CN106670763B - 一种高精度自动组装机的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度自动组装机的计算方法，包括，机械手从待机位置运动到取料点拍照位置处，相机对物料进行拍照确定物料的具体位置以及偏移的旋转角度发送给机械手，机械手根据参数自动补正后取料；机械手运动到中间拍照处，相机对机械手上的物料拍照获取物料在机械手上相对目标参考位置的偏移量和偏移角度，获取的参数发送给机械手用于放料位置补正；机械手运动到放料点拍照位置，相机对放料点进行拍照获取放料点具体的位置，获取的参数发给机械手，之后由机械手计算出坐标并运动到具体的放料位置，结合之前中间拍照处的补正参数进行放料。通过上述方式，本发明能够通过高精度机械手运转，辅以工业相机来进行拍照定位，进而实现产品的高精度组装。

Description

一种高精度自动组装机的计算方法

技术领域

本发明涉及自动组装领域，特别是涉及一种高精度自动组装机的计算方法。

背景技术

组装工作最初是由人力去完成的，通过人手工工作去完成产品的组装。随着劳动力成本的上涨，人力价格不断上涨，企业生产成本也随之上涨。因为人力陈本的上涨，自动组装来代替人力的需求也越来越高。目前，工业生产中自动组装正得到越来越多的应用，目前市场上用到的自动组装主要是使用机械手臂运动到固定位置抓取物料摆放到需要安装的位置。这样来进行重复大量的工作。这样的生产方法大大的降低了人力的需求，同时，人长期重复同样动作的劳动会容易疲劳，这很可能导致产品质量下降，甚至引发生产事故。用机器代替人来进行组装可以很好的避免这些问题的发生。

传统的自动组装生产中，需要物料位置固定，安装位置也需要固定，同时组装的精度不高。这种生产方式在产品精度要求非常高的时候就很难实现。这个时候高精度自动组装机应运而生。高精度自动组装机是通过高精度机械手运转，辅以工业相机来进行拍照定位，进而实现产品的高精度组装。此外高精度组装，一般的生产工人手工组装很难达到产品需要的要求，同时生产效率远不如高精度组装机的生产效率。此外，取料点和放料点由于相机定位而不必需要严格的固定在某个点位或者工位上，只需要相机能够拍到目标的所在位置就可以进行工作，可以简化机构的设计。在组装高精度产品的时候，高精度组装机有着普通自动组装设备所无法比拟的优势。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高精度自动组装机的计算方法，通过高精度机械手运转，辅以工业相机来进行拍照定位，进而实现产品的高精度组装。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高精度自动组装机的计算方法，包括：

第一步，机械手从待机位置运动到取料点拍照位置处，相机对物料进行拍照确定物料所在的具体位置以及偏移的旋转角度发送给机械手，机械手根据参数自动补正后取料，取料后机械手向中间拍照处移动；

第二步，机械手运动到中间拍照处，相机对机械手上的物料拍照获取物料在机械手的夹爪或者吸嘴上相对目标参考位置的偏移量和偏移角度，获取的参数发送给机械手用于放料位置补正，机械手带着物料向放料点拍照位置移动；

第三步，机械手运动到放料点拍照位置，相机对放料点进行拍照获取放料点具体的位置，获取的参数发给机械手，之后由机械手计算出坐标并运动到具体的放料位置，结合之前中间拍照处的补正参数进行放料，放料完成后，整个物料组装过程完成。

需要用到的计算数据：

1、相机在取料点拍照位置拍照完成之后获取所需要抓取的物料的位置在相机视角当中的位置像素值。

2、相机在中间拍照处获取物料在夹爪或者吸嘴上的相对位置像素值。

3、相机在放料点拍照位置获取放料点在像素当中的具体位置像素值。

4、所述相机包括向上的固定相机和固定在机械手上的移动相机；采集固定相机与机械手之间坐标系转换关系，校准移动相机与机械手之间坐标系转换。

本发明的有益效果是：本发明通过将核心思路集成在一起，其他控制信号可以根据实际情况进行增减，设计人员只需要根据实际情况更改外部机构来进行扩展设计，进而降低设计难度；在实际使用中避免了使用者繁重的计算工作，使用者只需要获取最原始的相机像素数值，不必要再自己去计算转换成机械手的坐标值，通过算法自身的功能去实现自动转换成机械手的坐标值，避免了计算量过大的问题，缩短了设计周期；在产品的实际生产当中，如果出现问题需要重新校准，那么现场人员只需要重新运行自动校准程序，重新校准工作点位就可以很快的完成重新校准的工作，方便了现场人员的使用，缩短了修理时间，减少了由于修理时间过长而带来的生产上的损失。

附图说明

图1是本发明一种高精度自动组装机的计算方法中自动组装机的立体结构示意图。

附图中各部件的标记如下：1、机械手；2、固定相机；3、移动相机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

高精度自动组装机是借助高精度夹具，机械手以及工业相机等来实现高精度自动组装的。由于产品精度要求较高（0.1mm以下），所需要的夹具精度也需要很高（0.01mm级）。机械手本身重复定位误差0.02mm，工业相机一条像素的精度0.01mm。综上，组装的产品是可以达到0.1mm以下的精度的。

一种高精度自动组装机的计算方法，包括：

第一步，机械手1从待机位置运动到取料点拍照位置处，移动相机3对物料进行拍照确定物料所在的具体位置以及偏移的旋转角度发送给机械手，机械手根据参数自动补正后取料，取料后机械手向中间拍照处移动；

第二步，机械手运动到中间拍照处，固定相机2对机械手1上的物料拍照获取物料在机械手的夹爪或者吸嘴上相对目标参考位置的偏移量和偏移角度，获取的参数发送给机械手用于放料位置补正，机械手带着物料向放料点拍照位置移动；

第三步，机械手运动到放料点拍照位置，移动相机3对放料点进行拍照获取放料点具体的位置，获取的参数发给机械手，之后由机械手计算出坐标并运动到具体的放料位置，结合之前中间拍照处的补正参数进行放料，放料完成后，整个物料组装过程完成。

组装过程中需要收集的参数包括相机在取料点拍照位置拍照完成之后获取所需要抓取的物料的位置在相机视角当中的位置像素值。相机在中间拍照处获取物料在夹爪或者吸嘴上的相对位置像素值。相机在放料点拍照位置获取放料点在像素当中的具体位置像素值。所述相机包括向上的固定相机2和固定在机械手1上的移动相机3；需要获取固定相机2与机械手1之间坐标系转换关系，移动相机3与机械手1之间坐标系转换，坐标系之间的转换需要通过机械手本身的相机校准程序来进行校准。在实际设计当中，相机拍照的稳定性和校点是最关键的部分，相机拍照不能波动过大，校准的点位也要保证最贴近工作需求。这两点直接影响到产品制作的精度。设备上的夹具夹紧相机，相机等在工作过程当中要保证不能有松动，校准的点位不能有过大的偏差。

本发明通过将核心思路集成在一起，其他控制信号可以根据实际情况进行增减，设计人员只需要根据实际情况更改外部机构来进行扩展设计，降低设计难度；在实际使用中避免了使用者繁重的计算工作，使用者只需要获取最原始的相机像素数值，不必要再自己去计算转换成机械手的坐标值，通过算法自身的功能去实现自动转换成机械手的坐标值，避免了计算量过大的问题，缩短了设计周期；在产品的实际生产当中，如果出现问题需要重新校准，那么现场人员只需要重新运行自动校准程序，重新对点就可以很快的完成重新校准的工作，方便了现场人员的使用，缩短了修理时间，减少了由于修理时间过长而带来的生产上的损失。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种高精度自动组装机的计算方法，其特征在于，包括：

第一步，机械手从待机位置运动到取料点拍照位置处，相机对物料进行拍照，获取所需要抓取的物料的位置在相机视角当中的位置像素值，确定物料所在的具体位置以及偏移的旋转角度发送给机械手，机械手根据参数自动补正后取料，取料后机械手向中间拍照处移动；

第二步，机械手运动到中间拍照处，相机对机械手上的物料拍照，获取物料在夹爪或者吸嘴上的相对位置像素值，确定物料在机械手的夹爪或者吸嘴上相对目标参考位置的偏移量和偏移角度，获取的参数发送给机械手用于放料补正，机械手带着物料向放料点拍照位置移动；

第三步，机械手运动到放料点拍照位置，相机对放料点进行拍照，获取放料点在像素当中的具体位置像素值，确定放料点具体的位置，获取的参数发给机械手，之后由机械手运动到具体的放料位置，结合之前中间拍照处的补正参数进行放料，放料完成后，整个物料组装过程完成；

所述相机包括向上的固定相机和固定在机械手上的移动相机；采集固定相机与机械手之间坐标系转换关系，校准移动相机与机械手之间坐标系转换。