I平方毫米以内，依靠人工在放大镜下进行作业难度很高，且质量不能保证稳定。而国外的封装机器采用的是事先编好运动轨迹，按照一定的逻辑顺序从一个位置运动到另一个位置。这种方式当运动环境发生变化时，机器还按照原来的轨迹不能达到期望的位置，缺少了自适应能力。并且难以实现I微米级的高精度封装。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人，它利用CCD机器视觉系统对电子产品进行定位，用激光检测系统进行测量校准，结合图像识别算法和运动控制算法进行检测，借助高速高精度运动平台，对电子元器件进行精密作业，保证产品质量，提高产品精度。
[0004]为了解决【背景技术】所存在的问题，本实用新型采用以下技术方案:它是由自动控制面板、液晶显示器、CCD机器视觉系统、机械手、流水线、显示器固定架、机体、工装托架、三轴运动系统、测高传感器、报警灯、悬挂支架、键盘托、工控机箱和激光检测系统组成；机体的上部前侧设置有自动控制面板，且其中部固定连接有显示器固定架，显示器固定架上设置有键盘托，键盘托上设有小键盘和鼠标，小键盘和鼠标分别用数据线与工控机连接，工控机置于工控机箱内；液晶显示器固定连接在显示器固定架上，液晶显示器通过数据线与工控机箱内的工控机相连接，工控机箱固定在机体的最下端；工控机箱的上端面固定连接有工装托架，工装托架通过电源线及数据线与伺服电机连接，CCD机器视觉系统固定于工装托架上；流水线固定连接在机体的两侧面；三轴运动系统固定于工装托架的上方；测高传感器固定连接在机体上，并处于三轴运动系统的右侧及工装托架的上方；激光检测系统固定在机体上；报警灯固定连接在机体的顶部；悬挂支架固定连接在工装托架的上方。
[0005]所述CXD机器视觉系统的识别精度为0.01毫米以上的细微元器件和电路，可以测量到0.001毫米以上的工件。
[0006]所述的机械手上还设有位移和速度传感器。
[0007]所述的位移和速度传感器的信号传递给计算机。
[0008]所述机械手前端带有喷射速度为每秒150次定量喷胶的压电式喷阀，每滴喷射液体最小量为2纳升。
[0009]所述的机械手的X-Y-Z重复定位精度达+/-0.0Olmm ;最大速度达10m/s ;最大加速度达100m/s~2。
[0010]所述工控机箱内的工控机上有数据采集卡、运动控制卡及控制软件。
[0011]所述工控机内有运动控制卡及图像识别算法和运动控制算法。
[0012]所述图像识别算法，在CXD机器视觉的辅助下，可以识别0.01毫米以上的细微元器件。
[0013]所述示教器采用触摸屏实现。
[0014]本实用新型的工作原理为:在C⑶机器视觉的辅助下，系统通过机械手和三轴运动系统，对元器件进行精确作业，并配合流水线等装置，实现自动封装作业。为了精确控制喷胶量，还可在生产过程中，利用在机器里的CCD机器视觉系统对喷胶量进行在线测量，根据测量结果和预先设定的喷胶量进行比较，软件会自动计算喷胶量是否在预先设定的正常范围内，如不在预先设定的正常范围内，控制软件会调整喷胶次数来控制喷胶量到预先设定的正常范围内。
[0015]利用上述装置定位方法，其定位步骤如下:
[0016]I)搜索:利用摄像机对元器件进行搜索，在视域中锁定目标；
[0017]2)空间直线取得:通过视觉模块中的图像处理软件对目标图像进行处理，得到二维坐标，可以求得由摄像机坐标原点指向目标中心的空间直线；
[0018]3)目标测距:控制模块发出指令调整激光测距传感器对准步骤2)中获得的空间直线的方向进行测距，所得到的数据即为目标与激光测距传感器之间的距离；
[0019]4)三维坐标取得:将步骤2)中得到的空间直线以及步骤3)中的距离参数合成后进一步换算到机械手底座参考坐标系中，由此得到了目标孔的空间三维坐标，完成定位。
[0020]步骤I) 一 4)过程中运动的坐标数据均以机械手底座为基准参考坐标系。
[0021]本实用新型具有以下有益效果:将CXD光学镜头跟机械手相结合，加上三轴运动平台，对元器件进行精确定位，像人眼识别一样，配合高速高精度的喷胶阀，再辅以激光检测功能，在线校准，能快速实现精确喷胶封装的工艺过程，且保证产品质量，提高产品合格率。
【附图说明】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0023]图1是本实用新型的结构示意图，
[0024]图2是图1的主视图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0026]如图1所示，本实用新型所述【具体实施方式】采用以下技术方案:它是由自动控制面板1、液晶显示器2、CXD机器视觉系统3、机械手4、流水线5、显示器固定架6、机体7、工装托架8、三轴运动系统9、测高传感器10、报警灯11、悬挂支架12、键盘托13、工控机箱14和激光检测系统15组成；机体7的上部前侧设置有自动控制面板1，且其中部固定连接有显示器固定架6，显示器固定架6上设置有键盘托13，键盘托13上设有小键盘和鼠标，小键盘和鼠标分别用数据线与工控机连接，工控机置于工控机箱14内；液晶显示器2固定连接在显示器固定架6上，液晶显示器2通过数据线与工控机箱14内的工控机相连接，工控机箱14固定在机体7的最下端；工控机箱14的上端面固定连接有工装托架8，工装托架8通过电源线及数据线与伺服电机连接，CCD机器视觉系统3与机械手4连接且固定于工装托架8上；流水线5固定连接在机体7的两侧面；三轴运动系统9固定于工装托架8的上方；测高传感器10固定连接在机体7上，并处于三轴运动系统9的右侧及工装托架8的上方；激光检测系统15固定在机体7上，且处于三轴运动系统9的下方外侧，激光检测系统15的主体于工控机箱14内；报警灯11固定连接在机体7的顶部；悬挂支架12固定连接在工装托架8的上方。
【主权项】
1.基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人，其特征在于:它是由自动控制面板(1)、液晶显示器(2)、CXD机器视觉系统(3)、机械手(4)、流水线(5)、显示器固定架(6)、机体(7)、工装托架(8)、三轴运动系统(9)、测高传感器(10)、报警灯(11)、悬挂支架(12)、键盘托(13)、工控机箱(14)和激光检测系统(15)组成；机体(7)的上部前侧设置有自动控制面板(1)，且其中部固定连接有显示器固定架(6)，显示器固定架(6)上设置有键盘托(13)，键盘托(13)上设有小键盘和鼠标，小键盘和鼠标分别用数据线与工控机连接，工控机置于工控机箱(14)内；液晶显示器(2)固定连接在显示器固定架(6)上，液晶显示器(2)通过数据线与工控机箱(14)内的工控机相连接，工控机箱(14)固定在机体(7)的最下端；工控机箱(14)的上端面固定连接有工装托架(8)，工装托架(8)通过电源线及数据线与伺服电机连接，CXD机器视觉系统(3)与机械手(4)连接且固定于工装托架(8)上；流水线(5)固定连接在机体(7)的两侧面；三轴运动系统(9)固定于工装托架(8)的上方；测高传感器(10)固定连接在机体(7)上，并处于三轴运动系统(9)的右侧及工装托架(8)的上方；激光检测系统(15)固定在机体(7)上，且处于三轴运动系统(9)的下方外侧，激光检测系统(15)的主体于工控机箱(14)内；报警灯(11)固定连接在机体(7)的顶部；悬挂支架(12)固定连接在工装托架(8)的上方。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人，其特征在于:CCD相机结合图像识别算法，可以识别0.01毫米以上的细微元器件。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人，其特征在于:精确定位，快速拾放，其中，X-Y-Z重复定位精度达+/-0.0Olmm ;最大速度达1m/s ;最大加速度达100m/s~2。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人。是一种将CCD机器视觉系统、激光测量校准系统、自动控制系统和高速高精度电子封装机器人相结合的机构，可以对电子产品进行高精度定位封装。它是将CCD机器视觉系统、激光测量校准系统、自动控制系统和高速高精度电子封装机器人相结合的机器设备。它利用CCD机器视觉系统对电子产品进行定位，用激光检测系统进行测量校准，结合图像识别算法和运动控制算法进行检测，借助高速高精度运动平台，对电子元器件进行精密作业，保证产品质量，提高产品精度。
【IPC分类】B65B51-02, B65B57-00
【公开号】CN204507453
【申请号】CN201520085500
【发明人】周迪
【申请人】周迪
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年2月7日