CN107919306A - 基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置及其方法，包含底座、移载平台、平台驱动机构、第一相机、第一相机支架、第二相机和机械手。通过两个相机拍摄两个原料位置，模组和机械手取相应产品到贴合位置，通过特殊算法达到精准贴合，解决了产品贴合精度不达标，效率低等问题，同时实现高度自动化，大大提高了生产效率，减少了人力、物力等企业开支。

Description

基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种自动贴合装置及其方法，特别是一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置及其方法。

背景技术

近几年，手机无线充电技术迅猛发展，各大厂商纷纷涉足，为用户带来更优质的使用体验。无线充电芯片作为该技术的核心，它由多个电子器件构成，要达到设计时的使用效果，多个电子器件必须精准贴合。目前，大多数电子元器件贴合采用固定位置定点贴合，这样可能因为来料偏差影响贴合精度，从而造成产品报废，浪费人力、物力、生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置及其方法，其贴合精度高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置，其特征在于：包含底座、移载平台、平台驱动机构、第一相机、第一相机支架、第二相机和机械手，移载平台设置在平台驱动机构上并且由平台驱动机构驱动沿水平方向移动，平台驱动机构固定设置在底座上，第一相机设置在平台驱动机构上方并固定在第一相机支架上，第一相机支架固定在底座上，在移载平台沿平台驱动机构移动到第一相机支架位置的状态下，第一相机位于移载平台正上方，第二相机固定在底座上并位于平台驱动机构一端端部的侧面，机械手固定在底座上。

进一步地，所述平台驱动机构由两组丝杠机构构成，移载平台设置在两组丝杠机构上由两组丝杠机构同时驱动。

进一步地，所述机械手采用SCARA机械手，机械手上设置有吸盘。

一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：平台驱动机构驱动移载平台将FPC移动到第一相机正下方，第一相机拍照得到PFC照片；

步骤二：机械手吸附石墨并移动到第二相机正上方，第二相机拍照得到石墨照片；

步骤三：将FPC照片和石墨照片发送给机械手进行计算处理，得到位置后传递给机械手，机械手给出坐标，等待移载平台移动到固定贴合位置，机械手带着石墨移动到贴合位置，精准贴合。

进一步地，所述步骤三中FPC照片处理过程为，首先定位FPC中心圆孔然后计算得到中心圆孔的圆心确定FPC位置，然后在FPC照片中寻找接口和形变两处特征点，连接接口特征点中心和圆心得到FPC角度。

进一步地，所述步骤三中石墨照片处理过程为，首先定位石墨中心圆孔然后计算得到中心圆孔的圆心确定石墨位置，然后在石墨照片中寻找凹口，连接凹口中心和圆心得到石墨角度。

进一步地，贴合工作前进行相机标定，其过程为，

机械手与第二相机的标定，机械手吸取特征物，在拍摄点高度，进行九点运动、直线运动、圆周运动，通过矩阵运算，建立机械手实际坐标与第一相机像素坐标之间的关系；

机械手与第一相机的标定，机械手吸附特征物，进入第一相机拍摄视野，进行九点运动、直线运动、圆周运动，通过矩阵运算，建立机械手实际坐标与上相机像素坐标在滑台高度下的关系。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过两个相机拍摄两个原料位置，模组和机械手取相应产品到贴合位置，通过特殊算法达到精准贴合，解决了产品贴合精度不达标，效率低等问题，同时实现高度自动化，大大提高了生产效率，减少了人力、物力等企业开支。

附图说明

图1是本发明的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置的示意图。

图2是本发明的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法的流程图。

图3是本发明的FPC的示意图。

图4是本发明的石墨的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图所示，本发明的一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置，包含底座1、移载平台2、平台驱动机构3、第一相机4、第一相机支架5、第二相机6和机械手7，移载平台1设置在平台驱动机构2上并且由平台驱动机构2驱动沿水平方向移动，平台驱动机构2固定设置在底座`上，第一相机4设置在平台驱动机构2上方并固定在第一相机支架5上，第一相机支架5固定在底座`上，在移载平台1沿平台驱动机构2移动到第一相机支架5位置的状态下，第一相机4位于移载平台1正上方，第二相机6固定在底座`上并位于平台驱动机构2一端端部的侧面，机械手7固定在底座1上。

平台驱动机构3由两组丝杠机构构成，移载平台2设置在两组丝杠机构上由两组丝杠机构同时驱动。机械手7采用SCARA机械手，机械手7上设置有吸盘用于吸取原料。SCARA机械手贴合一片产品平均3秒，具有速度快，精度高等优点，大大提高了企业生产效率，有助于推动手机无线充电行业发展。此外，该技术还适用于其他产品，只需修改产品模板，方便快捷。

一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法，包含以下步骤：

步骤一：平台驱动机构驱动移载平台将FPC移动到第一相机正下方，第一相机拍照得到PFC照片；

步骤二：机械手吸附石墨并移动到第二相机正上方，第二相机拍照得到石墨照片；

步骤三：将FPC照片和石墨照片发送给机械手进行计算处理，得到位置后传递给机械手，机械手给出坐标，等待移载平台移动到固定贴合位置，机械手带着石墨移动到贴合位置，精准贴合。

FPC照片处理过程为，首先定位FPC中心圆孔然后计算得到中心圆孔的圆心确定FPC位置，然后在FPC照片中寻找接口和形变两处特征点，连接接口特征点中心和圆心得到FPC角度。

石墨照片处理过程为，首先定位石墨中心圆孔然后计算得到中心圆孔的圆心确定石墨位置，然后在石墨照片中寻找凹口，连接凹口中心和圆心得到石墨角度。

圆心和特征点识别流程为，使用 CCD 相机，将视频信号输入计算机，并对其快速处理。首先选取被跟踪物体的局部图像，该步骤相当于离线学习的过程，在图像中建立坐标系以及训练系统寻找跟踪物。学习结束后，图像卡不停地采集图像，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到机器人各关节位置给定值，最后控制高精度的末端执行机构，调整机器人的位姿，进行贴合操作。我们采用的是基于形状的相关匹配方法。提取图像中某个区域的形状，与标准图像中的模板进行匹配，对图像中产品的位置进行粗略定位，然后再进一步识别图像中的某个特性，如FPC的圆，获取圆心，来进行精确定位。由第一相机获得目标点位置信息，由第二相机获得带贴合产品的当前位置信息，即可控制机械手进行贴合操作。

贴合工作前进行相机标定，其过程为，

机械手与第二相机的标定，机械手吸取特征物，在拍摄点高度，进行九点运动、直线运动、圆周运动，通过矩阵运算，建立机械手实际坐标与第一相机像素坐标之间的关系；

机械手与第一相机的标定，机械手吸附特征物，进入第一相机拍摄视野，进行九点运动、直线运动、圆周运动，通过矩阵运算，建立机械手实际坐标与上相机像素坐标在滑台高度下的关系。

本发明通过两个相机拍摄两个原料位置，模组和机械手取相应产品到贴合位置，通过特殊算法达到精准贴合，解决了产品贴合精度不达标，效率低等问题，同时实现高度自动化，大大提高了生产效率，减少了人力、物力等企业开支。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置，其特征在于：包含底座、移载平台、平台驱动机构、第一相机、第一相机支架、第二相机和机械手，移载平台设置在平台驱动机构上并且由平台驱动机构驱动沿水平方向移动，平台驱动机构固定设置在底座上，第一相机设置在平台驱动机构上方并固定在第一相机支架上，第一相机支架固定在底座上，在移载平台沿平台驱动机构移动到第一相机支架位置的状态下，第一相机位于移载平台正上方，第二相机固定在底座上并位于平台驱动机构一端端部的侧面，机械手固定在底座上。

2.按照权利要求1所述的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置，其特征在于：所述平台驱动机构由两组丝杠机构构成，移载平台设置在两组丝杠机构上由两组丝杠机构同时驱动。

3.按照权利要求1所述的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合装置，其特征在于：所述机械手采用SCARA机械手，机械手上设置有吸盘。

4.一种基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：平台驱动机构驱动移载平台将FPC移动到第一相机正下方，第一相机拍照得到PFC照片；

步骤二：机械手吸附石墨并移动到第二相机正上方，第二相机拍照得到石墨照片；

步骤三：将FPC照片和石墨照片发送给机械手进行计算处理，得到位置后传递给机械手，机械手给出坐标，等待移载平台移动到固定贴合位置，机械手带着石墨移动到贴合位置，精准贴合。

5.按照权利要求4所述的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法，其特征在于：所述步骤三中FPC照片处理过程为，首先定位FPC中心圆孔然后计算得到中心圆孔的圆心确定FPC位置，然后在FPC照片中寻找接口和形变两处特征点，连接接口特征点中心和圆心得到FPC角度。

6.按照权利要求4所述的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法，其特征在于：所述步骤三中石墨照片处理过程为，首先定位石墨中心圆孔然后计算得到中心圆孔的圆心确定石墨位置，然后在石墨照片中寻找凹口，连接凹口中心和圆心得到石墨角度。

7.按照权利要求4所述的基于视觉的无线充电芯片高精度自动贴合方法，其特征在于：贴合工作前进行相机标定，其过程为，

机械手与第二相机的标定，机械手吸取特征物，在拍摄点高度，进行九点运动、直线运动、圆周运动，通过矩阵运算，建立机械手实际坐标与第一相机像素坐标之间的关系；

机械手与第一相机的标定，机械手吸附特征物，进入第一相机拍摄视野，进行九点运动、直线运动、圆周运动，通过矩阵运算，建立机械手实际坐标与上相机像素坐标在滑台高度下的关系。