基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置及方法，计算机系统包括目标检测与分类、图像处理和定位点求取与角度修正；超薄均热板视觉检测定位机构包含视觉处理模块，相机、镜头以及光源；送料机构包含电机丝杠模组、拍摄平台与料盒，料盒中存放着超薄均热板；工业机器人模块负责移动到视觉系统求解的指定点位抓取超薄均热板；计算机系统检测料盒中是否存在超薄均热板并对检测到的超薄均热板进行定位，引导工业机器人进行抓取，以实现超薄均热板在注液与抽真空(简称一除)工艺中检测物料与定位物料的自动化改造，快速、精确地对料盒中的超薄均热板进行检测、定位并引导工业机器人进行搬运，提高了产品的生产效率和效益。和效益。和效益。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置及方法


[0001]本专利技术涉及超薄均热板的检测和定位，具体是涉及一种基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置及方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品朝着高性能化、微型化发展，超薄均热板被广泛应用到各种轻薄便携型电子产品中，并且随着手机、平板电脑等电子产品数量的增加，对于超薄均热板的需求量也大幅提升。在超薄均热板的注液与一除工艺中，定位是决定这两道工艺能否顺利进行的关键性技术。在这两道工艺中，定位分为定位点的确定以及旋转角度的求解与修正。定位点的确定保证了超薄均热板的注液管与注液工艺中的注液针、一除工艺中的真空腔体对心共线；旋转角度的求解与修正保证了超薄均热板的注液管始终保持竖直向上，不会出现倒置的情况。没有进行定位会导致注液针无法进入到超薄均热板中进行注液工艺，从而导致注液过程失败，并且没有进行定位会导致超薄均热板的注液管无法顺利进入真空腔体中，从而导致一除工艺无法进行。而目前超薄均热板注液与一除工艺中的定位过程多以人工手动操作为主，这种重复性的高强度工作会导致人工进行注液时出现漏注、重注，一除时出现重除的概率提升，同时随着劳动力人口的减少，劳动力成本也在日益增加，因此急需一种能够实现在超薄均热板的注液与一除工艺中对其进行自动化检测与定位的装置及方法。将计算机视觉应用于超薄均热板的注液与一除工艺中，能够实现高效、准确地进行检测和定位过程。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置及方法，实现超薄均热板在注液与一除工艺中自动化进行检测与定位过程，从而代替人工提高产品的生产效率和效益。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置，包括视觉装置和计算机系统；
[0006]所述视觉装置包括送料模块、超薄均热板视觉检测定位机构、工作台以及工业机器人模块；工作台通过地脚螺栓固定在地面上，超薄均热板视觉检测定位机构安装在工作台的工作面板上。
[0007]送料模组用于放置料盒并通过电机丝杠输送料盒中的超薄均热板，保证超薄均热板视觉检测定位机构够竖直采集到完整的超薄均热板图像信息，并传递给计算机系统。
[0008]所述计算机系统包括工控机，工控机通过网线与超薄均热板视觉检测定位机构进行通讯连接；工控机包括目标检测模块、图像处理模块以及定位点求取与角度修正模块。
[0009]所述的超薄均热板视觉检测定位机构包括图像采集系统与视觉仪器装置；图像采集系统安装在视觉仪器装置上；
[0010]图像采集系统包括相机、镜头、光源和光源控制器；
[0011]视觉仪器装置包括内置双轴心导轨、滑块、光源支架、Z型手拧螺栓、横梁、侧板、旋钮、丝杆、光轴、丝杆螺母、相机夹板、微调滑台、侧板固定板、硅胶垫；
[0012]视觉仪器装置通过内置双轴心导轨光轨下方的螺纹孔安装在工作面板上，横梁与微调滑台分别安装在两块滑块上，从而可以通过滑块在导轨上的滑动来调节拍摄高度和光源高度；光源支架通过Z型手拧螺栓安装在横梁上，并且利用Z型手拧螺栓来调节两光源支架之间的宽度，从而实现对光源的定位，定位完成后通过螺钉固定在光源支架上；侧板固定板与滑块进行连接，侧板安装在侧板固定板上，两块相机夹板安装在两根光轴与丝杆之间，通过旋钮使丝杆带动丝杆螺母转动从而调节两相机夹板之间的距离，使得硅胶垫夹紧相机，通过调节微调滑台来保证相机的水平。
[0013]送料模块包括电机、定位板、夹紧气缸、物料盒、超薄均热板、定位销、导轨和滑台；导轨通过螺纹孔安装在工作面板上，电机与导轨通过联轴器连接并利用螺栓固定，定位板安装在滑台上，从而能够通过滑台沿着导轨输送超薄均热板，物料盒通过安装在定位板上的定位销进行定位并且通过两侧的夹紧气缸进行夹紧，物料盒中开设的凹槽用于摆放超薄均热板；
[0014]工作台包括工作面板和支架；支架通过地脚螺栓固定在地面上，工作面板通过螺栓孔安装在支架上。
[0015]工业机器人模块包括机械臂底座、机械臂、真空吸盘安装板和真空吸盘；机械臂底座通过地脚螺栓固定在地面上，机械臂通过螺栓与底座连接，真空吸盘安装板安装在机械臂的第六轴上，真空吸盘固定在安装板上。
[0016]基于计算机视觉的超薄均热板检测定位方法，其具体步骤如下：
[0017]步骤一：目标检测与分类模块包括特征识别、物料检测和象限分类；将超薄均热板视觉定位机构中的相机所采集到的图像传入计算机系统中，运用Yolov5网络识别出超薄均热板的注液口特征，根据是否识别到特征来检测料盒中是否存放超薄均热板，检测到存在超薄均热板后，根据注液口的朝向进行象限分类；
[0018]步骤二：图像处理模块包括二值化、连通域分割、图像填充、轮廓提取和最小外接矩形；利用二值化将图像所需的部分提取出来，并通过连通域分割将图像分割成注液口特征区域和盖板区域，并对分割的各个区域进行图像填充、轮廓提取和求解最小外接矩形；
[0019]步骤三：定位点求取与角度修正模块包括中垂线方程求解、底部轮廓线方程求解、定位点求解和旋转角度求解与修正部分；根据步骤二所述，针对分割的各个区域分别进行最小外接矩形求解后，利用最小外接矩形分别计算出注液口特征区域的中点以及中垂线方程和盖板区域的底部轮廓线方程并求解出两条直线方程的交点，对交点与注液口特征区域中点进行中点求解，最终求解出的中点坐标就是超薄均热板的定位点；再根据盖板区域的最小外接矩形求出的偏转角度结合之前通过Yolov5网络的分类结果，对偏转角度进行修正，得到将超薄均热板转正的旋转角度。根据得到的定位点与旋转角度，引导工业机器人到达定位点，根据旋转角度旋转第六轴，最后利用安装在连接件上的真空吸盘进行超薄均热板的搬运。
[0020]步骤四：搬运完这一片超薄均热板后，会驱动送料模组的电机转动，从而带动滑台向前移动，使得相机能够拍摄到下一片超薄均热板的图像，并再根据步骤一到三进行往复循环，直至滑台逐渐移动到终点，即完成该料盒中所有超薄均热板的抓取。
[0021]所述步骤一中，相机采用单通道的工业相机，镜头采用远心镜头来减少相机畸变，光源使用白色面光源，相机所采集的图片传入计算机系统中，由软件对图像进行处理。
[0022]所述步骤一中，对采集到的超薄均热板图像放入Yolov5网络中进行模型推理和预测，得到的输出图像上会将识别到的特征(超薄均热板的注液口)利用框线标出，根据输出图像中是否存在框线判断所拍摄的图像中是否存在超薄均热板，以达到特征识别和物料检测的目的；
[0023]根据识别出来的注液口特征，Yolov5网络还会根据注液口特征的朝向进行象限分类，按照常规的象限划分方法分为一、二、三、四象限，判断当前图像中注液口的朝向，将其划分到对应的象限类别中。
[0024]所述步骤二中，对采集到的超薄均热板图像进行全局二值化阈值分割处理，得到仅有超薄均热板区域的二值化图像，再对得到的二值化图像采用连通域划分，将注液口特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置，其特征在于：包括视觉装置和计算机系统；所述视觉装置包括送料模块(1)、超薄均热板视觉检测定位机构(2)、工作台(3)以及工业机器人模块(4)；工作台(3)通过地脚螺栓固定在地面上，超薄均热板视觉检测定位机构(2)安装在工作台(3)的工作面板上；送料模块(1)用于放置料盒并通过电机丝杠输送料盒中的超薄均热板(1
‑
5)，保证超薄均热板视觉检测定位机构(2)能够竖直采集到完整的超薄均热板图像信息，并传递给计算机系统；所述计算机系统包括工控机，工控机通过网线与超薄均热板视觉检测定位机构(2)进行通讯连接；工控机包括目标检测模块、图像处理模块以及定位点求取与角度修正模块。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置，其特征在于：所述的超薄均热板视觉检测定位机构(2)包括图像采集系统与视觉仪器装置；图像采集系统安装在视觉仪器装置上；图像采集系统包括相机(2
‑
14)、镜头(2
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16)、光源(2
‑
17)和光源控制器；视觉仪器装置包括内置双轴心导轨(2
‑
1)、滑块(2
‑
2)、光源支架(2
‑
3)、Z型手拧螺栓(2
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4)、横梁(2
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5)、侧板(2
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6)、旋钮(2
‑
7)、丝杆(2
‑
8)、光轴(2
‑
9)、丝杆螺母(2
‑
10)、相机夹板(2
‑
11)、微调滑台(2
‑
12)、侧板固定板(2
‑
13)、硅胶垫(2
‑
15)；视觉仪器装置通过内置双轴心导轨光轨(2
‑
1)下方的螺纹孔安装在工作面板(3
‑
2)上，横梁(2
‑
5)与微调滑台(2
‑
12)分别安装在两块滑块(2
‑
2)上，通过滑块(2
‑
2)在导轨(2
‑
1)上的滑动来调节拍摄高度和光源高度；光源支架(2
‑
3)通过Z型手拧螺栓(2
‑
4)安装在横梁(2
‑
5)上，并且利用Z型手拧螺栓(2
‑
4)来调节两光源支架(2
‑
3)之间的宽度，从而实现对光源(2
‑
17)的定位，定位完成后通过螺钉固定在光源支架(2
‑
3)上；侧板固定板(2
‑
13)与滑块(2
‑
2)进行连接，侧板(2
‑
6)安装在侧板固定板(2
‑
13)上，两块相机夹板(2
‑
11)安装在两根光轴(2
‑
9)与丝杆(2
‑
8)之间，通过旋钮(2
‑
7)使丝杆(2
‑
8)带动丝杆螺母(2
‑
10)转动从而调节两相机夹板(2
‑
11)之间的距离，使得硅胶垫(2
‑
15)夹紧相机(2
‑
14)，通过调节微调滑台(2
‑
12)来保证相机(2
‑
14)的水平。3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的超薄均热板检测定位装置，其特征在于：所述的送料模块(1)包括电机(1
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1)、定位板(1
‑
2)、夹紧气缸(1
‑
3)、物料盒(1
‑
4)、超薄均热板(1
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5)、定位销(1
‑
6)、导轨(1
‑
7)和滑台(1
‑
8)；导轨(1
‑
7)通过螺纹孔安装在工作台(3)上，电机(1
‑
1)与导轨(1
‑
7)通过联轴器连接并利用螺栓固定，定位板(1
‑
2)安装在滑台(1
‑
8)上，从而能够通过滑台(1
‑
8)沿着导轨(1
‑
7)输送超薄均热板(1
‑
5)，物料盒(1
‑
4)通过安装在定位板(1
‑
2)上的定位销(1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，韩皓庭，刘苑喆，田跃，郭小军，陈韩荫，
申请(专利权)人：广东新创意科技有限公司肇庆新创意传热科技有限公司，
类型：发明
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