[发明专利]基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及了一种伺服控制器，特别是涉及了一种基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统。

背景技术

   众所周知，锡焊加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作，所以随着科技的进步，人们开始研发和使用全自动锡焊机器人来代替人们进行锡焊工作。

   但是由于国内研发此机器人的单位较少，相对研发水平比较落后，现在的自动锡焊机器人存在着很多安全问题：焊接精确度低；计算能力不够，焊接系统运行速度较慢；由于采用步进电机，其本体一般都是多相结构，控制电路需要采用多个功率管，使得控制电路相对比较复杂，并且增加了控制器价格，并且由于多相之间的来回切换，使得系统的脉动转矩增大，不利于系统动态性能的提高失脉冲造成电机失步现象发生；焊点出锡的位置和量都不固定、不一致，所以，人们需要能更加满足人们要求的锡焊机器人伺服控制器。

发明内容

本发明主要是针对现在市场的要求，提供了一种具有功能多样、计算力高的基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统，其包括焊接单元、出锡单元、人工操作单元、控制单元、伺服电机、校正单元和电池单元，所述焊接单元包括烙铁、加热装置和检测装置，所述控制单元包括数字信号处理芯片和两片数字式专用运动控制芯片，所述伺服电机包括焊接伺服电机和出锡伺服电机，所述校正单元包括图像采集单元和图像处理单元，所述数字式专用运动控制芯片与所述伺服电机相连接，所述图像处理单元接收所述图像采集单元的信息，并将信息传输至所述数字信号处理芯片，所述数字信号处理芯片与所述焊接单元、所述出锡单元和所述人工操作单元相连接，所述数字式专用运动控制芯片与所述数字信号处理芯片相连接，所述烙铁和所述出锡单元与所述伺服电机相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述电池单元包括交流电源和电池。

在本发明一个较佳实施例中，所述数字式专用运动控制芯片通过伺服电路与所述伺服电机相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统采用了贴片式元器件。

在本发明一个较佳实施例中，所述伺服电机采用了直流永磁伺服电机。

在本发明一个较佳实施例中，基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统的实施步骤包括：打开电源，对烙铁加热到设定温度并是机器人进入自锁状态；启动控制程序，通过串口或者硬盘装载任务；伺服电机将烙铁和出锡单元移动至初始化点；校正单元对烙铁和出锡单元的位置进行判断和校正；数字信号处理芯片接收和处理路径传输参数和焊点信息；数字信号处理芯片计算和传输机器人伺服装置和出锡伺服装置要运行的距离、速度和加速度信息；数字式专用运动控制芯片对当前伺服状态进行判断；数字式专用运动控制芯片接收数字信号处理芯片的信息，并生成机器人的运动控制信息；数字信号处理芯片更新路径传输参数和焊点信息；撤回焊接单元和出锡单元，记录其当前的位置信息并进入自锁状态。

在本发明一个较佳实施例中，所述数字式专用运动控制芯片接收数字信号处理芯片的信息，并生成机器人的运动控制信息的具体步骤包括：数字信号处理芯片对焊点信息和烙铁温度进行确认；数字式专用运动控制芯片接收数字信号处理芯片的信息，并根据生成伺服电机的速度运动梯形图；数字式专用运动控制芯片计算伺服电机运动的距离；数字式专用运动控制芯片根据光电编码盘信息生成伺服电机运动的脉冲宽度调制波和运动方向信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述校正单元对烙铁和出锡单元的位置进行判断和校正的具体步骤包括：获取起始点和出锡单元的位置图像；获取位置图像中的位置信息；判断起始点和出锡单元的位置信息是否相同，并将判断信息传输到伺服电机；如果位置信息不同，伺服电机根据判断信息对出锡单元的位置进行调整。

在本发明一个较佳实施例中，所述数字式专用运动控制芯片对当前伺服状态进行判断的具体步骤包括：数字式专用运动控制芯片检测伺服电机的状态位；如果状态位显示忙，则对数字式专用运动控制芯片进行复位。

本发明的有益效果是：本发明所述的基于图像处理的单自由度中速全自动锡焊机器人伺服控制系统，可以有效的提高锡焊机器人动作的精准度和稳定性，还可以保证焊接工作的速度和质量和控制和降低生产成本，方便操作。