專利名稱：機(jī)械手臂校正系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試系統(tǒng)及方法，尤其是一種機(jī)械手臂校正系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)已成為各種電器設(shè)備(如計算機(jī))不可缺少的重要組成部分。由于印刷電路板的電路中傳遞有超高頻率的微波信號，若要保證印刷電路板在使用時的可靠性，就必須在出廠時對其零件的物體特性(如阻抗)進(jìn)行檢測。隨著機(jī)械手臂設(shè)計的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在有的測試系統(tǒng)可以利用機(jī)械手臂來自動測試印刷電路板上零件的物理特性。但目前利用機(jī)械手臂進(jìn)行自動化測試的系統(tǒng)都無法對機(jī)械 手臂進(jìn)行校正，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，其可自動對機(jī)械手臂進(jìn)行校正，使機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量垂直于待測物平面。鑒于以上內(nèi)容，還有必要提供一種機(jī)械手臂校正方法，其可自動對機(jī)械手臂進(jìn)行校正，使機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量垂直于待測物平面。一種機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，運(yùn)行于主控電腦中，該主控電腦通過機(jī)械手臂運(yùn)動控制系統(tǒng)對機(jī)械手臂進(jìn)行控制，該系統(tǒng)包括參數(shù)獲取模塊，用于獲取機(jī)械手臂的影像攝取裝置的像距H、機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z、第一待測物件與第二待測物件的距離L ；第一影像平面中心獲取模塊，用于控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第一待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第一影像平面中心a;第二影像平面中心獲取模塊，用于根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離L，控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第二待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第二影像平面中心b ；校正角度計算模塊，用于計算第一影像平面中心a到第二影像平面中心b的向量A，并根據(jù)向量A與向量Z計算校正角度Φ '及機(jī)械手臂調(diào)整模塊，用于根據(jù)校正角度Φ，調(diào)整機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z，使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。一種機(jī)械手臂校正方法，應(yīng)用于主控電腦中，該主控電腦通過機(jī)械手臂運(yùn)動控制系統(tǒng)對機(jī)械手臂進(jìn)行控制，該方法包括如下步驟參數(shù)獲取步驟，獲取機(jī)械手臂的影像攝取裝置的像距H、機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z、第一待測物件與第二待測物件的距離L ；第一影像平面中心獲取步驟，控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第一待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第一影像平面中心a ；第二影像平面中心獲取步驟，根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離L，控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第二待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第二影像平面中心b ；
校正角度計算步驟，計算第一影像平面中心a到第二影像平面中心b的向量A，并根據(jù)向量A與向量Z計算校正角度Φ '及機(jī)械手臂調(diào)整步驟，根據(jù)校正角度Φ，調(diào)整機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z，使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。前述方法可以由電子裝置執(zhí)行，其中該電子裝置具有附帶了一個或多個處理器、存儲器以及保存在存儲器中用于執(zhí)行這些方法的一個或多個模塊、程序或指令集。在某些實施例中，該電子裝置提供了包括無線通信在內(nèi)的多種功能。用于執(zhí)行前述方法的指令可以包含在被配置成由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序廣品中。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的機(jī)械手臂校正系統(tǒng)及方法，可以自動對機(jī)械手臂進(jìn)行校正，使機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量垂直于待測物平面，避免了機(jī)械手臂定位錯誤的發(fā)生，提高了測試的精確度。


圖I是本發(fā)明機(jī)械手臂校正系統(tǒng)較佳實施例的硬件架構(gòu)圖。圖2是圖I中主控電腦的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I中所示機(jī)械手臂校正系統(tǒng)的功能模塊圖。圖4A和圖4B是本發(fā)明機(jī)械手臂校正方法較佳實施例的流程圖。圖5是影像攝取裝置的影像平面與待測元件之間的位置關(guān)系的平面圖。圖6是影像攝取裝置的影像平面與待測元件之間的位置關(guān)系的立體圖。主要元件符號說明
主控電腦Π20
機(jī)械手臂校正系統(tǒng)21
顯示設(shè)備22
存儲器23
輸入設(shè)備24
處理器25
機(jī)械手臂運(yùn)動控制系統(tǒng)31
機(jī)械手臂控制通道32

權(quán)利要求
1.一種機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，運(yùn)行于主控電腦中，該主控電腦通過機(jī)械手臂運(yùn)動控制系統(tǒng)對機(jī)械手臂進(jìn)行控制，其特征在于，該系統(tǒng)包括 參數(shù)獲取模塊，用于獲取機(jī)械手臂的影像攝取裝置的像距H、機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z、第一待測物件與第二待測物件的距離L ； 第一影像平面中心獲取模塊，用于控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第一待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第一影像平面中心a ； 第二影像平面中心獲取模塊，用于根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離L，控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第二待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第二影像平面中心b ； 校正角度計算模塊，用于計算第一影像平面中心a到第二影像平面中心b的向量A，并根據(jù)向量A與向量Z計算校正角度;及 機(jī)械手臂調(diào)整模塊，用于根據(jù)校正角度0，調(diào)整機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z，使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。
2.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，其特征在于，所述第一影像平面中心獲取模塊獲取第一影像平面中心a包括 保持向量Z不變，控制機(jī)械手臂移動，使得第一待測物件進(jìn)入影像攝取裝置的影像平面內(nèi)； 調(diào)整機(jī)械手臂使得第一待測物件位于影像攝取裝置的景深范圍內(nèi)，并對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第一待測物件的影像清晰度最佳化； 對第一待測物件進(jìn)行輪廓邊緣分析，獲取該第一待測物件的影像面積中心； 依據(jù)影像攝取裝置的影像平面方向移動機(jī)械手臂，使得第一待測物件的影像面積中心與影像攝取裝置的影像平面中心重合； 調(diào)整機(jī)械手臂，并再一次對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第一待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第一影像平面中心a;及 存儲該第一影像平面中心a的位置坐標(biāo)及第一待測物件的影像圖檔至主控電腦的存儲器。
3.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，其特征在于，所述第二影像平面中心獲取模塊獲取第二影像平面中心b包括 保持向量Z不變，根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離L，控制機(jī)械手臂移動，使得第二待測物件進(jìn)入影像攝取裝置的影像平面內(nèi)； 調(diào)整機(jī)械手臂使得第二待測物件位于影像攝取裝置的景深范圍內(nèi)，并對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第二待測物件的影像清晰度最佳化； 對第二待測物件進(jìn)行輪廓邊緣分析，獲取該第二待測物件的影像面積中心； 依據(jù)影像攝取裝置的影像平面方向移動機(jī)械手臂，使得第二待測物件的影像面積中心與影像攝取裝置的影像平面中心重合； 調(diào)整機(jī)械手臂，并再一次對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第二待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第二影像平面中心b;及 存儲該第二影像平面中心b的位置坐標(biāo)及第二待測物件的影像圖檔至主控電腦的存儲器。
4.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，其特征在于，所述校正角度0等于90度減去向量A與向量Z之間的夾角。
5.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械手臂校正系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手臂調(diào)整模塊根據(jù)校正角度0，調(diào)整機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z包括將機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z順時針旋轉(zhuǎn)校正角度0，使得向量Z平行于第一待測物件和第二待測物件所在平面的法向量N，從而使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。
6.一種機(jī)械手臂校正方法，應(yīng)用于主控電腦中，該主控電腦通過機(jī)械手臂運(yùn)動控制系統(tǒng)對機(jī)械手臂進(jìn)行控制，其特征在于，該方法包括如下步驟 參數(shù)獲取步驟，獲取機(jī)械手臂的影像攝取裝置的像距H、機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z、第一待測物件與第二待測物件的距離L ； 第一影像平面中心獲取步驟，控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第一待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第一影像平面中心a ; 第二影像平面中心獲取步驟，根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離L，控制機(jī)械手臂移動，使得影像攝取裝置攝取的第二待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第二影像平面中心b ; 校正角度計算步驟，計算第一影像平面中心a到第二影像平面中心b的向量A，并根據(jù)向量A與向量Z計算校正角度$ ;及 機(jī)械手臂調(diào)整步驟，根據(jù)校正角度0，調(diào)整機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z，使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械手臂校正方法，其特征在于，所述第一影像平面中心獲取步驟包括 保持向量Z不變，控制機(jī)械手臂移動，使得第一待測物件進(jìn)入影像攝取裝置的影像平面內(nèi)； 調(diào)整機(jī)械手臂使得第一待測物件位于影像攝取裝置的景深范圍內(nèi)，并對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第一待測物件的影像清晰度最佳化； 對第一待測物件進(jìn)行輪廓邊緣分析，獲取該第一待測物件的影像面積中心； 依據(jù)影像攝取裝置的影像平面方向移動機(jī)械手臂，使得第一待測物件的影像面積中心與影像攝取裝置的影像平面中心重合； 調(diào)整機(jī)械手臂，并再一次對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第一待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第一影像平面中心a;及 存儲該第一影像平面中心a的位置坐標(biāo)及第一待測物件的影像圖檔至主控電腦的存儲器。
8.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械手臂校正方法，其特征在于，所述第二影像平面中心獲取步驟包括 保持向量Z不變，根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離L，控制機(jī)械手臂移動，使得第二待測物件進(jìn)入影像攝取裝置的影像平面內(nèi)； 調(diào)整機(jī)械手臂使得第二待測物件位于影像攝取裝置的景深范圍內(nèi)，并對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第二待測物件的影像清晰度最佳化； 對第二待測物件進(jìn)行輪廓邊緣分析，獲取該第二待測物件的影像面積中心； 依據(jù)影像攝取裝置的影像平面方向移動機(jī)械手臂，使得第二待測物件的影像面積中心與影像攝取裝置的影像平面中心重合； 調(diào)整機(jī)械手臂，并再一次對影像攝取裝置攝取的影像進(jìn)行對比度直方統(tǒng)計分析，使得第二待測物件的影像清晰度最佳化，并獲取影像攝取裝置當(dāng)前的影像平面中心，記為第二影像平面中心b;及 存儲該第二影像平面中心b的位置坐標(biāo)及第二待測物件的影像圖檔至主控電腦的存儲器。
9.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械手臂校正方法，其特征在于，所述校正角度等于90度減去向量A與向量Z之間的夾角。
10.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械手臂校正方法，其特征在于，所述機(jī)械手臂調(diào)整步驟包括將機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z順時針旋轉(zhuǎn)校正角度0，使得向量Z平行于第一待測物件和第二待測物件所在平面的法向量N，從而使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。
全文摘要
一種機(jī)械手臂校正系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)用于獲取校正參數(shù)；控制機(jī)械手臂移動，獲取第一影像平面中心a；根據(jù)第一待測物件與第二待測物件的距離，控制機(jī)械手臂移動，獲取第二影像平面中心b；計算第一影像平面中心a到第二影像平面中心b的向量A，并根據(jù)向量A與向量Z計算校正角度φ；根據(jù)校正角度φ，調(diào)整機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z，使得機(jī)械手臂的法蘭面軸心向量Z垂直于第一待測物件和第二待測物件所在的平面。利用本發(fā)明可以自動對機(jī)械手臂進(jìn)行校正。
文檔編號B25J19/04GK102794771SQ20111013681
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者李昇軍, 廖俊能, 李政憲, 許壽國 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司