基于显微视觉的微器件装配在线检测装置

摘要

本发明公开了一种基于显微视觉的微器件装配在线姿态检测装置，适用于微器件姿态检测并实现两者之间进行对准、装配，该装置包括：控制主机、三路正交显微视觉系统、视觉系统姿态调整机构、微器件夹持装置，微器件姿态调整运动机构、光源系统和数字样机组成，系统总共具有25个自由度。其中，两个微器件安装在相应的夹持器上，夹持器安装在相应的运动机构上；数字样机能够实时的反馈在线检测的微器件姿态，并可以360度全景、缩放观察微器件当前的装配状态。本发明可方便高效的实现人机协同的毫米级微零件在线检测和装配作业，装配零件的尺寸范围可达到10μm-12mm，检测位置精度3-5μm，角度精度0.3～0.5度，具有广泛的应用前景和可观的社会经济效益。

主权项

一种基于显微视觉的微器件装配在线检测装置，其特征在于，该装置包括：控制主机，三路正交显微视觉系统，视觉系统姿态调整机构，微器件夹持装置和微器件姿态调整运动机构，其中：所述三路正交显微视觉系统包括竖直主动变倍显微镜组件(1)，第一水平主动变倍显微镜组件(3)和第二水平主动变倍显微镜组件(5)，所述视觉系统采用千兆以太网与控制主机连接，所述竖直主动变倍显微镜组件(1)、第一水平主动变倍显微镜组件(3)、第二水平主动变倍显微镜组件(5)成正交排列，用于获取三个方位上的微器件图像信号，并将该三个方位上的微器件图像信号发送给控制主机；所述视觉系统姿态调整机构包括竖直显微镜组件调整机构(2)，第一水平显微镜组件调整机构(4)和第二水平显微镜组件调整机构(6)，所述竖直显微镜组件调整机构(2)、第一水平显微镜组件调整机构(4)、第二水平显微镜组件调整机构(6)分别与所述显微镜组件之间通过二维手动角度调整装置相连，用于对各路显微镜组件进行调整；所述微器件姿态调整运动机构包括微器件A姿态调整运动机构(7)和微器件B姿态调整运动机构(10)，分别用于对所述微器件A(9)和微器件B(12)进行姿态调整；所述微器件夹持装置包括微器件A真空夹持装置(8)和微器件B真空夹持装置(11)，所述微器件A真空夹持装置(8)安装在微器件A姿态调整运动机构(7)上，所述微器件B真空夹持装置(11)安装在微器件B姿态调整运动机构(10)上，分别用于对所述微器件A(9)和微器件B(12)进行夹持；所述微器件A(9)和微器件B(12)分别安装在相应的夹持装置上；所述控制主机以串口与所述微器件姿态调整运动机构相连，用于在对接收到的微器件的三个图像信号进行图像处理得到显微镜组件之间的相对位置后，分别给所述微器件A姿态调整运动机构(7)和微器件B姿态调整运动机构(10)的步进电机控制器发运运动指令，使其根据所述运动控制指令对所述微器件A和B的相对位置进行调整。