一种基于视觉系统的高精密对位装置制造方法及图纸

技术编号:20314911 阅读:2 留言:0更新日期:2019-02-13 00:28
本实用新型专利技术涉及精密机械及电子技术技术领域,具体公开了一种基于视觉系统的高精密对位装置,包括减震台、精密对位平台和视觉检测装置;所述精密对位平台包括动平台、定平台和驱动机构;所述动平台设于定平台的上方;动平台与定平台相互平行;所述定平台与动平台之间设置有导向机构;所述视觉检测装置包括工业相机、光源和相机支架;所述相机支架的底部安装于减震台上,其顶部安装有工业相机和光源。本实用新型专利技术通过视觉系统辅助,闭环控制对位平台,避免了由于平台存在一定零件尺寸加工误差、机构装配误差、运动间隙误差以及控制器驱动误差而造成的对位精密低的情况,确保对位平台实际对位位姿和目标位姿是高度一致。

A High Precision Alignment Device Based on Visual System

The utility model relates to the technical field of precision machinery and electronics, and specifically discloses a high precision alignment device based on visual system, including a shock absorber, a precision alignment platform and a visual detection device; the precision alignment platform includes a moving platform, a fixed platform and a driving mechanism; the moving platform is located above the fixed platform; the moving platform and the fixed platform are parallel to each other; and the leveling platform is composed of a moving platform and a driving mechanism. A guide mechanism is arranged between the platform and the moving platform; the visual detection device comprises an industrial camera, a light source and a camera bracket; the bottom of the camera bracket is installed on the shock absorber, and the top of the camera and a light source are installed. The positioning platform of the utility model is closed-loop controlled with the aid of visual system, which avoids the low alignment precision caused by the errors of parts size processing, mechanism assembly, motion clearance and controller driving, and ensures that the actual alignment posture and target posture of the alignment platform are highly consistent.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉系统的高精密对位装置
本技术涉及精密机械及电子
,具体涉及一种基于视觉系统的高精密对位装置。
技术介绍
目前,随着科学技术的不断进步和发展,机器人技术成为了行业中生产力和科技水平的标准,高精密对位技术作为目前机器人
中具有显著代表性的高尖端技术,是微型机械、超精密加工、纳米技术以及半导体等领域的关键核心技术,被广泛应用到LCD液晶显示器、网络印刷设备、表明贴装技术(SMT)以及集成电路制造等,但这其中大多数还是靠人工完成,所需精度很高,所以不仅操作困难,而且效率较低,远远不能满足现代工业自动化要求程度。为了提高产品加工质量,加快对位效率,需要一台高精密对位装置。公知的对位装置多采用XYθ串联机构和UVW平面并联对位平台,XYθ串联机构由于自身机构限制,存在误差累加,而UVW对位精度则相对较高。但这些对位平台大多数没有视觉系统辅助,开环控制对位平台,或者靠眼睛观察对位程度,无法精确确定对位平台实际对位位姿和目标位姿是否一致,实际上由于平台存在一定零件尺寸加工误差、机构装配误差、运动间隙误差以及控制器驱动误差,这使得对位平台很难达到目标位姿,在很大程度上限制了对位平台的对位精度。另外,外界的震动因素也会导致对位平台的位置偏差。
技术实现思路
有鉴于此,有必要针对上述的问题,提出一种基于视觉系统的高精密对位装置,以解决上述
技术介绍
中的缺点。为实现上述目的,本技术采取以下的技术方案:一种基于视觉系统的高精密对位装置包括:减震台、精密对位平台和视觉检测装置;所述精密对位平台包括动平台、定平台和驱动机构;所述动平台设于定平台的上方;动平台与定平台相互平行;所述定平台与动平台之间设置有导向机构;所述视觉检测装置包括工业相机、光源和相机支架;所述相机支架的底部安装于减震台上,相机支架的顶部安装有工业相机和光源;所述导向机构包括三套导向组件;所述导向组件包括第一直线运动导向元件、第二直线运动导向元件和回转运动导向元件,第一直线运动导向元件的导向方向与第二直线运动导向元件的导向方向相互垂直,并且第一直线运动导向元件中的固定件与第二直线运动导向元件的活动件相连,第一直线运动导向元件中的活动件通过回转运动导向元件与动平台相连,回转运动导向元件可使动平台相对于第一直线运动导向元件的活动件绕回转运动导向元件的轴心线旋转,回转运动导向元件的轴心线与Z向平行,第二直线运动导向元件的固定件与定平台相连;其中一套导向组件中的回转运动导向元件与动平台的几何中心相连,并且此导向组件中的第一直线运动导向元件对动平台作X向导向,此导向组件中的第二直线运动导向元件对动平台作Y向导向,驱动机构有三套,其中一套驱动机构驱动此第二直线运动导向元件的活动件沿Y向移动,进而驱动动平台沿Y向移动;另外两套导向组件中的回转运动导向元件分别与动平台相连,并且此两回转运动导向元件关于动平台的对称中心中心对称,此两套导向组件中的第一直线运动导向元件对动平台作Y向导向,此两套导向组件中的第二直线运动导向元件对动平台作X向导向,并且另外两套驱动机构各自驱动一第二直线运动导向元件的活动件沿X向移动,进而驱动动平台沿X向移动;所述定平台与视觉检测装置都安装于减震台上,视觉检测装置的视觉检测部分位于动平台上方。进一步的,所述驱动机构包括控制器、伺服电机以及传动机构;控制器通过控制伺服电机驱动传动机构,从而使精密对位平台沿X、Y、θ方向做相应的运动。进一步的,所述视觉检测装置还包括标定板;标定板设于动平台上。进一步的,所述导向机构还包括有两套导向组件,此两套导向组件中的回转运动导向元件分别与动平台相连,并且此两回转运动导向元件关于动平台的对称中心中心对称,此两套导向组件中的第一直线运动导向元件对动平台作Y向导向,此两套导向组件中的第二直线运动导向元件对动平台作X向导向。进一步的,所述第一直线运动导向元件与第二直线运动导向元件为滚动直线导轨副,第一直线运动导向元件与第二直线运动导向元件的活动件为滚动直线导轨副中的滑块,第一直线运动导向元件与第二直线运动导向元件的固定件为滚动直线导轨副中的导轨,回转运动导向元件为交叉滚珠轴环,交叉滚珠轴环的外圈与动平台相连,交叉滚珠轴环的内圈与第一直线运动导向元件的活动件相连。进一步的,所述传动机构包括滚珠丝杆副、连接板和两个轴承座;所述滚珠丝杆副中的丝杠两端各与一轴承座旋转连接;所述伺服电机通过联轴器与丝杠连接;所述连接板的一端与滚珠丝杆副中的螺母相连,另一端与第一直线运动导向元件的滑块相连,伺服电机驱动丝杠旋转,进而带动滑块在导轨上直线运动。进一步的,所述定平台上开设多个定位孔,减震台上设有与定位孔相对应数量的定位销,并且定位销插设于相应定位孔内。进一步的,所述相机支架包括两个相机垂直支架组件和相机横梁;所述相机横梁的两端分别安装于两个相机垂直支架组件的顶部;两个相机垂直支架组件的底部固定安装于减震台上且分别位于精密对位平台的两侧。进一步的,所述相机支架还包括手动滑台、连接块和相机夹具;所述相机夹具通过连接块安装于手动滑台的一侧部,手动滑台的另一侧部安装于相机横梁上;所述相机夹具用于安装工业相机并保持工业相机与动平台相垂直;手动滑台用于调节工业相机的空间位置。进一步的,所述相机垂直支架组件包括相机支架垂直型材和相机支架底座;所述相机支架垂直型材安装于相机支架底座上,相机支架底座固定安装于减震台上。本技术的有益效果为:本技术通过视觉系统辅助,闭环控制对位平台,避免了由于平台存在一定零件尺寸加工误差、机构装配误差、运动间隙误差以及控制器驱动误差而造成的对位精密低的情况,确保对位平台实际对位位姿和目标位姿是高度一致。附图说明图1为本技术的立体示意图;图2为本技术的精密对位平台的立体示意图;图3为本技术的视觉检测装置的立体示意图;图4为本技术的精密对位平台的结构示意图;图5为本技术的导向组件的结构示意图;附图标记说明:10、减震台;20、精密对位平台;30、视觉检测装置;2、动平台;1、定平台;301、工业相机;302、光源;303、相机支架;3、导向组件;4、第一直线运动导向元件;5、第二直线运动导向元件;6、回转运动导向元件;8、固定件;7、活动件;92、伺服电机;93、传动机构;310、标定板;931、滚珠丝杆副;933、轴承座;3034、相机垂直支架组件;3035、相机横梁;3031、手动滑台;3032、连接块;3033、相机夹具;30211、相机支架垂直型材;30212、相机支架底座。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例,对本技术的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉系统的高精密对位装置,其特征在于,包括:减震台(10)、精密对位平台(20)和视觉检测装置(30);所述精密对位平台(20)包括动平台(2)、定平台(1)和驱动机构;所述动平台(2)设于定平台(1)的上方;动平台(2)与定平台(1)相互平行;所述定平台(1)与动平台(2)之间设置有导向机构;所述视觉检测装置(30)包括工业相机(301)、光源(302)和相机支架(303);所述相机支架(303)的底部安装于减震台(10)上,相机支架(303)的顶部安装有工业相机(301)和光源(302);所述导向机构包括三套导向组件(3);所述导向组件(3)包括第一直线运动导向元件(4)、第二直线运动导向元件(5)和回转运动导向元件(6),第一直线运动导向元件(4)的导向方向与第二直线运动导向元件(5)的导向方向相互垂直,并且第一直线运动导向元件(4)中的固定件(8)与第二直线运动导向元件(5)的活动件(7)相连,第一直线运动导向元件(4)中的活动件(7)通过回转运动导向元件(6)与动平台(2)相连,回转运动导向元件(6)可使动平台(2)相对于第一直线运动导向元件(4)的活动件(7)绕回转运动导向元件(6)的轴心线旋转,回转运动导向元件(6)的轴心线与Z向平行,第二直线运动导向元件(5)的固定件(8)与定平台(1)相连;其中一套导向组件(3)中的回转运动导向元件(6)与动平台(2)的几何中心相连,并且此导向组件(3)中的第一直线运动导向元件(4)对动平台(2)作X向导向,此导向组件(3)中的第二直线运动导向元件(5)对动平台(2)作Y向导向,驱动机构有三套,其中一套驱动机构驱动此第二直线运动导向元件(5)的活动件(7)沿Y向移动,进而驱动动平台(2)沿Y向移动;另外两套导向组件(3)中的回转运动导向元件(6)分别与动平台(2)相连,并且此两回转运动导向元件(6)关于动平台(2)的对称中心中心对称,此两套导向组件(3)中的第一直线运动导向元件(4)对动平台(2)作Y向导向,此两套导向组件(3)中的第二直线运动导向元件(5)对动平台(2)作X向导向,并且另外两套驱动机构各自驱动一第二直线运动导向元件(5)的活动件(7)沿X向移动,进而驱动动平台(2)沿X向移动;所述定平台(1)与视觉检测装置(30)都安装于减震台(10)上,视觉检测装置(30)的视觉检测部分位于动平台(2)上方。...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉系统的高精密对位装置,其特征在于,包括:减震台(10)、精密对位平台(20)和视觉检测装置(30);所述精密对位平台(20)包括动平台(2)、定平台(1)和驱动机构;所述动平台(2)设于定平台(1)的上方;动平台(2)与定平台(1)相互平行;所述定平台(1)与动平台(2)之间设置有导向机构;所述视觉检测装置(30)包括工业相机(301)、光源(302)和相机支架(303);所述相机支架(303)的底部安装于减震台(10)上,相机支架(303)的顶部安装有工业相机(301)和光源(302);所述导向机构包括三套导向组件(3);所述导向组件(3)包括第一直线运动导向元件(4)、第二直线运动导向元件(5)和回转运动导向元件(6),第一直线运动导向元件(4)的导向方向与第二直线运动导向元件(5)的导向方向相互垂直,并且第一直线运动导向元件(4)中的固定件(8)与第二直线运动导向元件(5)的活动件(7)相连,第一直线运动导向元件(4)中的活动件(7)通过回转运动导向元件(6)与动平台(2)相连,回转运动导向元件(6)可使动平台(2)相对于第一直线运动导向元件(4)的活动件(7)绕回转运动导向元件(6)的轴心线旋转,回转运动导向元件(6)的轴心线与Z向平行,第二直线运动导向元件(5)的固定件(8)与定平台(1)相连;其中一套导向组件(3)中的回转运动导向元件(6)与动平台(2)的几何中心相连,并且此导向组件(3)中的第一直线运动导向元件(4)对动平台(2)作X向导向,此导向组件(3)中的第二直线运动导向元件(5)对动平台(2)作Y向导向,驱动机构有三套,其中一套驱动机构驱动此第二直线运动导向元件(5)的活动件(7)沿Y向移动,进而驱动动平台(2)沿Y向移动;另外两套导向组件(3)中的回转运动导向元件(6)分别与动平台(2)相连,并且此两回转运动导向元件(6)关于动平台(2)的对称中心中心对称,此两套导向组件(3)中的第一直线运动导向元件(4)对动平台(2)作Y向导向,此两套导向组件(3)中的第二直线运动导向元件(5)对动平台(2)作X向导向,并且另外两套驱动机构各自驱动一第二直线运动导向元件(5)的活动件(7)沿X向移动,进而驱动动平台(2)沿X向移动;所述定平台(1)与视觉检测装置(30)都安装于减震台(10)上,视觉检测装置(30)的视觉检测部分位于动平台(2)上方。2.根据权利要求1所述的基于视觉系统的高精密对位装置,其特征在于,所述驱动机构包括控制器、伺服电机(92)以及传动机构(93);控制器通过控制伺服电机(92)驱动传动机构(93),从而使精密对位平台(20)沿X、Y、θ方向做相应的运动。3.根据权利要求1所述的基于视觉系统的高精密对位装置,其特征在于,所述视觉检测装置(30)还包括标定板(310);标定板(310)设于动平台(2)上。4.根据权利要求1所述的基于视觉系统的高精密对位装置,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨根张波涛王卫军张弓冯伟侯至丞蔡君义李友浩刘杰林姚迪
申请(专利权)人:广州中国科学院先进技术研究所深圳市中科德睿智能科技有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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