[发明专利]基于视觉引导的三维定位装置和点胶设备

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种基于视觉引导的三维定位装置和点胶设备。 

背景技术

目前，公知的三维点胶平台构造是由X轴运动系统、Y轴运动系统、Z轴运动系统以及点胶阀构成，通过固定位置的三维坐标给定，机械手进行电路板芯片位置重复定位，然后控制点胶阀进行点胶。 

但是，由于操作电路板的多样性与灵活性，固定给定XYZ坐标的三维点胶定位平台的适用性很差，而且当多次重复定位后机械丝杆有相应的磨损，导致定位精度达不到预设的指标。目前大多数点胶机系统在装配或操作过程中有重复性差、装配或操作精度不高，很多系统仍需要人来参与的半自动化装配而不能全自主装配或操作。 

现有的基于视觉点胶机仅仅根据XY轴二维视觉信息来控制三维定位平台，Z轴信息往往人为给定，在Z轴方向高度信息获取方面未有相应的解决方案。另外，视觉相机内外参数的标定通常采用标定块来进行，这样的标定的结果往往取决于人为标定的精度，因此常常造成系统的定位效果不佳，出现机械平台运动出现抖动及定位位置的整体偏移。 

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、可在Z轴方向获取高度信息、精度高的基于视觉引导的三维定位装置和点胶设备。 

为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供了一种基于视觉引导的三维定位装置，包括：X轴运动系统；Y轴运动系统，X轴运动系统活动地支撑在Y轴运动系统上，Y轴运动系统驱动X轴运动系统沿Y轴运动系统的轴向运动；Z轴运动系统，Z轴运动系统安装在Y轴运动系统上，X轴运动系统驱动Z轴运动系统沿X轴运动系统的轴向运动；图像获取单元，安装在Z轴运动系统的上方，用于获取目标位置的高度位置信息和目标位置的平面 中心位置信息；控制器，与X轴运动系统、Y轴运动系统、Z轴运动系统及图像获取单元电连接，用于根据高度位置信息和平面中心位置信息驱动X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统运动。 

进一步地，X轴运动系统包括X轴丝杆机构和用于驱动X轴丝杆机构的X轴步进电机。 

进一步地，Y轴运动系统包括Y轴丝杆机构和用于驱动Y轴丝杆机构的Y轴步进电机。 

进一步地，Z轴运动系统包括Z轴丝杆机构和用于驱动Z轴丝杆机构的Z轴步进电机。 

进一步地，三维定位装置还包括：自动升降聚焦台，图像获取单元安装在自动升降聚焦台上，控制器与自动升降聚焦台电连接。 

进一步地，图像获取单元是工业相机。 

作为本发明的第二个方面，提供了一种点胶设备，包括胶阀末端执行器和三维定位装置，该三维定位装置是上述的三维定位装置，胶阀末端执行器安装在三维定位装置的Z轴运动系统上。 

本发明采用图像获取单元同时获取目标位置的高度位置信息(即Z轴的深度)和平面中心位置信息(即XY平面的位置)，因此，避免人采用人为的方式给定Z轴信息。同时，也避免了采用标定块的方式进行人为标定时，精度较低的问题。因而，提高了系统的定位效果，可防止系统在运动时发生抖动及定位位置整体偏移的问题。此外，本发明还具有结构简单、成本低的特点。 

附图说明

图1示意性示出了本发明的结构示意图。 

图中附图标记：1、X轴运动系统；2、Y轴运动系统；3、Z轴运动系统；4、自动升降聚焦台。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。 

作为本发明的第一方面，提供了一种基于视觉引导的三维定位装置。如图1所示，该三维定位装置包括：X轴运动系统1；Y轴运动系统2，X轴运 动系统1活动地支撑在Y轴运动系统2上，Y轴运动系统2驱动X轴运动系统1沿Y轴运动系统2的轴向运动；Z轴运动系统3，Z轴运动系统3安装在Y轴运动系统2上，X轴运动系统1驱动Z轴运动系统3沿X轴运动系统1的轴向运动；图像获取单元，安装在Z轴运动系统3的上方，用于获取目标位置的高度位置信息和目标位置的平面中心位置信息；控制器，与X轴运动系统1、Y轴运动系统2、Z轴运动系统3及图像获取单元电连接，用于根据高度位置信息和平面中心位置信息驱动X轴运动系统1、Y轴运动系统2和Z轴运动系统3运动。特别地，控制器可采用现有技术中常用的各种控制装置。优选地，图像获取单元是工业相机。