CN110732783A - 一种基于视觉技术的智能打标机器人 - Google Patents

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梁炳东
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Abstract

本发明公开了一种基于视觉技术的智能打标机器人，包括激光输出机构、加工台、图像传感器、神经网络计算单元和中央处理模块，所述激光输出机构设置在所述加工台上，所述图像传感器设置在所述激光输出机构的输出口旁，所述激光输出机构、图像传感器和神经网络计算单元分别连接所述中央处理模块，利用神经网络计算单元对图像传感器获取的PCB表面的图像进行分析，分析线路部分和阻焊油墨部分并提取相应的特征值，从而可以自动识别新的PCB上适合打标的位置，减小人工设定打标位置的工作，降低了人力成本。

Description

一种基于视觉技术的智能打标机器人
技术领域
本发明涉及智能加工设备领域，特别是一种基于视觉技术的智能打标机器人。
背景技术
目前对PCB板打标需要人工调位，由于PCB板加工厂通常要加工大量不同规格的PCB板，因此每次对新规格的PCB板进行打标都需要工人手动调整一次打标设备对准的位置，同时工人也要预先在该PCB板上寻找适合打标的区域，因此工厂需要配置工人值守操作，消耗了一定的人力资源。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于视觉技术的智能打标机器人，利用神经网络计算单元自动寻找打标区域，减小人工设定打标区域的需要。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
一种基于视觉技术的智能打标机器人，包括：
激光输出机构，用于根据指令在PCB板上打标出相应的标志；
加工台，用于输送和承载PCB板；
图像传感器，用于获取PCB板上的打标位置的图像；
神经网络计算单元，用于针对不同布局的PCB板，智能识别PCB板上能够打标的位置；
中央处理模块，用于控制所述激光输出机构的移动和输出，以及生成用于打标的标志并将所述标志的坐标映射到PCB上，所述标志包括文字标识和二维码图案；
所述激光输出机构设置在所述加工台上，所述图像传感器设置在所述激光输出机构的输出口旁，所述激光输出机构、图像传感器和神经网络计算单元分别连接所述中央处理模块。
进一步，所述神经网络计算单元的输入层获取的对象包括PCB板上阻焊油墨层的图像、线路的图像和边缘的图像。
进一步，所述激光输出机构包括机械臂和激光发生器，所述激光发生器固定在所述机械臂的自由端，所述图像传感器与所述激光发生器绑定，所述图像传感器的朝向与所述激光发生器的朝向相同。
进一步，还包括滑轮组和驱动电机，所述滑轮组设置在所述加工台的表面并位于所述激光输出机构的下方，所述驱动电机的输出轴通过传动齿轮连接到所述滑轮组，所述驱动电机连接所述中央处理模块。
进一步，所述加工台的边缘还设置有红外传感器，所述红外传感器发射的红外线指向放置在所述滑轮组上的PCB板的侧面。
进一步，还包括二维码生成模块，用于将接收到的文字转换成二维码图案，并将生成后的二维码图案返回到所述中央处理模块，所述二维码生成模块连接所述中央处理模块。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：利用神经网络计算单元对图像传感器获取的PCB表面的图像进行分析，分析线路部分和阻焊油墨部分并提取相应的特征值，从而可以自动识别新的PCB上适合打标的位置，减小人工设定打标位置的工作，降低了人力成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例的模块连接示意图；
图2是本发明实施例的结构连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
参照图1和图2，本发明的一个实施例提供了一种基于视觉技术的智能打标机器人，包括：
激光输出机构100，用于根据指令在PCB板上打标出相应的标志；
加工台200，用于输送和承载PCB板；
图像传感器300，用于获取PCB板上的打标位置的图像；
神经网络计算单元，用于针对不同布局的PCB板，智能识别PCB板上能够打标的位置；
中央处理模块，用于控制所述激光输出机构100的移动和输出，以及生成用于打标的标志并将所述标志的坐标映射到PCB上，所述标志包括文字标识和二维码图案；
所述激光输出机构100设置在所述加工台200上，所述图像传感器300设置在所述激光输出机构100的输出口旁，所述激光输出机构100、图像传感器300和神经网络计算单元分别连接所述中央处理模块。所述神经网络计算单元的输入层获取的对象包括PCB板上阻焊油墨层的图像、线路的图像和边缘的图像。本实施例中，中央处理模块可以是微处理器或者PLC控制板，激光输出机构100连接中央处理模块的使能引脚，图像传感器300和神经网络计算单元连接中央处理模块的数据传输引脚。
采用神经网络计算单元对PCB板上的线路特征进行学习，主要是对图像传感器300发回的图片进行分析，如识别PCB板上阻焊油墨部分和线路部分，还可以识别PCB的边缘位置和穿孔位置，神经网络计算单元通过提取特征值，能够对新的PCB实现自动识别，自动判断打标位置，然后可以通过显示屏等方式将识别结果显示给工人确认，工人确认后，激光输出机构100就可以自动开始打标，无需工人亲自查找打标位置和调整激光输出机构100的输出方向。
优选地，所述激光输出机构100包括机械臂110和激光发生器120，所述激光发生器120固定在所述机械臂110的自由端，所述图像传感器300与所述激光发生器120绑定，所述图像传感器300的朝向与所述激光发生器120的朝向相同。
由于PCB板是平放在加工台200上，具有一定的面积，传统方式通常是使用三轴移动设备来使激光发生器120覆盖整块PCB板的，本发明实施例采用了机械臂110的形式，多关节的机械臂110可以在工作空间范围内定位到任意坐标点，相比三轴移动设备来说减小了设备占用的工厂空间并且可编程性更高。
优选地，还包括滑轮组400和驱动电机500，所述滑轮组400设置在所述加工台200的表面并位于所述激光输出机构100的下方，所述驱动电机500的输出轴通过传动齿轮连接到所述滑轮组400，所述驱动电机500连接所述中央处理模块。滑轮组400中包含滑轮，滑轮以同一方向并排设置在工作台上，PCB板放置在滑轮组400上实现上下料操作。驱动电机500的位置根据需要设置，在本实施例中，驱动电机500设置在加工台200的底部，利用传动齿轮连接输出轴到滑轮组400。
优选地，所述加工台200的边缘还设置有红外传感器600，所述红外传感器600发射的红外线指向放置在所述滑轮组400上的PCB板的侧面。配合红外传感器600检测滑轮组400上是否存在PCB板，避免神经网络计算单元识别了加工台200的图像。
优选地，还包括二维码生成模块，用于将接收到的文字转换成二维码图案，并将生成后的二维码图案返回到所述中央处理模块，所述二维码生成模块连接所述中央处理模块。由于目前打标设备大部分都不具备二维码打标功能，自带的功能仅适用于文字输入，因此传统打标设备实现二维码打标需要配合计算机生成二维码，再从计算机传输到打标设备上，因此本发明实施例加入了二维码生成模块，使设备自带二维码生成功能，即工人输入的文字，可以在设备内直接转换成二维码输出到激光发生器120上。二维码生成模块实际上的烧录入转换代码的处理芯片，目前根据文字信息转换成二进制码元的方式很多，还应包括图案绘制，图案绘制以单元格表示二进制码元的方式实现，在此不再详述，可以参见目前各种二维码生成程序，当然，市面上也有现成的二维码生成芯片出售。
本发明实施例利用神经网络计算单元对图像传感器300获取的PCB表面的图像进行分析，分析线路部分和阻焊油墨部分并提取相应的特征值，从而可以自动识别新的PCB上适合打标的位置，减小人工设定打标位置的工作，降低了人力成本。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于视觉技术的智能打标机器人，其特征在于：包括
激光输出机构(100)，用于根据指令在PCB板上打标出相应的标志；
加工台(200)，用于输送和承载PCB板；
图像传感器(300)，用于获取PCB板上的打标位置的图像；
神经网络计算单元，用于针对不同布局的PCB板，智能识别PCB板上能够打标的位置；
中央处理模块，用于控制所述激光输出机构(100)的移动和输出，以及生成用于打标的标志并将所述标志的坐标映射到PCB上，所述标志包括文字标识和二维码图案；
所述激光输出机构(100)设置在所述加工台(200)上，所述图像传感器(300)设置在所述激光输出机构(100)的输出口旁，所述激光输出机构(100)、图像传感器(300)和神经网络计算单元分别连接所述中央处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的智能打标机器人，其特征在于：所述神经网络计算单元的输入层获取的对象包括PCB板上阻焊油墨层的图像、线路的图像和边缘的图像。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的智能打标机器人，其特征在于：所述激光输出机构(100)包括机械臂(110)和激光发生器(120)，所述激光发生器(120)固定在所述机械臂(110)的自由端，所述图像传感器(300)与所述激光发生器(120)绑定，所述图像传感器(300)的朝向与所述激光发生器(120)的朝向相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的智能打标机器人，其特征在于：还包括滑轮组(400)和驱动电机(500)，所述滑轮组(400)设置在所述加工台(200)的表面并位于所述激光输出机构(100)的下方，所述驱动电机(500)的输出轴通过传动齿轮连接到所述滑轮组(400)，所述驱动电机(500)连接所述中央处理模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉技术的智能打标机器人，其特征在于：所述加工台(200)的边缘还设置有红外传感器(600)，所述红外传感器(600)发射的红外线指向放置在所述滑轮组(400)上的PCB板的侧面。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的智能打标机器人，其特征在于：还包括二维码生成模块，用于将接收到的文字转换成二维码图案，并将生成后的二维码图案返回到所述中央处理模块，所述二维码生成模块连接所述中央处理模块。
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