本发明涉及自动化生产技术领域，特别涉及基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法及系统。
背景技术：
在pcb制造行业，pcb板出厂之的电性检测必不可少。普遍的pcb制造厂采用的检测流水线，在检测流水线上设置限位结构，当pcb板随流水线移动时，限位结构先将pcb板限定在设定位置，然后再通过机械手来吸取和放置pcb板，吸取和放置pcb板的过程都是由机械手执行设定动作指令完成的。其中，吸取的过程，由于pcb板通过流水线上的位置可能在输送过程中产生不规律的偏移，若机械手仍执行设定动作指令，容易出现偏差，无法吸取限位结构的pcb板。即使吸取了pcb板，在放料至检测机构时，pcb板上的孔洞也无法准确卡入检测机构的引导栓，最后pcb板无法被固定在正确位置，而影响检测。因此常在pcb检测流水线上设置视觉系统对机械手进行矫正。
但现有的pcb检测流水线上，视觉系统设置多个，分别在流水线上机械手的取料区，和检测设备的放料区上，造成视觉系统的浪费。而固定在机械手上的视觉系统通常固定在机械手的吸盘处，跟随吸盘共同运动，虽然节省了视觉系统，方便视觉系统拍照、矫正机械手，但由于视觉系统的体积，需要增大吸盘的体积，且视觉系统增大了取料轴的负担，造成了机械手在运动过程中运动不稳、精度下降，缩短了机械手的寿命的。
技术实现要素：
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法及系统，在生产时，相机架设在四轴机械手的小臂上，大幅减轻了吸盘的负载，延长了四轴机械手的寿命的，也避免负载过大造成机械手在运动中不稳，精度下降；且相应的视觉定位方法，根据标定参数计算矫正信息并发送给四轴机械手，帮助其进行位置校正，提高了pcb板传输的精准性。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置系统，包括pcb上料区、四轴机械手、pcb检测设备和pcb放料区，所述四轴机械手用于抓取pcb上料区输送来的pcb板，并将所述pcb板运输至pcb检测设备，其特征在于：所述四轴机械手上固定有与其通信连接的视觉系统，所述四轴机械手包括固定在地面的基座，所述基座上转动连接有大臂，所述大臂远离基座的一端转动连接有小臂，所述小臂远离大臂的一端设置有伸缩杆，所述伸缩杆的输出轴朝下并固结有旋转轴，所述旋转轴的下端固结有用于吸取pcb板是吸盘，所述视觉系统包括相机和光源，所述相机固定在小臂靠近伸缩轴的一端，所述相机的镜头朝下，所述光源固定在旋转轴上。
本发明的有益效果是，视觉系统提高了四轴机械手的吸取pcb板的精准性，克服由于流水线的移动带来的pcb板的位置偏差，相机架设在四轴机械手的小臂上，大幅减轻了吸盘的负载，延长了四轴机械手的寿命的，也避免负载过大造成机械手在运动中不稳，精度下降。
优选地，所述pcb上料区设置有视觉系统的取像区，所述取像区位于四轴机械手的工作范围内，四轴机械手抓取进入取像区的pcb板。
优选地，所述pcb放料区通过四轴机械手与pcb检测设备连接，所述pcb放料区包括不良品放置区和良品输送区，所述不良品放置区为储存箱，所述良品输送区为输送带。
优选地，所述吸盘上设置有两个吸嘴。四轴机械手可同时运输两个pcb板至pcb板检测设备。
基于同一发明构思，本发明还提供基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：包括如下步骤：
s1.针对不同pcb板生成标定参数，并将所述标定参数加载至四轴机械手上的视觉系统内；
s2.所述四轴机械手带动视觉系统共同运动，运动到pcb上料区上的取像区，所述视觉系统的相机拍摄pcb上料区的取像区的图像；
s3.将s2中拍摄的取像区的图像与标定参数进行对比运算，根据对比结果计算补偿值并反馈给所述四轴机械手，矫正所述四轴机械手的位姿；
s4.所述四轴机械手的位姿调整好后，向下做直线运动吸取pcb上料区的pcb板，并判断是否吸好pcb板；
s5.若吸取好pcb板，将所述pcb板运输至pcb检测设备的检测位置；
s6.所述视觉系统的相机对放置在检测位置的pcb板进行拍照，检测所述pcb板是否放置正确；
s7.所述检测设备对放置正确的pcb板进行检测；
s8.所述四轴机械手臂将s6中检测完成的pcb板输送至pcb放料区。
本发明的有益效果是，由于相机架设在四轴机械手的小臂上，四轴机械手在运动过程中，相机的坐标系在实时变化，构建不同位置处相机与四轴机械手坐标系的转化关系，提高了四轴机械手的吸取pcb板的精准性，克服由于流水线的移动带来的pcb板的位置偏差，通过不同标定参数兼容不同形状的pcb板。
优选地，所述步骤s1中标定参数的采集步骤如下：
s11.所述四轴机械手将放置在检测设备的检测位置上的pcb板吸出，将所述pcb板放置到pcb上料区上的取像区；
s12.所述视觉系统对s11中取像区的pcb板进行拍照，将得到的结果坐标记录为标准位置；
s13.所述四轴机械手将取像区的pcb板吸起后顺时针旋转固定角度θ，放下所述pcb板，所述视觉系统对放下的pcb板进行拍照，计算并记录顺时针方向的旋转中心；
s14.所述四轴机械手将s13步骤中取像区的pcb板吸起后逆时针旋转固定角度2θ，放下所述pcb板，所述视觉系统对放下的pcb板进行拍照，计算并记录顺时针方向的旋转中心；
s15.所述四轴机械手将s14步骤中取像区的pcb板吸起后顺时针旋转固定角度θ，复位至标准位置，放下所述pcb板后控制视觉拍照检测；
s16.所述视觉系统检测并对比前后s12和s15中两次的标准位置数据，判断是否存在误差；
s17.所述四轴机械手将s16中误差在范围内的pcb板吸起，向x方向移动固定距离，放下pcb板后控制视觉系统拍照检测；再吸起pcb板向y方向移动固定距离，放下pcb板后控制视觉拍照检测；
s18.所述视觉系统根据步骤s17中的两次的检测结果，计算并记录校正系数；
s19.保存结果，生成标定参数。角度矫正与坐标矫正同时进行，标定计算四轴机械手的旋转中心时，采取分段标定的方式，从而满足角度矫正精度的需求。
优选地，所述步骤s16中，若所述误差大于标准值，则重复步骤s11－s15。
优选地，所述步骤s3中的对比结果包括坐标偏移量和角度偏移量，根据所述坐标偏移量与所述角度偏移量，校正所述四轴机械手的空间位置与旋转角度。
优选地，所述步骤s4中，若判断所述四轴机械手没有吸取pcb板，则将四轴机械手移动至取像区重现拍照，重复步骤s2－s3。
优选地，所述步骤s5中，若所述视觉系统检测到pcb板放置有误，则启动报警，便于人工复检矫正。
附图说明
图1为本实施例中基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置系统的结构示意图；
图2为本实施例中四轴机械手和视觉系统结构示意图；
图3为本实施例中基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法的工作流程图；
图4为本实施例标定参数的采集流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，本实施例中的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置系统，包括pcb上料区1、四轴机械手2、pcb检测设备3和pcb放料区4，所述四轴机械手2用于抓取pcb上料区1输送来的pcb板6，并将所述pcb板6运输至pcb检测设备3。pcb上料区1为传送带，靠近四轴机械手2的位置设置所述pcb上料区1设置有视觉系统5的取像区11，所述取像区11位于四轴机械手2的工作范围内，四轴机械手2抓取进入取像区11的pcb板6。所述pcb放料区4通过四轴机械手2与pcb检测设备3连接，所述pcb放料区4包括不良品放置区41和良品输送区42，所述不良品放置区41为储存箱，所述良品输送区42为输送带。四轴机械手2将pcb检测设备3检测合格的pcb板6吸取放置到良品输送区42，不合格的pcb板6吸取放置到不良品放置区41。四轴机械手2臂与pcb检测设备3通信连接，可接受pcb检测设备3的检测结果。
参见附图2，所述四轴机械手2上固定有与其通信连接的视觉系统5，所述四轴机械手2包括固定在地面的基座21，所述基座21上转动连接有大臂22，所述大臂22远离基座21的一端转动连接有小臂23。所述小臂23远离大臂22的一端设置有伸缩杆24，所述伸缩杆24的输出轴朝下并固结有旋转轴25，所述旋转轴25的上固结有用于吸取pcb板6是吸盘，吸盘古街在旋转轴25的下端面或侧面，吸盘的吸嘴7向下。四轴机械手2上还设置有驱动大臂22水平摆动、小臂23水平摆动、伸缩杆24垂直伸缩、旋转轴25旋转的驱动装置，四轴机械手2的大臂22、小臂23、伸缩杆24和旋转轴25的动作为现有技术，此处不再赘述。四轴机械手2通过大臂22和小臂23的复合摆动，实现四轴机械手x向和y向的移动。所述视觉系统5包括相机51和光源52，所述相机51固定在小臂23靠近伸缩轴的一端，所述相机51的镜头朝下，所述相机51通过l型连接板固定在小臂23上。所述光源52固定在旋转轴25上，光源52发光点向下，用于照亮相机51的拍照区域。
所述吸盘上设置有两个吸嘴7，四轴机械手2可同时运输两个pcb板6至pcb检测设备3。
参见附图3，基于同一发明构思，本发明还提供基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法：包括如下步骤：
s1.针对不同pcb板6生成标定参数，并将所述标定参数加载至四轴机械手2上的视觉系统5内；
s2.所述四轴机械手2带动视觉系统5共同运动，运动到pcb上料区1上的取像区11，所述视觉系统5的相机51拍摄pcb上料区1的取像区11的图像；
s3.将s2中拍摄的取像区11的图像与标定参数进行对比运算，根据对比结果计算补偿值并反馈给所述四轴机械手2，矫正所述四轴机械手2的位姿；
s4.所述四轴机械手2的位姿调整好后，向下做直线运动取像区11的pcb板6，并判断是否吸好pcb板6；
s5.若吸取好pcb板6，将所述pcb板6运输至pcb检测设备3的检测位置；
s6.所述视觉系统5的相机51对放置在检测位置的pcb板6进行拍照，检测所述pcb板6是否放置正确；
s7.所述检测设备对放置正确的pcb板6进行检测；
s8.所述四轴机械手2臂将s6中检测完成的pcb板6输送至pcb放料区4。
若四轴机械手2的吸嘴7为两个，需要吸取两个pcb板6时，吸取第二个pcb板6时，重复步骤s2－s4，机械手同时运输两个pcb板6至pcb检测设备3，pcb检测设备3上设置有多个检测位置。进行两次步骤s5分别对两个pcb板6进行检测。
参见附图4，所述步骤s1中可根据不同类型的pcb板6进项标定参数采集，标定参数的采集步骤如下：
s11.所述四轴机械手2将放置在pcb检测设备3的检测位置上的pcb板6吸出，将所述pcb板6放置到pcb上料区1上的取像区11；
s12.所述视觉系统5对s11中取像区11的pcb板6进行拍照，将得到的结果坐标记录为标准位置；
s13.所述四轴机械手2将取像区11的pcb板6吸起后顺时针旋转固定角度θ，放下所述pcb板6，所述视觉系统5对放下的pcb板6进行拍照，计算并记录顺时针方向的旋转中心；
s14.所述四轴机械手2将s13步骤中取像区11的pcb板6吸起后逆时针旋转固定角度2θ，放下所述pcb板6，所述视觉系统5对放下的pcb板6进行拍照，计算并记录顺时针方向的旋转中心；
s15.所述四轴机械手2将s14步骤中取像区11的pcb板6吸起后顺时针旋转固定角度θ，复位至标准位置，放下所述pcb板6后控制视觉拍照检测；
s16.所述视觉系统5检测并对比前后s12和s15中两次的标准位置数据，判断是否存在误差；
s17.所述四轴机械手2将s16中误差在范围内的pcb板6吸起，向x方向移动固定距离，放下pcb板6后控制视觉系统5拍照检测；再吸起pcb板6向y方向移动固定距离，放下pcb板6后控制视觉拍照检测；
s18.所述视觉系统5根据步骤s17中的两次的检测结果，计算并记录校正系数；
s19.保存结果，生成标定参数。角度矫正与坐标矫正同时进行，标定计算四轴机械手2的旋转中心时，采取分段标定的方式，从而满足角度矫正精度的需求。
当四轴机械手2上的吸嘴7为两个时，步骤s11中四轴机械手2从pcb检测设备3设备吸取两个pcb板6。
所述步骤s16中，若所述误差大于标准值，则重复步骤s11－s15，重新开始标定参数。
所述步骤s3中的对比结果包括坐标偏移量和角度偏移量，根据所述坐标偏移量与所述角度偏移量，校正所述四轴机械手2的空间位置与旋转角度。
所述步骤s4中，若判断四轴机械手2没有吸取pcb板6，则将四轴机械手2移动至取像区11重现拍照。所述步骤s6中，若所述视觉系统5检测到pcb板6放置有误，则启动报警，便于人工复检矫正。
计算补偿值的步骤包括获取pcb板6在取像区11的坐标和偏转角，根据角度和旋转中心重新计算坐标，计算新坐标与标准位置的偏差，将视觉坐标系中的位移偏差转换至四轴机械手2的坐标系，
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
1.基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置系统，包括pcb上料区、四轴机械手、pcb检测设备和pcb放料区，所述四轴机械手用于抓取pcb上料区输送来的pcb板，并将所述pcb板运输至pcb检测设备，其特征在于：所述四轴机械手上固定有与其通信连接的视觉系统，所述四轴机械手包括固定在地面的基座，所述基座上转动连接有大臂，所述大臂远离基座的一端转动连接有小臂，所述小臂远离大臂的一端设置有伸缩杆，所述伸缩杆的输出轴朝下并固结有旋转轴，所述旋转轴上固结有用于吸取pcb板是吸盘，所述视觉系统包括相机和光源，所述相机固定在小臂靠近伸缩轴的一端，所述相机的镜头朝下，所述光源固定在旋转轴上。
2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置系统，其特征在于：所述pcb上料区设置有视觉系统的取像区，所述取像区位于四轴机械手的工作范围内。
3.根据权利要求1所述的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置系统，其特征在于：所述pcb放料区通过四轴机械手与pcb检测设备连接，所述pcb放料区包括不良品放置区和良品输送区，所述不良品放置区为储存箱，所述良品输送区为输送带。
4.根据权利要求1所述的基于视频定位的pcb检测流水线自动放置系统，其特征在于：所述吸盘上设置有两个吸嘴。
5.基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：包括如下步骤：
s1.针对不同pcb板生成标定参数，并将所述标定参数加载至四轴机械手上的视觉系统内；
s2.所述四轴机械手带动视觉系统共同运动，运动到pcb上料区上的取像区，所述视觉系统的相机拍摄pcb上料区的取像区的图像；
s3.将s2中拍摄的取像区的图像与标定参数进行对比运算，根据对比结果计算补偿值并反馈给所述四轴机械手，矫正所述四轴机械手的位姿；
s4.所述四轴机械手的位姿调整好后，向下做直线运动吸取pcb上料区的pcb板，并判断是否吸好pcb板；
s5.若吸取好pcb板，将所述pcb板运输至pcb检测设备的检测位置；
s6.所述视觉系统的相机对放置在检测位置的pcb板进行拍照，检测所述pcb板是否放置正确；
s7.所述检测设备对放置正确的pcb板进行检测；
s8.所述四轴机械手臂将s6中检测完成的pcb板输送至pcb放料区。
6.根据权利要求5所述的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：所述步骤s1中标定参数的采集步骤如下：
s11.所述四轴机械手将放置在pcb检测设备的检测位置上的pcb板吸出，将所述pcb板放置到pcb上料区上的取像区；
s12.所述视觉系统对s11中取像区的pcb板进行拍照，将得到的结果坐标记录为标准位置；
s13.所述四轴机械手将取像区的pcb板吸起后顺时针旋转固定角度θ，放下所述pcb板，所述视觉系统对放下的pcb板进行拍照，计算并记录顺时针方向的旋转中心；
s14.所述四轴机械手将s13步骤中取像区的pcb板吸起后逆时针旋转固定角度2θ，放下所述pcb板，所述视觉系统对放下的pcb板进行拍照，计算并记录顺时针方向的旋转中心；
s15.所述四轴机械手将s14步骤中取像区的pcb板吸起后顺时针旋转固定角度θ，复位至标准位置，放下所述pcb板后控制视觉拍照检测；
s16.所述视觉系统检测并对比前后s12和s15中两次的标准位置数据，判断是否存在误差；
s17.所述四轴机械手将s16中误差在范围内的pcb板吸起，向x方向移动固定距离，放下pcb板后控制视觉系统拍照检测；再吸起pcb板向y方向移动固定距离，放下pcb板后控制视觉拍照检测；
s18.所述视觉系统根据步骤s17中的两次的检测结果，计算并记录校正系数；
s19.当所有位置标定结束后，保存结果，生成标定参数。
7.根据权利要求6所述的居于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：所述步骤s16中，若所述误差大于标准值，则重复步骤s11－s15。
8.根据权利要求5所述的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：所述步骤s3中的对比结果包括坐标偏移量和角度偏移量，根据所述坐标偏移量与所述角度偏移量，校正所述四轴机械手的空间位置与旋转角度。
9.根据权利要求5所述的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：所述步骤s4中，若判断四轴机械手没有吸取pcb板，则将四轴机械手移动至取像区重现拍照，重复步骤s2－s3。
10.根据权利要求5所述的基于视觉定位的pcb检测流水线自动放置方法，其特征在于：所述步骤s6中，若所述视觉系统检测到pcb板放置有误，则启动报警。
技术总结