本发明属于电子元件加工,具体涉及一种用于电子元件加工的定位系统。
背景技术:
1、电子元件是电子电路中的基本元素,通常是个别封装,并具有两个或以上的引线或金属接点。电子元件须相互连接以构成一个具有特定功能的电子电路,例如:放大器、无线电接收机、振荡器等,连接电子元件常见的方式之一是焊接到印刷电路板上,为了保证焊接的精准性,焊接过程中往往需要通过定位系统对焊接的位置进行定位,目前主要采用图像定位的方式实现。
2、在公告号cn111932610a中公开的用于电子元件加工的定位系统及方法中,通过在二维平面进行定位,实现简单、快捷的对打孔点定位;此外,直角坐标系和极坐标系两者之间的坐标转换公式比较简单,实现更加容易,但该种方式仍存在以下不足:
3、1、无法准确表示复杂的三维结构,电子元件和电路通常具有复杂的三维排列,二维平面可能无法完全捕捉元件之间的空间关系,可能导致定位和对齐不准确;
4、2、在电子组装中,必须考虑垂直尺寸,以确保组件不会受到现有结构或其他组件的阻碍,因此使用二维平面进行定位可能无法完全考虑三维中的潜在障碍物或干扰;
5、3、对于某些需要微米级精度的先进电子应用来说,二维定位的精度可能不足。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于电子元件加工的定位系统,以解决上述背景技术中提出的二位平面定位无法满足三维结构的电子元件定位,且整体定位精度差的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于电子元件加工的定位系统,包括主控cpu,该主控cpu上连接有:
3、操作单元,用于在三维空间中操纵和定位电子元件的物理设备;
4、传感单元,用于对电子元件位置、方向和几何形状的实时反馈,并感知三维环境;
5、算法单元,用于规划在三维空间中定位电子元件的最佳路径,同时避免与现有结构或其他组件发生碰撞,并根据实时传感器反馈动态调整定位路径;
6、集成单元,用于将电子元件的定位、加工数据集成到主控cpu内;
7、计量单元,用于对电子元件和组件进行三维测量,确保精确定位和对准。
8、作为本发明中一种优选的技术方案,所述算法单元包括:
9、趋势线算法模块,用于集成趋势线算法模块,分析电子元件在定位过程中的运动模式和轨迹;该模块识别组件移动的趋势并预测未来位置,使系统能够预测和规划最佳路径,同时避免潜在的碰撞;
10、预测分析模块,通过结合预测分析功能,根据历史数据和实时传感器反馈预测潜在的碰撞场景;该模块在碰撞风险发生之前识别碰撞风险并相应地调整定位路径,主动避免碰撞;
11、智能学习模块,根据不断变化的环境条件和组件几何形状调整和优化定位路径,提高系统在复杂三维环境中规划路径和避免碰撞的能力;
12、概率建模模块,结合概率建模技术,使系统评估碰撞事件的可能性,并就路径规划做出明智的决策;该模块通过提供一个概率框架,评估碰撞风险和优化定位路径,降低碰撞概率;
13、动态路径调整模块,该模块根据不断变化的环境因素对定位路径进行实时调整;通过动态调整路径,确保精确定位,避免在动态装配环境中发生碰撞,通过将这些模块集成到用于路径规划和防撞的软件算法中,系统可以增强其导航复杂三维环境的能力,并实现精确高效的电子元件定位,这些先进的模块利用专业技术来解决电子装配过程中动态路径规划和避免碰撞的挑战。
14、作为本发明中一种优选的技术方案,所述智能学习模块内集成有强化学习算法、深度学习算法、遗传算法。
15、作为本发明中一种优选的技术方案,所述强化学习算法用于对环境的交互学习和决策制定,通过强化学习算法学习在不同环境条件下如何规划路径和避免碰撞,以最大化预设的奖励函数;
16、而深度学习算法用于处理大规模、高维度的传感器数据,并实现对复杂环境的感知和理解;通过深度学习算法,系统可以学习识别复杂的三维环境结构和预测可能的碰撞情况;
17、遗传算法用于优化强化学习和深度学习算法的参数设置,更好的学习效果和决策性能;通过遗传算法,系统可以搜索最优的参数组合,以提高学习和决策的效率和准确性。
18、作为本发明中一种优选的技术方案,所述计量单元包括:
19、激光干涉仪模块,用于测量微小位移和表面形貌,对于精密定位和组件测量非常有用;实现对电子组件和装配的高精度三维测量,确保精准的定位和对齐;
20、超分辨率成像模块,通过图像处理和复杂的算法实现对微小细节的高分辨率成像,精确测量电子组件的尺寸和形状;该模块的整合可以提供更为精细的三维测量数据,为系统的计量技术增添高分辨率的能力;
21、声学测量模块,用于非接触式的三维测量,适用于特定类型的电子组件和装配;通过整合声学测量模块,实现对电子组件的精确测量,同时避免接触式测量可能带来的影响;
22、纳米级测量模块,针对需要极高精度测量的应用,整合纳米级测量模块,例如扫描探针显微镜,这实现对微小尺度结构和表面特征的高精度测量,为系统提供极致的测量精度;
23、通过上述设置,拓展其计量技术的能力,实现对电子组件和装配的高精度三维测量和定位;这些模块的应用可以为电子组件加工领域带来更为精密和高效的计量解决方案。
24、作为本发明中一种优选的技术方案,所述传感单元包括用于根据电子元件位置、方向和几何形状的实时反馈的3d视觉模块以及激光扫描模块,这些模块能够使系统能够感知三维环境,并做出明智的决策以进行精确定位。
25、作为本发明中一种优选的技术方案,所述操作单元上设置有在三维空间中操纵和定位电子元件的多轴机械臂。
26、作为本发明中一种优选的技术方案,所述操作单元上连接有控制单元,该控制单元用于对多轴机械臂的实际操作做出调节,从而更好的对电子元件做出定位、加工。
27、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
28、在本发明中,通过三维定位准确表示电子元件之间的空间关系,配备精确的运动控制功能,在三维空间中定位组件;此外,集成先进的传感技术,可以提供关于组件位置和方向的实时反馈,确保三维的精确装配,同时开发的三维路径规划和防撞算法可以提高电子元件定位的精度和效率,这些算法可以考虑电子组件的复杂几何形状,并优化定位过程,避免三维障碍物和干扰,以及使用先进的计量技术,如激光扫描和坐标测量机,可以对电子元件和组件进行详细的三维测量,从而实现精确的定位和对准。
1.一种用于电子元件加工的定位系统,包括主控cpu,其特征在于:该主控cpu上连接有:
2.根据权利要求1所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述算法单元包括:
3.根据权利要求1所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述智能学习模块内集成有强化学习算法、深度学习算法、遗传算法。
4.根据权利要求3所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述强化学习算法用于对环境的交互学习和决策制定,通过强化学习算法学习在不同环境条件下如何规划路径和避免碰撞,以最大化预设的奖励函数;
5.根据权利要求1所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述计量单元包括:
6.根据权利要求1所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述传感单元包括用于根据电子元件位置、方向和几何形状的实时反馈的3d视觉模块以及激光扫描模块。
7.根据权利要求1所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述操作单元上设置有在三维空间中操纵和定位电子元件的多轴机械臂。
8.根据权利要求1所述的一种用于电子元件加工的定位系统,其特征在于:所述操作单元上连接有控制单元,该控制单元用于对多轴机械臂的实际操作做出调节。