[发明专利]PCB板的机器人辅助视觉装配系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化装配设备，尤其涉及一种PCB板的自动化装配设备。

背景技术

传统的PCB板的安装都需要依赖人工的劳动，工人将PCB板取来，再通过电动螺丝刀，将PCB板连接到支架上去。严重浪费人力资源，而且生产效率低，产品的品质参差不齐。

因此，需要依靠自动化手段实现无人化作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PCB板的机器人辅助视觉装配系统，用于将PCB板安装到支架上，所述机器人同时集成了机器视觉功能、夹持功能、锁螺丝功能，这三个功能在工作过程中同步发挥作用，可以获取更高的工作效率、提高了产品品质，实现了全自动化作业。

为实现上述目的，本发明公开了PCB板的机器人辅助视觉装配系统，包括：工作台、机器人、支架托盘、PCB板托盘、视觉系统、夹持机构、锁螺丝机构，所述机器人、支架托盘、PCB板托盘固连于所述工作台上，所述支架托盘上放置支架，所述PCB板托盘上放置PCB板，所述视觉系统、夹持机构、锁螺丝机构固连于所述机器人的腕部；

所述视觉系统包括：相机、镜头、光源、视觉支架，所述视觉支架固连于所述腕部，所述相机、光源固连于所述视觉支架，所述镜头固连于所述相机，所述镜头和光源成同轴布置；

所述夹持机构包括：手指气缸、吸盘、手指头，所述吸盘固连于所述手指气缸的手指末端，所述手指的内侧设置用于夹持物体的所述手指头；

所述锁螺丝机构包括：夹头、电批、导轨、滑块、锁螺丝支架、气缸，所述锁螺丝支架固连于所述腕部，所述导轨固连于所述锁螺丝支架，所述夹头固连于所述锁螺丝支架的末端，所述电批通过所述滑块活动连接于所述锁螺丝支架，所述电批的输出轴连接于所述夹头，所述气缸的气缸体固连于所述锁螺丝支架，所述气缸的活塞杆的末端固连于所述电批。

优选地，所述相机的像素大于五百万像素。

优选地，所述支架排列布置于所述支架托盘上，所述PCB板排列布置于所述PCB板托盘，在所述工作台上还布置有废品托盘。

优选地，所述镜头的中心轴线、输出轴的中心轴线相互平行。

优选地，所述机器人具备六个自由度。

和传统技术相比，本发明PCB板的机器人辅助视觉装配系统具有以下积极作用和有益效果：

所述PCB板通过所述螺丝连接于所述支架。所述螺丝的数量为枚。所述PCB板和所述支架有确定的位置关系，即所述PCB板上的安装孔需要和所述支架上的螺纹孔相匹配，才能实现将所述PCB板连接于所述支架。

将所述支架放置于所述支架托盘上，所述PCB板放置于所述PCB板托盘上。所述视觉机构用于寻找到所述PCB板，并通过所述PCB板的轮廓计算出所述PCB板的世界坐标。所述吸盘运动至所述PCB板的上部并吸取所述PCB板。接着，所述视觉机构用于寻找到所述支架，并通过所述支架的轮廓计算出所述支架的世界坐标。所述吸盘将所述PCB板移动至所述支架上，以完成所述PCB板放置于所述支架上，并实现所述PCB板上的安装孔和所述支架上的螺纹孔相匹配。接着，所述锁螺丝机构将所述螺丝锁到所述支架的螺纹孔上，完成所述PCB板和支架的装配。在装配和连接的过程中，所述支架始终位于所述支架托盘上，无需移动所述支架以匹配所述PCB板的方位，更少的机械运动，可以减少生产节拍、提高生产效率。

将所述视觉机构用于引导所述机器人寻找所述PCB板和所述支架，可以取得意想不到的效果。首先，所述支架放置于所述支架托盘上，所述PCB板放置于所述PCB板托盘上，在放置的过程中难免存在偏差，导致排列于所述支架托盘上的所述支架的理论位置和实际位置存在误差，同时，排列于所述PCB板托盘上的所述PCB板的理论位置和实际位置存在误差，误差也许会达到毫米级别，这种误差的积累导致的后果是，所述PCB板上的安装孔和所述支架上的螺纹孔相匹配将变得更加困难。这种意想不到的效果在于，所述视觉机构利用高分辨率的相机实现数字图像处理，利用所述视觉机构获取所述PCB板和支架的世界坐标，可以获取高精度的位姿坐标，从而有效规避了这种误差对装配的影响。这种意想不到的效果还在于，所述视觉机构利用高分辨率的相机实现数字图像处理，可以在获取所述PCB板和支架的世界坐标同时，对所述PCB板和支架的表面缺陷实现同步检测，及时发现所述PCB板和支架的表面缺陷，从而将有瑕疵的所述PCB板和支架放置到所述废品托盘，提高了工作效率，保证了产品质量。