[发明专利]一种精密自动化点胶装置和方法

摘要

本发明提出了一种精密自动化点胶装置和方法，属于点胶机领域，包括三轴驱动单元、点胶机主体单元、视觉定位单元和控制单元。三轴驱动单元为整个装置提供动力，点胶机主体单元用于实现点胶，视觉定位单元用于实现胶滴的精密定位，控制单元实现精密自动化点胶装置的控制。其特性是利用三维操纵杆控制三轴驱动单元，将要点胶零件位置迅速呈现在相机视野中，提高了点胶装置的自动化程度；提出的首滴胶滴标定法用于补偿精密自动化点胶装置在更换点胶喷针时带来的安装误差，在安装误差补偿的基础上，利用机器视觉实现装置的精密定位点胶，提高了点胶效率。

主权项

1.一种用精密自动化点胶装置的实现点胶的方法，其特征在于，该精密自动化点胶装置包括三轴驱动单元、点胶机主体单元、视觉定位单元和控制单元；三轴驱动单元为精密自动化点胶装置提供动力，包括X导轨、Y导轨、Z导轨、Z导轨上机械臂和三维操纵杆；三维操纵杆通过串口与控制单元的工控机连接，三维操纵杆摆动和旋转对X导轨、Y导轨和Z导轨进行变速联动控制，三维操纵杆上设有控制点胶机主体单元的按钮，用于启动和停止出胶，从而提高精密自动化点胶装置的自动化程度；点胶机主体单元由点胶机、储料桶、喷针和空气压缩泵组成；从空气压缩泵出来的气压进入点胶机，经点胶机到储料桶，实现胶滴的喷出；储料桶通过储料桶安装板固定在Z导轨的机械臂上，储料桶与喷针配合实现胶液的储存与出胶；其中点胶机通过I/O接口与控制单元的工控机连接；视觉定位单元用于实现胶滴的精密定位，由光源控制器、相机和测距传感器组成；光源控制器通过串口与控制单元的工控机连接，用于控制光照强度；相机固定在Z导轨的机械臂上，相机的移动由三轴驱动单元实现，用于利用首滴胶滴标定本次点胶的原始位置精度，喷针实时跟踪点胶位置，测距传感器固定于Z导轨的机械臂上，用于测量喷针垂直方向的距离；控制单元对精密自动化点胶装置实现控制，由工控机与人际交互界面组成；步骤如下：第一步：固定基板于相机的视野中，量块位于其上；移动Z导轨至喷针接触到基板上量块的上表面，并记录测距传感器到量块上的距离H1，并用测距传感器测量此时测距传感器与基板的距离H2；第二步：在更换喷针时对安装误差进行补偿，通过首滴胶滴标定法对精密自动化点胶装置标定，具体流程是：1)控制Z导轨向上运动一段距离H3；2)控制X导轨运动距离DX、Y导轨分运动距离DY，将喷针移动到X导轨、Y导轨运动前相机图像中心点对应的基板位置点的上方；3)控制Z导轨向下运动距离H3+H2‑H1+100μm，100μm是点胶时喷嘴与基板间距，按下三维操纵杆上的按钮，点出一滴胶滴；4)控制Z轴向上运动一定距离，控制X导轨、Y导轨分别运动距离‑DX，‑DY，通过相机采集胶滴图像；5)处理采集到的胶滴图像，求出胶滴的中心点坐标(x，y)，设相机采集的胶滴图像中心点的坐标为(x0，y0)，则x‑x0，y‑y0分别更换喷针时安装误差在X，Y方向上补偿值，此时精密自动化点胶装置的点胶位置标定完成；第三步：将待胶粘接的零件放在基板上，并移动到相机视野中，调节Z导轨运动，让零件点胶位置的图像清晰的显示在人机交互界面上；第四步：通过人机交互界面上的图像显示框中的零件图像确定要点胶的零件位置，此时X导轨、Y导轨运动相应距离，形成点胶路径，带动喷针移动到零件要点胶位置的上方；第五步：利用测距传感器控制Z导轨运动，使喷针与零件的距离为100μm，按下三维操纵杆上的按钮，实现精密自动化点胶机在零件上的精密点胶；第六步：利用三维操纵杆控制Z导轨向上运动，取下点胶后的零件，并使装置回到初始状态；准备下一次点胶工作。