[發明專利]一種電子元件插裝方法和裝置

在審

• 申請號: 201811209693.X
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109287077A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張憲民;張原;邱志成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H05K3/30
• 分類號: H05K3/30;H05K13/04;H05K13/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李瑤

本發明涉及電子元件插裝領域，特別涉及一種電子元件插裝方法和裝置，通過對電子元件的圖像和電路板的圖像進行特征參數提取，根據以上特征參數進行自適應匹配，針對電子元件或者電路板不同的擺放角度、擺放位置，通過對夾取裝置進行位置和姿態的糾偏，夾取裝置能準確地夾取電子元件并準確地插裝到電路板上，提高了自動化插裝效率。控制裝置可以控制壓力裝置對電子元件施加壓力，對需要額外施加壓力進行插裝的電子元件施加壓力進行插裝，使插裝更穩固。夾取裝置和壓力裝置的多種控制組合方式大大提升了面向不同元件插裝過程的通用性和適應能力。

技術領域

本發明涉及電子元件插裝領域，特別涉及一種電子元件插裝方法和裝置。

背景技術

隨著科技的進步與電子產業的高速發展，電路板作為電子元器件的重要載體的，其應用領域和市場需求量逐年增大。自動化的電子元件插裝技術是提高各類電路板件產量和降低生產成本的重要手段，現有技術插裝通常采用具有三個旋轉關節和一個移動關節的工業機器人來移動夾取裝置，夾取電子元件后，通過工業機器人的關節向下移動，將電子元件插裝到電路板上。由于電子元件和電路板具有外觀形狀不規則，視覺識別困難等特點，現有技術仍存在某些不足，主要表現為：

1)電子元件篩選大多依靠先驗知識，需要人工事先將元件參數進行設定，不同尺寸的元件與電路板板孔匹配與篩選過程不具有自適應匹配能力；

2)夾取裝置無法準確夾取電子元件，無法準確插進電路板上；

3)對需要額外施加壓力插裝的電子元件插裝不夠牢固。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的之一是：提供一種電子元件插裝方法，其能使電子元件和電路板自適應匹配，能準確夾取電子元件并準確插裝到電路板上。

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的之二是：提供一種電子元件插裝裝置，其能使電子元件和電路板自適應匹配，能準確夾取電子元件并準確插裝到電路板上。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種電子元件插裝方法，包括如下步驟，

S1、對圖像采集裝置進行標定；

S2、設定電子元件和電路板的初始模板并計算初始偏差；

S3、對電子元件進行圖像采集；對電路板進行圖像采集；

S4、對S3中采集到的電子元件圖像采用均值濾波、閾值分割、凸包處理的方式進行圖像預處理，并對其中心坐標、角度方向特征參數進行提取；對S3中采集到的電路板圖像，首先進行閾值分割，然后基于面積和圓度特征選擇待插電路板孔并進行連通域處理，對獲取的待插電路板孔區域進行亞像素邊緣提取，最后采用基于離群點剔除的擬合法，對邊緣點進行擬合，獲取待插孔的中心位置坐標、角度方向特征參數；

S5、將S4提取的電子元件圖像特征與電路板圖像特征進行自適應匹配，匹配成功則轉S6，匹配不成功則舍棄當前電子元件，轉S3；

匹配過程實現方法為：

在S4中提取電子元件待插入點中心連線距離，在S4中提取電路板板孔中心距離，當二者滿足容差匹配條件時，即可認定二者可以實現有效插裝；

S6、對夾取裝置進行位置和姿態調整，步驟如下：

根據S4提取的電子元件圖像特征參數，獲取電子元件的位置和姿態估計值，并與S2中電子元件圖像采集點的圖像模板值做差，獲取第一平移分量和第一旋轉分量并進行運動學逆解傳遞給關節控制器，以控制關節的轉動和移動，實現夾取裝置的位置和姿態糾偏；

S7、夾取裝置夾取電子元件；

S8、對夾取裝置進行位置和姿態調整，步驟如下：