CN102873522A - 基于双ccd工业相机的微小型零部件精密装配检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置，它包括机架、设置在该机架顶部的组装工作台、以及安装在该组装工作台上面的机械臂，所述组装工作台上面设置有用于定位待组装工件的定位治具，所述机械臂上安装有至少一个CCD工业相机Ⅰ，所述组装工作台上固定安装有至少一个CCD工业相机Ⅱ，所述CCD工业相机Ⅰ和CCD工业相机Ⅱ的镜头前端均固定安装有环形光源，且CCD工业相机Ⅰ和CCD工业相机Ⅱ均与机械臂控制器电连接。本发明具有成本低廉、装配速度快、装配精度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置。
背景技术
在消费电子行业和汽车行业，经常需要进行微小型零部件的装配，传统的人工装配方式远远不能满足行业对装配精度、装配效率的要求。装配完成之后，主要依靠人工操作三坐标测量机对装配结果进行检测，速度较慢，成本较高。
目前微小型零部件的装配精度主要由定位治具来保证。常规方法是用定位模具首先定位第一个部件，然后用辅助定位治具引导第二个部件运动至第一个部件处与第一个部件进行组装，组装的精度决定于定位治具的定位精度，对治具的加工及装配要求较高。这样就存在两个问题：
第一：精密组装需要的高精度定位模具成本较高，而且专用性强；
第二：在产线生产过程中，定位精度往往和取放速度成反比,定位模具精度越高，取放就越困难(间隙小)，即每个产品的检测时间越长，往往不能满足产线节拍的要求。
传统的装配方式对来料的安放位姿要求高、柔性差、效率低，随着消费电子行业和汽车行业产品产量的不断提高，高精度可靠的自动化装配体系的出现，成为装配工作的发展方向。其中，基于CCD的微小型零部件精密装配系统成为工业装配领域技术难点和热点问题。在手机现有的自动化检测设备中，采用工业CCD相机进行检测是目前主流的发展方向。其中，光源的选型及布置，会最终影响到工业CCD的检测精度。
发明内容
本发明目的是：针对上述问题，提供一种成本低廉、装配速度快的基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置。
本发明的技术方案是：一种基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置，它包括机架、设置在该机架顶部的组装工作台、以及安装在该组装工作台上面的机械臂，所述组装工作台上面设置有用于定位待组装工件的定位治具，所述机械臂上安装有至少一个CCD工业相机Ⅰ，所述组装工作台上固定安装有至少一个CCD工业相机Ⅱ，所述CCD工业相机Ⅰ和CCD工业相机Ⅱ的镜头前端均固定安装有环形光源，且CCD工业相机Ⅰ和CCD工业相机Ⅱ均与机械臂控制器电连接。
作为优选，所述组装工作台上罩有亚克力挡光外壳。
作为优选，所述机架的底部装有脚杯和脚轮。
本发明的优点是：
1、本发明解决了人工难以完成的微小零部件的装配问题，系统稳定性高，重复定位精度高、自动化程度高，效率高，成本低，可以大大降低对来料的精度和质量要求，也可以降低对操作人员熟练程度和专业技能的要求。
2、本发明装配精度仅依赖于机械臂和CCD工业相机的精度，因此，稳定性和可靠性大大提高。
3、此外，本发明的装配效率高，可应用于机械、电子、汽车、医疗、包装等行业的各类自动化智能组装。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中相机用环形光源的安装示意图；
其中：1-机架，2-组装工作台，3-机械臂，4-CCD工业相机Ⅰ，5-CCD工业相机Ⅱ，6-脚杯，7-脚轮，8-定位治具，9-环形光源。
具体实施方式
图1出示了本发明基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置的一个具体实施例，它包括机架1，机架1顶部设置有组装工作台2，组装工作台2上面安装有机械臂3，所述组装工作台2上面还设置有用于定位待组装工件的定位治具8，所述机械臂3上安装有至少一个（本例为一个）CCD工业相机Ⅰ4，所述组装工作台2上固定安装有至少一个（本例为一个）CCD工业相机Ⅱ5，如图2所示，所述CCD工业相机Ⅰ4和CCD工业相机Ⅱ5的镜头前端均固定安装有环形光源9（即：CCD工业相机Ⅰ和CCD工业相机Ⅱ均采用环形光源），且CCD工业相机Ⅰ4和CCD工业相机Ⅱ5均与机械臂控制器电连接。
所述组装工作台2上罩有亚克力挡光外壳（图中未示出），该亚克力挡光外壳将上述的机械臂3、CCD工业相机Ⅰ4、CCD工业相机Ⅱ5和定位治具8收容在其内，以阻断自然光，防止对CCD工业相机检测精度造成影响。
此外，为了便于本装置位置的移动及定位，本例在所述机架1的底部还安装有脚轮7和脚杯6。
本实施例的工作原理如下：首先，操作人员将待组装的工件A放置到定位治具8上，操控机械臂2携带CCD工业相机Ⅰ4对放在定位治具8上的待组装工件A进行拍照，经CCD工业相机Ⅰ进行图像处理后，将待组装工件A被安装位置的特征数据传递给机械臂控制器。然后控制机械臂3将待组装工件B抓起并移动至CCD工业相机Ⅱ5处，CCD工业相机Ⅱ对待组装工件B进行拍照，并将待组装工件B安装位置的特征数据传递给机械臂控制器。机械臂控制器得到CCD工业相机Ⅰ4和CCD工业相机Ⅱ5中像素坐标与机械臂坐标之间的转换函数，实现坐标系的统一，然后计算出机械臂3目标位置与目前位置之间的偏差，机械臂控制器根据计算的数据控制机械臂3携带待组装工件B移动至待组装工件A位置进行组装作业，从而将待组装工件B和待组装工件A装配在一起构成成品。组装完成后，通过CCD工业相机Ⅱ5对组装后成品的特征尺寸进行测量，并给出综合判断结果，得出组装结果合格或不合格。
当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置，其特征在于：它包括机架（1）、设置在该机架顶部的组装工作台（2）、以及安装在该组装工作台上面的机械臂（3），所述组装工作台（2）上面设置有用于定位待组装工件的定位治具（8），所述机械臂（3）上安装有至少一个CCD工业相机Ⅰ（4），所述组装工作台（2）上固定安装有至少一个CCD工业相机Ⅱ（5），所述CCD工业相机Ⅰ（4）和CCD工业相机Ⅱ（5）的镜头前端均固定安装有环形光源（9），且CCD工业相机Ⅰ（4）和CCD工业相机Ⅱ（5）均与机械臂控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置，其特征在于：所述组装工作台（2）上罩有亚克力挡光外壳。
3.根据权利要求1或2所述的基于双CCD工业相机的微小型零部件精密装配检测装置，其特征在于：所述机架（1）的底部装有脚杯（6）和脚轮（7）。
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