[发明专利]一种用于FPC线装配的机器人末端操作治具及其应用

权利要求书

1.一种机器人末端操作治具在FPC线自动装配中的应用，其特征在于，所述机器人末端操作治具包括用于固接到机器人末端的夹具本体以及力传感器、弓形件、负压吸嘴和视觉检测组件，所述力传感器安装于夹具本体下端，所述负压吸嘴经弓形件连接于力传感器下部，所述负压吸嘴经气嘴与真空管连接，所述真空管连接负压气源，所述视觉检测组件安装于夹具本体上；所述负压吸嘴的下端面为吸附面，所述吸附面上开设有与FPC线的端子头背面相适应的凹槽，以吸附FPC线的端子头并将其扣合装配在手机上的端子座处；

所述操作治具配设有多个不同的负压吸嘴，以适配于不同类型、规格的FPC线，所述负压吸嘴与弓形件为可拆连接，以便于更换不同的负压吸嘴；

所述操作治具配设有定位件，所述定位件在安装弓形件时固定在夹具本体上，在弓形件装配完成后将其从夹具本体上取下；所述夹具本体与定位件通过定位孔进行定位固接，所述定位件上开设有与弓形件相适应的长槽导轨，所述弓形件嵌入长槽导轨中，并在其导向下定位安装于力传感器下部；

所述视觉检测组件用于对FPC线的端子头和手机上的端子座进行位置检测，所述视觉检测组件包括相机、配套的镜头、配套的照明光源、相机固定件、相机位置调节件和光源固定件，所述镜头安装于相机上，所述相机安装于相机固定件上，所述相机固定件经相机位置调节件安装于夹具本体上，所述照明光源经光源固定件安装于相机固定件上；所述相机位置调节件上开设有长条形槽孔，通过上下调节用于固定相机固定件的紧固件在长条形槽孔上的位置，调节相机固定件的安装高度；

所述机器人末端操作治具在FPC线自动装配中的应用，包括以下步骤：

步骤A1、安装于机器人末端的所述操作治具准确吸住FPC线的端子头背面，运动到预定初始定位点，使手机上与FPC线端子头扣合的端子座处于视觉检测组件的相机视野内；

步骤A2、相机拍照，获取手机上的端子座的一帧图像；

步骤A3、控制器对相机拍照所得图像进行图像处理，获取手机上的端子座在视野内的坐标；

步骤A4、控制器结合端子座在视野内的坐标和负压吸嘴与视野边界之间的相对位置坐标，得到端子座与负压吸嘴的相对位置坐标，并传送给机器人，所述机器人基于负压吸嘴与端子座之间的相对位置坐标进行运动，使FPC线的端子头与手机上的端子座重合对准，并实现扣合；

步骤A5、所述操作治具运动到另一个预定初始定位点，使FPC线的另一端子头背面处于相机视野内；

步骤A6、相机拍照，获取FPC线的另一端子头背面的一帧图像；

步骤A7、控制器对相机拍照所获图像进行图像处理，获取手机上FPC线的另一端子头背面在视野内的坐标；

步骤A8、控制器结合另一端子头背面在视野内的坐标和负压吸嘴与视野边界之间的相对位置坐标，得到端子头背面与负压吸嘴的相对位置坐标，并传送给机器人，所述机器人基于负压吸嘴与另一端子头之间的相对位置坐标进行运动，使操作治具的负压吸嘴与FPC线的另一端子头重合对准，并将其准确吸住；

步骤A9、重复步骤A1-A4，完成FPC线的另一端子头与手机上的另一端子座重合对准，并实现扣合；

所述步骤A3中的图像处理，通过模板匹配算法获取手机上的端子座在视野内的坐标；所述步骤A4中，负压吸嘴与视野边界之间的相对位置坐标，通过相机标定和手眼标定得到；

所述步骤A7中，对FPC线端子头图像的图像处理包括以下步骤：

步骤B1、将相机输入的RGB格式图像转换成灰度图像，并对得到的灰度图像进行图像滤波；或者直接对相机输入的RGB格式图像进行颜色分割；

步骤B2、对步骤B1处理后的图像进行轮廓检测，得到轮廓的点集；

步骤B3、对轮廓点集进行轮廓提取及轮廓筛选，得到端子头背面的轮廓点集；

步骤B4、基于端子头背面的轮廓点集进行矩形拟合，得到矩形的顶点作为端子头背面的坐标。