[发明专利]一种陶瓷金属化定位焊接金属器件的方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷金属化定位焊接金属器件的方法，包括如下步骤：基于图像采集模块实现陶瓷件以及金属件图像的采集；基于三维重构模块实现陶瓷件、金属件三维图像的重构；以重构的陶瓷件的中心点为原点绘制三维坐标系；输入标准件参数，并基于标准件参数换算出金属件在三维坐标系的坐标、焊头的动态工作坐标；基于蛇形机械臂当前的姿态参数、金属件在三维坐标系的坐标、焊头的动态工作坐标输出对应的控制命令至带负压吸管的蛇形机械臂Ⅰ和用于夹持焊头的蛇形机械臂Ⅱ，带动金属件、焊头至对应的坐标位置，完成焊接操作。本发明可以实现金属件和陶瓷件焊接位置的精确定位，适用范围广。

技术领域

本发明涉及电子元件加工领域，具体涉及一种陶瓷金属化定位焊接金属器件的方法。

背景技术

随着通信发展和制造技术的发展，陶瓷金属化产品从军事领域发展到民用频标或时标等各个领域。陶瓷金属化产品主要由于其优良的抗侵蚀性、介电性及合适的热膨胀系数主要用于LED散热基板，陶瓷封装，电子电路基板等。

为了适应更小、更微型的产品，陶瓷金属化产品的尺寸不断缩小，逐渐发展为精密微型化的产品。因此在陶瓷金属化产品上，对定位金属器件的定位精度及连接技术的要求也越来越高。

目前国内外生产的陶瓷金属化产品中，对精密金属器件的固定连接主要有通过模具固定或胶粘固定两种方式。其中，模具固定金属器件存在以下问题：

（1）需要陶瓷片的生产具有较强的稳定型，要求陶瓷板烧结后具有统一的尺寸，金属器件尺寸越小，则对模具与陶瓷板匹配尺寸的要求越高，以保证模具中金属器件都能与陶瓷板上的金属镀层相对应；

（2）对模具精度要求较高，模具制造成本高；

（3）产品具有局限性，一种模具只能应用与其对应尺寸的陶瓷金属化产品。

胶粘固定方式存在以下问题：（1）对胶水性能要求较高；（2）胶粘 固定容易受到气氛温度等影响；（3）容易对后续工艺及产品的性能造成影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种陶瓷金属化定位焊接金属器件的方法，可以实现金属件和陶瓷件焊接位置的精确定位，适用范围广，且可以提高焊缝的质量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种陶瓷金属化定位焊接金属器件的方法，包括如下步骤：

S1、基于图像采集模块实现陶瓷件以及金属件图像的采集；

S2、基于三维重构模块实现陶瓷件、金属件三维图像的重构；

S3、以重构的陶瓷件的中心点为原点绘制三维坐标系；

S4、输入标准件参数，并基于标准件参数换算出金属件在所述三维坐标系的坐标、焊头的动态工作坐标；

S5、基于蛇形机械臂当前的姿态参数以及金属件在所述三维坐标系的坐标、焊头的动态工作坐标输出对应的控制命令至带负压吸管的蛇形机械臂Ⅰ和用于夹持焊头的蛇形机械臂Ⅱ；

S6、蛇形机械臂Ⅰ接收命令，启动负压吸管带动金属件至对应的坐标位置，蛇形机械臂Ⅱ接收命令，夹持焊头达到对应的坐标位置，完成焊接操作。

进一步地，所述步骤S1中，基于摄像头实现陶瓷件以及金属件正面、背面、两侧面、待焊面图像的采集，且摄像头内载三维姿态传感器，每一张图像均携带有坐标信息。

进一步地，所述步骤S2中，三维重构模块首先基于图像的坐标信息实现图像的重构，然后通过kinect深度传感器获取重构后图像的深度图像，将深度图像进行三角化，然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场，对分层有向距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包，并利用MarchingTetrahedra算法构造等值面,完成三维图像的重构。