CN109877007A - 一种点胶针头的校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于点胶设备技术领域，具体涉及一种点胶针头的校准装置，包括用于反射点胶针头两个侧面光线的光学组件、用于接收所述光学组件反射光线的拍摄组件、以及用于安装所述光学组件和所述拍摄组件的壳体，所述拍摄组件与所述光学组件相对设置，所述壳体在靠近所述光学组件的一端开设有用于对所述点胶针头进行校准的校准位，与现有技术相比，本发明不仅校准精度高而且校准时间短，有效地提高了生产质量和生产效率，此外，本发明还公开了一种点胶针头的校准方法。

Description

一种点胶针头的校准装置及校准方法

技术领域

本发明属于点胶设备技术领域，具体涉及一种点胶针头的校准装置及校准方法。

背景技术

点胶设备是专门对流体进行控制，并将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，可实现三维、四维路径点胶，主要用于产品工艺中的胶水、油漆以及其他液体精确点、注、涂等。

目前行业内的点胶系统中普遍使用的是针头式点胶机，在实际作业中需要经常更换针头，而且每次更换针头以后都需要对新针头的位置进行校准与校准；另外，现有的针头校准装置普遍采用的方式是光纤校针，即将光纤装置的发射极和接收极相对设置并固定，然后利用移动机构将针头沿光线垂直的方向移动，当针头刚好移动到阻挡光线的位置时即为针头在该坐标轴上的坐标，再利用相同的办法分别测得另外两个坐标轴的坐标，最终得到针头的三维坐标，通过与标准模板的三维坐标作对比，计算得出偏差值进而对针头位置校准，然而，这类装置存在以下缺点：

1)由于是通过针头移动并利用针头本身来阻挡光线确定空间坐标，而且针头具有一定的宽度，因而在测量时会存在一定的误差，导致精度不高、校准不准确，在后续的点胶作业中会影响点胶装置的稳定性；

2)需要对针头三个维度的坐标进行逐一测量，而每个维度坐标的测量均需要通过不断移动针头等一系列繁琐的操作，因而导致校正针头所花费的时间较长，使点胶效率较低，不利于生产。

有鉴于此，有必要对现有的点胶校准设备和方法进行改进以满足工业的需要。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供的一种点胶针头的校准装置，该校准装置不仅校准精度高而且校准时间短，有效地提高了生产质量和生产效率。

为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种点胶针头的校准装置，包括：

光学组件，用于反射点胶针头侧面的光线；

拍摄组件，用于接收所述光学组件反射的光线；以及

壳体，用于安装所述光学组件和所述拍摄组件，

所述拍摄组件与所述光学组件相对设置，所述壳体在靠近所述光学组件的一端开设有用于对所述点胶针头进行校准的校准位。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，所述光学组件包括第一反射件、第二反射件和第三反射件，所述第一反射件和所述第二反射件分别设置于所述第三反射件的两侧。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，所述第三反射件具有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面与所述第一反射件的反射面形成夹角α，所述第二反射面与所述第二反射件的反射面形成夹角β。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，所述夹角α的范围为0<α<45°，所述夹角β的范围为0<β<45°。在该范围内，第一反射件和第二反射件均能分别将点胶针头侧面的光线反射到第三反射件，进而使拍摄组件能够获取点胶针头侧面的图像信息。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，所述第一反射件和所述第二反射件均为平面镜、三棱镜或四棱镜中的一种或多种，所述第三反射件为三棱镜或四棱镜。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，还包括光源，所述光源设置于所述壳体，所述光源用于为所述光学组件打光。通过设置光源，能有效增强光学组件的反射光线强度，使成像效果更清晰，提高校准的准确性。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，还包括电源，所述光源和所述拍摄组件均与所述电源电性连接。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，所述拍摄组件包括相机和镜头，所述镜头与所述相机连接。镜头可以为相机提供多种不同的拍摄参数，从而适应不同的场景，提高了装置的适用性。

作为本发明所述的点胶针头的校准装置的改进，还包括固定架，所述固定架设置于所述壳体，所述相机固定于所述固定架。通过增设固定架，可以提高相机安装的牢固性和稳定性，减少校准的误差，提高拍摄的精度。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一在于：

1)本发明通过利用光学组件反射点胶针头侧面的光线，使拍摄组件能够快速获取点胶针头两个侧面的图像信息，通过将该图像信息与标准模板进行对比，得到偏差值，进而对点胶针头位置进行校准，由于测量时点胶针头固定，而且通过图像的数据进行校准，因而有效地提高了点胶针头校准的精度；

2)本发明无需对点胶针头三个维度的坐标进行逐一测量，节省了大量的对针时间，有效地提高了生产效率。

本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供的一种点胶针头的校准方法，该方法能节省大量校准时间，有效提高生产效率。

为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种点胶针头的校准方法，包括以下步骤，

S1：标定步骤，对相机进行标定，并利用正确位置的点胶针头的图像信息建立标准模板；

S2：采集步骤，利用上述校准装置获取需要校准的点胶针头的图像信息；

S3：对比步骤，将S2中的图像信息与S1中的标准模板进行对比，得出空间的偏差值；

S4：调整步骤，根据S3中的偏差值，对点胶针头的位置进行调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果之二在于：本发明通过预先标定，建立标准模板，有效地简化了点胶针头的校准操作，后续每次进行校准只需要拍摄相应的图像信息，再将该图像信息与标准模板进行对比即可，省却了现有技术中的多维对针所花费的大量时间和繁琐操作，极大地提升了生产效率与校准的操作性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1 为本发明中实施例1的结构示意图；

图2为本发明中实施例1的内部结构简图；

图3为本发明中实施例2的工作流程图；

其中，1-光学组件；11-第一反射件；12-第二反射件；13-第三反射件；131-第一反射面；132-第二反射面；2-拍摄组件；21-相机；22-镜头；3-壳体；31-校准位；4-光源；5-电源；6-固定架。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1~2所示，一种点胶针头的校准装置，包括用于反射点胶针头侧面的光线的光学组件1、用于接收光学组件1反射的光线拍摄组件2以及用于安装光学组件1和拍摄组件2的壳体3，拍摄组件2与光学组件1相对设置，壳体3在靠近光学组件1的一端开设有用于对点胶针头进行校准的校准位31。

优选的，光学组件1包括第一反射件11、第二反射件12和第三反射件13，第一反射件11和第二反射件12分别设置于第三反射件13的两侧。

优选的，第三反射件13具有第一反射面131和第二反射面132，第一反射面131与第一反射件11的反射面形成夹角α，第二反射面132与第二反射件12的反射面形成夹角β。

本发明在实际操作中，第一反射件11会将点胶针头其中一个侧面的光线反射到第三反射件13的第一反射面131上，通过第一反射面131再将光线反射给拍摄组件2，同理，通过第二反射件12和第二反射面132，从而使拍摄组件2能快速获取点胶针头的两个侧面的图像信息。

优选的，夹角α的范围为0<α<45°，夹角β的范围为0<β<45°，在该范围能使第一反射件11和第二反射件12均能分别将点胶针头侧面的光线反射到第三反射件13上，从而使拍摄组件2能够获取点胶针头侧面的图像信息，为了方便实施，本实施例中夹角α和夹角β均设置为22.5°，该角度能使获取的图像效果达到最佳。

优选的，第一反射件11和第二反射件12均为平面镜、三棱镜或四棱镜中的一种或多种，第三反射件13为三棱镜或四棱镜，在本实施例中，第一反射件11、第二反射件12和第三反射件13均设置为大小和形状相同的直角三棱镜，由于采用相同的规格，因此，在实际操作中方便于装配与调整，省却了一定的生产时间，提高了生产效率。

优选的，还包括光源4，光源4设置于壳体3，光源4用于为光学组件1打光，其中，光源4可以为市面上购买到的任意型号的背光源，且光照强度为100lux以上，通过光源4，能有效提高光线的强度，使成像效果更清晰，提高校准的准确性。

优选的，还包括电源5，光源4和拍摄组件2均与电源5电性连接。

优选的，拍摄组件2包括相机21和镜头22，镜头22与相机21连接，为增强本发明的可实施性，本发明中的相机21为市面上可以购买到的任意型号工业聚焦相机，镜头22则为市面上可以购买到的任意型号工业CCTV镜头，而不同畸变量的镜头22可以为相机21提供不同的拍摄效果，因此在实际操作中，需要根据校准的精度选择不同的相机和镜头。

优选的，还包括固定架6，固定架6设置于壳体3，相机21固定于固定架6，通过增设固定架6，可以使相机21在安装和拍摄的过程中更加牢固和稳定，减少对图像信息获取的误差，提高校准的精度。

本发明的工作原理为：启动光源4，点胶针头的其中一个侧面的光线分别通过第一反射件11和第三反射件13的第一反射面131反射到拍摄组件2中，而点胶针头的另一个侧面的光线则通过第二反射件12和第二反射面132反射到拍摄组件2中，此时，在拍摄组件2的视野中会形成点胶针头的两个侧面的图像信息，通过将图像信息与标准模板进行对比得出偏差值，系统根据偏差值对点胶针头的位置进行调整，完成校准的过程。

实施例2

如图3所示，一种点胶针头的校准方法，包括以下步骤，

S1：标定步骤，对相机21进行标定，

其中，标定的具体过程为：先采用工业相机的九点标定法标定相机21的YZ轴方向，然后在标定的基础上采用点点距离标定计算出X轴方向的比例系数，即X轴方向的像素当量，在本实施例中，Y轴方向为相机21的光轴方向，Z轴方向为点胶针头垂直于地面方向，由此，可以使得拍摄的点胶针头图像信息和机械信息建立起对应的关系。

在标定完毕后，将正确位置的点胶针头的图像信息建立标准模板，在实际操作中，将模板图像上针尖的端面中点位置作为Z轴模板值Z0，记录右侧图像中针头中线和针头端面的坐标M0和图像中两个针头中线与针头端面交点之间的距离N0；

S2：采集步骤，获取需要校准的点胶针头的图像信息并对与标准模板对应的特征点进行记录，分别记为Z1，M1和N1；

S3：对比步骤，将S2中的图像信息与S1中的标准模板进行对比，得出空间的偏差值，其中X轴方向的偏差值为M0-M1，Y轴方向的偏差值为N0-N1，Z轴方向的偏差值为Z0-Z1；

S4：调整步骤，视觉软件根据S3中的偏差值，对点胶针头的位置进行调整。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种点胶针头的校准装置，其特征在于，包括：

光学组件(1)，用于反射点胶针头侧面的光线；

拍摄组件(2)，用于接收所述光学组件(1)反射的光线；以及

壳体(3)，用于安装所述光学组件(1)和所述拍摄组件(2)，

所述拍摄组件(2)与所述光学组件(1)相对设置，所述壳体(3)在靠近所述光学组件(1)的一端开设有用于对所述点胶针头进行校准的校准位(31)。

2.根据权利要求1所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：所述光学组件(1)包括第一反射件(11)、第二反射件(12)和第三反射件(13)，所述第一反射件(11)和所述第二反射件(12)分别设置于所述第三反射件(13)的两侧。

3.根据权利要求2所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：所述第三反射件(13)具有第一反射面(131)和第二反射面(132)，所述第一反射面(131)与所述第一反射件(11)的反射面形成夹角α，所述第二反射面(132)与所述第二反射件(12)的反射面形成夹角β。

4.根据权利要求3所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：所述夹角α的范围为0<α<45°，所述夹角β的范围为0<β<45°。

5.根据权利要求2所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：所述第一反射件(11)和所述第二反射件(12)均为平面镜、三棱镜或四棱镜中的一种或多种，所述第三反射件(13)为三棱镜或四棱镜。

6.根据权利要求1所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：还包括光源(4)，所述光源(4)设置于所述壳体(3)，所述光源(4)用于为所述光学组件(1)打光。

7.根据权利要求6所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：还包括电源(5)，所述光源(4)和所述拍摄组件(2)均与所述电源(5)电性连接。

8.根据权利要求1所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：所述拍摄组件(2)包括相机(21)和镜头(22)，所述镜头(22)与所述相机(21)连接。

9.根据权利要求8所述的点胶针头的校准装置，其特征在于：还包括固定架(6)，所述固定架(6)设置于所述壳体(3)，所述相机(21)固定于所述固定架(6)。

10.一种点胶针头的校准方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：标定步骤，对权利要求8~9中任一项所述的相机(21)进行标定，并利用正确位置的点胶针头的图像信息建立标准模板；

S2：采集步骤，利用权利要求1~9中任一项所述的校准装置获取需要校准的点胶针头的图像信息；

S3：对比步骤，将S2中的图像信息与S1中的标准模板进行对比，得出空间的偏差值；

S4：调整步骤，根据S3中的偏差值，对点胶针头的位置进行调整。