[发明专利]一种机器人视觉引导的芯片贴装方法及系统

摘要

本发明公开了一种机器人视觉引导的芯片贴装方法及系统，在PCB放置区域和芯片放置区域增设一第二工业相机，机器人吸取芯片移至该第二工业相机处，拍摄吸取后芯片的图像，比较芯片贴装区域与水平轴的夹角和吸取芯片后芯片与水平轴的夹角之间的角度差，使末端执行器在P3处旋转该角度差，进行角度补偿，并且在X和Y轴上进行补偿，改善了在吸取芯片或者吸取后移动过程中产生的滑动误差，提高了贴装精度；同时，本发明采用六轴机器人，因六轴机器人具有更好的自由度和灵活性，实现了腔体类工件内部的芯片贴装，做到柔性生产；再加上第一工业相机设置在机器人手部，更易于运动，使得本发明这种基于位置的视觉控制方法具有更高的灵活性，适用范围更广。

主权项

1.一种机器人视觉引导的芯片贴装方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：相机的安装和拍照位确定；在机器人手部安装第一工业相机，在芯片放置区域和PCB放置区域上方分别设置用于获取清晰的芯片放置区域图像和PCB放置区域图像的拍照位P1和P2；在芯片放置区域和PCB放置区域之间安装第二工业相机，并设置拍照位P3；步骤(2)：相机的标定；标定第一工业相机和第二工业相机，获取第一工业相机在P1和P2处以及第二工业相机在P3处的内参数和外参数，确定图像坐标系与世界坐标系之间的关系；步骤(3)：机器人的手眼标定；对机器人进行手眼标定，获取相机坐标系与机器人坐标系之间的关系；步骤(4)：PCB和芯片的第一次图像采集；先在拍照位P2处完成PCB的第一次图像采集，再移至拍照位P1处完成芯片的第一次图像采集；步骤(5)：第一次图像处理及坐标变换；分别对PCB第一次图像和芯片第一次图像进行处理，得到PCB第一次图像中芯片贴装区域中心点坐标、所述芯片贴装区域与水平轴之间的夹角、以及芯片第一次图像中芯片中心点的坐标；再根据图像坐标系与世界坐标系之间的关系以及相机坐标系与机器人坐标系之间的关系计算出所述芯片贴装区域中心点在机器人坐标系下的坐标(x₀,y₀)，芯片中心点在机器人坐标系下的坐标(x₁,y₁)，并将坐标(x₀,y₀)和(x₁,y₁)传送给机器人；步骤(6)：芯片的第二次图像采集；机器人控制其末端执行器到达坐标(x₁,y₁)，吸取芯片移至拍照位P3处，完成芯片的第二次图像采集；步骤(7)：角度补偿；对芯片第二次图像进行处理，得到芯片第二次图像中芯片中心点的坐标以及芯片与水平轴之间的夹角θ₂；控制末端执行器在拍照位P3处旋转θ₂‑θ₁，完成角度补偿，再次拍照获得旋转后芯片第三次图像；对芯片第三次图像进行处理，得到芯片第三次图像中芯片中心点的坐标，并根据图像坐标系与世界坐标系之间的关系以及相机坐标系与机器人坐标系之间的关系，计算出芯片第三次图像中芯片中心点在机器人坐标系下的坐标(x₂,y₂)；步骤(8)：坐标补偿及贴装完成；末端执行器在X方向移动x₂‑x₀，在Y方向移动y₂‑y₀后，再垂直向下运动至PCB上的芯片贴装区域放置芯片，完成贴装，进入下一步工序。