CN109551196A - 一种零件精密装配***及三维误差测量方法 - Google Patents

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    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种零件精密装配***及三维误差测量方法，装配***的特征是：夹具安装在回转装配台上，夹具上设有标定点，移动摄像机安装在固定座上，固定座的下部固定有微调滑块机构，微调滑块机构的下部固定有用于夹持待装配件的夹持器，固定座固定在装配滑块机构的端部，水平摄像机、竖直摄像机、移动摄像机的信号输出端均与图像处理模块相连接，回转装配台、微调滑块机构、装配滑块机构均与运动执行机构相连接。误差测量方法包括：统一标定点、水平摄像机、竖直摄像机三者的空间坐标系；待装配件的取件；待装配件的放件；误差测量。本发明具有自动化程度高、准确率高的优点；同时具有误差测量功能。

Description

一种零件精密装配***及三维误差测量方法
技术领域
本发明属于自动化装配技术领域，具体涉及一种零件精密装配***及三维误差测量方法。
背景技术
人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官，而视觉是人类最重要的感觉功能。据统计，人所感知的外界信息有以上是由视觉得到的。简单来讲，机器视觉可以理解为给机器加装上视觉装置，使机器具备“视觉”的功能，在某些领域代替人眼来做测量和判断，使其能认识和看懂观察到的东西，能确定它所见范围内目标的位置。机器视觉不仅是人眼的延伸，也具有人脑的部分功能，目的是提高机器的自动化和智能化程度。
现有的零件装配技术主要是通过人工进行装配，装配的效率较低，在零件装配线上，会使用大量的操作工人，提供了企业的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种零件精密装配***及三维误差测量方法。
一种零件精密装配***，包括微调滑块机构、运动执行机构、水平摄像机、竖直摄像机、移动摄像机，其特征在于：所述水平摄像机安装于夹具的侧部，所述竖直摄像机安装于夹具的正上方，所述夹具安装在回转装配台上，所述夹具上设有标定点，所述移动摄像机安装在固定座上，所述固定座的下部固定有微调滑块机构，所述微调滑块机构的下部固定有用于夹持待装配件的夹持器，所述固定座固定在装配滑块机构的端部，所述水平摄像机、竖直摄像机、移动摄像机的信号输出端均与图像处理模块相连接，所述回转装配台、微调滑块机构、装配滑块机构均与运动执行机构相连接。
优选地，所述运动执行机构和图像处理模块与总控平台通信连接。
优选地，所述夹持器为机械式夹爪或气动吸盘。
一种零件精密装配三维误差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基本件固定在夹具上，通过夹具上的标定点对水平摄像机、竖直摄像机进行标定，统一标定点、水平摄像机、竖直摄像机三者的空间坐标系；
S2、夹持器在装配滑块机构的驱动下移动至待装配件的上方，移动摄像机采集待装配件的图像，图像经图像处理模块处理后传输至总控平台，总控平台确定待装配件的位置和姿势；
S3、总控平台向运动执行机构发出驱动信号，运动执行机构通过控制微调滑块机构调整夹持器的位置，直至夹持器位于设定的夹持位置，夹持器将待装配件夹起；
S4、夹持器在装配滑块机构的驱动下移动至基本件的上方，移动摄像机采集基本件的图像，图像经图像处理模块处理后传输至总控平台，总控平台确定基本件的位置和姿势；
S5、总控平台根据移动摄像机与待装配件的相对位置，向运动执行机构发出驱动信号，运动执行机构通过控制微调滑块机构调整夹持器的位置，直至夹持器位于设定的放件位置，夹持器将待装配件放下，完成零件的装配；
S6、竖直摄像机采集基本件和待装配件装配后的平面图像，水平摄像机采集基本件和待装配件装配后的立面图像，平面图像和立面图像通过图像处理模块处理后送入总控平台，总控平台根据存储的装配零件尺寸，计算装配误差。
优选地，所述图像处理模块处理图像的过程是图像预处理、图像阈值分割、图像形态学处理、边缘提取、闭合轮廓提取。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过摄像机和图像处理模块的向总控平台传输零件位置和姿势信息，从而控制整个装配过程，具有自动化程度高、准确率高的优点；同时设置误差测量功能，能够实时准确的获取装配误差数据，能够为装配工艺和零件加工提供指导。
附图说明
图1为本发明一种零件精密装配***的结构示意图。
图中，1、总控平台，2、图像处理模块，3、水平摄像机，4、标定点，5、夹具，6、回转装配台，7、竖直摄像机，8、夹持器，9、装配滑块机构，10、移动摄像机，11、固定座，12、微调滑块机构，13、运动执行机构。
具体实施方式
参见图1，一种零件精密装配***，包括微调滑块机构12、运动执行机构13、水平摄像机3、竖直摄像机7、移动摄像机10，其特征在于：所述水平摄像机3安装于夹具5的侧部，所述竖直摄像机7安装于夹具5的正上方，所述夹具5安装在回转装配台6上，所述夹具5上设有标定点4，所述移动摄像机10安装在固定座11上，所述固定座11的下部固定有微调滑块机构12，所述微调滑块机构12的下部固定有用于夹持待装配件的夹持器8，所述固定座11固定在装配滑块机构9的端部，所述水平摄像机3、竖直摄像机7、移动摄像机10的信号输出端均与图像处理模块2相连接，所述回转装配台6、微调滑块机构12、装配滑块机构9均与运动执行机构13相连接。
所述运动执行机构13和图像处理模块2与总控平台1通信连接。
所述夹持器8为机械式夹爪或气动吸盘。
一种零件精密装配三维误差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基本件固定在夹具5上，通过夹具5上的标定点4对水平摄像机3、竖直摄像机7进行标定，统一标定点4、水平摄像机3、竖直摄像机7三者的空间坐标系；
S2、夹持器8在装配滑块机构9的驱动下移动至待装配件的上方，移动摄像机10采集待装配件的图像，图像经图像处理模块2处理后传输至总控平台1，总控平台1确定待装配件的位置和姿势；
S3、总控平台1向运动执行机构13发出驱动信号，运动执行机构13通过控制微调滑块机构12调整夹持器8的位置，直至夹持器8位于设定的夹持位置，夹持器8将待装配件夹起；
S4、夹持器8在装配滑块机构9的驱动下移动至基本件的上方，移动摄像机10采集基本件的图像，图像经图像处理模块2处理后传输至总控平台1，总控平台1确定基本件的位置和姿势；
S5、总控平台1根据移动摄像机10与待装配件的相对位置，向运动执行机构13发出驱动信号，运动执行机构13通过控制微调滑块机构12调整夹持器8的位置，直至夹持器8位于设定的放件位置，夹持器8将待装配件放下，完成零件的装配；
S6、竖直摄像机7采集基本件和待装配件装配后的平面图像，水平摄像机3采集基本件和待装配件装配后的立面图像，平面图像和立面图像通过图像处理模块2处理后送入总控平台1，总控平台1根据存储的装配零件尺寸，计算装配误差。
所述图像处理模块2处理图像的过程是图像预处理、图像阈值分割、图像形态学处理、边缘提取、闭合轮廓提取。
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种零件精密装配***，包括微调滑块机构（12）、运动执行机构（13）、水平摄像机（3）、竖直摄像机（7）、移动摄像机（10），其特征在于：所述水平摄像机（3）安装于夹具（5）的侧部，所述竖直摄像机（7）安装于夹具（5）的正上方，所述夹具（5）安装在回转装配台（6）上，所述夹具（5）上设有标定点（4），所述移动摄像机（10）安装在固定座（11）上，所述固定座（11）的下部固定有微调滑块机构（12），所述微调滑块机构（12）的下部固定有用于夹持待装配件的夹持器（8），所述固定座（11）固定在装配滑块机构（9）的端部，所述水平摄像机（3）、竖直摄像机（7）、移动摄像机（10）的信号输出端均与图像处理模块（2）相连接，所述回转装配台（6）、微调滑块机构（12）、装配滑块机构（9）均与运动执行机构（13）相连接。
2.如权利要求1所述的一种零件精密装配***，其特征在于：所述运动执行机构（13）和图像处理模块（2）与总控平台（1）通信连接。
3.如权利要求1所述的一种零件精密装配***，其特征在于：所述夹持器（8）为机械式夹爪或气动吸盘。
4.一种如权利要求1所述的一种零件精密装配三维误差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基本件固定在夹具（5）上，通过夹具（5）上的标定点（4）对水平摄像机（3）、竖直摄像机（7）进行标定，统一标定点（4）、水平摄像机（3）、竖直摄像机（7）三者的空间坐标系；
S2、夹持器（8）在装配滑块机构（9）的驱动下移动至待装配件的上方，移动摄像机（10）采集待装配件的图像，图像经图像处理模块（2）处理后传输至总控平台（1），总控平台（1）确定待装配件的位置和姿势；
S3、总控平台（1）向运动执行机构（13）发出驱动信号，运动执行机构（13）通过控制微调滑块机构（12）调整夹持器（8）的位置，直至夹持器（8）位于设定的夹持位置，夹持器（8）将待装配件夹起；
S4、夹持器（8）在装配滑块机构（9）的驱动下移动至基本件的上方，移动摄像机（10）采集基本件的图像，图像经图像处理模块（2）处理后传输至总控平台（1），总控平台（1）确定基本件的位置和姿势；
S5、总控平台（1）根据移动摄像机（10）与待装配件的相对位置，向运动执行机构（13）发出驱动信号，运动执行机构（13）通过控制微调滑块机构（12）调整夹持器（8）的位置，直至夹持器（8）位于设定的放件位置，夹持器（8）将待装配件放下，完成零件的装配；
S6、竖直摄像机（7）采集基本件和待装配件装配后的平面图像，水平摄像机（3）采集基本件和待装配件装配后的立面图像，平面图像和立面图像通过图像处理模块（2）处理后送入总控平台（1），总控平台（1）根据存储的装配零件尺寸，计算装配误差。
5.一种如权利要求4所述的一种零件精密装配三维误差测量方法，其特征在于：所述图像处理模块（2）处理图像的过程是图像预处理、图像阈值分割、图像形态学处理、边缘提取、闭合轮廓提取。
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