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机械手在零件检测及半导体中的应用

发布时间:2012/12/17 15:13:20
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  机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。是zui早出现的工业机器人,也是zui早出现的现代机器人,它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
  
  案例一

  
  在过去的生产中,生产线上有大量的工人在用手摆放着零件的位置和方向,以便进入下一个工序。但是工人们在这样的机械式生产中很容易产生疲劳,以至于出来的产品质量掺差不齐,很难达到客户的要求。为此厂家提出了要用机械手来完成这些工作。
  
  技术要求:在每小时里要摆放完8000个零件,方向误差±0.1度,位置误差在±0.01范围以内。对不合格的部件要剔除出来,要有合格产量统计,不合格统计等。
  
  实现方法:机械手的检测和控制构成如下:
  
  CCD:sonyxc-es30
  
  镜头:pentaxb2514-d
  
  光源:普通照明灯
  
  视觉软件:创科自动化公司的CKvision软件包
  
  图像采集卡:中国台湾产的PCI2100
  
  运动控制卡:ck-1004
  
  I/O卡:创科自动化公司的CK-1230数字卡
  
  驱动器:国产
  
  马达:三洋
  
  其他:多个光电开关
  
  工作过程:
  
  在零件进入CCD的采集范围内,CCD将图像数据传送到计算机,计算机程序调用CKvision软件包的库函数,首先调用图像滤波功能对图像进行低级的处理,把图像上杂点进行过滤,然后调用轮廓检测和特征匹配功能找到零件的位置,方向,中心等数据。把当前的检测的实际数据和预制好数据进行比较计算,并把结果转换到控制机械手的运动控制卡上。在机械手完成工作后又回到启始位置等待下一个零件。
  
  效能:经过技术上的改造,从工厂出来的产品得到了良好的改善,质量不再是掺差不齐。数量和质量都得到了保证。
  
      案例二
  
  经过光刻的晶圆在检测后会发现大量的坏品,坏品通常是打上标志,如果是不完整的晶片也是属于坏品。要求把良品检测出来,并把它的坐标位置与角度传送给运动机构,再由机械结构作出进一步的调整。CCD、镜头、光源由固定座固定不需要移动。
  
  实现方式:
  
  硬件:CCD采用中国台湾敏通高清晰度相机
  
  图像采集卡采用创科视觉的PCI2100图像采集卡,随卡带有图象定位软件。
  
  镜头使用COMPUTAR镜头
  
  光源是环形红光
  
  软件:采用创科视觉公司的ckvision软件开发包进行二次开发。
  
  ckvision提供多种功能
  
  条形码读出
  
  轮廓识别
  
  普通物体识别
  
  模式匹配
  
  斑点检测
  
  边缘检测
  
  表面分析
  
  快速傅利叶转换
  
  滤波器
  
  坐标跟踪
  
  目标定位
  
  条码识别
  
  各种图象逻辑运算
  
  OCR光学字符号识别
  
  图象形态分析
  
  实现过程:
  
  因为客户需要我们提供图像方面的DLL库,只需要图象采集、打开保存、图象捕捉、显示图象、在图象上显示用户设置的检测框与十字线、提供灰度直方图、二值化功能、对象计数、对象中心和角度的输出、检测坏点、检测是否完整等功能。
  
  开发工具采用VC6、为了加快运行速度嵌入了In汇编指令,为了达到更好的检测效果我们对ckvision的工具进行了部分修改。
  
  坏点检测与是否完整检测使用具有学习功能的匹配算法,对象中心与角度的检测使用了
  
  轮廓识别和边缘检测算法。
  
  应用效果:目前该图象库已经得到了多家客户的使用与测试。功能已经得到了完整的改善,已经开始批量生产。

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