一種基于復(fù)合定位的異形電子元器件裝配系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子元器件裝配領(lǐng)域，特別是一種基于復(fù)合定位的異形電子元器件裝 配系統(tǒng)及方法。 技術(shù)背景
[0002] 電子設(shè)備都需要電路來進(jìn)行控制，目前的電路主要是以電路板作為載體。電路板 本身在制備的過程之中就可以把走線與襯底集成在一起，但是由于電子電路中的器件復(fù)雜 多樣，形貌多變，需要占有一定的空間體積，在非集成電路領(lǐng)域無法做到統(tǒng)一集成，需要人 工或者機(jī)械將電子元器件唯一的插入到電路板中預(yù)留的插孔中。
[0003] 人工插板效率低下，并且電子元器件中或多或少地含有重金屬元素，長時(shí)間工作 會(huì)對(duì)工人的身體健康造成危害。
[0004] 而目前的插板通常采用機(jī)械手，將電子元器件從上料系統(tǒng)夾起，然后通過預(yù)設(shè)程 序所指定的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)路徑，運(yùn)動(dòng)到指定的地點(diǎn)，進(jìn)行插件。
[0005] 此種自動(dòng)化插件方法存在嚴(yán)重的弊端，首先，電子產(chǎn)品普遍具有細(xì)長的管腳，有一 些器件的管腳較為粗壯，而另一些器件的管腳較為纖細(xì)，在運(yùn)送過程中極易彎折，傳統(tǒng)自動(dòng) 化插件設(shè)備和插件方法無法檢測(cè)這些管腳的彎折，即使是碰到管腳彎折的電子元器件也會(huì) 硬插到電路板上。從而造成廢品的產(chǎn)生。
[0006] 鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種基于復(fù)合定位的異 形電子元器件裝配系統(tǒng)，包括一進(jìn)料系統(tǒng)、一待裝系統(tǒng)與一機(jī)械手系統(tǒng)，所述機(jī)械手系統(tǒng)將 電子元器件從所述進(jìn)料系統(tǒng)夾起，插入所述進(jìn)料系統(tǒng)的電路板中，其特征在于，其還包括一 視覺系統(tǒng)與一處理器；
[0008] 所述視覺系統(tǒng)能夠識(shí)別并獲取所述進(jìn)料系統(tǒng)中的電子元器件平面位置數(shù)據(jù)、所述 待裝系統(tǒng)中電路板插孔位置數(shù)據(jù)與所述機(jī)械手夾持狀態(tài)的電子元器件管腳平面位置數(shù)據(jù)， 并傳送至所述處理器；
[0009] 所述處理器能夠獲取所述視覺系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)所述進(jìn)料系統(tǒng)中的電子元器件 進(jìn)行定位，對(duì)電子元器件管腳位置與所述電路板插孔位置進(jìn)行匹配。
[0010] 較佳的，所述視覺系統(tǒng)包括一第一視覺模塊、一第二視覺模塊與一第三視覺模 塊；
[0011] 所述第一視覺模塊設(shè)置于所述進(jìn)料系統(tǒng)上方，用于識(shí)別、獲取電子元器件位置數(shù) 據(jù)；
[0012] 所述第二視覺模塊設(shè)置于所述進(jìn)料系統(tǒng)與所述待裝系統(tǒng)之間，用于識(shí)別、獲取電 子元器件引腳平面位置數(shù)據(jù)；
[0013] 所述第三視覺模塊設(shè)置于所述待裝系統(tǒng)上方，用于識(shí)別、獲取電路板插孔平面位 置數(shù)據(jù)。
[0014] -種基于復(fù)合定位的異形電子元器件裝配方法，包括步驟：
[0015] S1，電子元器件進(jìn)入進(jìn)料系統(tǒng)，第一視覺模塊識(shí)別電子元器件輪廓、獲取電子元器 件代碼，傳送至處理器；
[0016] S2,處理器訪問夾具數(shù)據(jù)庫，確定夾具與電子元器件匹配；
[0017] S3,第一視覺模塊獲取電子元器件輪廓數(shù)據(jù)，送至處理器；
[0018] S4,第三視覺模塊識(shí)別電路板插孔位置信息，送至處理器；
[0019] S5,處理器定位電子元器件位置，控制機(jī)械手夾持電子元器件，第二視覺模塊檢測(cè) 管腳，獲取管腳平面位置信息，送至處理器匹配插孔位置與管腳位置；
[0020] S6,處理器控制機(jī)械手進(jìn)行插件。
[0021] 較佳的，所述步驟S4包括子步驟：
[0022] 步驟S41，第三視覺模塊根據(jù)機(jī)械定位確定識(shí)別區(qū)域；
[0023] 步驟S42,處理器指導(dǎo)第三視覺模塊進(jìn)行區(qū)域范圍修正；
[0024] 步驟S43,第三視覺模塊定位插孔。
[0025] 較佳的，所述步驟S42中，區(qū)域范圍修正通過下式確定：
[0027] 式中，λ為增加的面積與原始面積的比值，n為電路板的尺寸誤差，D_為距離最 遠(yuǎn)的兩個(gè)插孔之間的距離，〇_為距離最近的兩個(gè)插孔之間的距離，d為插孔內(nèi)徑，k為第三 視覺模塊的視覺識(shí)別誤差。
[0028] 較佳的，所述步驟S5包括子步驟：
[0029] 步驟S51，處理器定位電子元器件，控制機(jī)械手夾持電子元器件達(dá)到指定位置；
[0030] 步驟S52,第二視覺模塊電子元器件輪廓并定位電子元器件；
[0031] 步驟S53,第二視覺模塊識(shí)別管腳平面位置，處理器判斷管腳絕對(duì)位置是否符合誤 差范圍，若符合誤差范圍，轉(zhuǎn)至步驟S55,若不符合誤差范圍則繼續(xù)；
[0032] 所述絕對(duì)位置為管腳與電子元器件本體的相對(duì)位置；
[0033] 步驟S54,第二視覺模塊虛化電子元器件輪廓，處理器判斷管腳相對(duì)位置是否符合 誤差范圍，若符合誤差范圍，轉(zhuǎn)至步驟S55,若不符合誤差范圍則轉(zhuǎn)至步驟S56 ;
[0034] 所述相對(duì)位置為管腳之間相對(duì)位置；
[0035] 步驟S55,處理器完成電子元器件引腳與電路板插口匹配；
[0036] 步驟S56,處理器判定電子元器件為廢品并將其丟棄。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于：在送料階段，進(jìn)行機(jī)械、視覺雙重定 位，提高了定位精度，提升了效率；在管腳識(shí)別階段，設(shè)置了絕對(duì)管腳平面位置檢測(cè)與相對(duì) 管腳平面位置檢測(cè)雙重檢測(cè)，消除了部分電子元器件引腳同向彎折報(bào)廢的問題，節(jié)省了生 產(chǎn)成本；在插孔識(shí)別階段，進(jìn)行機(jī)械定位與視覺定位雙重定位，提高了定位精度，消除了由 于電路板誤差引起的插件錯(cuò)誤。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明裝配方法的流程圖；
[0040] 圖3為本發(fā)明裝配方法中步驟S4的具體流程圖；
[0041] 圖4為本發(fā)明裝配方法中步驟S5具體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行理解，特結(jié)合附圖對(duì)
【具體實(shí)施方式】進(jìn)行如下描述。
[0043] 實(shí)施例一：
[0044] 本發(fā)明所述的基于復(fù)合定位的異形電子元器件裝配系統(tǒng)，請(qǐng)參見圖1所示，圖1為 本發(fā)明所述的裝配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0045] 本發(fā)明所述的裝配系統(tǒng)主要包括一進(jìn)料系統(tǒng)1、一機(jī)械手系統(tǒng)2、一待裝系統(tǒng)3、一 視覺系統(tǒng)4與一處理器5。
[0046] 所述進(jìn)料系統(tǒng)1與所述待裝系統(tǒng)3構(gòu)成目前主流的電子元器件插件裝備或者是流 水線。工人一側(cè)是進(jìn)料系統(tǒng)，另一側(cè)是需要進(jìn)料系統(tǒng)送至的電子元器件插入的電路板。
[0047] 在傳統(tǒng)工作流程中，工人從進(jìn)料系統(tǒng)獲取電子元器件，然后將其插到待裝系統(tǒng)的 電路板上。
[0048] 在本發(fā)明所述的裝配系統(tǒng)中，所述進(jìn)料系統(tǒng)1能夠?qū)⒊膳碾娮釉骷\(yùn)送所述 進(jìn)料系統(tǒng)的指定位置，電子元器件通常是成批插在軟質(zhì)基板上，當(dāng)一批電子元器件全部被 插到電路板上之后，所述進(jìn)料系統(tǒng)將前一批電子元器件的基板從指定位置移除，將下一批 電子元器件運(yùn)送至指定位置。
[0049] 所述待裝系統(tǒng)3包括用于定位并且固定電路板的固定裝置、用于傳送電路板至所 述固定裝置的傳送裝置，所述傳送裝置通常采用傳送帶等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0050] 工作流程中，傳送裝置將需要插入電子元器件的電路板運(yùn)送至所述待裝系統(tǒng)上的 指定位置，機(jī)械臂（傳統(tǒng)流程中對(duì)應(yīng)工人）將電子元器件插好，然后傳送裝置將插好的電路 板運(yùn)送至下一道工序，比如下一個(gè)插件的傳送裝置，或者進(jìn)入后續(xù)的焊接工序。然后傳送裝 置將下一個(gè)待插入電子元器件的電路板運(yùn)送至所述待裝系統(tǒng)上的指定位置。
[0051] 所述機(jī)械手系統(tǒng)2主要包括機(jī)械手與控制器，所述機(jī)械手能夠代替原有的工人， 將電子元器件從所述進(jìn)料系統(tǒng)1中夾持起來，插入到所述待裝系統(tǒng)3上的電路板上，所述機(jī) 械手上設(shè)置有直接與電子元器件接觸的夾具，每種夾具與一種或幾種電子元器件相匹