CN102615665B

CN102615665B - 一种自动定位系统和方法

Info

Publication number: CN102615665B
Application number: CN201110155504.7A
Authority: CN
Inventors: 贺显良; 汪永生; 兰茹
Original assignee: SUZHOU GUFUDAO AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU GUFUDAO AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: CN102615665A

Abstract

本发明公开了一种自动定位系统和方法，该自动定位方法为对比丝印板上的两个特征信息，用于纠正丝印板的摆放偏差；对比丝印板上的第三个特征信息，获取丝印板的印刷误差，从摆放角度、Y方向偏移、X方向偏移三方面调整丝印板的误差，可以自动化切割丝印板。本发明解决了现有技术的缺点，提供了一种定位精度高、质量可靠的自动定位系统和方法。

Description

一种自动定位系统和方法

技术领域

本发明涉及一种自动定位系统和方法。

背景技术

手机、MP3、数码摄像头、以及家用电器的按键和视窗等零部件大量使用亚克力材料。这些零部件通常是由数控工作台切割加工出来的。在切割之前，图案已经丝印在了亚克力材料上，并且在一个工件板上通常会阵列丝印多个产品。为了能够每次切割出相同尺寸的产品，必须使用定位销定位工件，以保证工件摆放在相同的位置上。

这种产品的加工一般属于批量加工，并且对尺寸精度的要求较高。传统的加工方式存在几个缺点：1）为了用定位销定位工件，工件上需要事先打定位孔，并且必须保证每个工件定位孔的位置精度，因此增加了丝印成本和难度；2）因为图案已经丝印好，试切时必须不断调整工件坐标系的位置，调试难度较大；3）后续加工时，每次都需要将工件用定位销固定，安装工件比较麻烦；4）另外，丝印板会有印刷误差，这种方式无法校正丝印板误差。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种定位精度高、质量可靠的自动定位系统和方法。

为达到以上目的，本发明提供了一种自动定位系统，用于切割丝印板，包括

机体，用于设置自动定位系统的各个部件；

CCD摄像机，设置在所述的机体内，用于拍摄丝印板图像；

照明系统，设置在所述的机体内，用于给丝印板提供拍照成像所需的光源；

工作台，设置在所述的照明系统的下方，用于调整丝印板的角度偏差和位置偏差；

计算机控制系统，与所述的CCD摄像机相连接，用于对丝印板图像进行分析并控制工作台、照明系统、CCD摄像机工作；

切割系统，用于切割丝印板。

本发明还提供了一种自动定位方法，包括如下步骤：

1）计算机控制系统获取单个产品的设计图，根据丝印板的设计尺寸阵列出所有其他图形；

2）在阵列图形中选取位置M和位置N作为标志点，通过两点法测量出位置M和位置N的摆放角度和位置偏差，记录为摆放角度A和位置标准B；

3）将第一个图形上任取一个特征部位，记录该特征部位的位置为位置信息C；

4）将丝印板放置在工作台上；

5） CCD摄像机第一次拍摄丝印板图片，根据图像特征识别位于丝印板上的位置M和位置N，根据位置M和位置N的位置计算出摆放角度A1和位置偏差B1，将摆放角度A1和位置偏差B1和已记录的摆放角度A和位置标准B进行比较得出丝印板整体偏差信息，计算机控制系统控制工作台调整丝印板位置，对丝印板进行第一次对位；

6） CCD摄像机第二次拍摄丝印板图片，记录位于丝印板上的第一个产品特征部位的位置信息C1，比较位置信息C1和位置信息C的偏差信息，计算机控制系统控制工作台调整丝印板位置，对丝印板进行第二次定位。

本发明的进一步改进在于，在所述的步骤3）与步骤4）之间还设置有一个模板保存步骤，将已记录的产品阵列信息、摆放角度A、位置标准B、位置信息C保存为一个模板文件，并给予记录该信息的模板文件一个文件名称或标识。

本发明的进一步改进在于，所述的模板文件中还包含阈值、XY偏置等参数信息，参数信息可以通过人工输入或计算机自动测定的方式得到。

本发明的进一步改进在于，在所述的步骤4）与步骤5）之间还设置有用于调整丝印板图像清晰度的CCD摄像机自动对焦步骤，

本发明的有益效果是：通过在工作台上安装CCD摄像头，加工时先由CCD摄像头定位工件，自动定位系统根据CCD摄像头的定位结果调整工件坐标系，然后数控系统控制数控工作台按照校正后的坐标加工工件，即实现了工件自动定位。

使用工件自动定位系统进行切割工件，不需要使用定位销定位工件，工件摆放的角度和位置偏差，甚至丝印误差都可以自动校正过来，保证了加工精度，同时加工效率大幅度提高，工人的劳动强度也可以降低，特别适合大批量加工。

附图说明

附图1为根据本发明自动定位方法的丝印板在第一次对位时的检测位置示意图；

附图2为根据本发明自动定位方法的丝印板在第二次对位时的检测位置示意图。

其中：1、丝印板；2、产品；3、最左端位置边角；4、最右端位置边角；5、第一个产品特征部位。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种自动定位系统，用于切割丝印板，包括：

机体，用于设置自动定位系统的各个部件；

CCD摄像机，设置在机体内，用于拍摄丝印板图像；

照明系统，设置在机体内，用于给丝印板提供拍照成像所需的光源；

工作台，设置在照明系统的下方，用于调整丝印板的角度偏差和位置偏差；

计算机控制系统，与CCD摄像机相连接，用于对丝印板图像进行分析并控制工作台、照明系统、CCD摄像机工作；

切割系统，用于切割丝印板。

以下根据本发明的较佳实施例来说明本发明的工作原理。

1）在计算机控制系统上获取单个产品的设计图，根据丝印板的设计尺寸阵列出所有其他图形。

2）参见附图1，在阵列图形中选取位置M和位置N作为标志点，本实施例中的标志点为位于第一行产品最左端和最右端的两个边角，通过两点法测量出左端位置M和右端位置N的摆放角度和位置偏差，记录为摆放角度A和位置标准B，本实施例中记录为摆放角度0°和位置标准距离边缘20mm。

3）参见附图2，将第一个图形上任取一个特征部位，本实施例中的特征部位为第一个产品左上方的边角，记录该特征部位的位置信息C为位置信息坐标（0mm，4mm）。

4）模板保存步骤，将已记录的产品阵列信息（图像信息）、两个标志点的摆放角度、位置标准、首件位置信息保存为一个模板文件，并给予记录该信息的模板文件一个文件名称001。

5）将丝印板放置在工作台上，并完成调整丝印板图像清晰度的CCD摄像机的自动对焦。

6） CCD摄像机第一次拍摄丝印板图片，根据图像特征，调取001号模板进行分析比对，根据图像特征识别位于丝印板上的最左端位置边角3和最右端位置边角4，根据最左端位置边角3和最右端位置边角4的位置计算出摆放角度3°和位置偏差距离边缘为10mm，将摆放角度3°和位置偏差10mm和已记录的摆放角度0°和位置标准20mm进行比较得出丝印板整体偏差信息，调整丝印板位置顺时针旋转3°，向上平移10mm，即完成对丝印板第一次对位。

7） CCD摄像机第二次拍摄丝印板图片，记录位于丝印板上的第一个产品特征部位5的位置信息（1mm，4mm），比较位置信息（1mm，3mm）和首件位置信息（0mm，4mm）的偏差信息，向左平移丝印板位置1mm，即完成对丝印板第二次定位。

8）对丝印板进行试切割，将切割下来的第一片产品进行测量，得出产品左侧边缘少切割0.3mm的测量结果。

9）将001号模板文件调出，在X偏置中记录0.3mm，之后保存模板001。

10）开始对丝印板进行切割，通过抽查切割的产品计算出系统的运行误差，并及时记录至模板文件中进行纠正直到产品的切割误差在规定范围内为止。

11）切割系统启动，对丝印板进行批量切割。

使用工件自动定位数控系统进行切割工件，不需要使用定位销定位工件，工件摆放的角度和位置偏差，甚至丝印误差都可以自动校正过来，保证了加工精度，同时加工效率大幅度提高，工人的劳动强度也可以降低，特别适合大批量加工。

通过以上实施例可以看出，本发明是一种定位精度高、质量可靠的自动定位系统和方法。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种自动定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1）在计算机控制系统内获取单个产品的设计图，根据丝印板的设计尺寸阵列出所有其他图形；

步骤2）在阵列图形中选取位置M和位置N作为标志点，通过两点法测量出位置M和位置N的摆放角度和位置偏差，记录为摆放角度A和位置标准B；

步骤3）在图形上任取一个特征部位，记录该特征部位的位置为位置信息C；

步骤4）将丝印板放置在工作台上；

步骤5）照明装置启动，CCD摄像机第一次拍摄丝印板图片，根据图像特征识别位于丝印板上的位置M和位置N，根据位置M和位置N的位置计算出摆放角度A1和位置偏差B1，将摆放角度A1和位置偏差B1和已记录的摆放角度A和位置标准B进行比较得出丝印板整体偏差信息，计算机控制系统控制工作台运动调整丝印板位置，对丝印板进行第一次对位；

步骤6）CCD摄像机第二次拍摄丝印板图片，记录位于丝印板上的第一个产品特征部位的位置信息C1，比较位置信息C1和位置信息C的偏差信息，计算机控制系统控制工作台调整丝印板位置，对丝印板进行第二次定位。

2.根据权利要求1所述的自动定位方法，其特征在于：在所述的步骤3）与步骤4）之间还有一个模板保存步骤，包括在计算机控制系统内将已记录的产品阵列信息、摆放角度A、位置标准B、位置信息C保存为一个模板文件，并给予记录该信息的模板文件一个文件名称或标识。

3.根据权利要求2所述的自动定位方法，其特征在于：所述的模板文件中还包含阈值、XY偏置参数信息。

4.根据权利要求1所述的自动定位方法，其特征在于：在所述的步骤4）与步骤5）之间还有用于调整丝印板图像清晰度的CCD摄像机自动对焦步骤。