CN102990181A - 一种自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，适用于使用相机进行焊点捕捉的操作，包括了如下步骤：出厂时，标定出焊嘴中心到相机中心的距离；标定出焊嘴的旋转轴参数；更换焊嘴时，再次标定；机器人软件用当前系统配置文件中的标定参数，分别减去当前程序文件中相应的标定参数，将得到的结果加到每个焊点的坐标上去，从而获得新焊嘴下所有焊点的新的坐标位置，重新写入当前程序文件中即可。本发明由于当更换焊嘴时，由于补偿操作，焊嘴中心依然能够对准焊点，所以不会影响焊接精度。只要标定焊嘴参数即可，系统会自动更新程序从而节省了时间，提高了效率。

Description

一种自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法

技术领域

本发明涉及焊锡机器人技术领域，特别是关于一种焊点偏移程序文件补偿的方法，当由于更换焊枪的焊嘴而造成焊点偏移时，系统能够自动精确的补偿之前做好的程序文件，无需重做程序。

背景技术

自动焊锡机器人是当前国内各大工厂企业广泛应用的一款自动化系统，它具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了焊接作业的生产效率。它的出现将大大降低生产成本，将人工工作转化为机器自动操作。用户还可以根据焊接工艺的不同，调节机器人的各项参数，使焊接效果更好。

在实际应用过程中，烙铁头的使用寿命有限，需要经常更换烙铁的焊嘴，但是当更换焊嘴后，之前做好的编程程序里焊点都会发生偏移，这时我们需要对这种偏移进行标定补偿。

发明内容

针对上述补偿问题，本发明提供一种自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法。通过对程序的补偿，纠正焊嘴的偏移。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，适用于使用相机进行焊点捕捉的操作，其特征在于，包括了如下步骤：

1)出厂时，以PCB板上某个固定不变的标记作为固定参考点，标定出焊嘴中心到相机中心的距离；

2)再标定出焊嘴的旋转轴参数；

3)焊锡机器人软件自动将出厂标定参数保存到系统配置的文件当中，并自动写入相应的程序文件中；

4)更换焊嘴时，按照步骤1)、2)的方法再次标定，并自动将新的标定参数保存到系统配置的文件当中，覆盖以前的标定参数；

5)机器人软件用当前系统配置文件中的标定参数，分别减去当前程序文件中相应的标定参数，将得到的结果加到每个焊点的坐标上去，从而获得新焊嘴下所有焊点的新的坐标位置；

6)在第5)步之后，焊锡机器人软件自动将新的焊点坐标和标定参数重新写入当前程序文件中，覆盖以前的值。

7)以后再更换焊嘴时，重复按照步骤4)～6)进行补偿即可。

所述相机中心指的是：相机镜头中心点的位置，即：当前相机视野的正中心。

标定出焊嘴中心到相机中心距离的方法是：首先使相机的中心光源对准固定参考点，并获取当前相机的中心坐标；接下来移动焊枪，使焊嘴中心对准同一个固定参考点，并获取当前焊嘴中心的坐标；然后用相机坐标减去焊嘴坐标，结果就是焊枪的焊嘴中心到相机中心的距离。

标定出焊嘴的旋转轴参数的方法是：首先在焊嘴位于原点位置时，移动焊枪，使焊嘴中心对准固定参考点，并获取焊嘴当前的位置坐标；接下来让焊嘴旋转一定角度，使焊嘴中心再次对准同一固定参考点，并获取焊嘴当前的位置坐标；然后用第一组坐标减去第二组坐标，结果就是焊嘴的旋转轴参数。

所述固定参考点可以选取PCB板上的Mark点。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、当更换焊嘴时，由于补偿操作，焊嘴中心依然能够对准焊点，不会影响焊接精度。2、由于只要标定焊嘴参数即可，系统会自动更新程序，因此避免了每次更换焊嘴时都要重新做程序，从而节省了时间，提高了效率。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行详细的描述。

对于安装了相机的自动焊锡机器人，我们以某个位置不变的物体作为固定参考点，标定出焊枪到该参考点的距离，再标定出焊枪的旋转轴参数；当进行更换新的烙铁头时，再进行系统标定一次，然后将两次标定的参数进行比较，将计算的结果补偿到所有的程序文件中即可。

机器在出厂时已经做好初次标定，具体标定步骤如下：

1、以PCB板上某个固定不变的标记(如Mark点)作为固定参考点，标出焊枪的焊嘴中心到相机中心的距离(因为相机的安装位置在出厂后是不会发生改变的)。

相机中心指的是：相机镜头中心点的位置，即：当前相机视野的正中心。

标出焊枪的焊嘴中心到相机中心距离的方法是：首先移动相机，使相机的中心光源对准固定参考点(即选定的参考点出现在相机当前视野的正中心)，然后通过运动控制部分获取当前相机的中心坐标。接下来移动焊枪(焊枪和相机的安装是一体的，即在XY方向上，两者一起运动)，使焊枪的焊嘴中心对准同一个固定参考点，然后通过运动控制部分获取当前焊嘴中心的坐标。获取好了这两个坐标之后，用相机坐标减去焊嘴坐标，并保留正负号，结果就是焊枪的焊嘴中心到相机中心的距离。

2、再标定出焊嘴的旋转轴参数。因为在焊接过程中，焊枪会绕旋转轴中心进行360度旋转，所以在更换焊嘴之后，旋转半径有可能发生改变，因此需要标定焊嘴的旋转轴参数。

标定出焊嘴的旋转轴参数的方法是：首先在焊嘴位于0角度时(也就是旋转轴位于原点位置时)，移动焊枪，使焊枪的焊嘴中心对准某一固定参考点(如Mark点)，然后通过运动控制部分获取焊嘴当前的位置坐标。接下来让焊嘴旋转一定角度(比如90度)，此时焊嘴将离开该固定参考点，再通过软件控制运动控制部分移动焊枪，使焊枪的焊嘴中心对准同一固定参考点，然后通过运动控制部分获取焊嘴当前的位置坐标。获取好了这两个不同角度时的焊嘴的中心坐标之后，用第一组坐标减去第二组坐标，保留正负号，结果就是焊嘴的旋转轴参数。

3、焊锡机器人软件，会在用户完成以上两步标定动作之后，自动将标定参数保存到系统配置文件当中。

4、每次利用焊锡机器人对不同的PCB板进行编程时，焊锡机器人软件会自动将以上两组系统标定参数写入相应的程序文件中。

当焊枪使用一段时间后，会发生老化的情况，从而影响焊接质量，此时需要对焊枪进行更换。因为焊枪长度、角度可能都不同了，就会造成所有焊点的偏位，因此必须重新标定，标定方法按照上述步骤1、2即可。系统会在用户完成以上两步标定动作之后，自动将新的标定参数保存到系统配置-文件当中，覆盖以前的标定参数。但是，此时的程序文件中，保存的却依然还是老的标定参数。这样就造成系统配置文件和程序文件保留的参数不一致，必须做坐标补偿。补偿的方法如下：

1、焊锡机器人软件，自动读出当前系统配置文件中保存的标定参数，和程序文件中保存的标定参数。

2、机器人系统分别将两次标定的焊嘴中心到相机中心的距离进行比较和计算，以及将两次标定的焊嘴的旋转轴参数进行比较和计算，即用系统配置文件中的标定参数，减去程序文件中相应的标定参数，将得到的结果，加到每个焊点的坐标上去，从而获得在新焊嘴下，所有焊点的新的坐标位置。

3、在第2步补偿操作之后，焊锡机器人软件会自动将新的焊点坐标和标定参数重新写入程序文件中，覆盖以前的值。

4、以后再更换焊嘴时，只要按照出厂标定流程重新标定新的参数即可，然后按照第2步的补偿算法，由焊锡机器人软件，在打开老的程序文件时，自动进行补偿。

Claims (5)

1.一种自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，适用于使用相机进行焊点捕捉的操作，其特征在于，包括了如下步骤：

1)出厂时，以PCB板上某个固定不变的标记作为固定参考点，标定出焊嘴中心到相机中心的距离；

2)再标定出焊嘴的旋转轴参数；

3)焊锡机器人软件自动将出厂标定参数保存到系统配置的文件当中，并自动写入相应的程序文件中；

4)更换焊嘴时，按照步骤1)、2)的方法再次标定，并自动将新的标定参数保存到系统配置的文件当中，覆盖以前的标定参数；

5)机器人软件用当前系统配置文件中的标定参数，分别减去当前程序文件中相应的标定参数，将得到的结果加到每个焊点的坐标上去，从而获得新焊嘴下所有焊点的新的坐标位置；

6)在第5)步之后，焊锡机器人软件自动将新的焊点坐标和标定参数重新写入当前程序文件中，覆盖以前的值。

7)以后再更换焊嘴时，重复按照步骤4)～6)进行补偿即可。

2.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，其特征在于，所述相机中心指的是：相机镜头中心点的位置，即：当前相机视野的正中心。

3.根据权利要求1或2所述的自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，其特征在于，标出焊枪的焊嘴中心到相机中心距离的方法是：首先使相机的中心光源对准固定参考点，并获取当前相机的中心坐标；接下来移动焊枪，使焊嘴中心对准同一个固定参考点，并获取当前焊嘴中心的坐标；然后用相机坐标减去焊嘴坐标，结果就是焊枪的焊嘴中心到相机中心的距离。

4.根据权利要求1或2所述的自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，其特征在于，标定出焊嘴的旋转轴参数的方法是：首先在焊嘴位于原点位置时，移动焊枪，使焊嘴中心对准固定参考点，并获取焊嘴当前的位置坐标；接下来让焊嘴旋转一定角度，使焊嘴中心再次对准同一固定参考点，并获取焊嘴当前的位置坐标；然后用第一组坐标减去第二组坐标，结果就是焊嘴的旋转轴参数。

5.根据权利要求1或2所述的自动焊锡机器人焊点偏移程序文件补偿的方法，其特征在于，所述固定参考点选取Mark点。