[发明专利]一种使用CAD文件提高焊锡机器人编程速度和精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动焊锡机器人的自动焊接技术，用于PCB板的焊接，特别是关于一种使用CAD文件提高焊锡机器人编程速度和精度的方法。

背景技术

自动焊锡机器人是当前国内各大工厂企业广泛应用的一款自动化系统，它具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了焊接作业的生产效率，它的出现将大大降低生产成本，将人工工作转化为机器自动操作。用户还可以根据焊接工艺的不同，调节机器人的各项参数，使焊接效果更好。

对于自动焊锡机器人，通过编程控制自动焊锡，是其进行可靠、高效工作的一个十分重要的环节。目前通常使用的编程方法是使用示教盒人工示教编程：首先将待焊锡的PCB板装夹到自动焊锡机器人台面上，其次人工控制焊枪移动到需要进行焊锡的焊点位置处，通过传动装置获取此位置焊点坐标，设置该焊点的焊锡参数，按照编程文件参数进行焊接动作，如图1所示。

但是，随着电子行业的发展，各种微小型插接件的应用越来越广泛，这也对自动焊锡机器人的焊点位置精度提出了更高的要求。在此情况下，通过示教盒人工示教编程的方法，需要频繁移动焊枪来定位焊点位置，存在著编程过程繁琐，编程效率低，位置精度较低且受限于编程人员的熟练程度等一系列问题。因而如何提高编程的速度和精度，成为了摆在各大厂商面前的一个难题。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提供一种在系统中使用CAD文件提高焊锡机器人编程速度和精度的方法，使得在进行焊接操作时，既保证了编程操作的高精度需求，又能够有效的提高编程效率。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种使用CAD文件提高焊锡机器人编程速度和精度的方法，其特征在于，操作步骤如下：

1)将包含PCB板的CAD文件导入到编程文件中；

2)解析CAD文件：将CAD文件转换成编程文件所能支持的文件格式；

3)解析CAD文件之后，在编程文件中生成相应的CAD图形，图形中包含所有焊盘的精确位置信息；

4)对生成的CAD图形进行处理，使图形上的焊点和实物PCB板上的焊点对应起来，建立图形坐标和实物坐标的关系；

5)在处理好的CAD图形上选定待焊接的焊点，根据步骤4)得到的坐标转换关系，计算图形坐标对应的实际物理坐标，焊嘴自动移动到实际物理坐标的位置进行参数设置和焊接；

6)利用步骤5)的方法找到其它需要焊接的焊点的实际物理坐标，焊嘴移动到该点进行焊接。

在所述步骤2)中，解析CAD文件的方法是：通过编写软件代码，逐行读取CAD文件中的内容，并且按照固定格式逐个字符进行解析，即可得到编程文件所能支持的格式。

在所述步骤4)中，对CAD图形进行处理的方法是：

①首先选取图像上的两个点A(X_A，Y_A)、B(X_B，Y_B)为基准点；进一步讲，A、B两点在PCB板的对角线上。

②目测找到实物PCB板上与图像上A点对应的点C，找到之后用相机的正中心对准C点，1∶1取像，呈现在显示屏上，获取C点坐标C(X_C，Y_C)；再目测找到实物PCB板上与图像上B点对应的点D，找到之后用相机的正中心对准D点，1∶1取像，呈现在显示屏上，获取D点坐标D(X_D，Y_D)；

③根据A、B两点的图像坐标，依据直角三角形定律求出AB连线与图像X轴方向的夹角：

∠AB＝arctan(ΔY_AB/ΔX_AB)；

④根据C、D两点的物理坐标，依据直角三角形定律求出CD连线与物理X轴方向的夹角：

∠CD＝arctan(ΔY_CD/ΔX_CD)；

⑤计算两个夹角之差ΔT＝∠CD-∠AB，ΔT就是图像与实物之间的偏移角度。

在所述步骤4)中，对CAD图形进行处理的方法还可以是：

利用CAD图形和CAD坐标文件(来自贴片机)，来计算图像坐标和物理坐标之间的转换关系。由CAD坐标文件，生成一张与电路板实物完全一致的模拟图，然后，按照用相机拍摄的方法，使用这张模拟图和CAD图形来进行坐标对应。

在所述步骤5)中，是在处理好的CAD图形上选定待焊接的焊点，根据得到的ΔT计算该焊点对应的实际物理坐标，方法如下：