一种喷胶装置及边框轨迹的确定方法与流程

本发明实施例涉及对表面涂布液体或其他流体的装置，尤其涉及一种喷胶装置及边框轨迹的确定方法。

背景技术：

智能手机作为集通讯、娱乐、办公等多功能于一体的移动终端，已经成为了人们日常生活中必不可少的电子设备之一。

屏幕愈来愈大，边框愈来愈窄已成为目前智能手机的发展趋势。然而，由于边框制造精度的限制，对于不同厂家的不同模号的中壳，在边框区域都会有变形或与图纸存在公差的问题。从而，导致对智能手机的边框喷胶操作无法达到要求的精度，容易发生溢胶的问题。

目前，现有技术中的带视觉功能的高速高精度喷胶机，由CCD视觉系统、压电式喷阀、流水线、显示器固定架、机体、工装托架、三轴运动系统、测高传感器及控制机箱组成。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着工装托架，工装托架通过电源线及数据线与伺服电机连接，CCD视觉系统与压电式喷阀固定连接在一起，固定在机体上，处于工装托架的上端；流水线固定连接在机体的两侧面上；三轴运动系统固定连接在机体上，处于工装托架的上方；测高传感器固定连接在机体上，处于三轴运动系统的右侧及工装托架的上方；工控机置于工控机箱内，工控机上连接有数据采集卡和运动控制卡。

由于上述喷胶机的CCD视觉系统与压电式喷阀固定连接在一起，喷阀工作时产生的高频振动会影响CCD视觉系统的拍摄精度，导致喷胶不稳定。另外，此种结构使得视觉定位与喷胶操作串行执行，因为拍摄清晰度与视野的反比例关系，目前喷胶装置的视觉系统需要拍摄多张图像进行视觉拼图，由于执行多次视觉拼图之后，才能执行喷胶操作，导致整机执行效率降低。

技术实现要素：

本发明提供一种喷胶装置及边框轨迹的确定方法，以提高边框喷胶精度，达到精度要求，并提升执行效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种喷胶装置，包括：工作台、控制器、喷胶机构、运动执行机构、相机模组和上料模组；

所述工作台上具有相机安装架、喷胶机构安装架和所述上料模组；

所述相机模组设置于所述相机安装架上，用于拍摄所述上料模组上的待涂胶产品，得到所述待涂胶产品的图像信息；

所述控制器与所述相机模组电连接，用于获取所述图像信息，根据所述图像信息确定待涂胶产品的边框轨迹和所述待涂胶产品中印制电路板上的基准点，根据所述边框轨迹生成点胶轨迹，根据所述点胶轨迹和所述基准点生成控制信号输出至所述运动执行机构，以驱动喷胶机构和上料模组进行位置调整；以及，在喷胶机构的喷嘴达到所述待涂胶产品的边框上的设定位置时，输出喷胶信号至喷胶机构；

所述运动执行机构与所述控制器电连接，用于接收所述控制器发出的控制信号，分别驱动喷胶机构和上料模组根据所述控制信号执行相应的位置调整动作；

所述喷胶机构设置于所述喷胶机构安装架上，与所述控制器电连接，用于接收所述控制器发出的喷胶信号，根据所述喷胶信号打开喷胶阀，以对所述边框执行喷胶操作。

第二方面，本发明实施例还提供了一种边框轨迹的确定方法，基于上述第一方面所述的喷胶装置执行边框轨迹的确定方法，包括：

控制器获取相机模组对待涂胶产品拍摄得到的图像信息；

控制器获取所述图像信息包括的各个像素点的灰度值；

控制器根据所述灰度值确定待涂胶产品的边框。

本发明实施例通过相机模组与喷胶机构分离的结构，避免因喷胶机构工作过程中的振动，而影响相机模组的拍摄精度的情况发生；并且，根据所述图像信息确定待涂胶产品中印制电路板上的基准点和边框轨迹，根据边框轨迹生成对应于当前待涂胶产品的边框的点胶轨迹，根据所述点胶轨迹和所述基准点生成控制信号输出至所述运动执行机构，以驱动喷胶机构和上料模组进行位置调整；以及，在喷胶机构的喷嘴达到所述待涂胶产品的边框上的设定位置时，输出喷胶信号至喷胶机构，以进行喷胶操作。本发明实施例不仅通过相机模组与喷胶机构分离的结构，提高相机模组的拍摄精度。而且通过图像识别方式确定出待涂胶产品的边框轨迹，该边框轨迹与产品的实际边框的偏差在0.02mm内，所以对于不同厂家、不同模号的待涂胶产品的点胶轨迹与待涂胶产品边框的偏差在0.02mm内，解决现有喷胶装置对窄边框喷胶时，精度不能满足上述偏差在0.02mm内的要求的问题。对于不同厂家、不同模号的待涂胶产品可以免去调试步骤，简化了操作流程。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种喷胶装置的立体图；

图2是本发明实施例一中的一种喷胶装置的工作流程示意图；

图3是本发明实施例二中的一种边框轨迹的确定方法的流程图；

图4是本发明实施例三中的一种边框轨迹的确定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种喷胶装置的立体图。如图1所示，该喷胶装置包括：工作台101、控制器(未画出)、喷胶机构102、运动执行机构、相机模组(未画出)和上料模组105。

所述工作台101上具有相机安装架109、喷胶机构安装架108和所述上料模组105。其中，工作台101设于控制机箱104的顶端。控制机箱104固定于喷胶装置的最下端，该控制机箱104的底端设有支架112，使控制机箱104与地面之间相距设定的高度，便于控制机箱104内的电子设备散热，同时避免地面上的潮气影响电子设备正常工作。为了便于喷胶装置移动，在控制机箱104的底部还设有万向轮113。

示例性的，该工作台101上固定有相机安装架109。如图1所示，相机安装架109的横梁分别与左上料模组和右上料模组垂直，且在该相机安装架109的横梁上具有两个通孔。通孔的位置与上料模组105的位置对应。在通孔附近设有相机安装座107，以通过相机安装座107将相机模组安装在相机安装架109上。

示例性的，该工作台101上固定有喷胶机构安装架108。如图1所示，喷胶机构安装架108的横梁分别与左上料模组和右上料模组垂直，且在该喷胶机构安装架108的横梁上设有X轴运动执行机构103。其中，X轴运动执行机构103可以是由电机、滑轨和滑块等构成的运动执行机构，还可以是由电机和皮带等构成的运动执行机构。

示例性的，该工作台101上固定有上料模组105。如图1所示，上料模组105可以有两组，每组上料模组105至少包括轨道和夹具106。其中，夹具106在Y轴运动执行机构111的作用下，可以沿轨道滑动。Y轴运动执行机构111可以设置于工作台101朝向控制机箱104的一面(即背面)上，避免占用工作台101上部空间。

所述相机模组设置于所述相机安装架109上，用于拍摄所述上料模组105上的待涂胶产品，得到所述待涂胶产品的图像信息。其中，相机模组包括900W像素的相机。所述相机，用于对所述上料模组105上的待涂胶产品执行两次拍摄操作，得到对应于所述待涂胶产品的第一子图像和第二子图像。

示例性的，所述相机模组的数量与所述上料模组105的数量相同，且所述相机模组固定设置于所述相机安装架109上，相机模组的位置分别与上料模组105对应，摄像头朝向所述上料模组105。

具体地，通过相机安装座107将相机固定安装于相机安装架109的横梁上，将相机的摄像头与相机安装架109的横梁上的通孔对应，摄像头朝向上料模组105，以通过该通孔拍摄对应的上料模组105上的壳料的图像，获取对应的壳料的图像信息。

该控制机箱104内设有控制器，该控制器通过数据线与相机模组、驱动机构和喷胶机构102连接。所述控制器与所述相机模组电连接，用于获取所述图像信息，根据所述图像信息确定待涂胶产品的边框轨迹和所述待涂胶产品中印制电路板上的基准点，根据所述边框轨迹生成点胶轨迹，根据所述点胶轨迹和所述基准点生成控制信号输出至所述运动执行机构，以驱动喷胶机构和上料模组进行位置调整；以及，在喷胶机构102的喷嘴达到所述待涂胶产品的边框上的设定位置时，输出喷胶信号至喷胶机构102。

其中，控制器所获取的图像是待涂胶产品(例如移动终端的壳料)的子图像。这样做的好处在于保证拍摄精度。由于图像清晰度与视拍摄视野成反比，为了保证拍摄得到的壳料的清晰度，在拍摄时，采用分别拍摄多张子图像，然后拼接成一幅完整图像的方式进行处理。

对于900W像素的相机，拍摄两个对应于壳料的子图像，再通过控制器将两幅子图像拼接得到一幅完整壳料图像。具体地，控制器获取所述第一子图像和第二子图像，拼接所述第一子图像和第二子图像得到对应于所述待涂胶产品的图像信息。通过图像识别算法识别出壳料的边框，将边框信息换算成点胶轨迹，实现了对壳料的实时抓边的功能，对于不同厂家、不同模号的壳料免去调试喷胶装置的步骤，简化了操作流程。

示例性的，对应于点胶轨迹中的长边，根据待涂胶产品中印制电路板上的基准点确定喷胶机构102与边框上设定位置对应的目标位置，根据当前位置与目标位置的距离确定X轴运动执行机构103的控制信号。根据操作状态是开始执行喷胶操作(需要喷胶机构下降)，还是对当前壳料的喷胶操作执行完成(需要喷胶机构上升)，生成Z轴运动执行机构110的控制信号。对应于点胶轨迹中的短边，根据待涂胶产品中印制电路板上的基准点确定喷胶机构102与边框上设定位置对应的目标位置(还可以根据喷胶机构沿点胶轨迹中长边移动时所经过的时间，确定目标位置)，根据短边的长度确定Y轴运动执行机构111的控制信号。

X轴运动执行机构103接收控制器发出的控制信号，控制喷胶机构102运动至壳料边框上设定位置的上方。确定壳料边框上设定位置的方式可以是基准点定位方式(即MARK点定位方法)。此时，控制X轴运动执行机构103停止运动，使Z轴运动执行机构110根据控制器发出的控制信号，控制喷胶机构102沿Z轴方向下降设定高度后，使Y轴运动执行机构111根据控制器发出的控制信号，控制上料模组105中承载着壳料的夹具106沿Y轴方向运动。可以通过监测已经经过的喷胶操作的时间，确定是否完成对长边的喷胶操作。在完成对长边的喷胶操作时，控制Y轴运动执行机构111停止运动，使X轴运动执行机构103沿X轴方向运动。

示例性的，在X轴运动执行机构103控制喷胶机构102运动至壳料边框上设定位置的上方，且使Z轴运动执行机构110控制喷胶机构沿Z轴方向下降设定高度时，控制器发出喷胶信号。

所述运动执行机构与所述控制器电连接，用于接收所述控制器发出的控制信号，分别驱动喷胶机构102和上料模组105根据所述控制信号执行相应的位置调整动作。

其中，该运动执行机构包括：设置于喷胶机构安装架108上的X轴运动执行机构103，用于根据所述控制信号驱动喷胶机构102沿X轴方向运动。以及，设置于喷胶机构安装架108上的Z轴运动执行机构110，用于根据所述控制信号驱动喷胶机构102沿Z轴方向运动。以及，设置于工作台上的Y轴运动执行机构111，用于根据所述控制信号驱动上料模组105沿Y轴方向运动。

示例性的，若当前需要对壳料的长边进行点胶，X轴运动执行机构103接收控制器发出的控制信号，控制喷胶机构102运动至壳料边框上设定位置的上方。确定壳料边框上设定位置的方式可以是基准点定位方式(即MARK点定位方法)。此时，控制X轴运动执行机构103停止运动，使Z轴运动执行机构110根据控制器发出的控制信号，控制喷胶机构102沿Z轴方向下降设定高度后，使Y轴运动执行机构111根据控制器发出的控制信号，控制上料模组105中承载着壳料的夹具106沿Y轴方向运动。可以通过监测已经经过的点胶时间确定是否完成对长边的喷胶操作。在完成对长边的喷胶操作时，控制Y轴运动执行机构111停止运动，使X轴运动执行机构103沿X轴方向运动。通过诸如此类的控制方式，依照点胶轨迹完成对整个壳料的喷胶操作。

所述喷胶机构102设置于所述喷胶机构安装架108上，与所述控制器电连接，用于接收所述控制器发出的喷胶信号，根据所述喷胶信号打开喷胶阀，以对所述边框执行喷胶操作。

本实施例的技术方案，通过相机模组与喷胶机构分离的结构，避免喷胶机构振动影响相机模组的拍摄精度。并且，根据所述图像信息确定待涂胶产品中印制电路板上的基准点和边框轨迹，根据边框轨迹生成对应于当前待涂胶产品的边框的点胶轨迹，根据所述点胶轨迹和所述基准点生成控制信号输出至所述运动执行机构，以驱动喷胶机构和上料模组进行位置调整；以及，在喷胶机构的喷嘴达到所述待涂胶产品的边框上的设定位置时，输出喷胶信号至喷胶机构，以进行喷胶操作。本实施例不仅通过相机模组与喷胶机构分离的结构，提高相机模组的拍摄精度。而且通过图像识别方式确定出待涂胶产品的边框轨迹，该边框轨迹与产品的实际边框的偏差在0.02mm内。由于通过边框轨迹确定点胶轨迹，对于不同厂家、不同模号的待涂胶产品的点胶轨迹与待涂胶产品边框的偏差在0.02mm内，解决现有喷胶装置对窄边框喷胶时，精度不能满足上述偏差在0.02mm内的要求的问题。

在上述技术方案的基础上，相机模组的数量优选可以为至少两个，上料模组的数量优选可以为至少两个。此时，所述控制器附加了并行执行喷胶操作和视觉定位的功能。具体地，控制器还用于：在对一个上料模组上的待涂胶产品执行喷胶操作时，并行获取另一个上料模组上的待涂胶产品的图像信息，进行图像识别。这样设置在上述实施例的有益效果的基础上，还具有提升效率的好处。由于传统的喷胶装置采用视觉定位和喷胶操作串联的执行方式，在执行完视觉定位后，才能执行喷胶操作，完成喷胶操作后，重新上料，重复执行对新的壳料的视觉定位操作。但是由于视觉定位需要拼接多张子图像，以获得待喷胶产品的完整图像，视觉拼图效率低，导致整个装置的效率降低。然而，采用本实施例的技术方案，实现视觉定位与喷胶操作并行执行。通过实验的方式，对同一厂家、同一模号的壳料，采用本实施例中的喷胶装置执行喷胶操作与采用传统喷胶装置执行喷胶操作的效率进行对比。根据实验结果可知，采用传统喷胶装置的效率为100PCS/H，采用本实施例中喷胶装置的效率为150PCS/H，效率提升50％。

在上述技术方案的基础上，所述相机模组的数量与所述上料模组的数量相同，且所述相机模组固定设置于所述相机安装架上，相机模组的位置分别与上料模组对应，摄像头朝向所述上料模组。这样设置的好处在于并行执行喷胶操作与视觉定位时，避免相机模组移动导致拍摄精度下降，或者导致镜头松动，在保证提升整机效率的同时，提高了拍摄精度。

在上述技术方案的基础上，所述运动执行机构包括：

设置于喷胶机构安装架上的X轴运动执行机构，用于根据所述控制信号驱动喷胶机构沿X轴方向运动；

设置于喷胶机构安装架上的Z轴运动执行机构，用于根据所述控制信号驱动喷胶机构沿Z轴方向运动；

设置于工作台上的第一Y轴运动执行机构，用于根据所述控制信号驱动第一上料模组沿Y轴方向运动；

设置于工作台上的第二Y轴运动执行机构，用于根据所述控制信号驱动第二上料模组沿Y轴方向运动。

图2示出了本发明实施例一中的一种喷胶装置的工作流程示意图。如图2所示，采用本实施例提供的喷胶装置执行喷胶操作中的流程如下：

步骤210、循环为上料模组上料。

首次执行喷胶操作时，分别在左侧上料模组的夹具上固定待喷胶的壳料，及在右侧上料模组的夹具上固定待喷胶的壳料。在以后的喷胶操作中，为退料后的上料模组重新上料，实现循环上料。上料的方式可以是人工上料，也可以通过机械臂实现自动上料。

步骤220、一侧上料模组将壳料移动至对应相机模组，以拍摄壳料图像。

在上料完成后，启动喷胶装置。控制上料模组的夹具承载的壳料沿Y轴移动设定距离至对应的相机模组的正下方，以拍摄该壳料的壳料图像。

步骤230、控制器识别壳料图像确定壳料的边框轨迹，生成点胶轨迹。

控制器识别该图像信息，获取该图像信息包括的各个像素点的灰度值，根据该灰度值确定待涂胶产品的边框轨迹，依据该边框轨迹生成对应的点胶轨迹。

步骤240、等待上一次喷胶操作执行完成，控制器根据壳料的基准点和点胶轨迹，生成控制信号，输出至驱动机构。

其中，基准点为壳料中印制电路板上的基准点(MARK点)。基于MARK点与点胶轨迹生成控制信号，以实现将实时边框轨迹传递给运动执行机构的目的，避免因壳料本身加工过程中的变形或公差而影响喷胶精度。通过运动执行机构控制喷胶机构和上料模组上的夹具，根据控制信号执行相应位置调整动作，以保证喷胶机构不偏离点胶轨迹。

若存在上一次未执行完成的喷胶操作，则由喷胶机构继续执行上一次喷胶操作，待上一次喷胶操作执行完成后，控制器生成控制信号输出至驱动机构。示例性地，若对左侧上料模组上的壳料的喷胶操作未完成，则继续执行对左侧上料模组上的壳料的喷胶操作。在完成对左侧上料模组上的壳料的喷胶操作后，控制器根据壳料的基准点和点胶轨迹，生成控制信号，输出至驱动机构。

步骤250、在喷胶机构的喷嘴达到边框上的设定位置时，控制器输出喷胶信号至喷胶机构。

步骤260、喷胶机构执行对当前一侧上料模组上的壳料边框的喷胶操作。

喷胶机构沿点胶轨迹规定的轨迹对当前一侧上料模组上的壳料边框的喷胶操作。

步骤270、另一侧上料模组将壳料移动至对应相机模组，以通过拍摄壳料图像。

在对当前一侧上料模组上的壳料边框执行喷胶操作的同时，另一侧上料模组将壳料移动至对应相机模组，以通过拍摄壳料图像，并返回执行230中的图像识别步骤，以生成点胶轨迹，实现视觉定位与喷胶操作并行执行，提升了整机效率。

步骤280、在对当前一侧上料模组上的壳料的喷胶操作完成时，执行退料操作。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种边框轨迹的确定方法的流程图，本实施例可适用于确定窄边框产品的边框的情况，该方法可以由上述实施例中的喷胶装置来执行，具体包括如下步骤：

步骤310、控制器获取相机模组对待涂胶产品拍摄得到的图像信息。

其中，图像信息包括关于待涂胶产品的多个子图像信息，对所述子图像信息进行拼接操作后，得到待涂胶产品的完整图像信息。

示例性的，控制器获取相机模组对待涂胶产品拍摄两次得到的第一子图像和第二子图像，拼接所述第一子图像和第二子图像得到对应于所述待涂胶产品的图像信息。

步骤320、控制器获取所述图像信息包括的各个像素点的灰度值。

控制器采用图像处理方法，得到对应于待涂胶产品的完整图像信息的灰度图，获取该灰度图中各个像素点的灰度值。

步骤330、控制器根据基准点定位算法初步确定待涂胶产品的边框位置。

步骤340、控制器根据与所述边框的直线距离满足设定条件的点的集合确定第一参考区域。

控制器根据该灰度图中各个像素的像素坐标，确定与待涂胶产品的边框的直线距离满足设定条件的点的集合，将该点的集合称为第一参考区域。

步骤130、控制器根据所述灰度值确定待涂胶产品的边框轨迹。

控制器在所述第一参考区域内选择设定数量的相邻像素点的灰度值相差最小的像素点，连接所述像素点构成待涂胶产品的边框轨迹。

本实施例的技术方案，通过对待涂胶产品的图像信息的识别，确定待涂胶产品的实际的边框轨迹，解决了因边框在有变形或加工公差的情况下，导致图纸中边框轨迹与实际边框轨迹的偏差不能满足0.02mm的要求的问题，达到了所确定的边框轨迹与实际边框的偏差在0.02mm内，满足精度要求。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种边框轨迹的确定方法的流程图。如图4所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤410、获取预先绘制的对应于待涂胶产品的胶路图，根据所述胶路图生成第一边框轨迹。

待涂胶产品进行喷胶操作的胶路可以提前依据设计图纸，采用绘图工具绘制好，保存为对应待喷胶产品的胶路图。在需要使用时，将对应的待喷胶产品的胶路图导入喷胶装置，即可自动在喷胶装置中生成待喷胶产品的第一边框轨迹。示例性地，依照待涂胶壳料的设计图纸可以通过CAD绘图软件绘制对应于该壳料的胶路图，保存为DXF格式，在需要使用该胶路图时，将该DXF文件导入喷胶装置即可自动生成对应于该壳料的胶路图。

采用此种方式得到的第一边框轨迹仅是对应于图纸的边框轨迹，未考虑实际产品的边框因变形或加工公差，而与图纸中的边框不同的情况。

步骤420、控制器获取相机模组对待涂胶产品拍摄得到的图像信息。

其中，图像信息包括关于待涂胶产品的多个子图像信息，对所述子图像信息进行拼接操作后，得到待涂胶产品的完整图像信息。

示例性的，控制器获取相机模组对待涂胶产品拍摄两次得到的第一子图像和第二子图像，拼接所述第一子图像和第二子图像得到对应于所述待涂胶产品的图像信息。

步骤430、控制器获取所述图像信息包括的各个像素点的灰度值。

控制器采用图像处理方法，得到对应于待涂胶产品的完整图像信息的灰度图，获取该灰度图中各个像素点的灰度值。

步骤440、控制器根据与待涂胶产品的第一边框的长边的直线距离满足设定条件的点的集合确定第二参考区域。

控制器根据该灰度图中各个像素的像素坐标，确定与待涂胶产品的第一边框的长边的直线距离满足设定条件的点的集合，将该点的集合称为第二参考区域。

步骤450、控制器在所述第二参考区域内，分别选择设定数量的相邻像素点的灰度值相差最小的像素点，根据所述像素点确定待涂胶产品的两条预测长边。

步骤460、控制器采用所确定的两条预测长边对应的替换所述第一边框中的两条长边，得到第二边框，将所述第二边框作为待涂胶产品的边框轨迹。

本实施例的技术方案，通过导入胶路图的方式自动生成待涂胶产品的第一边框轨迹，提升了喷胶装置处理批量待涂胶产品的效率，同时，由于采用导入胶路图的方式，具有良好地可复制性，便于在喷胶装置上推广应用。然后，采用识别待涂胶产品的图像信息的方式，确定待涂胶产品的两条预测长边，使用两条预测长边对应的替换所述第一边框中的两条长边，得到第二边框，将所述第二边框作为待涂胶产品的边框轨迹，考虑了实际产品的边框有可能出现变形或加工公差的情况，以两条预测长边替换图纸中的两条长边，使边框轨迹与产品的实际边框的偏差满足精度要求。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。