自主定位智能点胶系统技术方案

本发明专利技术提供一种自主定位智能点胶系统，包括相机（1）、支架（2）、X轴导轨（3）、Y轴导轨（4）、Z轴导轨（5）、导轨电机控制器（6）、光学平台（7）、底座（8）、机头备板（9）、胶筒（10）、点胶头（11）和计算机（12）。计算机（12）基于机器视觉和图像测量的数据处理过程控制点胶操作，处理相机拍摄的图像并结合设计图形数据，自动识别点胶位置，向导轨电机控制器（6）发出指令，控制导轨运行到指定的位置进行点胶操作。本发明专利技术提高了点胶工作的智能化程度，提高了工作效率，点胶工作幅面大，点胶形状更加规范，系统结构组成比较简单，自动化程度较高，便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种自主定位智能点胶系统，包括相机（1）、支架（2）、X轴导轨（3）、Y轴导轨（4）、Z轴导轨（5）、导轨电机控制器（6）、光学平台（7）、底座（8）、机头备板（9）、胶筒（10）、点胶头（11）和计算机（12）。计算机（12）基于机器视觉和图像测量的数据处理过程控制点胶操作，处理相机拍摄的图像并结合设计图形数据，自动识别点胶位置，向导轨电机控制器（6）发出指令，控制导轨运行到指定的位置进行点胶操作。本专利技术提高了点胶工作的智能化程度，提高了工作效率，点胶工作幅面大，点胶形状更加规范，系统结构组成比较简单，自动化程度较高，便于推广应用。【专利说明】自主定位智能点胶系统
本专利技术属于自动点胶
，用于对片状物体表面粘贴物进行加固，特别涉及一种基于机器视觉与图像测量的自主定位智能点胶系统。
技术介绍
在片状基片上粘贴不同规格的片状芯片是现代电子制造领域及精密加工领域的重要工艺之一，主要包含按照设计图纸标注位置在基片上粘贴片状芯片和为进一步加固而进行点胶两个工作。传统方法是由人工量出芯片位置，粘贴芯片，然后手动在基片和导线上点胶，整个过程都是人工手动完成，不仅劳动强度大，工作效率低，而且点胶的质量不能确保，尤其是在大尺寸、大范围工作场合，完成这一工作变得更加艰苦。后来随着点胶机设备的发展，出现自动点胶机，可以通过教导盒向点胶机发出指令，使其按照一定路径，自动完成各种类型的点胶，但是针对不同规格的产品，因无法完成基片的自动定位与定姿，整个过程不能实现自动化和智能化，并且编写点胶指令需要花费大量时间，影响点胶工作的效率。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种基于机器视觉与图像测量的自主定位智能点胶系统。为实现上述目的，本专利技术的技术方案提供一种自主定位智能点胶系统，包括相机1、支架2、X轴导轨3、Y轴导轨4、Z轴导轨5、导轨电机控制器6、光学平台7、底座8、机头备板9、胶筒10、点胶头11和计算机12，在底座8的上方安装光学平台7，在光学平台7的长边位置安装X轴导轨3，在短边位置处位于X轴导轨3上方安装Y轴导轨4，在Y轴导轨4上安装Z轴导轨5，三个导轨的方向相互垂直，在Z轴导轨5上固定机头备板9,机头备板9上固定胶筒10和点胶头11 ；在底座8边上固定着支架2，支架2顶部安装相机1，相机I位置处于光学平台7的正上方，在底座8内部放置导轨电机控制器6，导轨电机控制器6、相机I分别连接计算机12。而且，相机I光轴与光学平台7表面垂直，视场覆盖光学平台7，相机I通过USB数据线穿过支架2内部和底座8内部连接计算机12。而且，计算机12执行基于机器视觉和图像测量的数据处理过程控制点胶操作，包括以下步骤，步骤1，读取设计图形，提取内轮廓上端点和外轮廓上端点在设计图形坐标系下的设计坐标；所述外轮廓确定待点胶的片状物体的形状，所述内轮廓表示片状物体上芯片的位置；步骤2，确定图像坐标系到相机坐标系的转换关系，计算出相机坐标系到点胶机坐标系的转换关系，从相机获取待点胶的片状物体的图像，对其进行阈值分割，提取出芯片；步骤3，提取出图像中外轮廓上的端点位置，计算出图像中片状物体的位置相对于设计图形位置关于某个外轮廓端点的旋转量，内轮廓端点为芯片端点，结合设计图形中芯片上端点在设计图形坐标系下的设计坐标，提取出芯片端点的点胶位置；步骤4，在每个芯片边缘位置上，搜索导线的起始点，并以在8领域范围搜索灰度值最低的相邻像素作为导线像素，直到搜索到另一个芯片位置上结束，得到每条导线的图像位置，并提取出每条导线上的点胶位置；步骤5，将点胶位置数据传给导轨电机控制器，控制导轨运行到指定位置完成点胶操作。而且，步骤I中，提取内轮廓上端点和外轮廓上端点在设计图形坐标系下的设计坐标，实现方式包括以下步骤，步骤1.1，导入设计图形的文件，读取直线、圆弧、多段线和圆这4种图元数据，及图形边界的数据；步骤1.2，若有圆或者闭合的多段线处于图形边界上，则该圆或闭合的多段线为外轮廓，转入步骤1.4 ;否则，外轮廓是由直线、圆弧和多段线组合而成，进入步骤1.3 ；步骤1.3，从直线、圆弧、和多段线的图元数据中寻找出一条图元处于图形边界上，以该条图元为外轮廓图元，其两个端点为外轮廓端点，在剩余图元中搜索，若某条图元的端点与外轮廓端点重合，则该条图元的另一个端点和另一个外轮廓端点组成新的外轮廓端点，按此不断搜索，直到得到一个闭合的外轮廓；步骤1.4，在得到外轮廓后，从剩余的图元中提取内轮廓；若剩余的图元存在不处于图形边界上的圆或闭合的多段线图元，则这些圆或闭合的多段线，独自构成内轮廓；去除这些圆或闭合多段线图元后，在剩余的图元中，内轮廓是由多个图元组成，取其中一条图元记为内轮廓图元，端点为内轮廓端点，在剩余图元中搜索，若某条图元的端点与内轮廓端点重合，该条图元的`另一个端点和另一个内轮廓端点组成新的内轮廓端点，以此类推，直到得到一个闭合的内轮廓，按此提取出所有的内轮廓位置。而且，步骤2中，计算出相机坐标系到点胶机坐标系的转换关系实现方式为，拍摄已知点胶位置坐标的胶点的图像，计算出胶点在相机坐标系下的坐标，然后用最小二乘法计算出这些胶点从相机坐标系到点胶机坐标系的平移和旋转变换的矩阵参数。而且，步骤3中，提取出图像中外轮廓上的端点位置，实现方式包括以下步骤，步骤3.11，在设计图形的外轮廓上找到一条与X方向或者Y方向平行的直线图元，在图像的相同方向上搜索到该条边界，然后开一个窗口将该边界包含进来；步骤3.12,对步骤3.11所得窗口内的图像用Canny算子提取边缘,包括用圆形模板在边缘上移动，搜索圆形模板与二值化后图像的重叠面积局部最小的两个位置，得到端点位置；步骤3.13，提取步骤3.12所得两个端点对应设计坐标，任取其中一端点记为P1,另一端点记为P2，设P1的图像坐标为(Xel，yj，设计坐标为(X&YJ, P2的图像坐标为(xe2, ye2)，设计坐标为氏2，YJ ,P1到P2的连线与χ轴在图像坐标系下的夹角为α 12’ ,P1到P2的连线与X轴在设计图形坐标系下的夹角为β12，片状物体的图像相对于点(xel，yj与设计图形位置比较，旋转的角度近似为&则Θ 二 a、:: -(I)【权利要求】1.一种自主定位智能点胶系统，其特征在于:包括相机(I)、支架(2)、X轴导轨(3)、Y轴导轨(4)、Z轴导轨(5)、导轨电机控制器(6)、光学平台(7)、底座(8)、机头备板(9)、胶筒(10)、点胶头(11)和计算机(12)， 在底座(8)的上方安装光学平台(7)，在光学平台(7)的长边位置安装X轴导轨(3)，在短边位置处位于X轴导轨(3)上方安装Y轴导轨(4)，在Y轴导轨(4)上安装Z轴导轨(5)，三个导轨的方向相互垂直，在Z轴导轨(5)上固定机头备板(9)，机头备板(9)上固定胶筒(10)和点胶头(11)； 在底座(8)边上固定着支架(2)，支架(2)顶部安装相机(1)，相机(I)位置处于光学平台(7 )的正上方,在底座(8 )内部放置导轨电机控制器(6 ),导轨电机控制器(6 )、相机(I)分别连接计算机(12)。2.根据权利要求1所述的自主定位智能点胶系统，其特征在于:相机(I)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主定位智能点胶系统，其特征在于：包括相机（1）、支架（2）、X轴导轨（3）、Y轴导轨（4）、Z轴导轨（5）、导轨电机控制器（6）、光学平台（7）、底座（8）、机头备板（9）、胶筒（10）、点胶头（11）和计算机（12），在底座（8）的上方安装光学平台（7），在光学平台（7）的长边位置安装X轴导轨（3），在短边位置处位于X轴导轨（3）上方安装Y轴导轨（4），在Y轴导轨（4）上安装Z轴导轨（5），三个导轨的方向相互垂直，在Z轴导轨（5）上固定机头备板（9），机头备板（9）上固定胶筒（10）和点胶头（11）；在底座（8）边上固定着支架（2），支架（2）顶部安装相机（1），相机（1）位置处于光学平台（7）的正上方，在底座（8）内部放置导轨电机控制器（6），导轨电机控制器（6）、相机（1）分别连接计算机（12）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仲思东，熊杰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42