CN106041180A - 基于机器视觉的机动车灯led光源定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，将固定有LED光源的电路板输送至打孔工位的工作台处压紧定位，供电模块向电路板提供工作电压点亮LED光源；工业相机采集点亮LED光源后的电路板图像并载入到工控机内，工控机对获得的LED光源位置进行配光分析，根据LED光源配光位置确定电路板各安装孔的位置并输出信号，启动纵向驱动机构及横向驱动机构移动至打孔位置，启动垂直驱动机构带动铣削机构沿垂直导轨向下运动，对电路板上的安装孔进行铣削加工，同时通过吸尘过滤机构内的负压气体将铣削排出的削渣及时吸掉。本发明能根据焊接后的LED光源位置来确定电路板安装孔的位置，通过提高装配精度，来提高整车配光性能。

Description

基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，属于汽车电子车灯技术领域。

背景技术

随着汽车电子的快速发展，各种各样的车灯被应用到整车上，其中LED车灯不仅数量众多，对于车灯配光有着越来越高的要求。现有的车灯生产方式是将LED光源焊接在电路板上，将电路板安装在壳体上，最后安装灯罩，以达到设计的配光要求。在车灯的装配过程中，需要带有LED光源的电路板安装在壳体进行固定，因此电路板和壳体需要加工出对应的安装孔，最后通过紧固件或其它方式固定。现在电路板在制作印制电路时，就已加工出各安装孔，再在具有安装孔的电路板上贴片焊接LED光源，受贴装设备、焊接工艺及装配工艺等方面的约束，都会使LED光源位置产生偏差现象，LED光源在壳体中的位置，对整个车灯的配光有着致命的影响。当LED光源在壳体内的位置不能准确达到设计的位置时，导致装配后的整灯光形发生变化，不能使车灯配光达到最佳的效果，造成LED光源不能满足配光要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能根据焊接后的LED光源位置来确定电路板安装孔的位置，通过提高装配精度，来提高配光性能的基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：按以下步骤进行，

⑴、将固定有LED光源的电路板输送至打孔工位的工作台处，由压紧机构的压块压紧定位在工作台上；

⑵、与供电模块连接的探针伸出后与电路板上的信号接口插接，供电模块向电路板提供工作电压，点亮LED光源；

⑶、设置在上部的工业相机采集点亮LED光源后的电路板图像，将电路板图像载入到工控机内，工控机对获得电路板图像中的LED光源位置进行配光分析，并根据采集的LED光源配光位置确定电路板各安装孔的位置，且在工业相机采集完点亮LED光源后的电路板图像后探针退出；

⑷、工控机输出各安装孔的位置信号，启动纵向驱动机构带动横向导轨沿纵向导轨移动，同时启动横向驱动机构带动垂直导轨沿横向导轨移动至打孔位置，启动垂直驱动机构带动铣削机构沿垂直导轨向下运动，铣削机构上的电机输出动力并带动铣刀转动，将电路板上的安装孔进行铣削加工，同时通过吸尘过滤机构内的负压气体将铣削排出的削渣及时吸掉，按序依次加工出各安装孔；

⑸、各安装孔钻孔后，控制压紧机构的压块松开电路板，将电路板送下一道工序。

其中：所述的工作台上设有两纵向导轨，两纵向导轨上设有自各对应的纵向驱动机构，横向导轨两侧跨接在两纵向导轨上并与自各的纵向驱动机构连接，驱动横向导轨沿纵向导轨移动，横向导轨上还设有横向驱动机构和工业相机，设置在横向导轨上的垂直导轨与横向驱动机构连接，驱动垂直导轨沿横向导轨移动，该垂直导轨上安装有垂直驱动机构，安装在垂直导轨上的安装座与垂直驱动机构连接并驱动安装座做升降运动，安装座上安装有铣削机构和吸尘过滤机构。

所述的工业相机通过调节支架安装在横向导轨上。

所述的铣削机构包括电机、传动带、球轴和球轴座，电机和球轴座安装在安装座上，且球轴安装在球轴座上并能转动，球轴下部安装有铣刀，电机的输出侧通过传动带与球轴连接。

所述吸尘过滤机构包括过滤器、连接管和吸管，过滤器的一端通过连接管内与风机相连，另一端与吸管连接，且吸管的下端口设置在铣刀一侧。

所述的压紧机构安装在工作台上，且压紧机构的压块设置在四周，且各压块与框架连接，框架与气缸连接。

本发明先通过贴片设备将LED光源焊接在电路板上，并将电路板送至打孔工位，先通过探针给电路板提供工作电源而点亮LED光源，再通过工业相机对点亮后LED光源后的电路板图像进行采集，工控机对获得电路板图像中的LED光源位置进行配光分析，并根据LED光源的配光位置确定电路板各安装孔的位置，并输出信号，控制纵向驱动机构和横向驱动机构以达到指定的打孔位置，通过垂直驱动机构带动铣削机构向下移动，通过铣削机构上的电机输出动力并带动铣刀转动，对电路板上的各安装孔进行铣削加工。本发明能根据电路板上的LED光源的配光位置而决定电路板上的各安装孔的位置，因此能对电路板的安装位置进行精确定位，能提高装配精度，来提高配光性。当电路板安装在壳体内时，能确保LED光源在壳体内的位置，而保持整灯LED光源最佳的配光效果。本发明由于对先LED光源进行配光、后对电路板的安装位置进行定位，每一个电路板都可以根据整灯的配光要求而实现自动定位，解决贴装设备及焊接工艺时造成LED光源位置的偏差的问题，提高整灯光源效果。本发明在铣削各安装孔时，能通过吸尘过滤机构对铣削排出的削渣及时吸掉，而不会影响电路板上的器件。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1本发明用于机动车灯LED光源定位方法的装置的结构示意图。

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是发明铣削机构及吸尘过滤机构安装在安装座上的结构示意图。

其中：1—纵向导轨，2—纵向驱动机构，3—横向驱动机构，4—横向导轨，5—压紧机构，5-1—压块，5-2—框架，6—工业相机，7—探针，8—垂直导轨，9—安装座，10—铣削机构，10-1—电机，10-2—传动带，10-3—球轴座，10-4—球轴，10-5—铣刀，11—吸尘过滤机构，11-1—过滤器，11-2—吸管，12—电路板，13—工作台，14—调节支架，15—垫板。

具体实施方式

见图1～3所示，本发明基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，按以下步骤进行。

⑴、将固定有LED光源的电路板12输送至打孔工位的工作台13处，由压块5-1压紧定位在工作台13上，使电路板12在工作台13上被加工时不能移动。本发明压紧机构5安装在工作台13上，且压紧机构的压块5-1设置在四周，且压块5-1与框架5-2连接，框架5-2与气缸连接，通过气缸带动框架5-2使多个压块5-1同时动作，方便将电路板12压接在工作台13上或松开电路板12。见图2所示，本发明可在工作台13上设有垫板15，将电路板12放置在垫板15上，在压紧电路板12时，不会影响电路板12上的各器件。

⑵、与供电模块连接的探针7伸出后与电路板12上的信号接口插接，供电模块向电路板12提供工作电压，点亮LED光源，本发明的探针7可安装在气缸上，通过气缸带动探针7进行伸出或缩回，而供电模块与工控机连接，通过工控机控制供电模块点亮LED光源。

⑶、设置在上部的工业相机6采集点亮LED光源后的电路板图像，工业相机6通过信号线与工控机连接，将电路板图像载入中到工控机内，工控机对获得电路板图像中的LED光源位置进行配光分析，并根据采集的LED光源配光位置确定电路板12各安装孔的位置，且在工业相机6采集完点亮LED光源后的电路板图像后探针7退出。本发明使工控机能根据不同的灯具配光要求进行调节，故能适用不同的车灯的光形配光，使工控机每次根据采集的电路板图像，根据LED光源配光位置，而能确定各安装孔的位置，实现先配光后定位，能提高车灯装配后车灯的配光精度。

⑷、工控机输出各安装孔的位置信号，启动纵向驱动机构2带动横向导轨4沿纵向导轨1移动，同时启动横向驱动机构3带动垂直导轨8沿横向导轨4移动至所需打孔位置，启动垂直驱动机构带动铣削机构10沿垂直导轨8向下运动，本发明的纵向驱动机构2、横向驱动机构3以及垂直驱动机构均由电机和与电机输出侧连接的丝杆构成，各丝杆与对应安装在横向导轨4、垂直导轨8及铣削机构10上的螺母配合，带动横向导轨4沿纵向导轨1前后移动，垂直导轨8沿横向导轨4水平移动，铣削机构10则沿垂直导轨8上下移动，铣削机构10上的电机10-1输出动力并带动铣刀10-5转动，对电路板12上的安装孔进行铣削加工，同时通过吸尘过滤机构11内的负压气体将铣削排出的削渣及时吸掉，按序依次加工出各安装孔。

⑸、各安装孔钻孔后，控制压紧机构5的压块5-1松开电路板12，将电路板12送下一道工序。

见图1～3所示，本发明在工作台13上设有两纵向导轨1，各纵向导轨1上设有纵向驱动机构2，横向导轨4两侧跨接在两纵向导轨1上并与自各的纵向驱动机构2连接，驱动横向导轨4沿纵向导轨1前后移动，纵向驱动机构2采用电机及电机输出侧的螺杆，螺杆与横向导轨4上的螺母相配，使纵向驱动机构2带动横向导轨4沿纵向导轨1前后移动。本发明的横向导轨4上还设有横向驱动机构3和工业相机6，设置在横向导轨4上的垂直导轨8与横向驱动机构3连接，驱动垂直导轨8沿横向导轨4移动。本发明的横向驱动机构3也采用电机及电机输出侧的螺杆，螺杆与垂直导轨8上的螺母相配，使横向驱动机构3带动垂直导轨8沿横向导轨4左右移动。见图1、2所示，本发明在横向导轨4上安装有调节支架14，工业相机6安装在调节支架14上并能调节，通过调节工业相机6在调节支架14上位置以及工业相机6的拍摄角度，能准确采集电路板的图像。本发明该垂直导轨8上安装有垂直驱动机构，安装在垂直导轨8上的安装座9与垂直驱动机构连接，驱动安装座9做升降运动，本发明的垂直驱动机构也采用电机及电机输出侧的螺杆，螺杆与安装座9上的螺母相配，使垂直驱动机构带动安装座9沿垂直导轨8上下移动。

见图1～3所示，本发明安装座9上安装有铣削机构10和吸尘过滤机构11，铣削机构10包括电机10-1、传动带10-2、球轴10-4和球轴座10-3，电机10-1和球轴座10-3安装在安装座9上，本发明的电机10-1采用的高速电动机，球轴10-4安装在球轴座10-3上并能转动，球轴10-4下部安装有铣刀10-5，电机10-1的输出侧通过传动带10-2与球轴10-4连接，通过电机10-1驱动传动带10-2并带动球轴10-4转动，使铣刀10-5对电路板12进行铣削，加工出电路板12上的各安装孔。

见图1、3所示，本发明的吸尘过滤机构11包括过滤器11-1、连接管和吸管11-2，过滤器11-1的一端通过连接管与风机相连，另一端与吸管11-2连接，且吸管11-2的下端口设置在铣刀10-5一侧，通过负压气流将铣削排出的削渣吸入过滤器11-1内排掉，而不会影响电路板上各器件。

通过本发明的LED光源定位方法，采用视觉系统对电路板12上的LED光源进行配光分析，再根据配光后的光源位置，指定电路板12上的安装孔位置，并加工出安装孔，将电路板12安装在壳体上后，能实现根据整灯的配光要求而自动定位LED的装配最佳位置。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：按以下步骤进行，

⑴、将固定有LED光源的电路板(12)输送至打孔工位的工作台(13)处，由压紧机构(5)的压块(5-1)压紧定位在工作台(13)上；

⑵、与供电模块连接的探针(7)伸出后与电路板(12)上的信号接口插接，供电模块向电路板(12)提供工作电压，点亮LED光源；

⑶、设置在上部的工业相机(6)采集点亮LED光源后的电路板图像，将电路板图像载入到工控机内，工控机对获得电路板图像中的LED光源位置进行配光分析，并根据采集的LED光源配光位置确定电路板(12)各安装孔的位置，且在工业相机(6)采集完点亮LED光源后的电路板图像后探针(7)退出；

⑷、工控机输出各安装孔的位置信号，启动纵向驱动机构(2)带动横向导轨(4)沿纵向导轨(1)移动，同时启动横向驱动机构(3)带动垂直导轨(8)沿横向导轨(4)移动至打孔位置，启动垂直驱动机构带动铣削机构(10)沿垂直导轨(8)向下运动，铣削机构(10)上的电机(10-1)输出动力并带动铣刀(10-5)转动，将电路板(12)上的安装孔进行铣削加工，同时通过吸尘过滤机构(11)内的负压气体将铣削排出的削渣及时吸掉，按序依次加工出各安装孔；

⑸、各安装孔钻孔后，控制压紧机构(5)的压块(5-1)松开电路板(12)，将电路板(12)送下一道工序。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：所述的工作台(13)上设有两纵向导轨(1)，两纵向导轨(1)上设有自各对应的纵向驱动机构(2)，横向导轨(4)两侧跨接在两纵向导轨(1)上并与自各的纵向驱动机构(2)连接，驱动横向导轨(4)沿纵向导轨(1)移动，横向导轨(4)上还设有横向驱动机构(3)和工业相机(6)，设置在横向导轨(4)上的垂直导轨(8)与横向驱动机构(3)连接，驱动垂直导轨(8)沿横向导轨(4)移动，该垂直导轨(8)上安装有垂直驱动机构，安装在垂直导轨(8)上的安装座(9)与垂直驱动机构连接并驱动安装座(9)做升降运动，安装座(9)上安装有铣削机构(10)和吸尘过滤机构(11)。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：所述的工业相机(6)通过调节支架(14)安装在横向导轨(4)上。

4.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：所述的铣削机构(10)包括电机(10-1)、传动带(10-2)、球轴(10-4)和球轴座(10-3)，电机(10-1)和球轴座(10-3)安装在安装座(9)上，且球轴(10-4)安装在球轴座(10-3)上并能转动，球轴(10-4)下部安装有铣刀(10-5)，电机(10-1)的输出侧通过传动带(10-2)与球轴(10-4)连接。

5.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：所述吸尘过滤机构(11)包括过滤器(11-1)、连接管和吸管(11-2)，过滤器(11-1)的一端通过连接管与风机相连，另一端与吸管(11-2)连接，且吸管(11-2)的下端口设置在铣刀(10-5)一侧。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的机动车灯LED光源定位方法，其特征在于：所述的压紧机构(5)安装在工作台(13)上，且压紧机构(5)的压块(5-1)设置在四周，且各压块(5-1)与框架(5-2)连接，框架(5-2)与气缸连接。