全自动视觉定位点胶设备的制作方法

1.本实用新型属于自动化设备技术领域，具体涉及一种全自动视觉定位点胶设备。


背景技术：

2.视觉点胶设备即为依靠视觉相机进行自动定位点胶的设备，原理为点胶平台移动到点胶面时，控制视觉相机移动至所述点胶面的基准点位置并获取相应的图像数据，根据所述图像数据确定待点胶工件的实际图像坐标，并根据所述实际图像的坐标与基准点的坐标确定空间偏移量然后控制点胶阀移动至准确点胶位置进行精准点胶，现有的视觉点胶设备多采用柜式龙门，占据空间大且精准度不高。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种定位精准的全自动视觉定位点胶设备。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.全自动视觉定位点胶设备，包括：
6.底板，所述底板的顶面左右两侧分别竖直向上等高设有第一侧板和第二侧板，所述底板、第一侧板和第二侧板一体成型，第一侧板顶部和第二侧板顶部水平设置有工作台；
7.视觉定位点胶机构，所述视觉定位点胶机构安装在所述工作台上，所述工作台上套设有前侧敞口的机架，所述机架套设在所述视觉定位点胶机构上，所述机架内前侧上部转动安装有安装板，所述安装板内前侧中部安装有显示屏；
8.后盖板，所述后盖板扣接在所述底板工作台之间后侧；以及
9.操作按键面板，所述操作按键面板安装在所述底板与工作台之间前侧，所述操作按键面板前侧面下部自左向右依次设有第一真空负压表、第一调压阀、电源开关、第二调压阀和第二真空负压表，所述操作按键面板前侧面上部自左向右依次间隔设有第一手动按钮、第二手动按钮、急停按钮和启动按钮。
10.优选的，所述视觉定位点胶机构包括第一固定座和第二固定座，所述第一固定座和第二固定座分别沿前后方向设置在工作台顶面左侧和右侧，所述第一固定座顶面设有第一滑轨，所述第二固定座顶面设有第二滑轨，所述第一滑轨和第二滑轨平行等高设置，所述第一滑轨和第二滑轨上滑动安装有第一滑动座，所述第二固定座后侧设有y轴伺服电机，所述y轴伺服电机驱动第一滑动座沿第一滑轨和第二滑轨前后滑动，所述第一滑动座上右侧设有x轴伺服电机，所述x轴伺服电机的输出轴朝左设置且x轴伺服电机通过联轴器转动连接有研磨丝杆，所述研磨丝杆上滑动安装有第二滑动座，所述研磨丝杆的左端转动安装在第一滑动座的顶面上方，所述第二滑动座前侧滑动安装有第三滑动座，所述第三滑动座的上方设有z轴伺服电机，所述x轴伺服电机安装在第二滑动座上且z轴伺服电机驱动第三滑动座上下滑动，所述第三滑动座的前侧设有点胶阀，所述点胶阀与第三滑动座之间设有视觉相机。
11.优选的，所述机架顶面前侧左部设有工作指示灯。
12.优选的，所述底板的底面四角处分别设有一个脚杯。
13.采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：
14.(1)本实用新型设有视觉定位点胶机构，视觉定位机构包括第一固定座及第二固定座等零部件，在设置安装时，第一滑动座上右侧设有x轴伺服电机，x轴伺服电机的输出轴朝左设置且x轴伺服电机通过联轴器转动连接有研磨丝杆，研磨丝杆上滑动安装有第二滑动座，点胶阀与第三滑动座之间设有视觉相机，通过研磨丝杆与x轴伺服电机相配合的方式，研磨丝杆可以驱动第二滑动座滑动，精准度更高，从而使得带动点胶阀等部件移动时精度更高，且视觉相机的设置可以辅助进行定位，使得本实用新型定位精准；
15.(2)本实用新型的底板、第一侧板和第二侧板一体成型，且工作台上套设有前侧敞口的机架，在组装使用时，视觉定位点胶机构安装在工作台上，后盖板扣接在所述底板工作台之间后侧，所述操作按键面板安装在所述底板与工作台之间前侧，各个零部件相互组装集成在一起，节省了空间，占地面积小；
16.综上所述，本实用新型具有定位精准，占地面积小，节省空间等优点。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是图1的爆炸图。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
21.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.如图1和图2所示，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的全自动视觉定位点胶设备，包括：
25.底板1，所述底板1的顶面左右两侧分别竖直向上等高设有第一侧板2和第二侧板3，所述底板1、第一侧板2和第二侧板3一体成型，第一侧板2顶部和第二侧板3顶部水平设置有工作台4，所述工作台4与底板1之间设有控制系统、继电器和若干个驱动器，所述控制系统安装在所述台板上中部后侧，所述继电器位于所述控制系统的前侧，所述若干个驱动器对称均布在所述底板1上继电器的左右两侧(也即若干个驱动器分为两组对称均布在继电器的左右两侧)，所述继电器和若干个驱动器均与控制系统电连接；
26.视觉定位点胶机构，所述视觉定位点胶机构安装在所述工作台4上(所述视觉定位点胶机构用于对工作台4上待点胶的产品进行视觉定位后自动进行精准点胶)，所述工作台4上套设有前侧敞口的机架5，所述机架5套设在所述视觉定位点胶机构上，所述机架5内前侧上部转动安装有安装板6，所述安装板6内前侧中部安装有显示屏7(所述显示屏7也与控制系统电连接，所述视觉定位点胶机构与控制系统电连接，所述视觉定位点胶机构的z轴伺服电机、y轴伺服电机及x轴伺服电机分别与若干个驱动器对应设置且相互之间电连接)；
27.后盖板8，所述后盖板8扣接在所述底板1工作台4之间后侧；以及
28.操作按键面板9，所述操作按键面板9安装在所述底板1与工作台4之间前侧，所述操作按键面板9前侧面下部自左向右依次设有第一真空负压表10、第一调压阀11、电源开关12、第二调压阀13和第二真空负压表14，所述操作按键面板9前侧面上部自左向右依次间隔设有第一手动按钮15、第二手动按钮16、急停按钮17和启动按钮18(所述电源开关12、第一手动按钮15、第二手动按钮16、急停按钮17和启动按钮18均与控制系统电连接，第一真空负压表10、第一调压阀11、第二调压阀13和第二真空负压表14均与视觉定位点胶机构的点胶阀气动连接)。
29.所述视觉定位点胶机构包括第一固定座19和第二固定座20，所述第一固定座19和第二固定座20分别沿前后方向设置在工作台4顶面左侧和右侧，所述第一固定座19顶面设有第一滑轨21，所述第二固定座20顶面设有第二滑轨22，所述第一滑轨21和第二滑轨22平行等高设置，所述第一滑轨21和第二滑轨22上滑动安装有第一滑动座23，所述第二固定座20后侧设有y轴伺服电机(被遮挡，图未示)，所述y轴伺服电机驱动第一滑动座23沿第一滑轨21和第二滑轨22前后滑动，所述第一滑动座23上右侧设有x轴伺服电机24，所述x轴伺服电机24的输出轴朝左设置且x轴伺服电机24通过联轴器25转动连接有研磨丝杆26，所述研磨丝杆26上滑动安装有第二滑动座27，所述研磨丝杆26的左端转动安装在第一滑动座23的顶面上方，所述第二滑动座27前侧滑动安装有第三滑动座28，所述第三滑动座28的上方设有z轴伺服电机29，所述x轴伺服电机24安装在第二滑动座27上且z轴伺服电机29驱动第三滑动座28上下滑动，所述第三滑动座28的前侧设有点胶阀30，所述点胶阀30与第三滑动座28之间设有视觉相机31(所述视觉相机31与控制系统电连接，所述x轴伺服电机24、y轴伺服电机和z轴伺服电机29分别与若干个驱动器中任意一个驱动器对应设置且与该驱动器电连接，也即若干个驱动器中的某一个或一组多个驱动器分别控制x轴伺服电机24、y轴伺服电机和z轴伺服电机29启动工作或关闭停止工作，所述点胶阀30与第一真空负压表10、第一调压阀11、第二调压阀13和第二真空负压表14气动连接，所述第一调压阀11和第二调压阀13可以调节控制点胶阀30内部的压力以便于点胶，所述第一真空负压表10和第二真空负压表14可以显示点胶阀30内部的压力，便于显示压力后以进行调节控制)，本实用新型的底板1、第一侧板2和第二侧板3一体成型，且工作台4上套设有前侧敞口的机架5，在组装使用时，视
觉定位点胶机构安装在工作台4上，后盖板8扣接在所述底板1工作台4之间后侧，所述操作按键面板9安装在所述底板1与工作台4之间前侧，各个零部件相互组装集成在一起，节省了空间，占地面积小，也即与现有技术相比，现有技术中采用的是柜式的机架5等零部件，占地空间大，且采用电机皮带传动从而最终驱动点胶阀30移动，定位精度低，本实用新型采用研磨丝杆26与x轴伺服电机24配合的方式进行传动，最终带动点胶阀30移动，定位精度高；
30.本实用新型在使用时，待点胶的产品在随意摆放的情况下，本实用新型内设有视觉软件与视觉相机31配合使用，视觉软件都会根据视觉相机31所摄取的图形计算出的坐标值发送到控制系统，然后控制系统及驱动器等驱动x轴伺服电机24、y轴伺服电机及z轴伺服电机29等启动最终驱动点胶阀30到产品处进行点胶作业。
31.本实用新型的视觉定位主要包含定位方法、图像处理、测量系统的标定、误差分析几个部分，具体原理如下：
32.定位方法为通过视觉相机31对点胶位置进行自动检测，主要分为图像采集、图像处理和位置坐标的提取与输出三个部分，本实用新型需要使用特定的视觉相机31相连接的特定的芯片，该特定的芯片正确装夹后，视觉相机31按照点胶区域的分割进行图像的分块采集，并将采集到的图像存储于控制系统或为工控机(ipc)内存中。当完整的芯片图像采集完毕，控制系统或ipc一次对所采集到的图像进行处理，拟合出点胶区域轮廓的几何特征，最后，依据点胶中心与点胶区域轮廓的位置特征，提取点胶中心的坐标数值，并通过控制系统或ipc传输给x轴伺服电机24、y轴伺服电机或z轴伺服电机29进行执行，驱动点胶阀30移动到正确的点胶位置；
33.图像处理为点胶中心位置的识别通常需要根据给定条件或者点胶区域轮廓的几何特征来进行，针对具体的应用对象、细间距、不规则图案的芯片，采用阈值化与形态学的处理算法，举行区域为待检测的点胶区域，长条区域为引线区域；
34.首先把视觉相机31得到的彩色图像转化为灰度图，以便于进一步的图像处理操作，为了减少图形的噪声，对灰度化后的图像进行了平滑处理，通过灰度图像的阈值选取，获得了反映图像整体和局部特征的二值化图像，这既有利于提高目标轮廓的对比度，又便于图像的简化处理，减少数据量，提高处理速度，同时，阈值的可调性也大大提高了系统对工作环境的适应性，即增强了系统对不同对象的识别能力；
35.由于被测区域并非未完整的矩形而是包含了长条形的区域，因此可采用形态学处理，使用矩形结构元对图像进行腐蚀操作，比这个区域小的部分将被剔除掉，腐蚀操作具有对称性，在减小识别区域面积的同时并不改变所选区域的中心位置坐标，随后，通过膨胀操作使识别区域恢复到原来面积，得到完整的矩形，最后，通过矩形拟合提取到识别区域的中心坐标以及整体的算法流程；
36.测量系统的标定为经过图像处理得到的点胶区域中心坐标为视觉相机31坐标系的像素坐标，不能直接用于驱动点胶阀30，需要先行对测量系统进行标定，实时地将点胶区域中心的像素坐标转化为点胶阀30运动的的物理坐标，首先确定视觉相机31的像素分辨率，运用标尺刻度与图像像素之间的关系来计算得到每个像素的实际尺寸，标定采用打点法，即本实用新型在点胶阀30的任意位置上点胶打点，移动点胶阀30使该点到达视觉相机31原点，根据前后点胶打点的坐标之差来标定视觉相机31与本实用新型的相对位置关系；
37.误差分析为本实用新型视觉检测的测量误差主要来自视觉相机31镜头畸变引起
的光学误差，视觉相机31与本实用新型的点胶阀30等安装平行度引起的模型误差以及图像处理操作带来的误差等三个部分，其中，视觉相机31安装导致的模型误差和图像处理造成的误差可以通过对视觉相机31模型的标定来加以修正。
38.所述机架5顶面前侧左部设有工作指示灯32(所述工作指示灯32与控制系统电连接)。
39.所述底板1的底面四角处分别设有一个脚杯33。
40.本实用新型的具体使用过程如下：
41.本实用新型在具体使用时，可以将待焊接的产品放置在工作台4上，然后启动本实用新型，x轴伺服电机24、y轴伺服电机或z轴伺服电机29等先启动带动视觉相机31对待焊接的产品进行定位，定位完毕后，视觉相机31相连的视觉软件计算出点胶的准确位置，然后x轴伺服电机24、y轴伺服电机或z轴伺服电机29再次启动带动点胶阀30达到指定位置，z轴伺服电机29驱动点胶阀30向下移动对准待点胶产品，然后点胶阀30启动点胶，点胶完毕后，z轴伺服电机29驱动点胶阀30上移，取出点胶完成的产品，重新放入待点胶的产品，重复上述操作步骤，本实用新型可以适用于异形产品等进行点胶或者本实用新型也可以在工作台4上放入定位结构，将待点胶的产品放入定位结构内，然后重新利用本实用新型重复大批量进行点胶。
42.本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。