[发明专利]基于三目光学体视显微镜的焊盘引线结构

说明书

技术领域

本发明属于微机电系统技术领域，用于焊盘引线微装配使用的机械装置。本装置利用电机旋转带动旋转盘,使引线焊盘旋转到指定位置，实现微夹钳夹持微型马达线圈引线，并将引线夹持到焊盘上的一种机械装置。

背景技术

基于光学体视显微镜的双目显微立体视觉技术已经在微操作、微装配、微测量等领域广泛应用，而微马达是一种典型的微执行器，并且已经用于汽车、玩具、办公机械、自动化设备等多种领域。微马达最重要的工序就是将微马达线圈的引线焊接到焊盘上。微马达转子引线自动装配到焊盘上已经成为微机电技术和微装置技术的关键。

目前，由于引线的细小，柔软，不易抓取的特点，大部分工业领域内引线的焊接全部采用人工在显微镜下操作完成，人工在显微镜下的长时间操作会使操作人员产生视觉疲劳，不仅对工人的身体有害，而且会造成操作误差、生产效率不稳定、焊接成本高、成品率低、准确率低等一系列问题，如何克服人工操作存在的问题，使引线能够准确地装配到焊盘上是微马达焊盘引线最重要的技术问题。另外，也有一些针对手机上的振动微马达的设计，是采用视觉控制的方法实现微马达转子引线自动化装配的研究，这种方法针对引线柔性的特点，采用气流定位法定位引线头，并且要对焊盘进行位姿调整.使得操作复杂、效率较低，而且用气流定位法定位引线头需要控制气流的大小，气流太小不能达到定位的目的，太大则会将引线吹断。

发明内容

本发明的目的在于克服人工在显微镜下进行焊接造成的生产效率低，成本高和准确度低的缺点，提出了一种基于三目光学体视显微镜的微马达引线自动焊接的方法。三目光学体视显微镜包括双目光学体视显微镜以及放置在马达线圈前端的前置摄像头，通过三目光学体视显微镜体系代替人眼观测并确定焊盘的位置，这种技术属于图像处理领域的应用，需要在计算机中编写自动检测焊盘位置的程序，这种设计把机械结构与图像处理结合起来。

为了实现上述目的，减少工业生产的成本和避免采用气流定位法定位引线头不准确的特点，本发明采用如下技术方案：

基于三目光学体视显微镜的焊盘引线结构，其特征在于：该装置包括双目光学体视显微镜SLM1、电机2、连接板3、SLM底板4、前置摄像头5、微夹钳6、旋转盘7、微马达底座8、微马达线圈9、引线焊盘10；

双目光学体视显微镜SLM1、前置摄像头5与计算机连接在一起，双目光学体视显微镜SLM1检测引线的位置，通过计算机内的图像处理软件控制微夹钳6的运动，使其容易夹持引线；前置摄像头5检测3个焊盘的位置，通过图像处理软件控制电机2的旋转角度使焊盘旋转到准确的位置；双目光学体视显微镜SLM1物镜的下方是微马达线圈9，前置摄像头5的中心轴线与微马达线圈9的中心轴线同轴；微马达线圈9的前端是引线焊盘10，前置摄像头对准引线焊盘10，以便检测引线焊盘10的位置；在引线焊盘10的一侧设有用于夹持引线的微夹钳6，微夹钳6与二维平台装配在一起；在微马达底座8前端安装有微马达线圈9；微马达底座8安装在旋转盘7；旋转盘7与电机2固定，电机2转动带动旋转盘7的转动，并最终带动引线焊盘10的转动；电机2的上端与连接板3的中间部位固定到一起，连接板的两端与SLM底板4固定到一起。

微夹钳6的设计主要是夹持引线，微夹钳与二维平台装配在一起，电机的旋转运动转化成平移台的直线运动，从而控制微夹钳的运动量和运动方向，当微马达线圈前的焊盘旋转到确定的位置时，微夹钳能够自动地夹持引线，夹持引线后，微夹钳远离引线焊盘，当微马达线圈前的下一个焊盘旋转到确定的位置时，微夹钳再靠近焊盘引线进行引线。

应用双目光学体视显微镜和前置摄像头进行视觉检测，对微夹钳夹持引线并夹持到引线焊盘10的过程采用图像处理技术，图像处理技术在该领域的应用提高了显微镜和摄像头控制焊盘引线的准确度，并提高微夹钳自动引线的效率，这类技术通常需要摄像头和计算机组合在一起，在计算机中设计双目光学体视显微镜检测微夹钳夹持引线和前置摄像头检测引线是否夹持到焊盘上的图像处理软件，本设计采用Halcon图像处理软件。微马达线圈前端的3个焊盘均匀分布，即相邻两个焊盘之间的夹角为120°。电机转动，控制微马达线圈的转动角度，双目光学体视显微镜能够看到以及检测微夹钳夹持引线的过程，前置摄像头检测微夹钳夹持引线后并把引线准确地夹持到焊盘上的过程。