一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统及方法，包括控制系统以及与控制系统通信连接的第一上料机构、3D视觉传感器、蜘蛛手机器人、第二上料机构以及多个贴标设备；第一上料机构将装有电子料盘的料盘箱运输至预设定位置；3D视觉传感器设置于第一上料机构一固定位的上方，用以拍摄料盘箱以及料盘箱内的电子料盘形成图像，并获取电子料盘图像中电子料盘表面的点云数据；控制系统获取3D视觉传感器上传的图像以及点云数据，并控制第一上料机构、蜘蛛手机器人、第二上料机构以及贴标设备的运行；本发明专利技术使生产线生产效率提高、纠偏的准确度提高、应用的范围增大。应用的范围增大。应用的范围增大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统及方法


[0001]本专利技术属于视觉纠偏检测
，涉及一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统及方法。

技术介绍

[0002]电子物料是组成电子产品的最基本元件，通常采用SMT贴片技术将电子元器件贴装到PCBA基板上；电子物料种类繁多，通常被缠绕在塑料圆盘上进行存放，电学领域称之为电子料盘；电子料盘上会贴有标签以便于使用人员进行区别以及使用，贴标位置一般有两处，两处贴标位置分别有规定的位置，一般来料已有一处贴标，另一处待贴标，待贴标的位置的准确性就需要通过纠偏处理来保证其准确性，关于待贴标的位置，传统2D算法只需识别已贴标签位置，另一处贴标位置相对已知，并添加伺服纠偏机构，从而实现贴标位置纠偏，让贴标机精准贴标，然而传统2D视觉算法实现必须拍整体进行静止采图，然后计算已贴标签位置，此过程需要的视野大且容易受环境光干扰，并需要人工按个上料，工作流程繁琐且浪费人力，总体流水线节拍慢，无法满足快节奏生产需求，并难以区分不同尺寸料盘，甚至再增加辅助机构。
[0003]针对上述问题，授权公告号为CN110002070B的中国专利技术专利申请，公开了基于视觉纠偏的电子元件全自动贴标设备，包括第一传输机构、第二传输机构、第三传输机构以及贴标装置，所述第一传输机构、所述第二传输机构以及所述第三传输机构依次相连接，所述贴标装置位于所述第二传输机构上，所述第一传输机构设有扫描组件，所述第三传输机构设有检测组件，所述扫描组件与所述贴标装置通信连接，利用所述扫描组件获取电路板上的母码，利用所述贴标装置对电路板贴上与母码对应的字码标签，再通过所述检测组件对贴标后的标签的位置和正反极性进行视觉纠偏检测，实现了对电路板的自动贴标，具有效率高、贴标精度高等优点，然而该技术方案中，通过第一检测相机与第二检测相机对粘贴的标签位置的准确性进行检测，将标签贴偏的电子元件信息传输给控制系统，仅仅是将标签贴偏的电子元件分类出来并没有进行纠偏的程序，且需要对电子元件进行拦截再逐一扫描，整体流水线节拍慢，生产效率偏低，且不能区分不同尺寸大小种类的电子元件，应用范围窄。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种使生产线生产效率提高、纠偏的准确度提高、应用的范围增大的基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统及方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统，包括控制系统以及与所述控制系统通信连接的第一上料机构、3D视觉传感器、蜘蛛手机器人、第二上料机构以及多个贴标设备；
[0007]所述第一上料机构将装有电子料盘的料盘箱运输至预设定位置；
[0008]所述3D视觉传感器设置于所述第一上料机构一固定位的上方，用以拍摄所述料盘箱以及料盘箱内的电子料盘形成图像，并获取电子料盘图像中电子料盘表面的点云数据；
[0009]所述控制系统获取所述3D视觉传感器上传的图像以及点云数据，并控制第一上料机构、蜘蛛手机器人、第二上料机构以及贴标设备的运行；
[0010]所述蜘蛛手机器人设置于与所述3D视觉传感器位置相对应的第一上料机构的上方，所述蜘蛛手机器人根据所述控制系统发出的控制指令，将所述电子料盘抓取到第二上料机构上按照规定的摆放方式放置到预设位置处；
[0011]所述第二上料机构设置于与3D视觉传感器位置对应的第一上料机构的一侧，所述第二上料机构用于输送所述蜘蛛手机器人从所述料盘箱中抓取后的电子料盘；
[0012]所述贴标设备设置在第二上料机构的一侧，并根据所述控制系统发出的控制指令对所述电子料盘贴标签；
[0013]所述控制系统包括处理器模块以及存储模块，所述存储模块，用于存储各个尺寸的电子料盘的数据资料以及各个尺寸的电子料盘的正确贴标位置的数据、以及控制程序，所述处理器模块用于执行所述控制程序，以对电子料盘进行纠偏。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1、本专利技术在控制系统中存储存储模块，再通过3D视觉传感器进行扫描获取坐标信息，将需纠偏的电子料盘上的已贴标签坐标与需纠偏的电子料盘中心的坐标的向量与存储模块中进行对比，确定纠偏角度，通过已贴标签中心位置坐标Y轴与模板中已贴标签中心位置坐标Y轴对比，确定纠偏角度的方向，最后控制系统整合纠偏数据后通过TCP/IP通讯协议发送信号给蜘蛛手机器人进行抓取以及纠偏，纠偏程序迅速且准确，有利于生产效率的提高，避免仅是将标签贴偏的电子元件分类识别出来不设纠偏的程序进行纠偏，影响流水线上的生产效率；
[0016]2、本专利技术通过3D视觉传感器对需纠偏的电子料盘进行扫描获取到表面点云数据后，控制系统提取出中心坐标和直径，与存储模块进行对比后识别出不同尺寸大小的电子料盘，使得该系统可以区分不同尺寸大小种类的电子料盘，避免仅能识别单一的电子元件导致应用范围窄。
[0017]进一步，所述第一上料机构的上方设置有支撑架，所述支撑架包括四足支撑框架以及固定在四足支撑框架顶部的顶板，所述蜘蛛手机器人以及3D视觉传感器均安装在所述顶板的下侧面。
[0018]进一步，所述第二上料机构垂直于所述第一上料机构设置。
[0019]进一步，所述第一上料机构输送放在料盘箱中的需纠偏的电子料盘，所述第二上料机构输送所述蜘蛛手机器人已抓取纠偏的电子料盘。
[0020]一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏方法，所述纠偏方法基于权利要求1所述的基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统执行存储模块的控制程序，所述控制程序主线程以及子线程；
[0021]所述主线程中处理器执行的控制程序为：控制系统向第一上料机构发出指令，使第一上料机构将放在料盘箱传送至3D视觉传感器的扫描范围内，扫描后获取电子料盘表面的点云数据；
[0022]从点云数据中提取出电子料盘的边界点云进行拟合，计算出电子料盘的中心坐标
和直径，与存储模块中存储的数据进行对比识别不同尺寸的电子料盘；
[0023]所述子线程中处理器执行的控制程序为：根据3D视觉传感器扫描后获取的图像，控制系统控制3D视觉传感器的左相机曝光获取到合适亮度的图像；
[0024]根据图像定位已贴标签的位置，通过点云数据识别已贴标签的质心并计算出其质心的三维坐标点；
[0025]通过计算电子料盘中心坐标到已贴标签中心坐标的向量，与存储模块中的向量的夹角确定纠偏角度，根据已贴标签中心位置坐标Y轴相对于电子料盘中心位置坐标Y轴的方向，确定纠偏角度的正负，正负代表纠偏角度的顺逆方向；
[0026]主线程将子线程计算出的纠偏角度由控制系统通过TCP/IP通讯协议实时发送指令给蜘蛛手机器人进行抓取纠偏。
[0027]进一步，所述主线程的具体方法包括：扫描、识别、分类、发送纠偏角度；
[0028]步骤S1、扫描，通过3D视觉传感器扫描电子料盘获取电子料盘表面点云数据；
[0029]步骤S2、识别，通过点云去噪以及点云分割提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统，其特征在于，包括：控制系统以及与所述控制系统通信连接的第一上料机构(5)、3D视觉传感器(2)、蜘蛛手机器人(1)、第二上料机构(4)以及多个贴标设备；所述第一上料机构(5)将装有电子料盘(3)的料盘箱(8)运输至预设定位置；所述3D视觉传感器(2)设置于所述第一上料机构(5)一固定位的上方，用以拍摄所述料盘箱(8)以及料盘箱(8)内的电子料盘(3)形成图像，并获取电子料盘(3)图像中电子料盘(3)表面的点云数据；所述控制系统获取所述3D视觉传感器(2)上传的图像以及点云数据，并控制第一上料机构(5)、蜘蛛手机器人(1)、第二上料机构(4)以及贴标设备的运行；所述蜘蛛手机器人(1)设置于与所述3D视觉传感器(3)位置相对应的第一上料机构的上方，所述蜘蛛手机器人(1)根据所述控制系统发出的控制指令，将所述电子料盘(3)抓取到第二上料机构(4)上按照规定的摆放方式放置到预设位置处；所述第二上料机构(4)设置于与3D视觉传感器(3)位置对应的第一上料机构(5)的一侧，所述第二上料机构(4)用于输送所述蜘蛛手机器人(1)从所述料盘箱(8)中抓取后的电子料盘(3)；所述贴标设备设置在第二上料机构(4)的一侧，并根据所述控制系统发出的控制指令对所述电子料盘(3)贴标签；所述控制系统包括处理器模块以及存储模块，所述存储模块，用于存储各个尺寸的电子料盘(3)的数据资料以及各个尺寸的电子料盘(3)的正确贴标位置的数据、以及控制程序，所述处理器模块用于执行所述控制程序，以对电子料盘(3)进行纠偏。2.根据权利要求1所述的基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统，其特征在于，所述第一上料机构(5)的上方设置有支撑架，所述支撑架包括四足支撑框架(6)以及固定在四足支撑框架(6)顶部的顶板(7)，所述蜘蛛手机器人(1)以及3D视觉传感器(2)均安装在所述顶板(7)的下侧面。3.根据权利要求2所述的基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统，其特征在于，所述第二上料机构(4)垂直于所述第一上料机构(5)设置。4.根据权利要求3所述的基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统，其特征在于，所述第一上料机构(5)输送放在料盘箱(8)中的需纠偏的电子料盘(3)，所述第二上料机构(4)输送所述蜘蛛手机器人(1)已抓取纠偏的电子料盘(3)。5.一种基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏方法，所述纠偏方法基于权利要求1所述的基于3D视觉传感的电子料盘贴标纠偏系统执行存储模块的控制程序，其特征在于，所述控制程序主线程以及子线程；所述主线程中处理器执行的控制程序为：控制系统向第一上料机构(5)发出指令，使第一上料机构(5)将放在料盘箱(8)传送至3D视觉传感器(2)的扫描范围内，扫描后获取电子料盘(3)表面的点云数据；从点云数据中提取出电子料盘(3)的边界点云进行拟合，计算出电子料盘(3)的中心坐标和直径，与存储模块中存储的数据进行对比识别不同尺寸的电子料盘(3)；所述子线程中处理器执行的控制程序为：根据3D视觉传感器(2)扫描后获取的图像，控制系统控制3D视觉传感器(2)的左相机曝光获取到合适亮度的图像；
根据图像定位已贴标签的位置，通过点云数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗庆伟，李亚飞，贺文强，
申请(专利权)人：河南埃尔森智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：