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CN112222626A - Pcb板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置及方法 - Google Patents

Pcb板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置及方法 Download PDF

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CN112222626A
CN112222626A CN202010978052.1A CN202010978052A CN112222626A CN 112222626 A CN112222626 A CN 112222626A CN 202010978052 A CN202010978052 A CN 202010978052A CN 112222626 A CN112222626 A CN 112222626A
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China
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pcb
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point
conveyor belt
axis moving
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吴俊�
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Wuhan Zhonggu Lianchuang Photoelectric Technology Co ltd
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Wuhan Zhonggu Lianchuang Photoelectric Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置及方法,其中,阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,振镜,电机,X轴移动副,Y轴移动副,传送带安装在机架顶部,电机固定在机架的箱体内,所述电机与传送带连接,PCB板位于传送带上,二氧化碳激光器与X轴移动副和Y轴移动副连接,视觉识别系统、振镜、633nm线性光源安装在二氧化碳激光器的激光头上,PLC与电机电连接,电机与X轴移动副和Y轴移动副连接,上位机与工控机电连接,工控机与打标板卡电连接,打标板卡与二氧化碳激光器电连接。本发明能对PCB板白漆处指定位置打标,打标位置精度高,保证了设备平稳运行,提高了工作效率,降低了人员劳动强度。

Description

PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置及方法
技术领域
本发明涉及一种激光打标装置。具体涉及一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置及方法。
背景技术
本发明做出以前,PCB板白漆处打标二维码使用油墨打印机打印,首先油墨属于不环保材料,会对环境造成污染,近年来已逐步被激光打标取代;其次打印时使用手动定位,定位精度低,打标位置理论需求位置有误差,产品合格率得不到保证,增加了企业成本,降低了工作效率,加大了人员的劳动强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置及方法,能对PCB板白漆处指定位置打标二维码,二维码位置精度高,保证了设备的平稳运行,提高了工作效率,降低了人员的劳动强度。
为了达到上述目的,本发明有如下技术方案:
本发明的一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置,包括机架,阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,打标板卡,工控机,振镜,PLC,电机,X轴移动副,Y轴移动副,电机,传送带, 633nm线性光源,上位机,所述阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,振镜,电机,X轴移动副,Y轴移动副,传送带安装在机架顶部,电机固定在机架的箱体内,所述电机与传送带连接,PCB板位于传送带上,阻挡气缸安装在PCB板侧面,当PCB板通过传送带进入激光打标位置后,阻挡气缸能对PCB板进行阻挡定位,二氧化碳激光器与X轴移动副和Y轴移动副连接,视觉识别系统、振镜、633nm线性光源安装在二氧化碳激光器的激光头上,所述PLC与电机电连接,电机与X轴移动副和Y轴移动副连接,PLC控制电机驱动X轴移动副和Y轴移动副的移动,使二氧化碳激光器、振镜、视觉识别系统移动,也能控制电机带动传送带使PCB板移动,实现定位;所述上位机与工控机电连接,工控机与打标板卡电连接,打标板卡与二氧化碳激光器电连接,视觉识别系统对PCB板上的两个指定位置拍照,通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的两个指定位置拍照,形成视觉识别系统正下方的第一个MARK1点轮廓、第二个MARK2点轮廓;通过视觉系统首先得出第一个MARK1点与第二个MARK2点之间的连线,与工控机的打标软件里预存的PCB模板中的第一个MARK1点与第二个MARK2点之间的连线比较,计算出这两者的夹角的角度值,然后工控机控制打标板卡,打标板卡控制振镜在白漆上旋转上述的角度值,进行精确对位,将上位机通过网络传送给工控机的图案在精确对位处实现打标。
其中,所述视觉识别系统视觉识别系统为相机,所述上位机为客户MES系统。
本发明的一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位方法,有以下步骤:
1)PLC控制电机驱动X轴移动副和Y轴移动副的移动,使二氧化碳激光器、振镜、视觉识别系统移动,也能控制电机带动传送带,使传送带上的PCB板移动,实现定位;
2)通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的第一个 MARK1点拍照,形成视觉识别系统正下方的MARK1点轮廓;
3)通过移动视觉识别系统,通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的第二个MARK2点轮廓进行拍照,通过工控机中运行的打标软件对第一个MARK1点轮廓、第二个MARK2点轮廓图像灰度值的处理,形成完整清晰的边界轮廓;
4)通过视觉识别系统首先得出传送带上面的PCB板白漆上的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线,与工控机的打标软件里预存的PCB板中的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线比较,计算出这两者的夹角的角度值;
5)然后工控机控制打标板卡,打标板卡控制振镜在PCB板白漆上方旋转步骤4)的角度值,使传送带上面的PCB板白漆上的第一个 MARK1与第二个MARK2点之间的连线与工控机的打标软件里预存的 PCB模板中的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线重合,实现精确对位;
6)定位完成后,打标板卡通过工控机的网络通讯接收上位机发送的图案,经工控机打标软件识别后立即将图案打标在PCB板白漆处;
7)打标完成后,电机驱动传送带将PCB板移出传送带。
由于采取了以上技术方案,本发明的优点在于:
能对PCB板白漆处指定位置打标二维码,二维码位置精度高,保证了设备的平稳运行,提高了工作效率,降低了人员的劳动强度。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明PCB板的放大示意图。
图中:1、PCB板;2、机架;3、机箱;4、Y轴移动副;5、X轴移动副;6、阻挡气缸;7、传送带;8、视觉识别系统;9、振镜;10、二氧化碳激光器;MARK1、MARK2:PCB板白漆处指定位置。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见图1-图2,本发明的一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置,包括机架,阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,打标板卡,工控机,振镜,PLC,电机,X轴移动副,Y轴移动副,电机,传送带,633nm线性光源,上位机,所述阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,振镜,电机,X轴移动副,Y轴移动副,传送带安装在机架顶部,电机固定在机架的箱体内,所述电机与传送带连接,PCB板位于传送带上,阻挡气缸安装在PCB板侧面,当PCB 板通过传送带进入激光打标位置后,阻挡气缸能对PCB板进行阻挡定位,二氧化碳激光器与X轴移动副和Y轴移动副连接,视觉识别系统、振镜、633nm线性光源安装在二氧化碳激光器的激光头上,所述PLC 与电机电连接,电机与X轴移动副和Y轴移动副连接,PLC控制电机驱动X轴移动副和Y轴移动副的移动,使二氧化碳激光器、振镜、视觉识别系统移动,也能控制电机带动传送带使PCB板移动,实现定位;所述上位机与工控机电连接,工控机与打标板卡电连接,打标板卡与二氧化碳激光器电连接,视觉识别系统对PCB板上的两个指定位置拍照,通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的两个指定位置拍照,形成视觉识别系统正下方的第一个MARK1点轮廓、第二个MARK2 点轮廓;通过视觉系统首先得出第一个MARK1点与第二个MARK2点之间的连线,与工控机的打标软件里预存的PCB模板中的第一个MARK1 点与第二个MARK2点之间的连线比较,计算出这两者的夹角的角度值,然后工控机控制打标板卡,打标板卡控制振镜在白漆上旋转上述的角度值,进行精确对位,将上位机通过网络传送给工控机的图案在精确对位处实现打标。
所述视觉识别系统视觉识别系统为相机,所述上位机为客户MES 系统。
本发明的一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位方法,有以下步骤:
1)PLC控制电机驱动X轴移动副和Y轴移动副的移动,使二氧化碳激光器、振镜、视觉识别系统移动,也能控制电机带动传送带,使传送带上的PCB板移动,实现定位;
2)通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的第一个 MARK1点拍照,形成视觉识别系统正下方的MARK1点轮廓;
3)通过移动视觉识别系统,通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的第二个MARK2点轮廓进行拍照,通过工控机中运行的打标软件对第一个MARK1点轮廓、第二个MARK2点轮廓图像灰度值的处理,形成完整清晰的边界轮廓;
4)通过视觉识别系统首先得出传送带上面的PCB板白漆上的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线,与工控机的打标软件里预存的PCB板中的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线比较,计算出这两者的夹角的角度值;
5)然后工控机控制打标板卡,打标板卡控制振镜在PCB板白漆上方旋转步骤4)的角度值,使传送带上面的PCB板白漆上的第一个 MARK1与第二个MARK2点之间的连线与工控机的打标软件里预存的 PCB模板中的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线重合,实现精确对位;
6)定位完成后,打标板卡通过工控机的网络通讯接收上位机发送的图案,经工控机打标软件识别后立即将图案打标在PCB板白漆处;
7)打标完成后,电机驱动传送带将PCB板移出传送带。
二氧化碳激光器采用美国相干公司的C30A系列的30瓦风冷激光器;
打标板卡采用北京金橙子公司的SZLI-B-V4精简版板卡;打标软件采用北京金橙子公司的EzCad2打标软件;在中国台湾研华的工控机上运行打标软件;
视觉识别系统采用130万像素高清摄像头;
633nm线性光源是半导体激光器产生的指示光,用于准确地将视觉识别系统引入制定位置拍照。
上位机为客户MES系统;MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。
上位机发送的图案为二维码;
X轴移动副和Y轴移动副为滚珠丝杠副;PCB板为印刷电路板。
本发明能够保证在PCB板的指定位置进行打标,打标的二维码位置精度误差能够控制在0.05mm以内。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置,其特征在于:包括机架,阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,打标板卡,工控机,振镜,PLC,电机,X轴移动副,Y轴移动副,电机,传送带,633nm线性光源,上位机,所述阻挡气缸,视觉识别系统,二氧化碳激光器,振镜,电机,X轴移动副,Y轴移动副,传送带安装在机架顶部,电机固定在机架的箱体内,所述电机与传送带连接,PCB板位于传送带上,阻挡气缸安装在PCB板侧面,当PCB板通过传送带进入激光打标位置后,阻挡气缸能对PCB板进行阻挡定位,二氧化碳激光器与X轴移动副和Y轴移动副连接,视觉识别系统、振镜、633nm线性光源安装在二氧化碳激光器的激光头上,所述PLC与电机电连接,电机与X轴移动副和Y轴移动副连接,PLC控制电机驱动X轴移动副和Y轴移动副的移动,使二氧化碳激光器、振镜、视觉识别系统移动,也能控制电机带动传送带使PCB板移动,实现定位;所述上位机与工控机电连接,工控机与打标板卡电连接,打标板卡与二氧化碳激光器电连接,视觉识别系统对PCB板上的两个指定位置拍照,通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的两个指定位置拍照,形成视觉识别系统正下方的第一个MARK1点轮廓、第二个MARK2点轮廓;通过视觉系统首先得出第一个MARK1点与第二个MARK2点之间的连线,与工控机的打标软件里预存的PCB模板中的第一个MARK1点与第二个MARK2点之间的连线比较,计算出这两者的夹角的角度值,然后工控机控制打标板卡,打标板卡控制振镜在白漆上旋转上述的角度值,进行精确对位,将上位机通过网络传送给工控机的图案在精确对位处实现打标。
2.如权利要求1所述的一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位装置,其特征在于:所述视觉识别系统视觉识别系统为相机,所述上位机为客户MES系统。
3.如权利要求1所述的一种PCB板白漆处二氧化碳激光打标的视觉定位方法,其特征在于有以下步骤:
1)PLC控制电机驱动X轴移动副和Y轴移动副的移动,使二氧化碳激光器、振镜、视觉识别系统移动,也能控制电机带动传送带,使传送带上的PCB板移动,实现定位;
2)通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的第一个MARK1点拍照,形成视觉识别系统正下方的MARK1点轮廓;
3)通过移动视觉识别系统,通过633nm线性光源与视觉识别系统对PCB板上的第二个MARK2点轮廓进行拍照,通过工控机中运行的打标软件对第一个MARK1点轮廓、第二个MARK2点轮廓图像灰度值的处理,形成完整清晰的边界轮廓;
4)通过视觉识别系统首先得出传送带上面的PCB板白漆上的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线,与工控机的打标软件里预存的PCB板中的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线比较,计算出这两者的夹角的角度值;
5)然后工控机控制打标板卡,打标板卡控制振镜在PCB板白漆上方旋转步骤4)的角度值,使传送带上面的PCB板白漆上的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线与工控机的打标软件里预存的PCB模板中的第一个MARK1与第二个MARK2点之间的连线重合,实现精确对位;
6)定位完成后,打标板卡通过工控机的网络通讯接收上位机发送的图案,经工控机打标软件识别后立即将图案打标在PCB板白漆处;
7)打标完成后,电机驱动传送带将PCB板移出传送带。
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