[实用新型]一种基于机器视觉的三轴定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的三轴定位装置。

背景技术

在自动化程度较高的行业，如印制电路板、数控加工、激光加工等，绝大部分都应用了自动化生产线，在产线关键工位或制程上都需要高精度高效的定位对时控制要求。如PCB行业中曝光对位过程控制由HDI板、多层柔性板等高端PCB板的电子线路密度大、线路间距小、并且PCB与曝光菲林都会存在形变，加上推杆机构间存在的随机误差，对垂直和水平对位的精度控制造成了很大的阻碍。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的三轴定位装置，其能实现对PCB板生产过程中的精准定位。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种基于机器视觉的三轴定位装置，包括控制平台、CCD图像传感器、FPGA电路、伺服驱动器和I/O接口电路，CCD图像传感器和FPGA电路均与控制平台连接，伺服驱动器和I/O接口电路均与FPGA电路连接；所述CCD图像传感器用于获取位置图像信号，并发送至控制平台，使控制平台根据该位置图像信号发送控制信号至FPGA电路，FPGA电路用于根据控制信号通过I/O接口电路驱动外部的驱动电机工作。

优选的，所述控制平台包括显示装置、CPU，所述FPGA电路、CCD图像传感器和显示装置均与CPU连接。

优选的，所述FPGA电路包括FPGA芯片、电源电路、数模转换电路、配置电路、光耦隔离电路、锁相环电路和存储电路，电源电路、数模转换电路、配置电路、光耦隔离电路、锁相环电路和存储电路均与FPGA芯片连接，FPGA芯片连接控制平台，光耦隔离电路连接I/O接口电路。

优选的，所述I/O接口电路包括输入信号接口、输出继电器和输出信号接口，输入信号接口和输出继电器均与FPGA电路连接，输出信号接口连接输出继电器。

优选的，所述FPGA芯片的型号为EP1C3T144。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型基于CCD的机器视觉对三轴联动进行定位控制，能快速准确的获取位置信息，解决PCB板在生产制作过程中定位误差的问题，提高对位的精度和速度。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于机器视觉的三轴定位装置的模块结构图；

图2为本实用新型的FPGA电路的模块结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1和图2所示，本发明提供一种基于机器视觉的三轴定位装置，包括控制平台、CCD图像传感器、FPGA电路、伺服驱动器和I/O接口电路，CCD图像传感器和FPGA电路均与控制平台连接，伺服驱动器和I/O接口电路均与FPGA电路连接；所述CCD图像传感器用于获取位置图像信号，并发送至控制平台，使控制平台根据该位置图像信号发送控制信号至FPGA电路，FPGA电路用于根据控制信号通过I/O接口电路驱动外部的驱动电机工作。

FPGA电路接收控制平台的控制信号，根据该控制信号通过I/O接口电路对外围的伺服电机达到运动控制的目的。FPGA电路采样FPGA为主芯片，其内部具有通信控制模块、脉冲发生模块、光电编码器等，FPGA电路还包括外围电路，外围电路包括电源电路、配置电路、锁相环电路、光耦隔离电路、存储电路。FPGA电路是硬件核心，连接上层控制平台和下层执行单元的桥梁。FPGA芯片的型号可以采用为EP1C3T144，其需要两种不同的电源供电，即内核电源(1.5V)和电源(3.3V)，电源电路提供这两种电压，在电路设计中，从直流稳压电源得到的电压通过低通滤波器得到稳定的电压。配置电路具有配置芯片，采用主动串行配置方式作为FPGA的配置方式，是由FPGA器件引导的配置操作过程，由FPGA来主动输出控制和同步信号给FPGA的串行配置芯片，配置芯片收到命令后，把配置数据发给FPGA，完成配置过程。由于控制对象在启动或运行时，常常产生很强的电磁干扰，造成系统异常，光耦隔离电路用于隔离伺服驱动器的脉冲和方向信号，并且隔离I/O接口电路，从而可以减少伺服驱动器和I/O接口电路对系统的干扰。

控制平台具体包括显示装置、CPU，所述FPGA电路、CCD图像传感器和显示装置均与CPU连接。控制平台主要进行CCD图像采集，显示装置提供用户界面，产生对伺服装置控制的控制信号，达到运动控制的目的。