[发明专利]一种PCB板柔顺装置系统

说明书

本发明提供一种PCB板柔顺装置系统，包括工作台，工作台上设有PCB板模块化工具、PCB板工装夹具、视觉系统、计算机和七自由度机器人。通过PCB板工装夹具实现对PCB板模块化工具的机械定位；利用视觉系统获取PCB板模块化工具上预装位置的坐标值，通过计算机将预装坐标值传输至七自由度机器人，以使七自由度机器人将PCB元器件装配至预装位置，七自由度机器人还具有装配约束力检测和控制功能，可以将约束力转换为各关节的扭矩数据，控制各关节按照扭矩数据动作，由此七自由度机器人可以完成多个工作面和多角度的装配，有效地提升了装配精度。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种PCB板柔顺装置系统。

背景技术

机器人的柔顺性装配普遍应用在装配精度较高而机械和视觉定位不稳定的场合，同时在对于精密的元器件进行装配时，往往需要考虑到其零件强度和韧性等问题，因此在3C行业中，电子元器件的装配不仅需要精密的位置控制，同时在柔顺性方面也需要更好地力控装置。

现有技术中，关于柔顺性装配问题有各种各样的解决方式，例如SCARA机器人、力控手爪、视觉辅助等技术手段，然而，现有技术中的各装配结构均存在装配精度较低的技术缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种PCB板柔顺装置系统，基于机械定位、视觉定位和力觉定位，显著地提高了PCB板的装配精度。

本发明提供一种PCB板柔顺装置系统，包括工作台，所述工作台上设有PCB板模块化工具、用以装夹定位所述PCB板模块化工具的PCB板工装夹具、用以获得所述PCB板模块化工具上预装位置坐标值的视觉系统，以及用以与所述视觉系统电连接、以根据测得的坐标值将PCB元器件装配于预装位置的七自由度机器人，所述七自由度机器人能够检测装配约束力并将所述装配约束力转换为各关节的运动数据控制各所述关节运动；还包括用以将测得的坐标值传输至所述七自由度机器人的计算机。

优选的，所述PCB板模块化工具包括PCB板和用以固定所述PCB板的PCB板底座，所述PCB板底座设于所述PCB板的四角处。

优选的，所述PCB板工装夹具包括用以安装所述PCB板底座的工装夹具底座以及相互垂直分布用以夹紧所述PCB板的气缸。

优选的，所述视觉系统包括：

用以采集所述PCB板图像的图像采集器；

用以将采集图像转换为预装位置坐标值的图像处理器；

用以将预装位置坐标值传输至所述计算机的第一传输单元。

优选的，所述计算机包括：

用以基于OpenCV的相机标定方法标定相机内参的参数标定单元；

用以基于九点标定法建立所述视觉系统与所述七自由度机器人之间的坐标转换关系的坐标转换单元；

用以接收来自于所述第一传输单元的预装位置坐标值的接收单元；

与所述接收单元相连、用以将预装位置坐标值传输至所述七自由度机器人的第二传输单元。

优选的，所述七自由度机器人包括：

用以装夹所述PCB元器件且设有控制接口的机械手；

用以控制所述机械手移动、且能够检测所述机械手末端力、根据末端力应用机器人动力学模型计算出所述机械手的各个关节扭矩数据并通过所述控制接口操控各所述关节输出扭矩的工控机。

优选的，所述工控机包括：

与所述第二传输单元相连、用以接收和存储预装位置坐标值的存储单元；

用以检测所述机械手末端力的检测单元；