[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的異型電子元器件的貼片方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210161687.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN102686041A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李正標(biāo);李明亮;張平良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李正標(biāo)
• 主分類號(hào): H05K3/30
• 分類號(hào): H05K3/30
• 代理公司: 岳陽市科明專利事務(wù)所 43203
• 代理人: 彭乃恩;陳慶元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子行業(yè)電子元器件的貼片裝置，重點(diǎn)涉及物理形狀不規(guī)則的電子元器件低成本高效率的貼片方法。

背景技術(shù)

電子行業(yè)PCB板上電子元器件的貼片，目前國內(nèi)外采用的設(shè)備為貼片機(jī)，貼片機(jī)生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)。目前我國尚不能生產(chǎn)高等級(jí)的貼片機(jī)，進(jìn)口貼片機(jī)價(jià)格昂貴，所采用的結(jié)構(gòu)多是伺服馬達(dá)帶動(dòng)滾珠絲桿組成的直交結(jié)構(gòu)。

對(duì)于多品種、小批量的生產(chǎn)情況，傳統(tǒng)的異型貼片機(jī)存在價(jià)格昂貴、更換品種時(shí)機(jī)器調(diào)整費(fèi)時(shí)等弊端。這些問題有待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種使用機(jī)器人代替貼片機(jī)以達(dá)到節(jié)省投資、提高貼片效率的方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述目的，本發(fā)明提供一種使用機(jī)器人在PCB板上對(duì)異型電子元器件進(jìn)行貼片的方法，由機(jī)器人完成貼片任務(wù)，其中包括機(jī)器人A、機(jī)器人控制器B、固定CCD相機(jī)C、照明D、移動(dòng)CCD相機(jī)E，該方法包括以下步驟：

1、機(jī)器人檢測(cè)到PCB?板進(jìn)料，2、移動(dòng)CCD相機(jī)拍照，記錄PCB板第一個(gè)MARK點(diǎn)位置，3、移動(dòng)CCD相機(jī)拍照，記錄PCB板第二個(gè)MARK點(diǎn)位置，4、視覺軟件計(jì)算調(diào)整機(jī)器人目標(biāo)坐標(biāo)，5、機(jī)器人目標(biāo)坐標(biāo)隨PCB板位置變動(dòng)而調(diào)整，6、固定CCD相機(jī)拍照，記錄異型元器件標(biāo)準(zhǔn)位置，7、視覺軟件校正，轉(zhuǎn)換為機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，8、固定CCD相機(jī)拍照，記錄異型元器件移動(dòng)后坐標(biāo)，9、機(jī)器人控制器內(nèi)部點(diǎn)位置調(diào)整，比較元器件當(dāng)前坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，先角度后平移進(jìn)行校正，10、校正坐標(biāo)后的異型元器件移動(dòng)到PCB板目標(biāo)坐標(biāo)。

附圖說明

圖1為異型貼片機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明異型貼片機(jī)器人對(duì)異型電子元器件進(jìn)行貼片的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

?如圖1所示，貼片機(jī)器人包含1個(gè)移動(dòng)CCD相機(jī)，1個(gè)固定CCD相機(jī)，1個(gè)機(jī)器人控制器，1個(gè)機(jī)器人本體和1個(gè)照明燈具。固定CCD相機(jī)安裝在機(jī)械手工作范圍內(nèi)，向下安裝。移動(dòng)CCD相機(jī)安裝在機(jī)械手工作范圍內(nèi)。CCD相機(jī)采用邊緣搜索手法，異型電子元器件即使部分在視野外也能搜索，不易受陰影的影響，抑制因焦點(diǎn)不對(duì)而導(dǎo)致的精度低下，保證高精度、高速度地檢出元器件，抓取元器件。機(jī)器人控制器自帶視覺軟件，接收移動(dòng)CCD相機(jī)和固定CCD相機(jī)關(guān)于PCB板和異型電子元器件的坐標(biāo)值，經(jīng)過校正后將指令傳送給機(jī)器人執(zhí)行。機(jī)器人本體為4軸多關(guān)節(jié)水平機(jī)器人，在機(jī)器人工作過程中，應(yīng)修正機(jī)器人R軸中心值與夾具中心值的偏差。

如圖2所示，機(jī)器人檢測(cè)到PCB板進(jìn)料后，機(jī)器人帶動(dòng)移動(dòng)CCD相機(jī)，進(jìn)行PCB板上第1個(gè)MARK點(diǎn)拍照，記下其坐標(biāo)位置；機(jī)器人帶動(dòng)CCD相機(jī)，進(jìn)行PCB上第2個(gè)MARK點(diǎn)拍照，記下其坐標(biāo)位置；機(jī)器人控制器通過視覺軟件校正調(diào)整機(jī)器人目標(biāo)坐標(biāo)，使機(jī)器人目標(biāo)坐標(biāo)可隨PCB板位置變動(dòng)而調(diào)整，進(jìn)行PCB板進(jìn)料定位。固定CCD相機(jī)執(zhí)行異型電子元器件吸取定位。機(jī)器人帶動(dòng)元器件，在固定CCD相機(jī)上拍照，記下元器件標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)位置，通過視覺軟件校正，轉(zhuǎn)換為機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；機(jī)器人在實(shí)際動(dòng)作時(shí)，移動(dòng)元器件，再在固定CCD相機(jī)下再拍照元器件，記下其當(dāng)前坐標(biāo)位置；機(jī)器人通過控制器內(nèi)部點(diǎn)位置調(diào)整，將元器件當(dāng)前坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)位置(坐標(biāo))比較，先角度后平移來進(jìn)行校正；被校正的元器件通過機(jī)器人移動(dòng)到PCB上的目標(biāo)坐標(biāo)；機(jī)器人坐標(biāo)與CCD相機(jī)像素坐標(biāo)的整合，通過相關(guān)的程序算法來完成。

機(jī)器人R軸中心值與夾具中心值偏差計(jì)算方法。測(cè)試對(duì)象為機(jī)器人R軸安裝工具后夾具的數(shù)據(jù)。必要的準(zhǔn)備工具：機(jī)器人中心和基準(zhǔn)中心重合的工具和工具末端中心位置和基準(zhǔn)點(diǎn)位置重合的工具。機(jī)器人的末端與基準(zhǔn)點(diǎn)重合的示教點(diǎn)定義為P1；工具末端與基準(zhǔn)點(diǎn)重合的示教點(diǎn)定義為P2。（對(duì)于P1、P2來說，Z軸、R軸的值可以為任意值）。然后分別計(jì)算P1、P2兩點(diǎn)之間X值、Y值和角度的偏差，角度偏差值為基準(zhǔn)偏差減去夾具角度值，距離偏差為ΔX²加ΔY²的平方根。

本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。