一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及pcb生產(chǎn)控制，尤其涉及一種pcb生產(chǎn)控制中菲林與pcb的對(duì)位定位的控制。

背景技術(shù)：

在自動(dòng)化控制中，隨著目前工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，在消費(fèi)電子生產(chǎn)裝配、數(shù)控加工、印刷包裝等行業(yè)，都應(yīng)用了高性能的自動(dòng)化產(chǎn)線。但在產(chǎn)線關(guān)鍵工位或制程上都會(huì)存在不同的影響因素，如何在pcb行業(yè)中曝光對(duì)位過(guò)程控制是一個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題。

由于hdi板、多層柔性版等高端pcb板的電子線路密度大，線路間距小，并且pcb板與曝光菲林均會(huì)存在形變，加上推桿機(jī)構(gòu)間存在的隨機(jī)誤差，對(duì)垂直和水平的精度控制造成了很大的阻礙，使得pcb板與菲林之間的對(duì)位很難控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償方法，其能夠解決pcb板與菲林對(duì)位控制的問(wèn)題。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償裝置，其能夠解決pcb板與菲林對(duì)位控制的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的之一采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

獲取圖像步驟，分別獲取pcb板與菲林所對(duì)應(yīng)的ccd圖像；pcb板與菲林上均設(shè)有多個(gè)靶位并且pcb板的靶位與菲林的靶位一一對(duì)應(yīng)；

位置偏差計(jì)算步驟，根據(jù)每個(gè)ccd圖像獲取pcb板與菲林的靶位并計(jì)算得到菲林與pcb板的對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差；

添加補(bǔ)償步驟，根據(jù)預(yù)設(shè)補(bǔ)償量以及對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差得到每個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差；

調(diào)整量計(jì)算步驟，根據(jù)靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板的位置調(diào)整量；

對(duì)位控制步驟，根據(jù)pcb板的位置調(diào)整量計(jì)算得出對(duì)位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制pcb板運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)位次數(shù)加1。

進(jìn)一步地，還包括偏差判斷步驟，判斷每個(gè)靶位的位置偏差是否在對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則對(duì)位成功或結(jié)束；若否，則執(zhí)行添加補(bǔ)償步驟。

進(jìn)一步地，還包括對(duì)位次數(shù)判斷步驟，獲取當(dāng)前對(duì)位次數(shù)，并判斷當(dāng)前對(duì)位次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)最大值，若是，則結(jié)束對(duì)位；若否，則執(zhí)行調(diào)整量計(jì)算步驟。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整量計(jì)算步驟具體為：

以中心均分或四邊均分將每個(gè)靶位補(bǔ)償偏差均均分到其他的靶位上，然后根據(jù)均分后的每個(gè)靶位所對(duì)應(yīng)的靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板位置調(diào)整量。

本發(fā)明的目的之二采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償裝置，包括：

獲取圖像模塊，用于分別獲取pcb板與菲林所對(duì)應(yīng)的ccd圖像；pcb板與菲林上均設(shè)有多個(gè)靶位并且pcb板的靶位與菲林的靶位一一對(duì)應(yīng)；

位置偏差計(jì)算模塊，用于根據(jù)每個(gè)ccd圖像獲取pcb板與菲林的靶位并計(jì)算得到菲林與pcb板的對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差；

添加補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)補(bǔ)償量以及對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差得到每個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差；

調(diào)整量計(jì)算模塊，用于根據(jù)靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板的位置調(diào)整量；

對(duì)位控制模塊，用于根據(jù)pcb板的位置調(diào)整量計(jì)算得出對(duì)位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制pcb板運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)位次數(shù)加1。

進(jìn)一步地，還包括偏差判斷模塊，用于判斷每個(gè)靶位的位置偏差是否在對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則對(duì)位成功或結(jié)束；若否，則執(zhí)行添加補(bǔ)償模塊。

進(jìn)一步地，還包括對(duì)位次數(shù)判斷模塊，用于判斷對(duì)位次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)最大值，若是，則結(jié)束對(duì)位；若否，則執(zhí)行調(diào)整量計(jì)算模塊。

進(jìn)一步地，所述位置調(diào)整量計(jì)算模塊還用于以中心均分或四邊均分將每個(gè)靶位補(bǔ)償偏差均均分到其他的靶位上，然后根據(jù)均分后的每個(gè)靶位所對(duì)應(yīng)的靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板位置調(diào)整量。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過(guò)添加補(bǔ)償量來(lái)對(duì)在對(duì)位過(guò)程中計(jì)算位置偏差時(shí)進(jìn)行修正，來(lái)提高pcb板與菲林的對(duì)位精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的偏差數(shù)據(jù)分布直方圖；

圖3為本發(fā)明提供的概率密度分布曲線圖；

圖4為本發(fā)明提供的pcb板與菲林的對(duì)位示意圖之一；

圖5為本發(fā)明提供的pcb板與菲林的對(duì)位示意圖之二；

圖6為本發(fā)明提供的偏差未均分示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的偏差中心均分示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的偏差四邊均分示意圖；

圖9為本發(fā)明提供的裝置模塊圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，需要說(shuō)明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實(shí)施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實(shí)施例。

本發(fā)明應(yīng)用于pcb板與菲林的對(duì)位流程中，若將菲林粘貼到pcb板上：首先對(duì)pcb板和菲林通過(guò)ccd圖像傳感器識(shí)別獲取pcb板與菲林的對(duì)應(yīng)ccd圖像。而且，pcb板與菲林上均設(shè)有對(duì)應(yīng)的靶位，當(dāng)ccd圖像上的pcb板的靶位與菲林的靶位一一對(duì)位時(shí)，則表示pcb板與菲林對(duì)位。然后根據(jù)ccd圖像中pcb板與菲林的靶位之間的位置偏差，當(dāng)位置偏差在要求范圍內(nèi)，則說(shuō)明對(duì)位成功；若不成功，則根據(jù)位置偏差抬起吸合菲林與pcb板，執(zhí)行對(duì)位操作，直到對(duì)位成功或結(jié)束。

但是，在上述流程中我們可以直接控制的是對(duì)于ccd對(duì)位完成后的位置，而真正影響曝光位置精度的是抬起吸合后的位置；而導(dǎo)致ccd對(duì)位后的位置與抬起吸合后的位置不一致，主要有以下原因所引起：

1、抬起過(guò)程中，由于機(jī)械原因不能保證完全垂直抬起而引起的水平運(yùn)動(dòng)；

2、真空吸附不均勻而引入的水平運(yùn)動(dòng)；

3、對(duì)位控制時(shí)，pcb板帶有一定的彎曲，而吸合后pcb板被壓平。

但是，雖然抬起吸合后的位置不能直接控制，但可以通過(guò)將其與對(duì)位完成時(shí)位置進(jìn)行比較，得出各個(gè)靶位的偏差補(bǔ)償量，然后把該補(bǔ)償量添加到ccd對(duì)位計(jì)算過(guò)程中，這樣抬起吸合后pcb板與菲林剛好貼合在要求的位置上。

而補(bǔ)償量的使用分兩種情況，分別是首輪對(duì)位吸合與再輪對(duì)位吸合；上述三個(gè)影響吸合偏差的因素中前兩個(gè)因素引入的偏差是固定的，而第三個(gè)引入的偏差是變動(dòng)的。因此，對(duì)于首輪對(duì)位吸合中的補(bǔ)償量通常是根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)十幾片的pcb板進(jìn)行偏差數(shù)據(jù)計(jì)算并得到分布直方圖，然后擬合出概率密度分布曲線，以概率密度最大的偏差值作為補(bǔ)償量。如圖2為偏差分布直方圖、如圖3所示為偏差概率密度分布曲線。而再輪對(duì)位吸合是只需將上一輪對(duì)位吸合偏差量作為補(bǔ)償量即可。其中首輪是指第一次進(jìn)行ccd對(duì)位，再輪是指非第一次進(jìn)行ccd對(duì)位。

也即是，本發(fā)明是在對(duì)位控制的環(huán)節(jié)中添加補(bǔ)償量來(lái)對(duì)pcb板的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，從而使得pcb板與菲林對(duì)位。

如圖1所示，一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償方法，其包括以下步驟：

s1：分別獲取pcb板的ccd圖像以及菲林的ccd圖像；pcb板與菲林上均設(shè)有多個(gè)靶位，而且pcb板的靶位與菲林的靶位一一對(duì)應(yīng)。

本發(fā)明的實(shí)施例中所采用的靶位數(shù)量為四個(gè)，分別位于pcb板的四個(gè)角、菲林的四個(gè)角。在pcb板以及菲林上均設(shè)有ccd圖像傳感器，用來(lái)獲取pcb板與菲林所對(duì)應(yīng)的ccd圖像。通過(guò)獲取pcb板的ccd圖像以及菲林的ccd圖像，也即是獲得了pcb板的靶位圖像以及菲林的靶位圖像。pcb板與菲林的對(duì)位也即是指將pcb板的靶位與菲林的靶位進(jìn)行對(duì)位。如圖4所示中pcb板的ccd圖像與菲林的ccd圖像沒(méi)有對(duì)位，下層是菲林、上層是pcb板、中間的靶位為菲林的、外層為pcb板的；而如圖5所示pcb板與菲林處于對(duì)位狀態(tài)。

s2：根據(jù)各個(gè)ccd圖像獲取pcb板與菲林的靶位并計(jì)算得到菲林與pcb板的對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差。

當(dāng)pcb板與菲林未對(duì)位時(shí)，其對(duì)應(yīng)的靶位之間就會(huì)存在對(duì)應(yīng)的偏差，首先根據(jù)ccd圖像計(jì)算得到菲林與pcb板的對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差，比如菲林的第一靶位與pcb板的第一靶位之間的位置偏差、菲林的第二靶位與pcb板的第二靶位之間的位置偏差、菲林的第三靶位與pcb板的第三靶位之間的位置偏差、菲林的第四靶位與pcb板的第四靶位之間的位置偏差。

s3：判斷每個(gè)位置偏差是否均在對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則對(duì)位成功、結(jié)束；若否，則執(zhí)行s4。

在理論上，當(dāng)pcb板與菲林對(duì)位時(shí)，其對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差應(yīng)為零，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，由于人為操作或機(jī)器操作的精度的問(wèn)題，其不可能達(dá)到理想的要求，因此，首先在系統(tǒng)中預(yù)設(shè)范圍，只要pcb板與菲林的對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差在該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，就認(rèn)為其對(duì)位符合要求，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。若每個(gè)位置偏差均達(dá)到對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍，則說(shuō)明pcb板與菲林已經(jīng)對(duì)位，則結(jié)束對(duì)位流程；若否，則說(shuō)明pcb板與菲林未對(duì)位，則執(zhí)行下一步操作。

s4：根據(jù)預(yù)設(shè)補(bǔ)償量以及每個(gè)靶位的位置偏差得到每個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差。將補(bǔ)償量與靶位的位置偏差進(jìn)行結(jié)合來(lái)得到修正后的靶位補(bǔ)償偏差，然后在計(jì)算pcb板的位置。

s5：根據(jù)每個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板的位置調(diào)整量。

在pcb板與菲林對(duì)位時(shí)，在將pcb板設(shè)于菲林下方。菲林處于固定的位置，因此需要通過(guò)移動(dòng)pcb板的位置來(lái)使得pcb板與菲林進(jìn)行對(duì)位。為了避免上述因素對(duì)pcb板與菲林對(duì)位時(shí)的影響，本發(fā)明通過(guò)使用補(bǔ)償量來(lái)修正后的靶位補(bǔ)償偏差來(lái)計(jì)算得到pcb板的位置調(diào)整量，比如通過(guò)對(duì)pcb板與菲林的建立坐標(biāo)系，然后計(jì)算出pcb板在x、y、z軸上需要移動(dòng)的距離、角度等數(shù)據(jù)。

s6：根據(jù)pcb板的位置調(diào)整量計(jì)算得出對(duì)位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制pcb板運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)位次數(shù)加1。pcb板的位置調(diào)整量計(jì)算得到后，通過(guò)對(duì)位機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)pcb板運(yùn)動(dòng)，使得pcb板與菲林進(jìn)行對(duì)位。同時(shí)，將對(duì)位次數(shù)加1記錄到系統(tǒng)中，由于對(duì)位次數(shù)具有系統(tǒng)限制，當(dāng)對(duì)位次數(shù)達(dá)到了預(yù)設(shè)最大值時(shí)，不需在進(jìn)行對(duì)位操作。

另外，對(duì)位機(jī)構(gòu)的控制上，一種情況是防焊機(jī)，使用的是對(duì)位xxy對(duì)位平臺(tái)，將其對(duì)位機(jī)構(gòu)安裝于pcb板框的下面，通過(guò)摩擦力的作用來(lái)帶動(dòng)pcb板運(yùn)動(dòng)；而一種情況是外層機(jī)，其采用對(duì)位推桿，將其安裝于pcb板框的側(cè)邊，通過(guò)pin釘作用pcb板的pin孔上推動(dòng)pcb板運(yùn)動(dòng)。而對(duì)于第二種情況來(lái)說(shuō)，由于pin孔與pin釘直徑不等，存在了較大的間隙，使得pcb板未能安裝要求達(dá)到所要的位置，從而使得對(duì)位次數(shù)增多，甚至無(wú)法對(duì)位。因此，采用本發(fā)明所提供到一是通過(guò)采用ccd圖像識(shí)別器來(lái)獲取到ccd圖像，并通過(guò)將估算出間隙的大小來(lái)對(duì)pcb板運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到pcb板的運(yùn)動(dòng)軌跡，減少間隙的影響。

也即是，還包括s51：判斷對(duì)位次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)最大值，若是，則結(jié)束；若否，則執(zhí)行s5。在系統(tǒng)中，對(duì)位次數(shù)設(shè)有上限值，當(dāng)對(duì)位次數(shù)達(dá)到上限值時(shí)，就結(jié)束對(duì)位。

另外，s6具體為根據(jù)每個(gè)靶位補(bǔ)償偏差以中心均分或四邊均分，將每個(gè)靶位補(bǔ)償偏差進(jìn)行均分到其他的靶位上，然后根據(jù)均分后的每個(gè)靶位所對(duì)應(yīng)的靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板位置調(diào)整量。

也即是，本發(fā)明中還在計(jì)算pcb板的位置調(diào)整量時(shí)，將每個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差根據(jù)中心均分或四邊均分的方式將每一個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差均分到其他的靶位上，然后根據(jù)均分后的靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板位置調(diào)整量。其中，中心均分或四邊均分指的是將多個(gè)靶位偏差進(jìn)行均分計(jì)算，比如四個(gè)靶位，如圖6所示其為偏差未均分時(shí)的靶位坐標(biāo)；如圖7所示為將第四個(gè)靶位的靶位偏差以中心點(diǎn)均分到其他靶位的坐標(biāo)；如圖8所示為將第四個(gè)靶位的靶位偏差以四邊均分到其他靶位的坐標(biāo)。

如圖9所示，一種基于圖像識(shí)別的運(yùn)動(dòng)控制自適應(yīng)補(bǔ)償裝置，其包括：

獲取圖像模塊，用于分別獲取pcb板與菲林所對(duì)應(yīng)的ccd圖像；pcb板與菲林上均設(shè)有多個(gè)靶位并且pcb板的靶位與菲林的靶位一一對(duì)應(yīng)；

位置偏差計(jì)算模塊，用于根據(jù)每個(gè)ccd圖像獲取pcb板與菲林的靶位并計(jì)算得到菲林與pcb板的對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差；

添加補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)補(bǔ)償量以及對(duì)應(yīng)靶位的位置偏差得到每個(gè)靶位的靶位補(bǔ)償偏差；

調(diào)整量計(jì)算模塊，用于根據(jù)靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板的位置調(diào)整量；

對(duì)位控制模塊，用于根據(jù)pcb板的位置調(diào)整量計(jì)算得出對(duì)位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制pcb板運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)位次數(shù)加1。

優(yōu)選地，還包括偏差判斷模塊，用于判斷每個(gè)靶位的位置偏差是否在對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則對(duì)位成功、結(jié)束；若否，則執(zhí)行添加補(bǔ)償模塊。

優(yōu)選地，還包括對(duì)位次數(shù)判斷模塊，用于判斷對(duì)位次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)最大值，若是，則結(jié)束對(duì)位；若否，則執(zhí)行調(diào)整量計(jì)算模塊。

優(yōu)選地，所述調(diào)整量計(jì)算模塊還用于根據(jù)每個(gè)靶位補(bǔ)償偏差以中心均分或四邊均分，將每個(gè)靶位補(bǔ)償偏差進(jìn)行均分到其他的靶位上，然后根據(jù)均分后的每個(gè)靶位所對(duì)應(yīng)的靶位補(bǔ)償偏差計(jì)算得到pcb板位置調(diào)整量。

上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來(lái)限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。