CN114140444A - 检测运动平台旋转精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精度检测技术领域，特别涉及检测运动平台旋转精度的方法，调整靶标检测图像处理算法；作九点宫格标定，统一运动平台和相机之间的关系；控制运动平台作正向、负向旋转运动，标定运动平台的机械旋转中心；根据得到的机械旋转中心坐标，控制运动平台围绕靶标作旋转运动；系统判断靶标的重复精度，如达到精度则完成检测流程，否则计算出机械旋转中心的修正值，并重复上一步骤。与现有技术相比，本发明的检测运动平台旋转精度的方法降低了对硬件辅件的依赖并避免二次机械误差，最大限度地避免图像处理上的误差；利用视觉引导运动平台进行特定的运动，将检测角度量转化为检测靶标的XY偏差量，使得运动平台旋转精度检测更稳定可靠。
Description
【技术领域】
本发明涉及精度检测技术领域，特别涉及检测运动平台旋转精度的方法。
【背景技术】
精密制造、精密装配需要精密的运动平台进行配合。运动平台根据结构可大致分为两大类：1、XYθ平台；2、UVW平台。各类平台最终可实现X、Y、θ三个自由度的运动。θ自由度运动，简称为旋转运动，是其中最为重要的一种运动方式。运动平台的旋转运动精度，成为运动平台生产商的重要技术指标，生产商在出厂运动平台前均要对运动平台的旋转精度进行检测。
现有技术中对运动平台的旋转精度检测手段一般有以下两种：
1、接触式方法：利用角度仪检测，这种方式需要加工测量辅件，因而带来额外的误差，检测结果精度偏低；
2、旧的视觉方法：将一标准边特征辅件放置在运动平台上，利用抓取直线的角度方法，测量出运动平台的旋转角度，而视觉抓取边特征的图像处理算法本身精度在0.0x度，因此未能达到更好的检测精度水平。
【发明内容】
为了克服上述问题，本发明提出一种可有效解决上述问题的检测运动平台旋转精度的方法。
本发明解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种检测运动平台旋转精度的方法，包括如下步骤：
步骤S1，调整靶标检测图像处理算法；
步骤S2，作九点宫格标定，统一运动平台和相机之间的关系；
步骤S3，控制运动平台作正向、负向旋转运动，标定运动平台的机械旋转中心；
步骤S4，根据步骤S3得到的机械旋转中心坐标，控制运动平台围绕靶标作旋转运动；
步骤S5，通过视觉系统判断靶标的重复精度，如达到精度则完成检测流程，否则计算出机械旋转中心的修正值，并重复步骤S4。
优选地，所述步骤S1中，包括如下步骤：
步骤S11，将面光源放置在距离运动平台机械旋转中心200mm范围内。
步骤S12，调整镜头使其聚焦，能清晰地观察到靶标；
步骤S13，配合调整光源亮度与相机参数，使得到清晰稳定的图像；
步骤S14，调整图像处理参数，使能准确得到靶标的坐标。
优选地，所述步骤S2中，包括如下步骤：
步骤S21，运动平台归回机械零位；
步骤S22，根据标定XY步长，控制运动平台做XY平移运动，并通过视觉子系统记录当前靶标像素坐标及当前的机械坐标；
步骤S23，根据九点宫格的九个视觉与运动坐标点对，进行相机坐标系与运动平台坐标系的统一。
优选地，所述步骤S3中，包括如下步骤：
步骤S31，运动平台归回零位，并记录靶标的坐标；
步骤S32，控制运动平台做正向旋转运动，并记录靶标的坐标；
步骤S33，控制运动平台做负向旋转运动，并记录靶标的坐标；
步骤S34，标定出运动平台的机械旋转中心。
优选地，所述步骤S4中，包括如下步骤：
步骤S41，运动平台归回零位，控制运动运动平台围绕靶标做正向旋转，记录靶标位置；
步骤S42，运动平台归回零位，控制运动平台围绕靶标做负向旋转，记录靶标位置。
优选地，所述步骤S5中，包括如下步骤：
步骤S51，比较运动平台围绕靶标做正向旋转后的靶标物理坐标与靶标原始物理坐标的偏差；
步骤S52，比较运动平台围绕靶标做负向旋转后的靶标物理坐标与靶标原始物理坐标的偏差；
步骤S53，检查偏差是否达到检测的精度要求。如达到，则检测流程结果；如未达到，计算出机械旋转中心的偏差以修正机械旋转中心，并重复步骤S4；
步骤S54，经过设定次数的重复步骤S4后，靶标的重复精度在一个像素之内，精度检测完成。
与现有技术相比，本发明的检测运动平台旋转精度的方法降低了对硬件辅件的依赖并避免二次机械误差，最大限度地避免图像处理上的误差；利用视觉引导运动平台进行特定的运动，将检测角度量转化为检测靶标的XY偏差量，使得运动平台旋转精度检测更稳定可靠。
【附图说明】
图1为本发明检测运动平台旋转精度的方法的总体流程图；
图2为本发明检测运动平台旋转精度的方法的步骤S1流程图；
图3为本发明检测运动平台旋转精度的方法的步骤S2流程图；
图4为本发明检测运动平台旋转精度的方法的步骤S3流程图；
图5为本发明检测运动平台旋转精度的方法的步骤S4流程图；
图6为本发明检测运动平台旋转精度的方法的步骤S5流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图6，本发明的检测运动平台旋转精度的方法，包括如下步骤：
步骤S1，调整靶标检测图像处理算法。
所述步骤S1中，包括如下步骤：
步骤S11，将面光源放置在距离运动平台机械旋转中心200mm范围内；一般的平台的坐标系计算旋转中心需要将产品吸附到旋转中心，此处表示的较远处即为产品偏心结构，一般远离旋转中心200mm范围内，不一定吸附在产品中心来进行校正；
步骤S12，调整镜头使镜头聚焦，能清晰地观察到靶标；
步骤S13，配合调整光源亮度与相机参数，使得到清晰稳定的图像；
步骤S14，调整图像处理参数，使能准确得到靶标的坐标。
步骤S2，作九点宫格标定，统一运动平台和相机之间的关系。
所述步骤S2中，包括如下步骤：
步骤S21，运动平台归回机械零位；
步骤S22，根据标定XY步长，控制运动平台做XY平移运动，并通过视觉子系统记录当前靶标像素坐标及当前的机械坐标；视觉系统是由相机、镜头、光源和图像采集配合图像处理的工控机构成的，运动机构带着相机移动到每个区域视为独立的视觉子系统，视觉子系统构成上跟视觉系统一致，比如把平面坐标分成4个象限，每个象限区域通过运动机构移动视觉系统执行拍照处理后，就变成一个视觉子系统区域；
步骤S23，根据九点宫格的九个视觉与运动坐标点对，进行相机坐标系与运动平台坐标系的统一。
步骤S3，控制运动平台作正向、负向旋转运动，标定运动平台的机械旋转中心。
所述步骤S3中，包括如下步骤：
步骤S31，运动平台归回零位，并记录靶标的坐标；
步骤S32，控制运动平台做正向旋转运动，并记录靶标的坐标；
步骤S33，控制运动平台做负向旋转运动，并记录靶标的坐标；
步骤S34，标定出运动平台的机械旋转中心。计算机械旋转中心的方式为，通过控制运动平台正方向移动、反方向移动和运动平台在原始位置时候，通过圆周上3点计算出圆周的中心，我们这里指的是大致的机械旋转中心，偏差一般置信区间在[0.01,0.3)之间，根据机械手或者执行机构的移动范围量来计算。
步骤S4，根据步骤S3得到的机械旋转中心坐标，控制运动平台围绕靶标作旋转运动。
所述步骤S4中，包括如下步骤：
步骤S41，运动平台归回零位，控制运动运动平台围绕靶标做正向旋转，记录靶标位置；
步骤S42，运动平台归回零位，控制运动平台围绕靶标做负向旋转，记录靶标位置。
步骤S5，通过视觉系统判断靶标的重复精度，如达到精度则完成检测流程，否则计算出机械旋转中心的修正值，并重复步骤S4。视觉系统和视觉子系统物理上构成为一致，我们将平面坐标分成多个象限，通过运动机构移动相机后，每个区域构成的一个小区域视为视觉子系统。修正值为偏差值，通过视觉系统获取图像处理靶标与靶标原始物理坐标的偏差，修正值＝新的图像处理靶标-原始图像处理靶标。
所述步骤S5中，包括如下步骤：
步骤S51，比较运动平台围绕靶标做正向旋转后的靶标物理坐标与靶标原始物理坐标的偏差；
步骤S52，比较运动平台围绕靶标做负向旋转后的靶标物理坐标与靶标原始物理坐标的偏差；
步骤S53，检查偏差是否达到检测的精度要求。如达到，则检测流程结果；如未达到，计算出机械旋转中心的偏差以修正机械旋转中心，并重复步骤S4；
步骤S54，经过设定次数的重复步骤S4后，靶标的重复精度应该在一个像素之内，精度检测完成；如未达到，则说明该运动平台的旋转结构存在问题，如装配精度未达到要求或机械零位未较准。
与现有技术相比，本发明的检测运动平台旋转精度的方法降低了对硬件辅件的依赖并避免二次机械误差，最大限度地避免图像处理上的误差；利用视觉引导运动平台进行特定的运动，将检测角度量转化为检测靶标的XY偏差量，使得运动平台旋转精度检测更稳定可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.检测运动平台旋转精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，调整靶标检测图像处理算法；
步骤S2，作九点宫格标定，统一运动平台和相机之间的关系；
步骤S3，控制运动平台作正向、负向旋转运动，标定运动平台的机械旋转中心；
步骤S4，根据步骤S3得到的机械旋转中心坐标，控制运动平台围绕靶标作旋转运动；
步骤S5，通过视觉系统判断靶标的重复精度，如达到精度则完成检测流程，否则计算出机械旋转中心的修正值，并重复步骤S4。
2.如权利要求1所述的检测运动平台旋转精度的方法，其特征在于，所述步骤S1中，包括如下步骤：
步骤S11，将面光源放置在距离运动平台机械旋转中心200mm范围内。
步骤S12，调整镜头使其聚焦，能清晰地观察到靶标；
步骤S13，配合调整光源亮度与相机参数，使得到清晰稳定的图像；
步骤S14，调整图像处理参数，使能准确得到靶标的坐标。
3.如权利要求1所述的检测运动平台旋转精度的方法，其特征在于，所述步骤S2中，包括如下步骤：
步骤S21，运动平台归回机械零位；
步骤S22，根据标定XY步长，控制运动平台做XY平移运动，并通过视觉子系统记录当前靶标像素坐标及当前的机械坐标；
步骤S23，根据九点宫格的九个视觉与运动坐标点对，进行相机坐标系与运动平台坐标系的统一。
4.如权利要求1所述的检测运动平台旋转精度的方法，其特征在于，所述步骤S3中，包括如下步骤：
步骤S31，运动平台归回零位，并记录靶标的坐标；
步骤S32，控制运动平台做正向旋转运动，并记录靶标的坐标；
步骤S33，控制运动平台做负向旋转运动，并记录靶标的坐标；
步骤S34，标定出运动平台的机械旋转中心。
5.如权利要求1所述的检测运动平台旋转精度的方法，其特征在于，所述步骤S4中，包括如下步骤：
步骤S41，运动平台归回零位，控制运动运动平台围绕靶标做正向旋转，记录靶标位置；
步骤S42，运动平台归回零位，控制运动平台围绕靶标做负向旋转，记录靶标位置。
6.如权利要求1所述的检测运动平台旋转精度的方法，其特征在于，所述步骤S5中，包括如下步骤：
步骤S51，比较运动平台围绕靶标做正向旋转后的靶标物理坐标与靶标原始物理坐标的偏差；
步骤S52，比较运动平台围绕靶标做负向旋转后的靶标物理坐标与靶标原始物理坐标的偏差；
步骤S53，检查偏差是否达到检测的精度要求。如达到，则检测流程结果；如未达到，计算出机械旋转中心的偏差以修正机械旋转中心，并重复步骤S4；
步骤S54，经过设定次数的重复步骤S4后，靶标的重复精度在一个像素之内，精度检测完成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116907343A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-20 | 广东凯福电子科技有限公司 | 一种机构运动精度视觉检测仪器及检测方法 |
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2021
- 2021-12-06 CN CN202111479327.8A patent/CN114140444A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116907343A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-20 | 广东凯福电子科技有限公司 | 一种机构运动精度视觉检测仪器及检测方法 |
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