CN112561999B - 一种贴框设备精准贴合方法及贴框设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种贴框设备精准贴合方法，按以下步骤进行：步骤1，设备上电，机械手自动复位；步骤2，人工取显示屏，扫描标签码，放入送料架，扫描机壳工装组件上二维码；步骤3，互锁机构检测机壳互锁情况；步骤4，工装组件放入升降台，双手按下启动键；步骤5，升降台将工装组件升起，靠近标定相机；步骤6，标定相机对机壳位置拍照记录；步骤7，机械手吸起显示屏；步骤8，机械手移至拍照位置；步骤9，标定相机对显示屏位置拍照记录；步骤10，标定模块进行特征位置标定；步骤11，贴合计算模块进行位置补偿计算；步骤12，执行模块对机械手进行微调补偿。本发明采用创新的标定算法，实现多相机标定功能，达到了高精度贴合品质。

Description

一种贴框设备精准贴合方法及贴框设备
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种贴框设备精准贴合方法及贴框设备。
背景技术
随着汽车行业的发展，汽车领域对设备的要求越来越高，产品迭代更新非常快。针对多样的导航产品、车载屏幕产品的高精度组装，如何设计一个复合型贴合设备及实现精准贴合方法，是公司的重中之重。
现有的贴合设备存在以下缺陷：
(1)多相机标定，不能通过普通的标定方法来实现；
(2)机械手无法吸取产品的绝对中心，产品多样性受限制；
(3)机械空间无法按正常的标定方式标定相机。
针对这些问题，我们发明了一种贴框设备精准贴合方法及贴框设备。
发明内容
本发明的发明目的在于解决现有的贴合设备，存在多相机标定，不能通过普通的标定方法来实现，机械手无法吸取产品的绝对中心，产品多样性受限制，机械空间无法按正常的标定方式标定相机的问题。其具体解决方案如下：
一种贴框设备精准贴合方法，按照以下步骤进行：
步骤1，设备上电，机械手自动复位，设备处在待机状态；
步骤2，人工取显示屏，扫描显示屏标签码，将显示屏放入送料架，再扫描机壳工装组件上的产品二维码；
步骤3，互锁机构检测机壳互锁情况；
步骤4，工装组件放入升降台上并固定，机壳到位，双手按下启动键；
步骤5，升降台将工装组件升起，使机壳靠近标定相机；
步骤6，标定相机对机壳位置拍照记录；
步骤7，机械手移至取屏位置吸起显示屏；
步骤8，机械手移至拍照位置；
步骤9，标定相机移至拍照位置对显示屏位置拍照记录；
步骤10，拍照完，标定模块进行特征位置标定；
步骤11，贴合计算模块进行位置补偿计算；
步骤12，控制模块，控制执行模块对机械手进行微调补偿；
步骤13，通过标定相机对微调补偿后机械手进行拍照确认；
步骤14，判断补偿符合要求否，如果符合要求则下一步，如果不符合要求，则转步骤11；
步骤15，机械手对准工装组件中的机壳进行贴合，将显示屏贴于机壳指定位置；
步骤16，机械手返回待机位；
步骤17，对机壳产品进行拍照确认，合格则循环步骤2至17，不合格则转入返工工序。
进一步地，步骤10中所述标定模块按照以下步骤进行特征位置标定：
步骤10.1，标定多个标定相机的安装方向；
步骤10.2，计算长度换算系数；
步骤10.3，计算多个标定相机间的坐标关系；
步骤10.4，记录标准样机特征点的实际位置坐标，得到标定结果。
进一步地，步骤10.1中所述标定多个标定相机的安装方向的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.1.1，拍摄参照物，获取特征点的第一次像素坐标；
步骤10.1.2，沿X、Y方向移动参照物；
步骤10.1.3，拍摄参照物，获取特征点的第二次像素坐标；
步骤10.1.4，得出各个标定相机特征点移动前、后的像素偏移量；
步骤10.1.5，若各个标定相机特征点像素偏移量相同，则安装方向一致。
进一步地，步骤10.2中所述计算长度换算系数的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.2.1，拍摄参照物，获取特征点的像素坐标；
步骤10.2.2，确定机械手的实际坐标；
步骤10.2.3，根据参照物的长宽尺寸、机械手的实际坐标、特征点的像素坐标，计算出长度换算系数。
进一步地，步骤10.3中所述计算多个标定相机间的坐标关系的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.3.1,根据各个相机的分辨率得到图像中心像素坐标；
步骤10.3.2,根据图像中心像素坐标、特征点像素坐标，算出各个特征点相对于图像中心的像素偏移；
步骤10.3.3，根据换算系数及像素偏移，折算出各个特征点相对于机械手的实际偏移距离，得到各个标定相机间的坐标关系。
进一步地，步骤10.4中所述得到标定结果的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.4.1，拍摄标准样机的特征点，获取其像素坐标；
步骤10.4.2，通过像素坐标、长度换算系数和标定相机间的坐标关系，获得特征点相对于机械手的实际位置坐标；
步骤10.4.3，保存标准样机特征点的实际位置坐标，得到标定结果。
一种贴框设备，用于执行上述一种贴框设备精准贴合方法，包括设于设备架上的升降台，设于升降台上的工装组件，工装组件中的机壳，设于机壳上方的设备架上的送料架，放于送料架中的显示屏，显示屏上方的机械手，设于设备架上部的多个标定相机，设于设备架内的控制机构，与控制机构电连接的扫码器，控制机构分别与升降台、送料架、机械手、标定相机电连接。
进一步地，所述工装组件上设有锁定机壳的机构，所述升降台上设有锁定工装组件的机构。
进一步地，所述送料架包括贴料安置板和使贴料安置板移动的传动机构，所述机械手包括机械臂，与机械臂连动的三维转动机构，设于机械臂端头的吸合嘴，所述标定相机设于可移动的相机支架上。
进一步地，所述控制机构包括控制模块，分别与控制模块电连接的标定模块、贴合计算模块、执行模块。
综上所述，采用本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明解决了现有的贴合设备，存在多相机标定，不能通过普通的标定方法来实现，机械手无法吸取产品的绝对中心，产品多样性受限制，机械空间无法按正常的标定方式标定相机的问题。本发明克服了设备硬件的限制，采用创新的标定算法，通过拍摄机壳及显示屏的特征点位置，经过长度换算系数、特征点的实际位置坐标转换，实现多相机标定功能，达到了高精度贴合品质。本发明具有以下优点：
1)兼容多个标定相机,空间紧凑的机构设计；
2)产品兼容性好：
兼容尺寸最大为:1000*300*150mm，最小为:400*100*50mm；
3)贴合精度可达：±0.1mm。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种贴框设备精准贴合方法的步骤图；
图2为本发明的标定模块进行特征位置标定的步骤图；
图3为本发明的标定多个标定相机的安装方向的方法步骤图；
图4为本发明的计算长度换算系数的方法的步骤图；
图5为本发明的计算多个标定相机间的坐标关系的方法的步骤图；
图6为本发明的得到标定结果的方法的步骤图；
图7为本发明一种贴框设备的方框图；
图8为本发明的控制机构的方框图；
图9为本发明一种贴框设备的结构图；
图10为本发明一种贴框设备的侧视图。
附图标记说明：
10-设备架，20-升降台，30-工装组件，40-机壳，50-送料架，60-显示屏，70-机械手，80-标定相机，90-控制机构，91-控制模块，92-标定模块，93-贴合计算模块，94-执行模块，100-扫码器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种贴框设备精准贴合方法，按照以下步骤进行：
步骤S1，设备上电，机械手自动复位，设备处在待机状态；
步骤S2，人工取显示屏，扫描显示屏标签码，将显示屏放入送料架，再扫描机壳工装组件上的产品二维码；
步骤S3，互锁机构检测机壳互锁情况；
步骤S4，工装组件放入升降台上并固定，机壳到位，双手按下启动键；
步骤S5，升降台将工装组件升起，使机壳靠近标定相机；
步骤S6，标定相机对机壳位置拍照记录；
步骤S7，机械手移至取屏位置吸起显示屏；
步骤S8，机械手移至拍照位置；
步骤S9，标定相机移至拍照位置对显示屏位置拍照记录；
步骤S10，拍照完，标定模块进行特征位置标定；
步骤S11，贴合计算模块进行位置补偿计算；
步骤S12，控制模块，控制执行模块对机械手进行微调补偿；
步骤S13，通过标定相机对微调补偿后机械手进行拍照确认；
步骤S14，判断补偿符合要求否，如果符合要求则下一步，如果不符合要求，则转步骤S11；
步骤S15，机械手对准工装组件中的机壳进行贴合，将显示屏贴于机壳指定位置；
步骤S16，机械手返回待机位；
步骤S17-1，对机壳产品进行拍照确认，合格则循环步骤S2至S17，不合格则S17-2，转入返工工序。
如图2所示，步骤S10中标定模块按照以下步骤进行特征位置标定：
步骤S10.1，标定多个标定相机的安装方向；
步骤S10.2，计算长度换算系数；
步骤S10.3，计算多个标定相机间的坐标关系；
步骤S10.4，记录标准样机特征点的实际位置坐标，得到标定结果。
如图3所示，步骤S10.1中标定多个标定相机的安装方向的方法，按照以下步骤进行：
步骤S10.1.1，拍摄参照物，获取特征点的第一次像素坐标；
步骤S10.1.2，沿X、Y方向移动参照物；
步骤S10.1.3，拍摄参照物，获取特征点的第二次像素坐标；
步骤S10.1.4，得出各个标定相机特征点移动前、后的像素偏移量；
步骤S10.1.5，若各个标定相机特征点像素偏移量相同，则安装方向一致。
如图4所示，步骤S10.2中计算长度换算系数的方法，按照以下步骤进行：
步骤S10.2.1，拍摄参照物，获取特征点的像素坐标；
步骤S10.2.2，确定机械手的实际坐标；
步骤S10.2.3，根据参照物的长宽尺寸、机械手的实际坐标、特征点的像素坐标，计算出长度换算系数。
如图5所示，步骤S10.3中计算多个标定相机间的坐标关系的方法，按照以下步骤进行：
步骤S10.3.1,根据各个相机的分辨率得到图像中心像素坐标；
步骤S10.3.2,根据图像中心像素坐标、特征点像素坐标，算出各个特征点相对于图像中心的像素偏移；
步骤S10.3.3，根据换算系数及像素偏移，折算出各个特征点相对于机械手的实际偏移距离，得到各个标定相机间的坐标关系。
如图6所示，步骤S10.4中得到标定结果的方法，按照以下步骤进行：
步骤S10.4.1，拍摄标准样机的特征点，获取其像素坐标；
步骤S10.4.2，通过像素坐标、长度换算系数和标定相机间的坐标关系，获得特征点相对于机械手的实际位置坐标；
步骤S10.4.3，保存标准样机特征点的实际位置坐标，得到标定结果。
如图7至10所示，一种贴框设备，用于执行上述一种贴框设备精准贴合方法，包括设于设备架上的升降台，设于升降台上的工装组件，工装组件中的机壳，设于机壳上方的设备架上的送料架，放于送料架中的显示屏，显示屏上方的机械手，设于设备架上部的多个标定相机，设于设备架内的控制机构，与控制机构电连接的扫码器，控制机构分别与升降台、送料架、机械手、标定相机电连接。
进一步地，工装组件上设有锁定机壳的机构，升降台上设有锁定工装组件的机构。
进一步地，送料架包括贴料安置板和使贴料安置板移动的传动机构，机械手包括机械臂，与机械臂连动的三维转动机构，设于机械臂端头的吸合嘴，标定相机设于可移动的相机支架上。
进一步地，控制机构包括控制模块，分别与控制模块电连接的标定模块、贴合计算模块、执行模块。
综上所述，采用本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明解决了现有的贴合设备，存在多相机标定，不能通过普通的标定方法来实现，机械手无法吸取产品的绝对中心，产品多样性受限制，机械空间无法按正常的标定方式标定相机的问题。本发明克服了设备硬件的限制，采用创新的标定算法，通过拍摄机壳及显示屏的特征点位置，经过长度换算系数、特征点的实际位置坐标转换，实现多相机标定功能，达到了高精度贴合品质。本发明具有以下优点：
1)兼容多个标定相机,空间紧凑的机构设计；
2)产品兼容性好：
兼容尺寸最大为:1000*300*150mm，最小为:400*100*50mm；
3)贴合精度可达：±0.1mm。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种贴框设备精准贴合方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
步骤1，设备上电，机械手自动复位，设备处在待机状态；
步骤2，人工取显示屏，扫描显示屏标签码，将显示屏放入送料架，再扫描机壳工装组件上的产品二维码；
步骤3，互锁机构检测机壳互锁情况；
步骤4，工装组件放入升降台上并固定，机壳到位，双手按下启动键；
步骤5，升降台将工装组件升起，使机壳靠近标定相机；
步骤6，标定相机对机壳位置拍照记录；
步骤7，机械手移至取屏位置吸起显示屏；
步骤8，机械手移至拍照位置；
步骤9，标定相机移至拍照位置对显示屏位置拍照记录；
步骤10，拍照完，标定模块进行特征位置标定；
步骤11，贴合计算模块进行位置补偿计算；
步骤12，控制模块，控制执行模块对机械手进行微调补偿；
步骤13，通过标定相机对微调补偿后机械手进行拍照确认；
步骤14，判断补偿符合要求否，如果符合要求则下一步，如果不符合要求，则转步骤11；
步骤15，机械手对准工装组件中的机壳进行贴合，将显示屏贴于机壳指定位置；
步骤16，机械手返回待机位；
步骤17，对机壳产品进行拍照确认，合格则循环步骤2至17，不合格则转入返工工序；
步骤10中所述标定模块按照以下步骤进行特征位置标定：
步骤10.1，标定多个标定相机的安装方向；
步骤10.2，计算长度换算系数；
步骤10.3，计算多个标定相机间的坐标关系；
步骤10.4，记录标准样机特征点的实际位置坐标，得到标定结果；
步骤10.1中所述标定多个标定相机的安装方向的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.1.1，拍摄参照物，获取特征点的第一次像素坐标；
步骤10.1.2，沿X、Y方向移动参照物；
步骤10.1.3，拍摄参照物，获取特征点的第二次像素坐标；
步骤10.1.4，得出各个标定相机特征点移动前、后的像素偏移量；
步骤10.1.5，若各个标定相机特征点像素偏移量相同，则安装方向一致；
步骤10.2中所述计算长度换算系数的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.2.1，拍摄参照物，获取特征点的像素坐标；
步骤10.2.2，确定机械手的实际坐标；
步骤10.2.3，根据参照物的长宽尺寸、机械手的实际坐标、特征点的像素坐标，计算出长度换算系数；
步骤10.3中所述计算多个标定相机间的坐标关系的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.3.1,根据各个相机的分辨率得到图像中心像素坐标；
步骤10.3.2,根据图像中心像素坐标、特征点像素坐标，算出各个特征点相对于图像中心的像素偏移；
步骤10.3.3，根据换算系数及像素偏移，折算出各个特征点相对于机械手的实际偏移距离，得到各个标定相机间的坐标关系；
步骤10.4中所述得到标定结果的方法，按照以下步骤进行：
步骤10.4.1，拍摄标准样机的特征点，获取其像素坐标；
步骤10.4.2，通过像素坐标、长度换算系数和标定相机间的坐标关系，获得特征点相对于机械手的实际位置坐标；
步骤10.4.3，保存标准样机特征点的实际位置坐标，得到标定结果。
2.一种贴框设备，用于执行权利要求1所述一种贴框设备精准贴合方法，其特征在于：包括设于设备架上的升降台，设于升降台上的工装组件，工装组件中的机壳，设于机壳上方的设备架上的送料架，放于送料架中的显示屏，显示屏上方的机械手，设于设备架上部的多个标定相机，设于设备架内的控制机构，与控制机构电连接的扫码器，控制机构分别与升降台、送料架、机械手、标定相机电连接。
3.根据权利要求2所述一种贴框设备，其特征在于：所述工装组件上设有锁定机壳的机构，所述升降台上设有锁定工装组件的机构。
4.根据权利要求2所述一种贴框设备，其特征在于：所述送料架包括贴料安置板和使贴料安置板移动的传动机构，所述机械手包括机械臂，与机械臂连动的三维转动机构，设于机械臂端头的吸合嘴，所述标定相机设于可移动的相机支架上。
5.根据权利要求2所述一种贴框设备，其特征在于：所述控制机构包括控制模块，分别与控制模块电连接的标定模块、贴合计算模块、执行模块。
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