基于視覺定位的PCB數(shù)控鉆床上下料機(jī)械手研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，PCB板（printed circuit board）作為電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)元件，它在電子產(chǎn)品中的地位越來越重要。PCB六軸數(shù)控鉆床是用來加工PCB板的專業(yè)機(jī)床，其性能直接關(guān)系到PCB板的加工質(zhì)量。目前，在PCB的加工中大多數(shù)企業(yè)還在使用人力進(jìn)行PCB上下料，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)效率較低，人工成本較高。為了改善這一狀況，進(jìn)一步提高機(jī)械加工效率、降低加工成本。論文針對一種基于視覺定位的PCB數(shù)控鉆床上下料機(jī)械手進(jìn)行了研究，通過

2、將數(shù)控鉆床、上下料機(jī)械手以及視覺處理等設(shè)備進(jìn)行組合，組成以上下料機(jī)械手為核心的自動上下料系統(tǒng)，并對其關(guān)鍵部分：機(jī)械手本體結(jié)構(gòu)和視覺定位技術(shù)這兩方面進(jìn)行了研究。論文主要從以下幾個方面展開研究：
　　對上下料系統(tǒng)的組成進(jìn)行了分析。通過分析工件結(jié)構(gòu)和所需測量的工件位姿數(shù)據(jù)，確定了Eye-to-Hand式手眼關(guān)系的單目視覺系統(tǒng)作為視覺模塊的方案。分析了上下料系統(tǒng)布局，確定了上下料流程。根據(jù)上下料系統(tǒng)的布局形式以及上下料過程中機(jī)械手所需要完

3、成的動作，通過分析對比確定了機(jī)械手的負(fù)載能力、自由度、結(jié)構(gòu)類型、關(guān)節(jié)運(yùn)動副的布局方式、驅(qū)動方式和機(jī)械手運(yùn)動參數(shù)這幾個重要指標(biāo)。并通過D-H方法建立機(jī)械手D-H坐標(biāo)系，建立了機(jī)械手運(yùn)動學(xué)模型，求解出了機(jī)械手的位姿變換矩陣。
　　對上下料機(jī)械手視覺定位的一些相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。首先，研究了圖像處理基本流程。接著，對相機(jī)標(biāo)定原理進(jìn)行研究并運(yùn)用halcon軟件對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，矯正了鏡頭的畸變。最后，分析了工件圖像的處理流程，并運(yùn)用hal

4、con軟件編寫了工件位姿檢測的算法。
　　根據(jù)機(jī)械手設(shè)計(jì)指標(biāo)對機(jī)械手各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動電機(jī)以及傳動部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。同時，運(yùn)用SolidWorks軟件對機(jī)械手腰部、大臂部分、小臂部分以及末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并建立了機(jī)械手本體模型。在建立了機(jī)械手模型之后，將其進(jìn)行了簡化，并運(yùn)用ADAMS對機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動仿真。將機(jī)械手手抓軌跡數(shù)據(jù)與機(jī)械手手抓位姿矩陣的解進(jìn)行對比，驗(yàn)證了機(jī)械手運(yùn)動軌跡的正確性；根據(jù)機(jī)械手手抓速度以及加速度曲線，分析了