CN110842517A - 电机轴视觉定位方法、基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统及方法 - Google Patents

电机轴视觉定位方法、基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统及方法 Download PDF

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Abstract

电机轴视觉定位方法、基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统及方法，涉及仪表装配技术领域。本发明是为了解决固定压装过程中，仪表电机轴存在偏差，导致电机轴与指针轴内壁摩擦不同，进而出现压力偏差较大导致的指针压装不准确的问题。本发明使用桁架机械手平台带动视觉相机，对每套仪表的电机轴进行图像采集，进而通过图像中的坐标来对电机轴进行精确定位。在基于以上电机轴的精准定位之后，再进行指针压装，避免了因电机轴定位不准问题而导致的电机轴与指针轴摩擦大的问题，使得压针装配更加稳定且准确。

Description

电机轴视觉定位方法、基于桁架机械手平台的仪表指针压装 系统及方法
技术领域
本发明属于仪表装配技术领域，尤其涉及仪表的指针压装。
背景技术
指针压装是汽车仪表装配中的重要过程，各生产企业均致力于研发一种最可靠的压装方式以保证装配质量。现有指针压装大多采用固定压装，即：认为每套仪表的电机轴位置完全一致，按照固定位置进行指针压装。随着主机厂对生产数据要求的逐渐提升，固定位置压装方式会导致压力偏差较大，无法满足主机厂要求。出现这种问题的原因在于：每套仪表的电机轴存在微小偏差，此偏差将导致电机轴与指针轴内壁在压装过程中的摩擦不同，从而导致压力偏差大，最终使得指针压装位置不准确。
发明内容
本发明是为了解决固定压装过程中，仪表电机轴存在偏差，导致电机轴与指针轴内壁摩擦不同，进而出现压力偏差较大导致的指针压装不准确的问题，现提供电机轴视觉定位方法、基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统及方法。
电机轴视觉定位方法，包括以下步骤：
步骤一：采集装配有电机的仪表盘图像，
步骤二：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
步骤三：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，
步骤四：对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
步骤五：判断电机轴区域是否为完整的圆形，是则执行步骤六，否则判定当前工件不合格，结束定位，
步骤六：判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，是则执行步骤七，否则判定当前工件不合格，结束定位，
步骤七：获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，完成电机轴定位。
基于桁架机械手平台的仪表指针压装方法，包括以下步骤：
步骤一：采集装配有电机的仪表盘图像，
步骤二：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
步骤三：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，
步骤四：对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
步骤五：判断电机轴区域是否为完整的圆形，是则执行步骤六，否则判定当前工件不合格，结束压装，
步骤六：判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，是则执行步骤七，否则判定当前工件不合格，结束压装，
步骤七：获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，
步骤八：将电机轴中心点坐标与标准仪表盘图片中的电机轴中心坐标做差，获得偏差值，
步骤九：利用步骤八获得的偏差值与标准仪表盘图片中的指针坐标获得实际指针坐标，
步骤十：驱动桁架机械手平台按照实际指针坐标对仪表指针进行压装。
基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统，包括以下模块：
采集模块：采集装配有电机的仪表盘图像，
截取模块：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
图像处理模块：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
完整度判断模块：判断电机轴区域是否为完整的圆形，直径判断模块：当电机轴区域为完整的圆形时，判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，
电机轴定位模块：当电机轴区域的直径在电机轴标准直径范围内时，获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，
结束单元：当电机轴区域为非完整的圆形、或电机轴区域的直径不在电机轴标准直径范围内时，系统结束工作，
偏差计算单元：将电机轴中心点坐标与标准仪表盘图片中的电机轴中心坐标做差，获得偏差值，
指针坐标获取单元：利用偏差计算单元获取的偏差值与标准仪表盘图片中的指针坐标获得实际指针坐标，
压装单元：驱动桁架机械手平台按照实际指针坐标对仪表指针进行压装。
由于塑料件偏差、装配累计误差和印制板位置偏差造成的每套仪表电机轴存在偏差。本发明使用桁架机械手平台带动视觉相机，对每套仪表的电机轴进行图像采集，进而通过图像中的坐标来对电机轴进行精确定位。
在基于以上电机轴的精准定位之后，再进行指针压装，避免了因电机轴定位不准问题而导致的电机轴与指针轴摩擦大的问题，使得压针装配更加稳定且准确。
附图说明
图1为仪表盘图像；
图2为截取图像；
图3为黑白化处理后的图像；
图4为反差处理后的图像；
图5为具体实施方式一所述的电机轴视觉定位方法的流程图；
图6为具体实施方式二所述的基于桁架机械手平台的仪表指针压装方法的流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1至5具体说明本实施方式，本实施方式所述的电机轴视觉定位方法，包括以下步骤：
步骤01：读取上一工站信息，若上一工站信息为合格，则执行步骤02，否则结束定位，
步骤02：利用桁架机械手带动电机至装配位置，完成装配，然后开始定位工作，即执行步骤一，具体如下：
步骤一：采用桁架机械手带动视觉相机来采集装配有电机的仪表盘图像，如图1，
步骤二：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，如图2，
步骤三：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，如图3，
步骤四：对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，如图4，
步骤五：判断电机轴区域是否为完整的圆形，是则执行步骤六，否则判定当前工件不合格，结束定位，进行故障报警，
步骤六：判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，是则执行步骤七，否则判定当前工件不合格，结束定位，进行故障报警，
步骤七：获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，完成电机轴定位。
由于塑料件偏差、装配累计误差和印制板位置偏差造成的每套仪表电机轴存在偏差。本实施方式使用桁架机械手平台带动视觉相机，对每套仪表的电机轴进行图像采集，进而通过图像中的坐标来对电机轴进行精确定位。
具体实施方式二：参照图1、2、3、4和6具体说明本实施方式，本实施方式所述的4、基于桁架机械手平台的仪表指针压装方法，包括以下步骤：
步骤01：读取上一工站信息，若上一工站信息为合格，则执行步骤02，否则结束定位，
步骤02：利用桁架机械手带动电机至装配位置，完成装配，然后开始压装工作，即执行步骤一，具体如下：
步骤一：采用桁架机械手带动视觉相机来采集装配有电机的仪表盘图像，如图1，
步骤二：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，如图2，
步骤三：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，如图3，
步骤四：对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，如图4，
步骤五：判断电机轴区域是否为完整的圆形，是则执行步骤六，否则判定当前工件不合格，结束压装，进行故障报警，
步骤六：判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，是则执行步骤七，否则判定当前工件不合格，结束压装，进行故障报警，
步骤七：获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，
步骤八：将电机轴中心点坐标与标准仪表盘图片中的电机轴中心坐标做差，获得偏差值，
步骤九：利用步骤八获得的偏差值与标准仪表盘图片中的指针坐标获得实际指针坐标，
步骤十：驱动桁架机械手平台按照实际指针坐标对仪表指针进行压装。
本实施方式在基于电机轴的精准定位之后，再进行指针压装，避免了因电机轴定位不准问题而导致的电机轴与指针轴摩擦大的问题，使得压针装配更加稳定且准确。
具体实施方式三：参照图1至图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统，包括以下模块：
采集模块：采集装配有电机的仪表盘图像，
截取模块：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
图像处理模块：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
完整度判断模块：判断电机轴区域是否为完整的圆形，直径判断模块：当电机轴区域为完整的圆形时，判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，
电机轴定位模块：当电机轴区域的直径在电机轴标准直径范围内时，获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，
结束单元：当电机轴区域为非完整的圆形、或电机轴区域的直径不在电机轴标准直径范围内时，系统结束工作，
偏差计算单元：将电机轴中心点坐标与标准仪表盘图片中的电机轴中心坐标做差，获得偏差值，
指针坐标获取单元：利用偏差计算单元获取的偏差值与标准仪表盘图片中的指针坐标获得实际指针坐标，
压装单元：驱动桁架机械手平台按照实际指针坐标对仪表指针进行压装。
进一步的，还包括以下单元：
读取上一工站信息，
当上一工站信息为合格时，利用桁架机械手带动电机至装配位置，然后驱动采集模块工作，
当上一工站信息为不合格时，系统结束工作。
进一步的，结束单元中系统结束工作后启动报警单元进行故障报警。

Claims (9)

1.电机轴视觉定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采集装配有电机的仪表盘图像，
步骤二：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
步骤三：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，
步骤四：对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
步骤五：判断电机轴区域是否为完整的圆形，是则执行步骤六，否则判定当前工件不合格，结束定位，
步骤六：判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，是则执行步骤七，否则判定当前工件不合格，结束定位，
步骤七：获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，完成电机轴定位。
2.根据权利要求1所述的电机轴视觉定位方法，其特征在于，在步骤一前还包括以下步骤：
步骤01：读取上一工站信息，若上一工站信息为合格，则执行步骤02，否则结束定位，
步骤02：利用桁架机械手带动电机至装配位置，完成装配。
3.根据权利要求1或2所述的电机轴视觉定位方法，其特征在于，步骤五和步骤六中，判定当前工件不合格之后，进行故障报警。
4.基于桁架机械手平台的仪表指针压装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采集装配有电机的仪表盘图像，
步骤二：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
步骤三：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，
步骤四：对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
步骤五：判断电机轴区域是否为完整的圆形，是则执行步骤六，否则判定当前工件不合格，结束压装，
步骤六：判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，是则执行步骤七，否则判定当前工件不合格，结束压装，
步骤七：获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，
步骤八：将电机轴中心点坐标与标准仪表盘图片中的电机轴中心坐标做差，获得偏差值，
步骤九：利用步骤八获得的偏差值与标准仪表盘图片中的指针坐标获得实际指针坐标，
步骤十：驱动桁架机械手平台按照实际指针坐标对仪表指针进行压装。
5.根据权利要求4所述的基于桁架机械手平台的仪表指针压装方法，其特征在于，在步骤一前还包括以下步骤：
步骤01：读取上一工站信息，若上一工站信息为合格，则执行步骤02，否则结束压装，
步骤02：利用桁架机械手带动电机至装配位置，完成装配。
6.根据权利要求4所述的基于桁架机械手平台的仪表指针压装方法，其特征在于，步骤五和步骤六中，判定当前工件不合格之后，进行故障报警。
7.基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统，其特征在于，包括以下模块：
采集模块：采集装配有电机的仪表盘图像，
截取模块：以仪表盘图像中的电机轴为圆心，用给定半径画圆，并将所画圆范围内的图像截取出来，获得截取图像，
图像处理模块：对截取图像进行黑白化处理，获得电机轴区域为黑色的处理后图像，对处理后图像进行反差处理，使电机轴区域为白色，
完整度判断模块：判断电机轴区域是否为完整的圆形，直径判断模块：当电机轴区域为完整的圆形时，判断电机轴区域的直径是否在电机轴标准直径范围内，
电机轴定位模块：当电机轴区域的直径在电机轴标准直径范围内时，获取电机轴区域的圆心坐标，作为电机轴中心点坐标，
结束单元：当电机轴区域为非完整的圆形、或电机轴区域的直径不在电机轴标准直径范围内时，系统结束工作，
偏差计算单元：将电机轴中心点坐标与标准仪表盘图片中的电机轴中心坐标做差，获得偏差值，
指针坐标获取单元：利用偏差计算单元获取的偏差值与标准仪表盘图片中的指针坐标获得实际指针坐标，
压装单元：驱动桁架机械手平台按照实际指针坐标对仪表指针进行压装。
8.根据权利要求7所述的基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统，其特征在于，还包括以下单元：
读取上一工站信息，
当上一工站信息为合格时，利用桁架机械手带动电机至装配位置，然后驱动采集模块工作，
当上一工站信息为不合格时，系统结束工作。
9.根据权利要求7或8所述的基于桁架机械手平台的仪表指针压装系统，其特征在于，结束单元中系统结束工作后启动报警单元进行故障报警。
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