CN109905969A - 一种在线插件机的pcb插件点定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线插件机的PCB插件点定位方法，利用PCB板在插件机导轨上从进料位置传输到插件位置，属于刚体平面运动的特性，由于在线待定位PCB板在插件位置停止的位姿跟离线基准PCB板位姿不可能每次一样，相当于，离线基准PCB板做了一次平面刚体运动到达了在线待定位PCB板的位置，则利用刚体平面运动的3×3矩阵的计算公式，计算出PCB板的插件点的机器坐标(X8，Y8)，提高了插件机对PCB板的通用性，且不需要对不同的PCB板制作专门的定位治具，节省不必要的更换治具的时间和人工成本，有效提高制作插件程序的效率，元器件插入位置定位准确，误差较小。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉应用技术领域，具体为一种在线插件机的PCB插件点定位方法。
背景技术
异型插件机的广泛应用，极大的提高了电子制造行业的自动化程度，把部分插入组立工位的工作者从繁重的重复动作工作中解放出来，并提高生产效率，提高生产品质，降低成本，通过定位孔定位流水线上的PCB板的方式存在通用性差的问题，更换机种的话，需要调整定位治具或者更换治具，换线时间长，产生额外时间成本和治具成本。通过挡板来定位PCB板的方式，重复精度差，插入率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线插件机的PCB插件点定位方法，PCB板在插件机导轨上从进料位置传输到插件位置，属于刚体平面运动，在线待定位PCB板在插件位置停止的位姿跟离线基准PCB板位姿不可能每次一样，相当于，离线基准PCB板做了一次平面刚体运动到达了在线待定位PCB板的位置，再利用公式计算出PCB板的插件点坐标(X8，Y8)，实现PCB板插件点的定位，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在线插件机的PCB插件点定位方法，包括以下步骤：
步骤一：在离线状态下把基准PCB板放在传输导轨插件位置；
步骤二：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与Mark1 重合，并记录此时的XYZ平台坐标(X1，Y1)；
步骤三：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与Mark2 中心重合，并记录此时的XYZ平台坐标(X2，Y2)；
步骤四：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与待插入元器件中心位置重合，并记录此时的XYZ平台坐标(X3，Y3)；
步骤五：在线状态下，待定位PCB板传输到插件位置；
步骤六：移动XYZ平台，使XYZ平台的坐标为(X1，Y1)，通过安装在XYZ平台的工业相机获取Mark1的图像，计算出Mark1图像偏离图像中点的距离，根据像素比计算出待定位PCB的Mark1偏离相机中心的距离，从而得到在线待定位Mark1在机器坐标系下的坐标(X4，Y4)；
步骤七：移动XYZ平台，使XYZ平台的坐标为(X2，Y2)，通过安装在XYZ平台的工业相机获取Mark2的图像，计算出Mark2图像偏离图像中点的距离，根据像素比计算出待定位PCB的Mark2偏离相机中心的距离，从而得到在线待定位Mark2在机器坐标系下的坐标(X5，Y5)；
步骤八：利用公式求出离线基准PCB板的两个Mark电的中心点的机器坐标(X6，Y6)；
步骤九：利用公式求出在线待定位PCB板的两个Mark点的中心点的机器坐标(X7，Y7)；
步骤十：利用公式求出基准PCB板X轴平移距离C1和基准PCB板Y轴平移距离C2；
步骤十一：利用公式求出离线基准PCB板的角度1和在线待定位基板的角度2，再利用公式求出离线基准PCB板和在线待定位基板之间的角度；
步骤十二：利用公式求出待定位PCB板的插件点的机器坐标(X8，Y8)。
优选的，所述步骤八中所涉及的公式如下：
优选的，所述步骤九中所涉及的公式如下：
优选的，所述步骤十中所涉及的公式如下：
C1＝X7-X6C2＝Y7-Y6
优选的，所述步骤十一中所涉及的公式如下：
θ＝θ2-θ1
优选的，所述步骤十二中所涉及的公式如下：
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明在线插件机的PCB插件点定位方法，通过PCB板在插件机导轨上从进料位置传输到插件位置，属于刚体平面运动的特性，由于在线待定位PCB板在插件位置停止的位姿跟离线基准PCB板位姿不可能每次一样，相当于，离线基准PCB板做了一次平面刚体运动到达了在线待定位PCB板的位置，则利用刚体平面运动的3×3矩阵的计算公式，计算出PCB板的插件点的机器坐标(X8，Y8)，本发明提高了插件机对PCB板的通用性，且不需要对不同的PCB板制作专门的定位治具，节省不必要的更换治具的时间和人工成本，有效提高制作插件程序的效率，元器件插入位置定位准确，误差较小。
附图说明
图1为本发明中移动XYZ平台，使相机位于Mark1上方(X1，Y1)时相机获取的Mark1图像；
图2为本发明中移动XYZ平台，使相机位于Mark2上方(X2，Y2)时相机获取的Mark2图像；
图3为本发明中的相机在待插入元器件的正上方时的俯瞰视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种在线插件机的PCB插件点定位方法，用到刚体运动的知识，PCB板在插件机导轨上从进料位置传输到插件位置属于刚体平面运动，在线待定位PCB板在插件处停止的位置与离线基准PCB板位置不可能每次一样，相当于，离线基准PCB板做了一次平面刚体运动到达了在线待定位PCB板的位置，而刚体平面运动则可以写成如下的3×3的矩阵：
其中矩阵R是旋转矩阵：
其中θ为基准PCB板与待定位PCB板的夹角。
其中C1是基准PCB板在X轴方向上的平移距离，C2是基准PCB板在Y轴方向上的平移距离。
一种在线插件机的PCB插件点定位方法，包括以下步骤：
步骤一：在离线状态下把基准PCB板放在传输导轨插件位置；
步骤二：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与Mark1 重合，即是使相机在Mark1的正上方，并记录此时的XYZ平台坐标(X1，Y1)；
步骤三：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与Mark2 中心重合，即是使相机在Mark2的正上方，并记录此时的XYZ平台坐标(X2，Y2)；
步骤四：请参阅图3，调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与待插入元器件中心位置重合，即是使相机在待插入元器件的正上方，并记录此时的XYZ 平台坐标(X3，Y3)；
步骤五：在线状态下，待定位PCB板传输到插件位置；
步骤六：请参阅图1，移动XYZ平台，使XYZ平台的坐标为(X1，Y1)，通过安装在XYZ平台的工业相机获取Mark1的图像(如图1)，计算出Mark1图像偏离图像中点的距离，根据像素比计算出待定位PCB的Mark1偏离相机中心的距离，从而得到在线待定位Mark1在机器坐标系下的坐标(X4，Y4)；
步骤七：请参阅图2，移动XYZ平台，使XYZ平台的坐标为(X2，Y2)，通过安装在XYZ平台的工业相机获取Mark2的图像,，计算出Mark2图像偏离图像中点的距离，根据像素比计算出待定位PCB的Mark2偏离相机中心的距离，从而得到在线待定位Mark2在机器坐标系下的坐标(X5，Y5)；
步骤八：利用公式求出离线基准PCB板的两个Mark电的中心点的机器坐标(X6，Y6)，其公式如下：
步骤九：利用公式求出在线待定位PCB板的两个Mark点的中心点的机器坐标(X7，Y7)，其公式如下：
步骤十：利用公式求出基准PCB板X轴平移距离C1和基准PCB板Y轴平移距离C2，其公式如下：
C1＝X7-X6 C2＝Y7-Y6
步骤十一：利用公式求出离线基准PCB板的角度θ1和在线待定位基板的角度θ2，再利用公式求出离线基准PCB板和在线待定位基板之间的角度，其公式如下：
θ＝θ2-θ1
步骤十二：利用公式求出待定位PCB板的插件点的机器坐标(X8，Y8)，其公式如下：
到此，求出带定位PCB板的插件点坐标(X8，Y8)。
综上所述：本发明在线插件机的PCB插件点定位方法，通过PCB板在插件机导轨上从进料位置传输到插件位置，属于刚体平面运动的特性，由于在线待定位PCB板在插件位置停止的位姿跟离线基准PCB板位姿不可能每次一样，相当于，离线基准PCB板做了一次平面刚体运动到达了在线待定位PCB板的位置，则利用刚体平面运动的3×3矩阵的计算公式，计算出PCB板的插件点的机器坐标(X8，Y8)，本发明提高了插件机对PCB板的通用性，且不需要对不同的PCB板制作专门的定位治具，节省不必要的更换治具的时间和人工成本，有效提高制作插件程序的效率，元器件插入位置定位准确，误差较小。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种在线插件机的PCB插件点定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在离线状态下把基准PCB板放在传输导轨插件位置；
S2：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与Mark1重合，并记录此时的XYZ平台坐标(X1，Y1)；
S3：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与Mark2中心重合，并记录此时的XYZ平台坐标(X2，Y2)；
S4：调整插件机的XYZ平台坐标，使安装在XYZ平台上的相机的成像中心点与待插入元器件中心位置重合，并记录此时的XYZ平台坐标(X3，Y3)；
S5：在线状态下，待定位PCB板传输到插件位置；
S6：移动XYZ平台，使XYZ平台的坐标为(X1，Y1)，通过安装在XYZ平台的工业相机获取Mark1的图像，计算出Mark1图像偏离图像中点的距离，根据像素比计算出待定位PCB的Mark1偏离相机中心的距离，从而得到在线待定位Mark1在机器坐标系下的坐标(X4，Y4)；
S7：移动XYZ平台，使XYZ平台的坐标为(X2，Y2)，通过安装在XYZ平台的工业相机获取Mark2的图像，计算出Mark2图像偏离图像中点的距离，根据像素比计算出待定位PCB的Mark2偏离相机中心的距离，从而得到在线待定位Mark2在机器坐标系下的坐标(X5，Y5)；
S8：利用公式求出离线基准PCB板的两个Mark电的中心点的机器坐标(X6，Y6)；
S9：利用公式求出在线待定位PCB板的两个Mark点的中心点的机器坐标(X7，Y7)；
S10：利用公式求出基准PCB板X轴平移距离C1和基准PCB板Y轴平移距离C2；
S11：利用公式求出离线基准PCB板的角度θ1和在线待定位基板的角度θ2，再利用公式求出离线基准PCB板和在线待定位基板之间的角度；
S12：利用公式求出待定位PCB板的插件点的机器坐标(X8，Y8)。
2.根据权利要求1所述的一种在线插件机的PCB插件点定位方法，其特征在于：所述S8中所涉及的公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种在线插件机的PCB插件点定位方法，其特征在于：所述S9中所涉及的公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种在线插件机的PCB插件点定位方法，其特征在于：所述S10中所涉及的公式如下：
C1＝X7-X6 C2＝Y7-Y6
5.根据权利要求1所述的一种在线插件机的PCB插件点定位方法，其特征在于：所述S11中所涉及的公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种在线插件机的PCB插件点定位方法，其特征在于：所述S12中所涉及的公式如下：
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