CN115921221A 审中 一种五轴点胶机的点胶方法、电子装置及存储介质
技术领域 [0001]本发明涉及智能制造领域,更具体地说,它涉及一种一种五轴点胶机的点胶方法、电子装置及存储介质。 背景技术 [0002]在精密穿戴式装置生产在点胶工艺要求越来越高的今天,针对平面式三轴、四轴点胶机已经不能满足所有需要3D曲面的点胶制程工序,主要原因是垂直向下点胶的粘结效果不如倾斜点胶的粘接效果,当产品结构相对复杂、带有弧面、点胶不连续,不在同一平面,或者带有角度的情况下,仅为垂直方向的点胶暂时不能满足点胶工艺。传统的三轴、四轴点胶机都达不到要求,市面上虽然也出现了一些五轴点胶机,但是当物料变形公差较大时点胶轨迹依旧按照原有视教的轨迹进行点胶,不能根据产品的实际点胶轨迹进行自动调整,极易造成点胶制程良率不高,粘接质量不佳,甚至报废的情况,因此能够实现三维度空间运动控制与柔性纠偏方向的点胶制程工艺技术是目前亟待解决的问题。 发明内容 [0003]针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种五轴点胶机的点胶方法、电子装置及存储介质,有效提高了产品点胶的良品率,并且具有实用性强,点胶精度高,点胶质量好的优点。 [0004]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种五轴点胶机的点胶方法,包括如下步骤: [0005]S1、产品标定:将产品安装至载具上,2D相机移动至产品的正上方,抓取产品中的点进行产品标定,以确认产品的放置位置是否正确; [0006]S2、获取点胶路径轨迹:产品标定完毕后,通过3D轨迹提取和模型拟合方法得到初步定位形态的点胶路径,对初步定位形态的点胶路径进行刚性整体纠偏和柔性动态纠偏后得到点胶路径轨迹; [0007]S3、擦胶:擦胶组件将点胶阀针头上的残胶和灰尘擦除; [0008]S4、开始点胶:点胶阀针头根据步骤S2中得到的点胶轨迹进行点胶; [0009]S5、胶路检测:点胶完毕后,3D相机再次对产品进行扫描,以判断产品是否合格。 [0010]在其中一个实施例中,所述3D轨迹提取和模型拟合方法包括如下步骤: [0011]S21、3D标定:将3D相机的空间坐标系和五轴点胶机的X、Y、Z、A、C轴运动坐标标定关联在一个工作坐标系内; [0012]S22、基准匹配:导入产品3D模型与胶线路径模型,以实现基准匹配; [0013]S23、3D点云成像:使用3D相机获取产品的点云图数据; [0014]S24、轨迹抓边:通过找边算法抓取产品每个轨迹区块内胶槽内壁边缘的轨迹线; [0015]S25、点云逐点比较:通过点云逐点比较程序确保抓取的胶槽内壁边缘的轨迹线没有抓偏; [0016]S26、3D拟合:将产品3D模型拟合到模型CAD的实际产品PCD中,得到拟合轨迹; [0017]S27、对拟合轨迹进行矩阵纠偏; [0018]S28、点胶轨迹路径缝接:将抓取的胶槽内壁边缘的轨迹线与拟合轨迹缝接成完整点胶路径轨迹; [0019]S29、生成引导运动轨迹:将点胶路径轨迹转换成五轴点胶机的引导运动轨迹。 [0020]在其中一个实施例中,所述刚性整体纠偏的具体方法为:导入产品的3D模型与胶线路径模型作为基准,利用2D相机进行精调确认点胶路径轨迹成为胶线的模板,利用3D相机生成产品的点云,然后对点云进行除噪处理,提取并利用产品的内部和外部特征点进行姿态(包括X,Y,Z,A,C)的定位,并将产品的姿态变化通过4*4齐次变换矩阵的形式发给五轴点胶机,五轴点胶机可以通过这个变换矩阵来调整姿态。 [0021]在其中一个实施例中,所述柔性动态纠偏的具体方法为:利用3D相机获取产品的点云图数据,然后对点云图数据行视觉处理,提取并利用产品的内部和外部特征点对产品的姿态进行定位,然后利用视觉工具对产品进行胶路径轨迹的提取,主要是利用产品边缘的高低差,通过视觉算法遍历产品一周,提取出产品壁与点胶槽特征,然后将胶路径轨迹发给五轴点胶机,五轴点胶机直接按照胶引导运动轨迹对产品进行涂胶。 [0022]在其中一个实施例中,所述五轴点胶机包括五轴运动平台,所述五轴运动平台包括底座、固定在底座上的桁架、固定在桁架上的X轴直线模组、固定在X轴直线模组输出端上的Z轴直线模组、固定在底座上的Y轴直线模组,固定在Y轴直线模组输出端上的A轴旋转模组以及固定在A轴旋转模组输出端上的C轴旋转模组,所述Z轴直线模组的输出端上分别设置有点胶阀针头、2D相机和3D相机,所述C轴旋转模组的输出端设置有用于夹持产品的载具,所述底座上位于点胶阀针头的一侧设置有擦胶组件。 [0023]一种电子装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的点胶方法。 [0024]一种存储介质,所述存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行任一所述的点胶方法。 [0025]综上所述,本发明具有以下有益效果:本发明通过五轴点胶机来满足三维空间自由度的运动轨迹,并且根据实际产品的表面曲线轮廓生成运动路径并满足刚性整体纠偏和柔性动态纠偏方向的双向解决方案,能够实现结构复杂、不连续点胶、带有弧度的产品的点胶,提高了产品的点胶精度,提升了设备的生产效率,减少了企业人力成本,提高了产品合格率,根据产品实际胶槽轨迹,实现五轴联动进行轨迹调整,有效提高了产品的良品率。 附图说明 [0026]图1为本申请的实施例的五轴点胶机的点胶方法的流程图; [0027]图2为本申请的实施例的五轴点胶机的点胶方法中3D轨迹提取和模型拟合方法的流程图; [0028]图3本申请的实施例的五轴点胶机的点胶方法中五轴点胶机的结构示意图; [0029]图4本申请的实施例中例举的产品3D模型示意图; [0030]图5本申请的实施例中产品胶线路径的示意图; [0031]图6本申请的实施例中刚性整体纠偏的步骤图; [0032]图7本申请的实施例中镜腿前半部位的示意图; [0033]图8本申请的实施例中镜腿尾端耳挂区段的示意图; [0034]图9本申请的实施例中眼镜的轮廓定位示意图; [0035]图10本申请的实施例中抓边工具的抓边示意图; [0036]图11本申请的实施例中抓取产品每个轨迹区块内胶槽内壁边缘的轨迹线的流程图; [0037]图12本申请的实施例中3D拟合的流程。 [0038]图中:1、底座;2、桁架;3、X轴直线模组;4、Z轴直线模组;5、Y轴直线模组;6、A轴旋转模组;7、C轴旋转模组;8、载具;9、擦胶组件;10、2D相机;11、点胶阀针头;12、3D相机。 具体实施方式 [0039]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0040]图1至图12所示,本申请的实施例提供了一种五轴点胶机的点胶方法,包括如下步骤: [0041]S1、产品标定:将产品安装至载具8上,2D相机10移动至产品的正上方,抓取产品中的点进行产品标定,以确认产品的放置位置是否正确; [0042]S2、获取点胶路径轨迹:产品标定完毕后,通过3D轨迹提取和模型拟合方法得到初步定位形态的点胶路径,对初步定位形态的点胶路径进行刚性整体纠偏和柔性动态纠偏后得到点胶路径轨迹; [0043]S3、擦胶:擦胶组件9将点胶阀针头11上的残胶和灰尘擦除,具体的,擦胶组件9包括放料盘、收料盘和设置在放料盘和收料盘之间的无尘布,工作时,点胶阀针头11与无尘布接触,收料盘转动以带动无尘布移动,从而可擦除点胶阀针头11上的残胶和灰尘去除,利于增强胶黏剂与产品的粘接性能; [0044]S4、开始点胶:点胶阀针头11根据步骤S2中得到的点胶轨迹进行点胶; [0045]S5、胶路检测:点胶完毕后,3D相机12再次对产品进行扫描,以判断产品是否合格。 [0046]可以理解的是本发明不局限于五轴点胶机,其还可以适用于其他数量轴的点胶机,可根据具体的使用场景进行合理配置。 [0047]本发明通过五轴点胶机来满足三维空间自由度的运动轨迹,并且根据实际产品的表面曲线轮廓生成运动路径并满足刚性整体纠偏和柔性动态纠偏方向的双向解决方案,能够实现结构复杂、不连续点胶、带有弧度的产品的点胶,提高了产品的点胶精度,提升了设备的生产效率,减少了企业人力成本,提高了产品合格率,根据产品实际胶槽轨迹,实现五轴联动进行轨迹调整,有效提高了产品的良品率。 [0048]本实施例中,所述3D轨迹提取和模型拟合方法包括如下步骤: [0049]S21、3D标定:将3D相机12的空间坐标系和五轴点胶机的X、Y、Z、A、C轴运动坐标标定关联在一个工作坐标系内; [0050]S22、基准匹配:导入产品3D模型与胶线路径模型,以实现基准匹配; [0051]具体的,将产品的3D模型图档及胶线路径图档输入到本系统中,本系统可接收STP、STEP、dxF等格式的图档,图4为例举的产品3D模型示意图,图5为胶线路径示意图。 [0052]S23、3D点云成像:使用3D相机12获取产品的点云图数据; [0053]具体的,可根据产品表面的轮廓表面度以及长宽尺寸和需要抓取创建轨迹的区块来由使用者自行定义采像所需要的切割次数以及角度姿态,这一功能区块具备编辑弹性,可根据产品的不同而自行定义参数设置,以最终成像效果与质量完整性为主。在本发明的实作案例中,以智能眼镜的镜腿为功能模块展示,因镜腿产品本身点胶轮廓面的Z方向高度以及轮廓度变化关系,为保持3D相机12的线扫视野与产品表面采样面之间高度一致,本设计将取像顺序切分为两段式采样,第一段为镜腿前半部位,如图7所示,第二段则为镜腿尾端耳挂区段,如图8所示。 [0054]当产品的点云数据获取完毕后,通过视觉定位模板基准对点云数据图像进行定位,视觉定位模板基准具有两大功能,第一是提供初定位,也就是胶槽内壁边缘的轨迹线的初定位;第二为防呆报错功能,可有效防止因其他躁点干扰而造成轨迹失真还进行点胶运动的情况,有助于提高定位基准的稳定性,图9示意了眼镜的轮廓定位。 [0055]S24、轨迹抓边:通过找边算法抓取产品每个轨迹区块内胶槽内壁边缘的轨迹线; [0056]具体的,在3D点云图依序成像且进行初步模板基准判断后,程序算法接着对胶槽面依照定义的区段,逆时针方向的以1x30pixel搜寻方格的方式逐步沿着胶槽进行轨迹基准内壁边缘搜寻,且在完成后进行轨迹缝接,最终生成完整的镜腿点胶轨迹路径线。因抓取边缘为胶槽内壁,本算法在转换至运动前,会对轨迹线进行同等缩放比例的系数调整,目的也就是将生成的胶线路径轨迹等比例的平移至胶槽的中心点位置确保点胶位置是居中,图10示意了抓边工具的抓边示意图。 [0057]在以眼镜镜腿的案例设计原理说明上,使用3D线扫相机抓取点胶槽内壁的夹角点,以此夹角点取得其x,y的像素值,再以胶槽中心点平移0.02mm的像素点取得z轴数值,以此构成此抓边点的(x,y,z)。通过平移0.02mm取的z轴数值的作法为避免了在靠近镜腿壁边可能产生的噪点,该z轴数值可以根据需求自由设定,唯一需要考量到的是点胶时的姿态,采用角度姿态确保胶线落于夹角点内,因此本实施例中采用0.15的缩放比例而非绝对中心值的作法生成最终的运动轨迹线,图11为抓取产品每个轨迹区块内胶槽内壁边缘的轨迹线的流程图。 [0058]S25、点云逐点比较:通过点云逐点比较程序确保抓取的胶槽内壁边缘的轨迹线没有抓偏; [0059]S26、3D拟合:将产品3D模型拟合到模型CAD的实际产品PCD中,得到拟合轨迹,图12示意了3D拟合的流程; [0060]S27、对拟合轨迹进行矩阵纠偏; [0061]S28、点胶轨迹路径缝接:将抓取的胶槽内壁边缘的轨迹线与拟合轨迹缝接成完整点胶路径轨迹; [0062]S29、生成引导运动轨迹:将点胶路径轨迹转换成五轴点胶机的引导运动轨迹。 [0063]本实施例中,所述刚性整体纠偏的具体方法为:导入产品的3D模型与胶线路径模型作为基准,利用2D相机10进行精调确认点胶路径轨迹成为胶线的模板,利用3D相机12生成产品的点云,然后对点云进行除噪处理,提取并利用产品的内部和外部特征点进行姿态(包括X,Y,Z,A,C)的定位,并将产品的姿态变化通过4*4齐次变换矩阵的形式发给五轴点胶机,五轴点胶机可以通过这个变换矩阵来调整姿态,此过程的具体步骤如图6所示。 [0064]本实施例中,所述柔性动态纠偏的具体方法为:利用3D相机12获取产品的点云图数据,然后对点云图数据行视觉处理,提取并利用产品的内部和外部特征点对产品的姿态进行定位,然后利用视觉工具对产品进行胶路径轨迹的提取,主要是利用产品边缘的高低差,通过视觉算法遍历产品一周,提取出产品壁与点胶槽特征,然后将胶路径轨迹发给五轴点胶机,五轴点胶机直接按照胶引导运动轨迹对产品进行涂胶。 [0065]本实施例中,所述五轴点胶机包括五轴运动平台,所述五轴运动平台包括底座1、固定在底座1上的桁架2、固定在桁架2上的X轴直线模组3、固定在X轴直线模组3输出端上的Z轴直线模组4、固定在底座1上的Y轴直线模组5,固定在Y轴直线模组5输出端上的A轴旋转模组6以及固定在A轴旋转模组6输出端上的C轴旋转模组7,所述Z轴直线模组4的输出端上分别设置有点胶阀针头11、2D相机10和3D相机12,所述C轴旋转模组7的输出端设置有用于夹持产品的载具8,所述底座1上位于点胶阀针头11的一侧设置有擦胶组件9。 [0066]本发明的实施例提供了一种电子装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一所述的点胶方法。 [0067]另外,本发明的实施例还提供了一种存储介质,所述存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述任一所述的点胶方法。 [0068]以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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