基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于电路板检测技术领域，公开了一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法，包括PC机、机械臂、检测仪、摄像头和电路板，所述检测仪包括检测探针，所述检测探针固定在机械臂末端；摄像头安装在机械臂末端，检测探针上方；所述检测仪、摄像头、机械臂与PC机相连；所述机械臂用于携带测试探针运动至电路板检测点处；所述摄像头用于拍摄电路板，并将电路板图像信息传送至PC机进行分析；所述检测仪检测电路板相关参数是否符合设计要求；所述PC机处理摄像头返回的图像信息以及控制机械臂和检测仪。本发明专利技术实现了自动化电路板检测，代替工人进行上述重复工作，减少了工人的参与度，提高了检测效率。提高了检测效率。提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法


[0001]本专利技术属于电路板检测
，尤其涉及一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中很多中小型工厂由于缺乏完整的流水线，对于生产的电路板往往需要人工进行检测，检测效率低；并且检测工作只在桌面上利用检测仪器即可完成，但工人需要手握探针并手动对准检测点，长时间工作，手眼疲劳，效率更加低下。
[0003]随着自动化控制快速发展，桌面级机械臂在工业生产的应用越来越广泛，相较于大型流水线而言，桌面级检测系统性价比更优，适用性更强，更受中小型工厂欢迎。本专利技术以桌面级机械臂为基础，以视觉反馈为辅，设计研发一种基于视觉的电路板自动检测装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法，以解决上述的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法的具体技术方案如下：一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，包括PC机、机械臂、检测仪、摄像头和电路板，所述检测仪包括检测探针，所述检测探针固定在机械臂末端；摄像头安装在机械臂末端，检测探针上方；所述检测仪、摄像头、机械臂与PC机相连；所述机械臂用于携带测试探针运动至电路板检测点处；所述摄像头用于拍摄电路板，并将电路板图像信息传送至PC机进行分析；所述检测仪检测电路板相关参数是否符合设计要求；所述PC机处理摄像头返回的图像信息以及控制机械臂和检测仪。
[0006]进一步的，所述检测仪包括检测仪主体和接口模块，所述检测仪主体与PC机1通过USB接口相连，所述接口模块连接检测探针和检测仪主体。
[0007]进一步的，所述摄像头通过串口与PC机相连；所述机械臂通过USB接口与PC机相连。
[0008]进一步的，所述机械臂最大负载 500g；最大伸展距离 320mm；运动范围：底座：
‑
90
°
~﹢90
°
、大臂：0
°
~﹢85
°
、小臂：﹣10
°
~﹢90
°
、末端旋转：
‑
90
°
~﹢90
°
；最大运动速度（250g 负载）：大小臂、底座旋转速度为320
°
/s，末端旋转速度为480
°
/s。
[0009]进一步的，所述摄像头传感器类型为Coms 1/2.3 inchse，分辨为3840*2880
‑
20帧九种 MJPG格式，支持YUY2物理像素1200万物理像素视角3.24mm无畸变广角130
°
，畸变失真3.24mm焦距<
‑
0.35%。
[0010]进一步的，所述机械臂的关节坐标系是：以各运动关节为参照确定的坐标系：当机械臂末端安装检测探针时，则包含四个关节：J1、J2、J3和J4，J1、J2、J3和J4均为旋转关节，逆时针为正，J1控制底座电机正负方向旋转；J2控制大臂电机正负方向旋转；J3控制小臂电
机正负方向移动；J4控制末端舵机正负方向旋转。
[0011]进一步的，所述机械臂的笛卡尔坐标系是：以机械臂底座为参照确定的坐标系：坐标系原点为大臂、小臂以及底座三个电机三轴的交点， X轴方向垂直于固定底座向前；Y轴方向垂直于固定底座向左；Z轴符合右手定则，垂直向上为正方向；R轴为末端舵机中心相对于原点的姿态，逆时针为正，当安装了检测探针时，才存在R轴，R轴坐标为J1轴和J4轴坐标之和。
[0012]进一步的，所述检测探针垂直固定在检测探针板上，检测探针板固定在机械臂末端，4个检测探针为一组，检测探针尖端在一条空间水平线上，距离为对应被检测电路监测点之间的距离，每个检测探针上部与导线相连用于传输检测电流；所述摄像头固定在机械臂末端上部。
[0013]进一步的，所述检测探针板通过胶水粘连的方式固定在机械臂末端，所述摄像头通过螺丝固定在机械臂末端上部。
[0014]本专利技术还公开了一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测方法，包括如下步骤：步骤1：装置启动时，机械臂接收PC机指令置零归位，到达初始位置，摄像头拍摄桌面上电路板；获得图像信息，通过USB串口发送至PC机；步骤2：PC机处理图像信息，PC机通过检测点检测算法识别电路板检测点，获取检测点的像素坐标，再通过像素坐标与实际空间坐标的转化关系获得检测点的空间坐标，利用一系列检测点的空间坐标计算电路板角度；步骤3：在PC机控制下，机械臂携带检测探针运动至检测点；步骤4：接收机械臂完成运动信号PC机开启检测仪进行检测；步骤5：检测仪检测电路板相应指标是否符合要求；步骤6：PC机接收检测仪返回检测结果，提示工人电路板是否合格。
[0015]本专利技术的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法具有以下优点：本专利技术的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法实现了自动化电路板检测，代替工人进行上述重复工作，减少了工人的参与度，提高了检测效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的桌面级电路板检测装置总体结构示意图；图2为本专利技术的机械臂笛卡尔坐标系结构示意图；图3为本专利技术的机械臂末端结构示意图；图4为本专利技术的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测方法流程图。
[0017]图中标记说明：1、PC机；2、械臂；3、检测仪；4、摄像头；5、检测探针；6、电路板。
具体实施方式
[0018]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置及方法做进一步详细的描述。
[0019]如图1所示，本专利技术的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，包括PC机1、机械臂2、检测仪3、摄像头4和电路板6。
[0020]检测仪3包括检测仪主体、检测探针5和接口模块，检测仪主体与PC机1通过USB接口相连，接口模块连接检测探针5和检测仪主体；检测探针5固定在机械臂2末端；摄像头4安装在机械臂2末端，检测探针5上方，通过串口与PC机1相连；机械臂2通过USB接口与PC机1相连；机械臂2用于携带测试探针5运动至电路板6检测点处；摄像头4用于拍摄电路板6，并将电路板图像信息传送至PC机1进行分析；检测仪3检测电路板6相关参数是否符合设计要求；PC机1处理摄像头4返回的图像信息以及控制机械臂2和检测仪3。
[0021]机械臂2最大负载 500g；最大伸展距离 320mm；运动范围：底座：
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90
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~﹢90
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、大臂：0
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~﹢85
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、小臂：﹣10
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~﹢90
°
、末端旋转：
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90
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~﹢90
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；最大运动速度（25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，包括PC机（1）、机械臂（2）、检测仪（3）、摄像头（4）和电路板（6），其特征在于，所述检测仪（3）包括检测探针（5），所述检测探针（5）固定在机械臂（2）末端；摄像头（4）安装在机械臂（2）末端，检测探针（5）上方；所述检测仪（3）、摄像头（4）、机械臂（2）与PC机（1）相连；所述机械臂（2）用于携带测试探针（5）运动至电路板（6）检测点处；所述摄像头（4）用于拍摄电路板（6），并将电路板图像信息传送至PC机（1）进行分析；所述检测仪（3）检测电路板（6）相关参数是否符合设计要求；所述PC机（1）处理摄像头（4）返回的图像信息以及控制机械臂（2）和检测仪（3）。2.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，其特征在于，所述检测仪（3）包括检测仪主体和接口模块，所述检测仪主体与PC机（1）通过USB接口相连，所述接口模块连接检测探针（5）和检测仪主体。3.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，其特征在于，所述摄像头（4）通过串口与PC机（1）相连；所述机械臂（2）通过USB接口与PC机（1）相连。4.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，其特征在于，所述机械臂（2）最大负载 500g；最大伸展距离 320mm；运动范围：底座：
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90
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~﹢90
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、大臂：0
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~﹢85
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、小臂：﹣10
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~﹢90
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、末端旋转：
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90
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~﹢90
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；最大运动速度（250g 负载）：大小臂、底座旋转速度为320
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/s，末端旋转速度为480
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/s。5.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械臂的桌面级电路板检测装置，其特征在于，所述摄像头（4）传感器类型为Coms 1/2.3 inchse，分辨为3840*2880
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20帧九种 MJPG格式，支持YUY2物理像素1200万物理像素视角3.24mm无畸变广角130
°
，畸变失真3.24mm焦距<
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0.35%。6.根据权利要求1所述的基于视觉反馈机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏煌，方银锋，王帮雨，濮程红，刘子洋，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：