[发明专利]一种锡丝精密焊接装置及控制方法

摘要

本发明涉及锡丝焊接领域，特涉及一种锡丝精密焊接装置及控制方法。本发明以两套视觉系统采集锡丝三维图像为基础，通过比较初始和检测时锡丝的长度、位置和姿态等参数并获取偏差，再借助激光切锡工艺、自动捋锡工艺和自动推收锡丝方法，解决锡丝顶端形成锡球、弯曲、变形、长度误差累计等问题。且本发明的装置和方法简单可靠，有助于实现锡丝焊接的高精度连续自动化生产。

主权项

1.一种锡丝精密焊接控制方法，一号成像系统垂直向下拍摄锡丝，用于采样锡丝在水平面上的位置和形态图像，二号成像系统在锡丝的垂直面上相对一号成像系统顺时针旋转θ角度后拍摄锡丝，控制器采集一号成像系统和二号成像系统的图像并进行图像处理；其特征在于：包括以下步骤：使用线性光源照射锡丝，锡丝在图像中为亮色，背景为暗色，视觉系统对锡丝按照像素宽度进行采样得到锡丝的多段线段P1，控制器通过最小二乘法直线拟合得到的直线P2的斜率k、截距b，获得多线段P1和直线P2的偏离程度；当锡丝的初始长度、位置和姿态确定后，分别计算锡丝在一号成像系统、二号成像系统成像图片中的顶端坐标(x1,y1)和(x2,y2)、直径D1和D2、长度L1和L2、拟合直线的斜率k1和k2、截距b1和b2、线性度相对误差ξ1和ξ2，并将这些值记录为初始参照值；执行锡丝检测时，计算出当前锡丝顶端坐标(x1′,y1′)和(x2′,y2′)、直径D1′和D2′、长度L1′和L2′、拟合直线的斜率k1′和k2′、截距b1′和b2′、线性度相对误差ξ1′和ξ2′，并计算两幅图像中的拟合直线与初始拟合直线的夹角β1和β2；控制器判断锡丝顶端是否形成锡球；当D1′与D1或D2′与D2的比值大于设定阈值ρ1时，判定锡球顶端过度熔化形成锡球，则实行激光切断锡球的步骤；否则认为锡球顶端正常；控制器判断锡丝是否弯曲变形，当ξ1′与ξ1或ξ2′与ξ2的比值大于设定阈值ρ2、拟合直线角度β1或β2的绝对值大于ρ3时判定锡丝弯曲变形，认为锡丝弯曲变形，则实行自动捋锡的步骤；否则认为锡丝没有弯曲变形；根据初始锡丝端点的坐标(x1,y1)和(x2,y2)、检测锡丝端点的坐标(x1′,y1′)和(x2′,y2′)，并计算空间偏移量(Δx,Δy,Δz)的值，当Δx不等于零时，则推送或收回锡丝；当Δy或Δz不等于零时，则自动捋锡或激光切锡丝；其中，ρ1为锡球判定阈值、ρ2为线性度相对误差阈值、ρ3为拟合直线角度偏差阈值。