CN115351521A - 一种基于视觉定位的芯片模组装配装置及装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于视觉定位的芯片模组装配装置及装配方法，装配装置包括输送机构、储存机构、机械手和第二相机；输送机构包括装配工位，并且输送机构上设置有若干用于放置传感器壳体的夹具，用于将传感器输送至装配工位；储存机构用于储存芯片模组，机械手用于将芯片模组从储存机构经过第一相机移动至装配工位；第二相机设置在装配工位的上方；本发明通过第二相机分别测量装配工位的传感器壳体和芯片模组的坐标，并微调机械手使芯片模组和传感器壳体匹配，即可实现芯片模组和传感器壳体的准确装配，提高安装精度，保证产品质量；另外，通过同一相机测量传感器壳体和芯片模组在水平面上的坐标，提高了检测效率，同时使安装精度进一步提高。

Description

一种基于视觉定位的芯片模组装配装置及装配方法
技术领域
本发明涉及压力传感器装配的技术领域，具体涉及一种基于视觉定位的芯片模组装配装置及装配方法。
背景技术
在传感器的制作过程中，需要将芯片模组与传感器壳体进行装配，然后进行封装。目前芯片模组的装配通常采用手工装配，装配精度容易受到人员技能水平的影响，装配品质不易控制。
发明内容
基于上述表述，本发明提供了一种基于视觉定位的芯片模组装配装置及装配方法，通过设置第二相机，对装配工位的传感器壳体和芯片模组的坐标分别进行测量，并微调机械手使芯片模组和传感器壳体匹配，即可实现芯片模组和传感器壳体的准确装配，提高安装精度，保证产品质量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，包括输送机构、储存机构、机械手和第二相机；所述输送机构具有装配工位，并且所述输送机构上设置有若干用于放置传感器壳体的夹具，用于将所述传感器壳体输送至所述装配工位；所述储存机构用于储存芯片模组，所述机械手用于将所述芯片模组从所述储存机构移动至所述装配工位；所述第二相机设置在所述装配工位的上方，所述第二相机用于获取下方的所述传感器壳体和所述芯片模组在水平面上的坐标；所述机械手与所述第二相机信号连接，并且所述机械手用于在所述传感器壳体和所述芯片模组在水平面上的坐标在水平面上的坐标匹配时，将所述芯片模组放置在所述传感器壳体上。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，所述芯片模组装配装置还包括第一相机，所述第一相机安装在所述芯片模组移动路径的下方，用于检测所述芯片模组的朝向；所述机械手和所述第一相机信号连接，并且所述机械手用于在所述芯片模组朝向不正确时，调整所述芯片模组的朝向直至正确。
进一步的，所述第一相机还用于检测所述芯片模组是否有瑕疵；所述机械手用于在所述芯片模组有瑕疵时抛弃所述芯片模组；
所述第二相机还用于检测所述下方的所述传感器壳体内是否有瑕疵；所述输送机构与所述第二相机信号连接，所述输送机构用于在所述传感器壳体内有瑕疵时抛弃所述传感器壳体。
进一步的，所述输送机构包括支架和安装在所述支架上的输送带，若干所述夹具依次固定于所述输送带上；所述输送带的一端为上料工位，用于将所述传感器壳体转移至所述夹具上；所述输送带的另一端为装配工位。
进一步的，所述输送机构还包括接近传感器，所述接近传感器安装在所述装配工位的一侧，用于检测所述传感器壳体是否达到所述装配工位；所述输送带、所述机械手均与所述接近传感器信号连接，在所述传感器壳体到达所述装配工位时，所述输送带用于使所述传感器壳体暂时停留在所述装配工位，并且所述机械手用于将所述芯片模组从所述储存机构移动至所述装配工位。
本实施例还提出了一种基于视觉定位的芯片模组装配方法，包括以下步骤：
(a)所述输送机构将所述传感器壳体移动至所述装配工位后，所述机械手从所述储存机构抓取所述芯片模组；
(b)通过所述第二相机检测所述传感器壳体在水平面上的坐标，并储存所述传感器壳体在水平面上的坐标数据；
(c)通过所述机械手将所述芯片模组移动至所述装配工位，通过所述第二相机检测所述芯片模组在水平面上的坐标；
(d)通过所述机械手微调所述芯片模组的坐标，同时所述第二相机持续检测所述芯片模组在水平面上的坐标；当所述芯片模组在水平面上的坐标与储存的所述传感器壳体的坐标数据匹配后，将所述芯片模组放置到所述传感器壳体内实现装配。
进一步的，在所述步骤(a)后还包括：
(a1)通过所述机械手将所述芯片模组移动至第一相机的正上方；通过所述第一相机检测所述芯片模组的朝向；若所述芯片模组的朝向不正确，则通过所述机械手调整所述芯片模组的朝向直至正确。
进一步的，在所述步骤(a1)后还包括：
(a2)通过所述第一相机检测所述芯片模组是否有瑕疵；若有，则抛弃所述芯片模组，抓取新的所述芯片模组，重复步骤(a1)和(a2)直至所述芯片模组没有瑕疵。
进一步的，在所述步骤(a)后还包括：
(a3)通过第二相机检测所述传感器壳体内是否有瑕疵；若有，则所述输送机构继续输送，将新的所述传感器壳体输送至所述装配工位后，暂停输送，重复直至所述传感器壳体没有瑕疵。
进一步的，所述步骤(a)还包括：
通过接近传感器检测所述传感器壳体是否移动至所述装配工位；若是，则所述输送机构暂停输送，所述机械手开始抓取所述芯片模组。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
1、本发明通过设置第二相机，对装配工位的传感器壳体和芯片模组的坐标分别进行测量，并微调机械手使芯片模组和传感器壳体匹配，即可实现芯片模组和传感器壳体的准确装配，提高安装精度，保证产品质量。
2、本发明通过同一相机测量传感器壳体和芯片模组在水平面上的坐标，不需将多个相机的坐标统一到同一相机坐标系中，提高了检测效率，同时避免了多个相机安装时的相对位置误差带来的测量误差，使安装精度进一步提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于视觉定位的芯片模组装配装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于视觉定位的芯片模组装配方法的流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、输送机构；11、支架；12、输送带；13、夹具；14、接近传感器；16、上料工位；17、装配工位；2、机械手；3、储存机构；4、第一相机；5、第二相机。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，包括输送机构1、机械手2、储存机构3、第一相机4和第二相机5。
其中，输送机构包括支架11和输送带12，输送带12上等距设置有若干夹具13，夹具13用于放置传感器壳体。输送带12的一端为上料工位16，另一端为装配工位17，将传感器壳体放置在经过上料工位16的夹具13后，输送带12将传感器壳体随夹具13一同输送至装配工位17。在装配工位17的一侧还设置有接近传感器14，接近传感器14用于检测传感器壳体是否达到装配工位。机械手2和输送带12均与接近传感器14信号连接，当带有传感器壳体的夹具达到装配工位17时，输送带12暂停输送，使传感器壳体停留在装配工位17，并且机械手2从储存机构3中抓取芯片模组；若不带传感器壳体的夹具到达装配工位17时，输送带12继续输送。
储存机构3用于储存芯片模组，机械手2依次将储存机构3中的芯片模组移动至装配工位17，并用于将芯片模组安装在装配工位17上的传感器壳体内。储存机构3可采用任意方式将芯片模组提供给机械手2，在此不做限制。
第一相机4安装在芯片模组移动路线的下方，并且第一相机4的镜头向上。第一相机4和机械手2信号连接，第一相机4用于检测芯片模组的朝向及芯片模组是否存在缺陷。
第二相机5安装在装配工位17的上方，并且机械手2和输送带12均与第二相机5信号连接。第二相机5的镜头朝下，用于检测传感器壳体内是否存在缺陷，并且用于获取达到装配工位17的传感器壳体和芯片模组的坐标，便于微调芯片模组使芯片模组和传感器壳体的坐标对应，保证芯片模组准确安装于传感器壳体内。
本实施例的芯片模组装配装置的装配方法如下：
(a)在经过上料工位16的夹具上放置传感器壳体，并通过接近传感器14检测传感器壳体是否移动至装配工位17。若是，则输送机构1暂停输送，使传感器壳体停留在装配工位15，机械手2开始抓取储存机构3内的芯片模组。
(a1)通过机械手2将芯片模组移动至第一相机4的正上方。通过第一相机4检测芯片模组的朝向。若芯片模组的朝向不正确，则通过机械手2调整芯片模组的朝向直至正确。
(a2)通过第一相机4检测芯片模组是否有瑕疵。若有，则抛弃芯片模组，抓取新的芯片模组，重复步骤(a1)和(a2)直至芯片模组没有瑕疵。
(a3)通过第二相机5检测传感器壳体内是否有瑕疵。若有，可将有瑕疵的传感器壳体取出，之后输送机构1继续输送，将新的传感器壳体输送至装配工位17后，暂停输送，重复直至传感器壳体没有瑕疵。步骤(a3)可与步骤(a1)和(a2)同时进行。
(b)通过第二相机5检测传感器壳体在水平面上的坐标，并储存传感器壳体在水平面上的坐标数据；
(c)通过机械手2将芯片模组移动至装配工位17，通过第二相机5检测芯片模组在水平面上的坐标；
(d)通过机械手2微调芯片模组的坐标，同时所述第二相机5持续检测所述芯片模组在水平面上的坐标；当所述芯片模组在水平面上的坐标与储存的传感器壳体的坐标数据匹配后，将芯片模组放置到传感器壳体内实现装配。
本发明通过设置第二相机5，对装配工位17上的传感器壳体和芯片模组的坐标分别进行测量，并微调机械手2使芯片模组和传感器壳体匹配，即可实现芯片模组和传感器壳体的准确装配，提高安装精度，保证产品质量。
另外，本发明通过同一相机测量传感器壳体和芯片模组在水平面上的坐标，不需将多个相机的坐标统一到同一相机坐标系中，提高了检测效率，同时避免了多个相机安装时的相对位置误差带来的测量误差，使安装精度进一步提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，其特征在于，包括输送机构(1)、储存机构(3)、机械手(2)和第二相机(5)；所述输送机构(1)具有装配工位(17)，并且所述输送机构(1)上设置有若干用于放置传感器壳体的夹具(13)，用于将所述传感器壳体输送至所述装配工位(17)；所述储存机构(3)用于储存芯片模组，所述机械手(2)用于将所述芯片模组从所述储存机构(3)移动至所述装配工位(17)；所述第二相机(5)设置在所述装配工位(17)的上方，所述第二相机(5)用于获取下方的所述传感器壳体和所述芯片模组在水平面上的坐标；所述机械手(2)与所述第二相机(5)信号连接，并且所述机械手(2)用于在所述传感器壳体和所述芯片模组在水平面上的坐标在水平面上的坐标匹配时，将所述芯片模组放置在所述传感器壳体上。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，其特征在于，还包括第一相机(4)，所述第一相机(4)安装在所述芯片模组移动路径的下方，用于检测所述芯片模组的朝向；所述机械手(2)和所述第一相机(4)信号连接，并且所述机械手(2)用于在所述芯片模组朝向不正确时，调整所述芯片模组的朝向直至正确。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，其特征在于，所述第一相机(4)还用于检测所述芯片模组是否有瑕疵；所述机械手(2)用于在所述芯片模组有瑕疵时抛弃所述芯片模组；
所述第二相机(5)还用于检测所述下方的所述传感器壳体内是否有瑕疵；所述输送机构(1)用于在所述传感器壳体内有瑕疵时抛弃所述传感器壳体。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，其特征在于，所述输送机构(1)包括支架(11)和安装在所述支架(11)上的输送带(12)，若干所述夹具(13)依次固定于所述输送带(12)上；所述输送带(12)的一端为上料工位(16)，用于将所述传感器壳体转移至所述夹具(13)上；所述输送带(12)的另一端为装配工位(17)。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配装置，其特征在于，所述输送机构(1)还包括接近传感器(14)，所述接近传感器(14)安装在所述装配工位(17)的一侧，用于检测所述传感器壳体是否达到所述装配工位(17)；所述输送带(12)、所述机械手(2)均与所述接近传感器(14)信号连接，在所述传感器壳体到达所述装配工位(17)时，所述输送带(12)用于使所述传感器壳体暂时停留在所述装配工位(17)，并且所述机械手(2)用于将所述芯片模组从所述储存机构(3)移动至所述装配工位(17)。
6.一种基于视觉定位的芯片模组装配方法，使用权利要求1～5中任意一项所述的芯片模组装配装置，其特征在于，包括以下步骤：
(a)所述输送机构(1)将所述传感器壳体移动至所述装配工位(17)后，所述机械手(2)从所述储存机构(3)抓取芯片模组；
(b)通过所述第二相机(5)检测所述传感器壳体在水平面上的坐标，并储存所述传感器壳体在水平面上的坐标数据；
(c)通过所述机械手(2)将所述芯片模组移动至所述装配工位(17)，通过所述第二相机(5)检测所述芯片模组在水平面上的坐标；
(d)通过所述机械手(2)微调所述芯片模组的坐标，同时所述第二相机(5)持续检测所述芯片模组在水平面上的坐标；当所述芯片模组在水平面上的坐标与储存的所述传感器壳体的坐标数据匹配后，将所述芯片模组放置到所述传感器壳体内实现装配。
7.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配方法，其特征在于，在所述步骤(a)后还包括：
(a1)通过所述机械手(2)将所述芯片模组移动至第一相机(4)的正上方；通过所述第一相机(4)检测所述芯片模组的朝向；若所述芯片模组的朝向不正确，则通过所述机械手(2)调整所述芯片模组的朝向直至正确。
8.根据权利要求7所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配方法，其特征在于，在所述步骤(a1)后还包括：
(a2)通过所述第一相机(4)检测所述芯片模组是否有瑕疵；若有，则抛弃所述芯片模组，抓取新的所述芯片模组，重复步骤(a1)和(a2)直至所述芯片模组没有瑕疵。
9.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配方法，其特征在于，在所述步骤(a)后还包括：
(a3)通过第二相机(5)检测所述传感器壳体内是否有瑕疵；若有，则所述输送机构(1)继续输送，将新的所述传感器壳体输送至所述装配工位(17)后，暂停输送，重复直至所述传感器壳体没有瑕疵。
10.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的芯片模组装配方法，其特征在于，所述步骤(a)还包括：
通过接近传感器(14)检测所述传感器壳体是否移动至所述装配工位(17)；若是，则所述输送机构(1)暂停输送，所述机械手(2)开始抓取所述芯片模组。
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