專利名稱：一種非線性坐標(biāo)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非線性坐標(biāo)校正方法，尤其是涉及一種校正非線性變化的X-Y平臺(tái)坐標(biāo)的方法。
背景技術(shù)：
隨著越來越小的貼片元器件大規(guī)模地出現(xiàn)在貼裝工藝中，機(jī)器的X-Y平臺(tái)對(duì)精度的要求越來越高，只有精度達(dá)到了要求，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)元器件的定位和檢測。
如圖I所示，在載物臺(tái)上方設(shè)置X方向?qū)к壓蚘方向?qū)к?，且X方向?qū)к壞軌蜓刂鳼方向?qū)к墎砘匾苿?dòng)；在X方向?qū)к壣显O(shè)置一個(gè)可以在X方向?qū)к壣蟻砘匾苿?dòng)的作業(yè)機(jī)器，由作業(yè)機(jī)器在載物臺(tái)上作業(yè)。X方向?qū)к壌鞽軸，Y方向?qū)к壌鞾軸。X-Y平臺(tái)由于構(gòu)件的比例關(guān)系、或是X方向與Y方向之間導(dǎo)軌裝配夾角不夠精確等原因，導(dǎo)致作業(yè)機(jī)器的坐標(biāo)位置(以下稱為機(jī)器坐標(biāo))與載物臺(tái)上的坐標(biāo)位置(以下稱為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo))之間存在偏差。因此，為了不增加機(jī)器成本，需要設(shè)計(jì)一種在現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)X-Y平臺(tái)坐標(biāo)的校正方法，需要以載物臺(tái)上的坐標(biāo)為參考對(duì)機(jī)器坐標(biāo)進(jìn)行校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種校正非線性變化的X-Y平臺(tái)坐標(biāo)的方法，以解決目前機(jī)器坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間存在偏差的技術(shù)問題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種非線性坐標(biāo)校正方法，其包括步驟
在X-Y平臺(tái)的X方向?qū)к壣显O(shè)置一個(gè)在X方向?qū)к壣峡蓙砘匾苿?dòng)且鏡頭垂直向下拍攝的相機(jī)；
在X-Y平臺(tái)的載物臺(tái)上設(shè)置圓黑點(diǎn)的點(diǎn)陣，建立與X-Y平臺(tái)具有共同原點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐
標(biāo)；
X-Y平臺(tái)依據(jù)建立的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行走位，使黑圓點(diǎn)能被相機(jī)拍攝到，然后由相機(jī)采用光學(xué)中心逼近法測量出每個(gè)黑圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)在X-Y平臺(tái)中的機(jī)器坐標(biāo)，建立每個(gè)黑圓點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)與機(jī)器坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；
通過雙線性插值得到X-Y平臺(tái)中任何一點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間的換算公式；
在X-Y平臺(tái)中任意點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)，通過上述換算公式換算出對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器坐標(biāo)的校正。其中，在載物臺(tái)上放置一塊透明材質(zhì)的標(biāo)定板，并在標(biāo)定板上建立所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。其中，以標(biāo)定板上的其中一個(gè)圓黑點(diǎn)作為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和機(jī)器坐標(biāo)的共同原點(diǎn)。
其中，標(biāo)定板為玻璃或透明樹脂材料制成。其中，所述光學(xué)逼近法包括步驟
選取相機(jī)的鏡頭視野中的一個(gè)目標(biāo)黑圓點(diǎn)作為逼近的目標(biāo)；
將相機(jī)拍攝的圖像傳入與相機(jī)連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，求得鏡頭視野中心和目標(biāo)黑圓點(diǎn)中心的坐標(biāo)差；
將坐標(biāo)差傳輸給X-Y平臺(tái)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以此獲得X-Y平臺(tái)下次逼近走位的機(jī)器坐標(biāo)； 循環(huán)往復(fù)上述步驟，直到圓黑點(diǎn)中心與鏡頭視野中心重合。其中，位于相鄰4個(gè)黑圓點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)格中的點(diǎn)，通過對(duì)每個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行雙線性插值得到該點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的機(jī)器坐標(biāo)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明通過建立機(jī)器坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間的換算公式，既可以由X-Y平臺(tái)中的任一點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的理論坐標(biāo)，也可以給出任一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)換算得到該點(diǎn)的機(jī)器位置，由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于X-Y平臺(tái)用線性方式校正方式進(jìn)行校正，且校正簡便。


圖I是X-Y平臺(tái)的示意 圖2是本發(fā)明的流程示意 圖3是在X-Y平臺(tái)中設(shè)置一個(gè)相機(jī)的示意 圖4是相機(jī)、標(biāo)定板與載物三者位置關(guān)系示意 圖5是標(biāo)定板上建立標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)的示意 圖6是相機(jī)的鏡頭視野與標(biāo)定板上圓黑點(diǎn)之間光學(xué)逼近的示意 圖7是標(biāo)定板上網(wǎng)格的不意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，為了校正作業(yè)機(jī)器的坐標(biāo)位置(以下稱為機(jī)器坐標(biāo))與載物臺(tái)上的坐標(biāo)位置(以下稱為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo))之間存在的偏差，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器坐標(biāo)的校正
步驟SI、在X-Y平臺(tái)中作業(yè)機(jī)器的位置，即在X方向?qū)к壣显O(shè)置一個(gè)可以在X方向?qū)к壣蟻砘匾苿?dòng)、且鏡頭垂直向下拍攝的相機(jī)(根據(jù)環(huán)境光線，可選擇配置配合相機(jī)工作的光源)，其中，且X方向?qū)к壞軌蜓刂鳼方向?qū)к墎砘匾苿?dòng)，如圖3所示。步驟S2、在載物臺(tái)上設(shè)置便于相機(jī)識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在相機(jī)可以移動(dòng)經(jīng)過的位置下面，即載物臺(tái)上放置一塊的 標(biāo)定板，如圖4所示。該標(biāo)定板由透明材質(zhì)(比如玻璃、透明樹脂材料等)制成，并且在標(biāo)定板上建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)首先在標(biāo)定板上設(shè)置多干個(gè)便于相機(jī)識(shí)別的圓黑點(diǎn)，相鄰圓黑點(diǎn)之間的距離相等，形成點(diǎn)陣坐標(biāo)(例如，標(biāo)定板的尺寸是370mmX270mm，圓黑點(diǎn)的點(diǎn)陣間距是IOmmX IOmm,點(diǎn)的位置的精度是足夠的)；以其中的一個(gè)圓黑點(diǎn)作為標(biāo)定板上標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和機(jī)器坐標(biāo)的公共參考原點(diǎn)，并將X方向?qū)к?、Y方向?qū)к壍狞c(diǎn)陣行、列分別為X、Y軸，如圖5所示。步驟S3、X-Y平臺(tái)依據(jù)建立的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行走位，使黑圓點(diǎn)能被相機(jī)拍攝至IJ，然后由相機(jī)采用光學(xué)中心逼近法測量出標(biāo)定板上每個(gè)黑圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)器坐標(biāo)，即建立每個(gè)黑圓點(diǎn)所在的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)(xBz，yBz)與機(jī)器坐標(biāo)(xMac，yMac)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表
權(quán)利要求
1.一種非線性坐標(biāo)校正方法，其特征在于，所述方法包括步驟 在X-Y平臺(tái)的X方向?qū)к壣显O(shè)置一個(gè)在X方向?qū)к壣峡蓙砘匾苿?dòng)且鏡頭垂直向下拍攝的相機(jī)； 在X-Y平臺(tái)的載物臺(tái)上設(shè)置圓黑點(diǎn)的點(diǎn)陣，建立與X-Y平臺(tái)具有共同原點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)； X-Y平臺(tái)依據(jù)建立的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行走位，使黑圓點(diǎn)能被相機(jī)拍攝到，由相機(jī)采用光學(xué)中心逼近法測量出每個(gè)黑圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)在X-Y平臺(tái)中的機(jī)器坐標(biāo)，建立每個(gè)黑圓點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)與機(jī)器坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表； 通過雙線性插值得到X-Y平臺(tái)中任何一點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間的換算公式； 在X-Y平臺(tái)中任意點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)，通過上述換算公式換算出對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器坐標(biāo)的校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非線性坐標(biāo)校正方法，其特征在于，在載物臺(tái)上放置一塊透明材質(zhì)的標(biāo)定板，并在標(biāo)定板上建立所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非線性坐標(biāo)校正方法，其特征在于，以標(biāo)定板上的其中一個(gè)圓黑點(diǎn)作為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和機(jī)器坐標(biāo)的共同原點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非線性坐標(biāo)校正方法，其特征在于，標(biāo)定板為玻璃或透明樹脂材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非線性坐標(biāo)校正方法，其特征在于，所述光學(xué)逼近法包括步驟 選取相機(jī)的鏡頭視野中的一個(gè)目標(biāo)黑圓點(diǎn)作為逼近的目標(biāo)； 將相機(jī)拍攝的圖像傳入與相機(jī)連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，求得鏡頭視野中心和目標(biāo)黑圓點(diǎn)中心的坐標(biāo)差； 將坐標(biāo)差傳輸給X-Y平臺(tái)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以此獲得X-Y平臺(tái)下次逼近走位的機(jī)器坐標(biāo)； 循環(huán)往復(fù)上述步驟，直到圓黑點(diǎn)中心與鏡頭視野中心重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非線性坐標(biāo)校正方法，其特征在于，位于相鄰4個(gè)黑圓點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)格中的點(diǎn)，通過對(duì)每個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行雙線性插值得到該點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的機(jī)器坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種非線性坐標(biāo)校正方法，其包括步驟在X-Y平臺(tái)的X方向?qū)к壣显O(shè)置一個(gè)在X方向?qū)к壣峡蓙砘匾苿?dòng)且鏡頭垂直向下拍攝的相機(jī)；在X-Y平臺(tái)的載物臺(tái)上設(shè)置圓黑點(diǎn)的點(diǎn)陣，建立與X-Y平臺(tái)具有共同原點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；由相機(jī)采用光學(xué)中心逼近法測量出每個(gè)黑圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)在X-Y平臺(tái)中的機(jī)器坐標(biāo)，建立每個(gè)黑圓點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)與機(jī)器坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；通過雙線性插值得到X-Y平臺(tái)中任何一點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間的換算公式；在X-Y平臺(tái)中任意點(diǎn)的機(jī)器坐標(biāo)，通過上述換算公式換算出對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器坐標(biāo)的校正。本發(fā)明通過建立機(jī)器坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)之間的換算公式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于X-Y平臺(tái)的每個(gè)機(jī)器坐標(biāo)進(jìn)行校正，且校正簡便。
文檔編號(hào)G01B11/00GK102620653SQ20121004692
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者劉濤, 王錦峰 申請(qǐng)人:王錦峰