CN113522657B - 点胶编程方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种点胶编程方法，点胶机构I视觉模块移动到工板上的其中一个产品上方，图像上选择特征进行模板绘制，计算出模板中心对应的机械坐标；点胶机构I的相机中心移动到点胶轨迹位置，获取轨迹机械坐标，计算点胶轨迹相对模板中心的相对机械坐标；设置所有其他点胶轨迹；设置点胶速度、出胶量、点胶控制器参数及点胶工艺参数；添加阵列；分配各个点胶机构所需作业点胶产品位置与数量；各个点胶机构分别对各自点胶产品进行拍照，视觉算法匹配得到各个产品的位姿状态和模板中心机械坐标；得到最终执行的轨迹坐标。该方法采用其中一个点胶机构进行编程，其它点胶机构直接使用该编程参数，不需要单独编程，可以显著减少编程麻烦程度，提高效率。

Description

点胶编程方法

技术领域

本发明涉及编程方法的技术领域，尤其是一种点胶编程方法。

背景技术

为了保证贴装效率，贴装机一般会设计多个点胶机构同时进行点胶作业，此时就会涉及到多个点胶机构的点胶轨迹编程方法，点胶机构包括三轴、四轴、五轴等。现有的贴装机点胶编程方法是各个点胶机构都要单独编程点胶轨迹，或者两个点胶机构为一组，其中一个点胶机构编程点胶轨迹，另一个点胶机构使用该参数，此编程方法效率低，需要重复编程，比较麻烦。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种点胶编程方法，该点胶编程方法具有显著减少编程麻烦程度及提高效率的优点。

根据本发明实施例的点胶编程方法，具有多个点胶机构，对其中一个点胶机构进行编程，设定其中的一个点胶机构为点胶机构I，其他点胶机构直接使用该点胶机构I的编程数据，具体步骤如下：第1步骤、将点胶机构I的视觉模块移动到工板上的其中一个产品上方，图像上选择特征进行模板绘制，计算出模板中心对应的机械坐标；第2步骤、将点胶机构I的相机中心移动到点胶轨迹位置，获取轨迹机械坐标，计算出点胶轨迹相对模板中心的相对机械坐标；设置所有其他的点胶轨迹；设置点胶速度、出胶量、点胶控制器参数以及点胶工艺参数；第3步骤、添加阵列，用来计算工板上所有产品位置；第4步骤、分配各个点胶机构所需作业的点胶产品位置与点胶产品数量；第5步骤、各个点胶机构分别对各自的点胶产品进行拍照，视觉算法匹配得到各个产品的位姿状态和模板中心机械坐标；计算得到最终执行的轨迹坐标。

本发明的有益效果是，本发明通过采用其中一个点胶机构进行编程，其它点胶机构直接使用该编程参数，不需要单独编程，可以显著减少编程麻烦程度，提高效率。

进一步具体地限定，上述技术方案中，在第3步骤中，当产品按照矩形阵列摆放的情形，通过点胶机构I的相机设置左上方产品、左下方产品和右上方产品的坐标。

进一步具体地限定，上述技术方案中，在第3步骤中，当产品按照环形阵列摆放的情形，通过点胶机构I的相机设置上方产品、下方产品、左侧产品和右侧产品的坐标。

进一步具体地限定，上述技术方案中，在第4步骤中，具体步骤如下：

第4．1步骤、设置各个点胶机构初始拍照位置；

第4．2步骤、设置各个点胶机构的点胶产品数量。

进一步具体地限定，上述技术方案中，在第4．2步骤中，多个点胶机构按照顺序排列，多个点胶机构作业于两个点胶工位，多个点胶机构中的一部分点胶机构作业于第一点胶工位，另一部分点胶机构作业于第二点胶工位，当与第一点胶工位对应的点胶机构完成点胶作业后，工板移动到第二点胶工位。

进一步具体地限定，上述技术方案中，所述第一点胶工位和/或第二点胶工位中对应两个点胶机构，两个点胶机构在工板长度较短、两个点胶机构点胶方向相反的作业情况时，其中一个点胶机构原地等待或者移动到安全区域等待，等到另一个点胶机构的干涉现象消除时，再继续点胶。

进一步具体地限定，上述技术方案中，在第4．2步骤中，采用自动框选的模式，将所有产品通过阵列参数展示在后台控制系统的界面上。

进一步具体地限定，上述技术方案中，所述点胶控制器为普通点胶控制器、精密点胶控制器和阀点胶控制器中的任意一种。

进一步具体地限定，上述技术方案中，所述位姿状态包括X方向偏移、Y方向偏移和XY组成平面的旋转角度。

进一步具体地限定，上述技术方案中，通过在后台控制系统上设置产品行列数量，来计算出所有产品的行列间距信息，再通过第1步骤的点胶机构I的当前机械坐标，计算出所有产品的机械坐标信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是绘制模板的示意图；

图2是产品在工板上的摆放方式一；

图3是产品在工板上的摆放方式二；

图4是设置各个点胶机构初始拍照位置的示意图；

图5是设置各个点胶机构点胶产品数量的示意图；

图6是自动框选各个点胶机构点胶产品的示意图；

图7是本发明的流程图；

图8是产品分配流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的点胶编程方法应用于贴装机。该贴装机具有多个点胶机构。此处的多个可以理解为两个以上（包括两个）。该点胶编程方法通过对其中一个点胶机构进行编程，其他点胶机构直接使用该编程数据。

见图7，现在以贴装机具有四个点胶机构为例，它们分别为点胶机构I、点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV。设定对其中的点胶机构I进行编程，点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV直接使用该编程数据。具体步骤如下：

第1步骤、点胶机构I绘制模板(Mark)，帖装机设备运行时点胶机构I上的相机对各个产品进行拍照，拍照后得到产品的图像，拍照得到的图像与模板(Mark)对比后得到各个产品的位姿状态，位姿状态包括X方向的偏移、Y方向的偏移和XY组成平面的旋转角度，X方向和Y方向对应的就是点胶机构I的XY轴的方向，以用来校准各个产品的点胶轨迹。

如图1所示，为绘制模板的示意图，拍照得到的产品图像里寻找特征M，并与模板中的M对比。矩形框V表示相机拍照视野；左上角表示模板图像坐标零点VL(x,y)；右下角表示模板图像坐标最大值VR(x,y)；直线L1与直线L2的交点表示相机视野中心；点胶机构I上的相机拍出的图像就是矩形框V，矩形框M表示模板图像上的特征，用来绘制模板(Mark)；直线L3与直线L4的交点表示特征中心，也就是模板(Mark)中心。

视觉模块是点胶机构I中的一个组成部分，通过点胶机构I将视觉模块移动到工板（为摆放产品的托盘）上的其中一个产品上方，视觉模块由相机、镜头以及光源组成，调整点胶机构I的Z轴使图像清晰，在图像上选择特征M进行模板绘制，模板绘制成功后获取模板中心在图像上的图像坐标V0(x,y)及点胶机构I的当前机械坐标P0(x,y)，其中，坐标V0(x,y)就是直线L3与直线L4的交点，坐标P0(x,y) 就是当前拍照位置对应的XY轴坐标（即点胶机构I针头的当前坐标），计算出模板中心对应的机械坐标M(x,y)；模板中心对应的机械坐标M(x,y)的计算方式是：图像中心的像素坐标C(x,y)是右下角坐标VR(Vx0,Vy0)的一半，计算出模板中心坐标V0(x,y)与图像中心的像素坐标C(x,y)的偏差DV=C- V0，图像中心的像素坐标C(x,y)对应的机械坐标是P0（该P0是点胶机构I的当前坐标P0(x,y)），通过图像坐标（图像坐标系中的坐标，图像坐标系零点是VL，最大值是VR）与机械坐标（点胶机构XYZ的坐标）的对应关系(此对应关系在后台控制系统其它操作中已经计算出来)，计算出机械坐标偏差DR（图像坐标与机械坐标的对应关系是一个转换矩阵，将DV带入此转换矩阵进行计算），则模板中心的机械坐标M=P0+DR；由于相机、镜头、光源及其安装精度都有一定差异，点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV使用该模板时，视觉提供一套算法，校准点胶机构之间的偏差，保证该方案的点胶精度，该套算法包括相机坐标系与机械坐标系之间的转换矩阵、图像坐标与机械坐标的相互计算转换以及相机对焦(获取清晰图像)；偏差是相机、镜头、光源等部件及其安装精度导致的，校准的方法就是保证四个点胶头上的相机、镜头、光源一致性，以及安装位置一致性(通过视觉算法去测试调试)。

第2步骤、保持绘制模板的产品不动，在此产品上设置点胶轨迹，点胶轨迹与第1步骤绘制的模板是绑定关系（点胶机构I上的相机在产品上拍照，绘制模板，设置点胶轨迹时，此产品不能有任何移动，就是说绘制模板与点胶轨迹的条件必须保持一致），通过视觉模板的偏移旋转可以得出点胶轨迹的偏移旋转。通过点胶机构I将相机中心移动到点胶轨迹位置，获取点胶轨迹机械坐标P1(x1,y1)，点胶轨迹包括独立点、起始点、中间点、圆弧点、结束点等，组合成需要点胶的轨迹路径。计算出点胶轨迹相对模板中心的相对机械坐标PM1=P1-M，以此类推，设置所有其他的点胶轨迹PM2、PM3、PM4等；点胶轨迹设置完成后，在后台控制系统上手动输入设置点胶速度、出胶量、点胶控制器参数、气压等跟点胶工艺相关的参数，只需要设置一次，所有点胶机构共用这些参数。其中，点胶控制器是控制出胶量的仪器，市场上包括普通的点胶控制器、精密点胶控制器、阀点胶控制器等。点胶工艺相关的参数还包括提前距离、延后距离、抬起高度、抬起速度、回抹距离等几十种参数。

第3步骤、添加阵列(阵列就是产品在工板上的行列间距及摆放位置关系)，用来计算工板上所有产品位置。根据不同产品的摆放方式，如按照矩形阵列摆放的情形和按照环形阵列摆放的情形。

当产品按照矩形阵列摆放的情形，可以通过点胶机构I的相机设置左上方、左下方和右上方产品的坐标(把相机中心移动到对应产品位置，获取当前点胶机构I的机械坐标)，并通过在后台控制系统上手动输入设置产品行列数量，来计算出所有产品的行列间距信息，再通过第1步骤的点胶机构I的当前机械坐标P0(x,y)，计算出所有产品的机械坐标信息。

或者，当产品按照环形阵列摆放的情形，可以通过点胶机构I的相机设置上方、下方、左侧和右侧产品的坐标，并通过在后台控制系统上手动输入设置产品行列数量，来计算出所有产品的行列间距信息，再通过第1步骤的点胶机构I的当前机械坐标P0(x,y)，计算出所有产品的机械坐标信息。

如图2所示，通过点胶机构I的相机设置左上方产品、左下方产品和右上方产品的坐标，矩形代表工板上所有产品，灰色矩形就是需要设置位置的产品，再通过在后台控制系统上手动输入设置产品的行列数量，相邻两个灰色产品坐标相减，除以行数或者列数，可以计算出所有产品间距信息。

如图3所示，通过点胶机构I的相机设置上方产品、下方产品、左侧产品和右侧产品的坐标，矩形代表工板上所有产品，灰色矩形就是需要设置位置的产品；T1(x,y)表示上方产品坐标，T2(x,y)表示下方产品坐标，T3(x,y)表示左侧产品坐标，T4(x,y)表示右侧产品坐标，再通过在后台控制系统上手动输入设置产品的行列数量以及产品屏蔽参数(某些位置没有产品)，可以计算出所有产品间距信息。

如图8所示，产品分配的流程是：点胶机构II的视觉模块移动到需要拍照的第一个产品位置，保存该位置，以此类推，设置点胶机构III和点胶机构IV的初始拍照位置，选择点胶机构I，框选需要点胶的产品位置与数量，以此类推，点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV框选需要点胶的产品位置与数量，初始拍照位置与框选产品改变，初始拍照位置也要重新设置。

第4步骤、分配各个点胶机构所需作业的点胶产品位置与点胶产品数量，合理分配达到最高效率。具体步骤如下：

第4．1步骤、设置各个点胶机构初始拍照位置，点胶机构I可以不设置，使用第1步骤中位置P0即可，起始拍照位置与第4．2步骤的产品分配是配合使用的。

如图4所示，红色产品表示点胶机构I的初始拍照位置，黄色产品表示点胶机构III的初始拍照位置，绿色产品表示点胶机构II的初始拍照位置，蓝色产品表示点胶机构IV的初始拍照位置；

第4．2步骤、设置各个点胶机构的点胶产品数量，点胶机构I、点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV是按照顺序排列的，由于工板长度较短，所以四个点胶机构作业于两个点胶工位，第一点胶工位和/或第二点胶工位中对应两个点胶机构，两个点胶机构在工板长度较短、两个点胶机构点胶方向相反的作业情况时，其中一个点胶机构原地等待或者移动到安全区域等待，等到另一个点胶机构的干涉现象消除时，再继续点胶。即当存在工板长度较短、点胶机构点胶方向相反等情况时，点胶时点胶机构之间会互相干涉，此时后台控制系统执行干涉逻辑，其中一个点胶机构原地等待或者移动到安全位等待，等到另一个点胶机构不干涉时，再继续点胶。具体地，四个点胶机构中的两个点胶机构作业于第一点胶工位，四个点胶机构中的另两个点胶机构作业于第二点胶工位，当与第一点胶工位对应的两个点胶机构完成点胶作业后，工板移动到第二点胶工位，第一点胶工位中的两个点胶机构之间同时点胶时互不干涉，第二点胶工位中的两个点胶机构之间同时点胶时互不干涉。

如图5所示，工板上的产品分布成8列，8列数可以被四个点胶机构平均分配，红色产品表示点胶机构I需要点胶的产品，黄色产品表示点胶机构III需要点胶的产品，绿色产品表示点胶机构II需要点胶的产品，蓝色产品表示点胶机构IV需要点胶的产品；点胶机构I和点胶机构II作为一个点胶工位W1，点胶机构III和点胶机构IV作为一个点胶工位W2，点胶机构I和点胶机构II将红色产品和绿色产品点胶结束后，工板移动到点胶工位W2，点胶机构III和点胶机构IV执行黄色产品和蓝色产品点胶；为了防止点胶机构同时点胶时互相干涉，所以点胶机构I和点胶机构II负责红色产品和绿色产品点胶，点胶机构III和点胶机构IV负责黄色产品和蓝色产品点胶。

现有的产品分配方式是通过分配列数实现，将某几列分配给某个点胶机构执行点胶，此方法不够灵活，当列数无法平均分配时，就会出现某个点胶机构多执行几列产品点胶的情况，不能实现效率最大化。为了解决分配产品灵活性，提高效率的目的，本方法采用自动框选的模式，将所有产品通过阵列参数展示在后台控制系统的界面上，选择点胶机构I，用鼠标框选分配给点胶机构I的产品，以此类推，框选点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV的产品。

如图6所示，工板上的产品分布成10列，10列数无法被四个点胶机构平均分配，将所有产品通过阵列参数展示在后台控制系统的界面上，采用自动框选的模式，红色产品表示点胶机构I需要点胶的产品，黄色产品表示点胶机构III需要点胶的产品，绿色产品表示点胶机构II需要点胶的产品，蓝色产品表示点胶机构IV需要点胶的产品。

第5步骤、通过第1～4步骤，可以计算出各个点胶机构需要执行的产品；各个点胶机构分别对各自的点胶产品进行拍照，即点胶机构I、点胶机构II、点胶机构III和点胶机构IV分别对各自的点胶产品进行拍照，视觉算法匹配(与第1步骤中的模板对比)后，得到各个产品的位姿状态（X方向偏移、Y方向偏移、XY组成平面的旋转角度）和模板中心机械坐标；模板中心机械坐标加上相对坐标PM1、PM2、PM3等，得到各个产品的点胶轨迹机械坐标，再通过X方向偏移、Y方向偏移和XY组成平面的旋转角度，校准点胶轨迹机械坐标，计算得到最终执行的轨迹坐标。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种点胶编程方法，其特征在于：具有多个点胶机构，对其中一个点胶机构进行编程，设定其中的一个点胶机构为点胶机构I，其他点胶机构参照点胶机构I编程数据中的阵列参数分别设置其初始拍照位置和点胶产品数量并计算出各个点胶机构需要拍照的产品位置，同时，其他点胶机构采用点胶机构I编程数据中的工艺参数，具体步骤如下：

第1步骤、将点胶机构I的视觉模块移动到工板上的其中一个产品上方，图像上选择特征进行模板绘制，计算出模板中心对应的机械坐标；

第2步骤、点胶机构I的一个点胶轨迹设置过程是将点胶机构I的相机中心移动到点胶轨迹位置，获取轨迹机械坐标，计算出点胶轨迹相对模板中心的相对机械坐标；所有其他的点胶轨迹的设置过程与之相同；设置跟点胶工艺相关的参数，跟点胶工艺相关的参数包括点胶速度和点胶控制器参数；

第3步骤、添加阵列，用来计算工板上所有产品位置；

第4步骤、分配各个点胶机构所需作业的点胶产品位置与点胶产品数量；

第5步骤、各个点胶机构分别对各自的点胶产品进行拍照，视觉算法匹配得到各个产品的位姿状态和模板中心机械坐标；计算得到最终执行的轨迹坐标；

在第4步骤中，具体步骤如下：

第4．1步骤、设置各个点胶机构初始拍照位置；

第4．2步骤、设置各个点胶机构的点胶产品数量。

2.根据权利要求1所述的点胶编程方法，其特征在于：在第3步骤中，当产品按照矩形阵列摆放的情形，通过点胶机构I的相机设置左上方产品、左下方产品和右上方产品的坐标。

3.根据权利要求1所述的点胶编程方法，其特征在于：在第3步骤中，当产品按照环形阵列摆放的情形，通过点胶机构I的相机设置上方产品、下方产品、左侧产品和右侧产品的坐标。

4.根据权利要求1所述的点胶编程方法，其特征在于：在第4．2步骤中，多个点胶机构按照顺序排列，多个点胶机构作业于两个点胶工位，多个点胶机构中的一部分点胶机构作业于第一点胶工位，另一部分点胶机构作业于第二点胶工位，当与第一点胶工位对应的点胶机构完成点胶作业后，工板移动到第二点胶工位。

5.根据权利要求4所述的点胶编程方法，其特征在于：所述第一点胶工位和/或第二点胶工位中对应两个点胶机构，两个点胶机构在工板长度较短、两个点胶机构点胶方向相反的作业情况时，其中一个点胶机构原地等待或者移动到安全区域等待，等到另一个点胶机构的干涉现象消除时，再继续点胶。

6.根据权利要求1所述的点胶编程方法，其特征在于：在第4．2步骤中，采用自动框选的模式，将所有产品通过阵列参数展示在后台控制系统的界面上。

7.根据权利要求1所述的点胶编程方法，其特征在于：所述位姿状态包括X方向偏移、Y方向偏移和XY组成平面的旋转角度。

8.根据权利要求2或3所述的点胶编程方法，其特征在于：通过在后台控制系统上设置产品行列数量，来计算出所有产品的行列间距信息，再通过第1步骤的点胶机构I的当前机械坐标，计算出所有产品的机械坐标信息。

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