一种插件机的标定方法与流程

文档序号:31469212发布日期:2022-09-09 22:36阅读:56来源:国知局

1.本发明涉及标定方法领域技术,尤其是指一种插件机的标定方法。


背景技术:

2.目前,pcb电路板是电子产品的重要部件,插件机是将各种电子元件插装到pcb电路板指定位置的自动插件设备。在实际加工使用时,通常一设定时间段后,由于机台长时受震动以及偏移位置控制精准度会存在一定偏差,导致插件机的部分零部件的相对基准可能会发生些许变化,从而插件加工精度及插件质量相应受到负面影响。因此,需要经常对插件机进行重新标定来保证精确度。尤其是如果插件机有移动、拆装或维修更换等情形时,则需要重新标定。
3.插件机的标定通常需要对插件机上的pcb相机、元件相机、插件头的xyz三轴、pcb装入轨道的标定;现有的标定方法在标定完成后,其虽提高了插件机插件的精准度,但是在实际使用时,插件机在取料后需停留在元件相机的上方进行物料拍照,在拍照完成后再进行插件操作,从而降低了插件机的插件效率,进而影响产品的加工效率。
4.因此,需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种插件机的标定方法,其方法步骤简单,易于实施,利于提高插件机的插件效率。
6.为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:一种插件机的标定方法,设定一参照治具,所述参照治具的顶部具有一机械原点;准备标定吸嘴、标定头、标定块、标定板和取料轨道治具;在进行标定时,包括如下步骤:第一步,进行插件头的z轴原点偏移量校准;第二步,进行pcb相机和元件相机的标定;第三步,进行机器原点偏移量校准;第四步,进行元件相机的飞拍偏移量校准;第五步,进行pcb原点和轨道宽度校准,及r轴偏移与中心校准;第六步,进行xy面补正校准;第七步,进行z轴头部偏移量校准;第八步,进行取料位置校准;通过进行元件相机的飞拍偏移量校准,使得插件机可进行取料的飞拍,实现在取料后直接经过元件相机移动至相应的插件位置,不需停留在元件相机的上方,提高了插件机的插件效率,进而提高产品的加工效率。
7.作为一种优选方案,第一步中,首先在z轴a的底部安装标定吸嘴,然后将z轴a的中心对准机械原点,接着z轴a回零点,,接着将z轴a向下移动直至标定吸嘴接触到机械原点治具的中心,获取基准,得到z轴a的零点与基准的距离,依照此方法获取z轴b的零点与基准的距离,从而获得z轴a的零点与z轴b的零点之间的偏移量,对偏移量进行校准,以使z轴a与z轴b下降时底部齐平。
8.作为一种优选方案,所述标定头的底部具有第一标定柱和第二标定柱,所述第一标定柱位于标定头的中心,所述第二标定柱位于第一标定柱的侧旁;在第二步中,首先进行pcb相机校准,先将pcb相机移动至机械原点,然后pcb相机进行自动校准,以使pcb相机的中
心对准机械原点的中心;接着进行元件相机a校准,在z轴a的底部安装标定头,将标定头移动至元件相机a的上方,接着打开标定光源,然后元件相机a进行初次自动校准,以捕获第一标定柱位置,依照次方法进行元件相机b的校准。
9.作为一种优选方案,在第三步中,首先插件头进行x轴和y轴回零点,然后pcb相机移动至机械原点,获取机械原点坐标,得到机械原点坐标与零点坐标的偏移量,对偏移量自动校准。
10.作为一种优选方案,在第四步中,首先在z轴a的底部安装标定头,接着将标定头移动至元件相机a的上方,将第一标定柱的中心对准元件相机a的中心进行拍照校准,然后z轴a沿y轴向反复经过元件相机a进行飞拍操作,飞拍操作的速度由低到中到高依次进行,在此过程中,元件相机a在z轴a位于元件相机a上方时,对标定头进行拍照,由于元件相机a拍摄移动状态下的标定头,拍出标定头的位置与元件相机a中心的位置具有偏移量,对该偏移量进行校准,使得飞拍过程中标定头的位置与元件相机a中心重合。
11.作为一种优选方案,在第五步中,r轴偏移与中心的校准:首先在z轴a的底部安装标定头,接着将标定头移动至元件相机a的上方,驱动z轴a旋转回零点,取第一标定柱的中心和第二标定柱的中心的连线,驱动z轴a旋转一周,得到起点连线和终点连线之间的偏移角度,对其进行自动校准,依照次方法进行z轴b的校准;pcb原点和轨道宽度的校准:首先进行轨道宽度的校准,取一插件用的pcb板,测得pcb板前后宽度的实际数值,然后先将pcb轨道回零,接着将pcb轨道移动该实际数值,然后对pcb轨道的前后宽度进行测量,测得pcb轨道宽度的测量数值,对该测量数值与实际数值进行偏移量校准;然后进行pcb原点的校准,将pcb板放入轨道,轨道带动pcb板移动至插件位置,接着移动pcb相机至pcb相机的中心对准pcb板的左下角或右下角,得到pcb板的x轴、y轴的基准坐标,然后在z轴a的底部安装标定吸嘴,移动标定吸嘴至pcb板的上方,驱动标定吸嘴下降直至标定吸嘴的底部接触pcb板的顶部,得到pcb板的插件高度基准。
12.作为一种优选方案,所述标定板的顶部均布有用于标定的多个圆特征;在所述第六步中,将标定板放置于一载具上,将载具连同标定板移动至插件位置,然后将pcb相机移动至标定板中左下方的圆特征处,获取该圆特征的中心坐标,接着pcb相机移动至标定板中右下方的圆特征处,观测该圆特征是否位于pcb相机的中心,移动标定板,进行反复测量,直至两个圆特征的中心坐标位于同一x轴上,接着插件机根据圆特征的间距,获取标定板上所有圆特征的坐标,完成xy面的校准,取下载具和标定板。
13.作为一种优选方案,所述标定块的上下表面均具有圆形点,两个圆形点同心且等半径;在第七步中,首先在z轴a的底部安装标定吸嘴,在插件位置放置标定块,然后移动pcb相机对圆形点的中心进行拍照,接着移动标定吸嘴对标定块进行取料,然后标定吸嘴带动标定块移动至元件相机a处拍照,得到元件相机a的中心与圆形点的中心的x、y轴偏移量,对其进行校准,直至元件相机a拍摄的圆形点中心和pcb相机拍的圆形点中心对准,从而实现插件的取料和放料准确;依照次方法进行z轴b的校准。
14.作为一种优选方案,在标定吸嘴带动标定块移动至元件相机a处拍照时,标定吸嘴旋转一周,元件相机a选取多个旋转角度进行拍照,得到角度偏移量,对该角度偏移量进行校准,使得旋转取料时可精准下料。
15.作为一种优选方案,所述取料轨道治具设有取料基准点,在第八步中,在z轴a的底部安装标定吸嘴,将取料轨道治具安装至插件机的取料位置的右侧,移动pcb相机的中心至取料基准点的中心,获取x、y轴的基准,接着移动z轴a至取料基准点的上方,将标定吸嘴的底部接触取料基准点的表面,获取z轴的基准,依照此方法利用z轴b对取料位置的左侧的取料基准点校准,以此获取多个取料轨道的出料口的坐标。
16.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知:其主要是,通过各步骤的设置,实现对插件机的标定,其方法步骤简单,易于实施,采用该种标定方法对插件机进行标定后,有利于提高pcb板上插件的精确度,从而,有利于提高插件机加工质量;以及,通过进行元件相机的飞拍偏移量校准,使得插件机可进行取料的飞拍,实现在取料后直接经过元件相机移动至相应的插件位置,不需停留在元件相机的上方,提高了插件机的插件效率,进而提高产品的加工效率。
17.为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
18.图1是本发明之较佳实施例的标定流程示意图;图2是本发明之较佳实施例的插件机示意图;图3是本发明之较佳实施例的另一视角的插件机示意图;图4是图3中a处的局部放大图;图5是本发明之较佳实施例的插件机俯视图;图6是本发明之较佳实施例的插件头的示意图;图7是本发明之较佳实施例的标定吸嘴的示意图;图8是本发明之较佳实施例的标定板组装示意图;图9是本发明之较佳实施例的标定块的示意图;图10是本发明之较佳实施例的参照治具的示意图;图11是本发明之较佳实施例的取料轨道治具安装示意图。
19.附图标识说明:10、插件头
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11、z轴a12、z轴b
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13、z轴c14、z轴d
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20、pcb相机31、元件相机a
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32、元件相机b33、元件相机c
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34、元件相机d40、插件位置
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50、取料位置51、取料轨道安装位
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52、取料轨道60、参照治具61、机械原点
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70、载具81、标定吸嘴
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82、标定头821、第一标定柱
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822、第二标定柱
83、标定块
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831、圆形点84、标定板
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841、圆特征85、取料轨道治具
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851、取料基准点。
具体实施方式
20.请参照图1至图11所示,其显示出了本发明之较佳实施例的具体方法,通常插件机的插件头10可为两个以上;在本实施例中,以四个插件头10的插件机为例,但不以此为限,其包括准备步骤和标定步骤。
21.准备步骤:设定一参照治具60,所述参照治具60的顶部具有一机械原点61;准备标定吸嘴81、标定头82、标定块83、标定板84和取料轨道治具85;所述标定头82的底部具有第一标定柱821和第二标定柱822,所述第一标定柱821位于标定头82的中心,所述第二标定柱822位于第一标定柱821的侧旁;所述标定板84的顶部均布有用于标定的多个圆特征841;所述标定块83的上下表面均具有圆形点831,两个圆形点831同心且等半径;所述取料轨道治具85设有取料基准点851;在实际使用时,所述标定板84为玻璃板。
22.所述插件机的插件头10包括并排间距布置的z轴a11、z轴b12、z轴c13和z轴d14,所述z轴c13和z轴d14位于z轴a11和z轴b12之间,相应的,所述插件机的元件相机具有并排间距布置的四个,分别定义为元件相机a31、元件相机b32、元件相机c33、元件相机d34,所述元件相机c33和元件相机d34位于元件相机a31和元件相机b32之间。
23.标定步骤:第一步,进行插件头10的z轴原点偏移量校准,首先在z轴a11的底部安装标定吸嘴81,然后将z轴a11的中心对准机械原点61,接着z轴a11回零点,即触碰到零点开关,接着将z轴a11向下移动直至标定吸嘴81接触到机械原点61治具的中心,获取基准,得到z轴a11的零点与基准的距离,依照此方法获取z轴b12、z轴c13、z轴d14的零点与基准的距离,从而获得z轴a11、z轴b12、z轴c13、z轴d14的零点之间的偏移量,对偏移量进行校准,以使z轴a11、z轴b12、z轴c13、z轴d14下降时底部齐平;零点开关在安装时,很难保证安装在同一高度上,因此z轴的零点之间会有一定的偏差,依据插件机具有的插件头10数量分别对每个插件头10进行零点与基准,以得到插件头10的零点之间的偏移量,对齐进行校准。
24.第二步,进行pcb相机20和元件相机的标定;首先进行pcb相机20校准,先将pcb相机20移动至机械原点61,然后pcb相机20进行自动校准,以使pcb相机20的中心对准机械原点61的中心;接着进行元件相机a31校准,在z轴a11的底部安装标定头82,将标定头82移动至元件相机a31的上方,接着打开标定光源,然后元件相机a31进行初次自动校准,以捕获第一标定柱位置,依照次方法进行元件相机b32、元件相机c33、元件相机d34的校准;该步骤对元件相机进行初步校准,使得元件相机a31、元件相机b32、元件相机c33、元件相机d34分别与z轴a11、z轴b12、z轴c13、z轴d14建立联系,便于后续步骤的进行。
25.第三步,进行机器原点偏移量校准;首先插件头10进行x轴和y轴回零点,然后pcb相机20移动至机械原点61,获取机械原点61坐标,得到机械原点61坐标与零点坐标的偏移量,对偏移量自动校准。
26.第四步,进行元件相机的飞拍偏移量校准;首先在z轴a11的底部安装标定头82,接着将标定头82移动至元件相机a31的上方,将第一标定柱821的中心对准元件相机a31的中
心进行拍照校准,然后z轴a11沿y轴向反复经过元件相机a31进行飞拍操作,飞拍操作的速度由低到中到高依次进行,在此过程中,元件相机a31在z轴a11位于元件相机a31上方时,对标定头82进行拍照,由于元件相机a31拍摄移动状态下的标定头82,拍出标定头82的位置与元件相机a31中心的位置具有偏移量,对该偏移量进行校准,使得飞拍过程中标定头82的位置与元件相机a31中心重合。
27.第五步,进行pcb原点和轨道宽度校准,及r轴偏移与中心校准;pcb原点和轨道宽度校准、r轴偏移与中心校准均位于第四步之后,两者先后进行均可,不依次为限;r轴偏移与中心的校准:首先在z轴a11的底部安装标定头82,接着将标定头82移动至元件相机a31的上方,驱动z轴a11旋转回零点,取第一标定柱的中心和第二标定柱的中心的连线,驱动z轴a11旋转一周,得到起点连线和终点连线之间的偏移角度,对其进行自动校准,依照次方法进行z轴b12、z轴c13、z轴d14的校准;pcb原点和轨道宽度的校准:首先进行轨道宽度的校准,取一插件用的pcb板,测得pcb板前后宽度的实际数值,然后先将pcb轨道回零,接着将pcb轨道移动该实际数值,然后对pcb轨道的前后宽度进行测量,测得pcb轨道宽度的测量数值,对该测量数值与实际数值进行偏移量校准;然后进行pcb原点的校准,将pcb板放入轨道,轨道带动pcb板移动至插件位置40,接着移动pcb相机20至pcb相机20的中心对准pcb板的左下角或右下角,得到pcb板的x轴、y轴的基准坐标,然后在z轴a11的底部安装标定吸嘴81,移动标定吸嘴81至pcb板的上方,驱动标定吸嘴81下降直至标定吸嘴81的底部接触pcb板的顶部,得到pcb板的插件高度基准。
28.第六步,进行xy面补正校准;在第六步中,先将标定板84放置于一载具70上,将载具70连同标定板84移动至插件位置40,然后将pcb相机20移动至标定板84中左下方的圆特征841处,获取该圆特征841的中心坐标,接着pcb相机20移动至标定板84中右下方的圆特征841处,观测该圆特征841是否位于pcb相机20的中心,移动标定板84,进行反复测量,直至两个圆特征841的中心坐标位于同一x轴上,接着插件机根据圆特征841的间距,获取标定板84上所有圆特征841的坐标,完成xy面的校准,取下载具70和标定板84;其中,所述参照治具60的顶部与设备载具70的齐平。
29.第七步,进行z轴头部偏移量校准;首先在z轴a11的底部安装标定吸嘴81,在插件位置40放置标定块83,然后移动pcb相机20对圆形点831的中心进行拍照,接着移动标定吸嘴81对标定块83进行取料,然后标定吸嘴81带动标定块83移动至元件相机a31处拍照,得到元件相机a31的中心与圆形点831的中心的x、y轴偏移量,对其进行校准,直至元件相机a31拍摄的圆形点831中心和pcb相机20拍的圆形点831中心对准,从而实现插件的取料和放料准确;依照次方法进行z轴b12、z轴c13、z轴d14的校准;具体而言,在标定吸嘴81带动标定块83移动至元件相机a31处拍照时,标定吸嘴81旋转一周,元件相机a31选取多个旋转角度进行拍照,得到角度偏移量,对该角度偏移量进行校准,使得旋转取料时可精准下料。
30.第八步,进行取料位置50校准;首先在z轴a11的底部安装标定吸嘴81,将取料轨道治具85安装至插件机的取料位置50的右侧,移动pcb相机20的中心至取料基准点851的中心,获取x、y轴的基准,接着移动z轴a11至取料基准点的上方,将标定吸嘴81的底部接触取料基准点851的表面,获取z轴的基准,依照此方法利用z轴b12对取料位置50的左侧的取料
基准点851校准,即对插件机左侧的插件头10的z轴和右侧的插件头10的z轴中进行校准,从而得到插件头10在取料位置50最大的移动量;取料位置50上具有多个等距并排布置的取料轨道安装位51,所述取料轨道安装位51可供取料轨道治具85和取料轨道52装设,所述取料基准点851的坐标即为取料轨道52的出料口的坐标,在得到取料位置50的左侧、右侧的取料基准点851坐标后,设备自动进行等分以此获取多个取料轨道52的出料口的坐标。
31.本发明的设计重点在于:其主要是,通过各步骤的设置,实现对插件机的标定,其方法步骤简单,易于实施,采用该种标定方法对插件机进行标定后,有利于提高pcb板上插件的精确度,从而,有利于提高插件机加工质量;以及,通过进行元件相机的飞拍偏移量校准,使得插件机可进行取料的飞拍,实现在取料后直接经过元件相机移动至相应的插件位置,不需停留在元件相机的上方,提高了插件机的插件效率,进而提高产品的加工效率。
32.以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
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