一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法，本发明专利技术通过相机获取待定位PCB板上mark点的图像，根据基准件上mark点和任意待定位点的位置关系，确定待定位PCB板上任意待定位点的位置。本发明专利技术模型简单、数据采集方便、精确度高，自动化程度高以及可以应用在各种复杂多变的情况中，基于机器视觉的定位方法被广泛应用在工业检测、自动打孔、自动校正等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器视觉
，是一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法。
技术介绍
随着工业自动化的发展，PCB板上电子原件分布密集，而尺寸不断减小，因此在 PCB板上单独焊点的难度也越来越大。工业自动化焊点时出现漏焊和脱焊的情况，而焊枪很 难定位需要加焊的点，导致PCB板失效，因此需要采用高精度的定位方法定位焊点。普通的 定位方法不准确主要是由于卡座固定PCB板的精度不高。
技术实现思路
本专利技术针对PCB板焊点精度要求高、两台电机及卡座安装时具有微小偏差等问 题，根据机器视觉测量的特点，提出了一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法。 一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法，包括如下步骤： 步骤1:搭建面向PCB板的自动焊接装置，并将基准PCB板固定在卡座上； 步骤2:系统参数标定阶段： 通过电机移动确定基准PCB板上两个mark点的位置，以及x、y电机运动脉冲与X 轴和y轴像素的比值； 步骤3:待定位PCB板参数标定阶段： 通过相机确定待定位PCB板上mark点像素坐标。 步骤4 :待定位PCB板定位阶段 通过算法求出待定位点的脉冲偏移量。 本专利技术的有益效果：本专利技术通过相机获取待定位PCB板上mark点的图像，根据基 准件上mark点和任意待定位点的位置关系，确定待定位PCB板上任意待定位点的位置。本 专利技术模型简单、数据采集方便、精确度高，自动化程度高以及可以应用在各种复杂多变的情 况中，基于机器视觉的定位方法被广泛应用在工业检测、自动打孔、自动校正等领域。【附图说明】 图1为装置整体示意图； 图2为电机理想运动路径与实际运动路径示意图； 图3为PCB板上各点偏移示意图。【具体实施方式】： 如图1所示，PCB板上的两个mark点分别位于两个观测点处，工业相机通过电机 运动分别获取两个观测点处的图像，将PCB板固定在卡座内。X轴、Y轴电机与理想的垂直 方向有一定的偏差，建立以电机原点为原点，理论的X轴、Y轴电机为X轴和Y轴、像素为单 位的坐标系。 步骤1所搭建的面向PCB板的自动焊接装置，包括底座、运动执行机构、固定PCB 板的卡座和一台工业相机； 自动焊接装置上设置有两个相机观测点，分别为观测点1和观测点2 ;运动执行机 构包括电机X和电机Y，运动执行机构固定在底座上，同时与固定PCB板的卡座相连，用于控 制卡座做平移运动。 步骤2所述的系统参数标定阶段，具体如下： 2-1.将基准PCB板安装固定在卡座内，通过两台电机的移动，分别使基准PCB板上 两个mark点位于相机视野内。记录电机运动到观测点1和观测点2的脉冲分别为（PAX，PAY)、 (ΡΒχ，PBY)，两个mark点在相机中的像素坐标分别是（CAX，CAY)、（CBX，CBY)〇同时精确定位基准 PCB板上的待定位点，记录电机运动的脉冲为（Pa，PCY)。 2-2.当基准PCB板上mark点位于相机视野内时，通过电机的运动确定电机及卡座 安装时的微小偏差：X轴电机运动P1脉冲，运动前后mark点的像素坐标分别为（C1X,C1Y)， (C2X,C2Y) ;Y轴电机运动？2脉冲，运动前后mark点的像素坐标分别为（C3X,C3Y)，（C4X,C4Y)。 由此可得X轴、Y轴电机运动时，图像在水平、竖直方向上像素变化与平移脉冲的 比值分别为： 2-3.由此可得基准PCB板上两个mark点和待定位点的坐标（XA，YA)、（XB，YB)、（Xc， Yc)分别为： 步骤3所述的待定位PCB板参数标定阶段，具体如下： 3-1.将待定位PCB板安装固定在卡座内，由于卡座缝隙和固定误差，待定位板与 基准板之间存在位置偏差。通过电机分别移动到观测点1和观测点2,此时两个mark点在 相机中的像素坐标分别是（CAX'，CAY'）、（CBX'，CBY'）。 3-2.由此可得待定位PCB板上两个mark点的坐标（XA'，YA'）、（XB'，YB'）分别为： 步骤4所述的待定位PCB板定位阶段，具体如下： 4-1.根据旋转平移原理列出方程： (x,y)为基准板上的点，（x'，y'）为待定位板上相应的点，α为旋转角，tx、ty为 平移量。由此求得旋转角度和平移量分别为：当χ2' <χΓ时α=α+180。；x2 <xl当时α=α-180。；（xl，yl)，（x2,y2) 基准板上两个mark点的坐标，（χΓ，yl'），（x2'，y2'）待定位板上两个mark点的坐标； 4-2.将（6)得到的参数和待定位点坐标（XDYe)带入（4)可得焊点实际坐标： 4-3.如图2、图3所示，将焊点坐标转换为两台电机的脉冲量，根据如下坐标与脉 冲关系式： 可得电机X、Y的实际偏移脉冲为： 4-4.可得待定位点与基准件上点的脉冲偏移量为：【主权项】1. 一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 步骤1 :搭建面向PCB板的自动焊接装置，并将基准PCB板固定在卡座上； 步骤2 :系统参数标定阶段： 通过电机移动确定基准PCB板上两个mark点的位置，以及x、y电机运动脉冲与X轴和y轴像素的比值； 步骤3 :待定位PCB板参数标定阶段： 通过相机确定待定位PCB板上mark点像素坐标； 步骤4 :待定位PCB板定位阶段 求出待定位点的脉冲偏移量。【专利摘要】本专利技术公开了一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法，本专利技术通过相机获取待定位PCB板上mark点的图像，根据基准件上mark点和任意待定位点的位置关系，确定待定位PCB板上任意待定位点的位置。本专利技术模型简单、数据采集方便、精确度高，自动化程度高以及可以应用在各种复杂多变的情况中，基于机器视觉的定位方法被广泛应用在工业检测、自动打孔、自动校正等领域。【IPC分类】B23K1/20, B23K1/00【公开号】CN105345194【申请号】CN201510795283【专利技术人】徐平, 郑柱, 许彬 【申请人】杭州电子科技大学【公开日】2016年2月24日【申请日】2015年11月18日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的PCB焊点定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：搭建面向PCB板的自动焊接装置，并将基准PCB板固定在卡座上；步骤2：系统参数标定阶段：通过电机移动确定基准PCB板上两个mark点的位置，以及x、y电机运动脉冲与x轴和y轴像素的比值；步骤3：待定位PCB板参数标定阶段：通过相机确定待定位PCB板上mark点像素坐标；步骤4：待定位PCB板定位阶段求出待定位点的脉冲偏移量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐平，郑柱，许彬，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33