CN114248085A - 基于机器视觉的中心定位装配装置及装配方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于机器视觉的中心定位装配装置及装配方法，包括：中心定位基座、水平定位单元、识别单元和抓取单元；水平定位单元设置为两个并相对布置在中心定位基座的两侧；中心定位基座的上端面设置有至少两个定位销；定位销用于插接入基准零件下端面的定位销孔内，定位销孔设置为对应多个，定位销孔沿基准零件的几何中心线的周向均匀分布；识别单元用于获取基准零件上端面和待装配零件上端面的几何中心点；抓取单元用于根据几何中心点依次抓取基准零件和待装配零件。本申请解决了相关技术中盒体类零件装配工装适应的零件类型比较单一，且对于装配精度要求高的零件，系统相应的配置条件和成本要求也更高的问题。

Description

基于机器视觉的中心定位装配装置及装配方法

技术领域

本申请涉及盒类零件装配技术领域，具体而言，涉及一种基于机器视觉的中心定位装配装置及装配方法。

背景技术

盒体类零件一般为从下往上依次堆叠的装配方式，针对盒体类零件的批量装配作业，采用人手进行装配的方法，存在装配效率低，产品装配一致性差的问题。而采用目前市场上常见的半自动或全自动的装配方法，往往适应的零件类型比较单一，且对于装配精度要求高的零件，需要系统对盒体类零件装配前的位置和装配时的位置进行精准的识别和判断，导致系统相应的配置条件和成本要求也更高，总体经济效益低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于机器视觉的中心定位装配装置及装配方法，以解决相关技术中盒体类零件装配工装适应的零件类型比较单一，且对于装配精度要求高的零件，系统相应的配置条件和成本要求也更高，总体经济效益低的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种基于机器视觉的中心定位装配装置，该基于机器视觉的中心定位装配装置包括：中心定位基座、水平定位单元、识别单元和抓取单元；其中，

所述水平定位单元至少设置为两个并相对布置在所述中心定位基座的两侧，两个所述水平定位单元可朝向或背离所述中心定位基座移动；

所述中心定位基座的上端面设置有至少两个定位销，所述定位销的轴线都位于同一圆柱面上；

所述定位销用于插接入基准零件下端面的定位销孔内，所述定位销孔至少设置为与所述定位销对应数量，所述定位销孔沿基准零件的几何中心线的周向均匀分布；

所述识别单元用于获取基准零件上端面和待装配零件上端面的几何中心点；

所述抓取单元用于根据所述几何中心点依次抓取基准零件和待装配零件，并先将基准零件装配至所述中心定位基座上，使所述定位销分别插接入所述定位销孔内，再将待装配零件装配至基准零件上。

进一步的，定位销包括从上至下依次分布的小径段和大径段，所述小径段和所述大径段同轴设置；

所述定位销孔内具有分别与所述小径段和所述大径段匹配的小径部和大径部。

进一步的，小径段和所述大径段的直径差值等于所述抓取单元在将基准零件移动到所述定位销上时的位置容差度；

所述位置容差度为所述抓取单元将基准零件抓取至所述定位销上时，定位销的轴线与定位销孔的轴线之间的最大水平误差值。

进一步的，水平定位单元包括定位导向柱、滑块和随行定位块；

所述定位导向柱水平设于所述中心定位基座的两侧，所述滑块滑动设于所述定位导向柱上并可锁定；

所述随行定位块固定在所述滑块上，所述随行定位块可随所述滑块朝向所述中心定位基座移动。

进一步的，随行定位块用于对所述基准零件的固定；

所述随行定位块朝向所述中心定位基座的一端设置顶压凸起。

进一步的，中心定位基座的两侧设置有限位销，所述限位销用于限制所述滑块朝向所述中心定位基座移动的最大位移。

进一步的，中心定位基座上设置有上料感应装置，用于检测所述中心定位基座上是否放置有基准零件和/或待装配零件。

根据本申请的另一方面，提供一种基于机器视觉的中心定位装配方法，使用上述的基于机器视觉的中心定位装配装置，包括如下步骤：

S1，获取定位坐标值；

所述定位坐标值为各个定位销的轴线共同所在的圆柱体的中轴线所在的X坐标值和Y坐标值；

S2，获取基准坐标值；

所述基准坐标值为基准零件上端面的几何中心点的坐标值；

S3，由抓取单元抓取基准零件并将其移动至所述中心定位基座的上方；

在步骤S3中，移动基准零件使所述基准坐标值和所述定位坐标值的X值和Y值相同；

S4，将基准零件放置在中心定位基座上，并使中心定位基座上的定位销插设在基准零件的定位销孔内；

S5，控制水平定位单元朝向基准零件移动并顶压在基准零件的两侧；

S6，获取待装配零件坐标值；

所述待装配零件坐标值为待装配零件上端面的几何中心点的坐标值；

S7，由抓取单元抓取待装配零件并将其移动至基准零件的上方；

在步骤S7中，移动待装配零件使所述待装配零件坐标值的和所述定位坐标值的X值和Y值相同；

S8，将待装配零件下压装配至基准零件上。

进一步的，获取基准坐标值具体为：

识别基准零件并确定基准零件的高度信息；

获取基准零件的上端面的图像信息；

获取所述图像信息的边缘轮廓；

基于所述边缘轮廓确定基准零件上端面的几何中心点；

获取所述几何中心点的坐标值；

根据所述高度信息和所述所述几何中心点的坐标值确定所述基准坐标值。

进一步的，由抓取单元抓取基准零件并将其移动至所述中心定位基座的上方；移动基准零件使所述基准坐标值的和所述定位坐标值的X值和Y值相同，具体为：

根据所述基准坐标值确定基准零件的抓取位置；

根据所述基准坐标值和所述定位坐标值确定基准零件的运动路径；

所述运动路径的起点为所述基准坐标值中X值和Y值的交点，终点为所述定位坐标值中X值和Y值的交点；

由抓取单元根据所述抓取位置抓取基准零件，并将基准零件从所述运动路径的起点移动至终点。

在本申请实施例中，通过设置中心定位基座、水平定位单元、识别单元和抓取单元；其中，水平定位单元至少设置为两个并相对布置在中心定位基座的两侧，两个水平定位单元可朝向或背离中心定位基座移动；中心定位基座的上端面设置有至少两个定位销，定位销的轴线都位于同一圆柱面上，并将圆柱面分均等分；定位销用于插接入基准零件下端面的定位销孔内，定位销孔设置为对应多个，定位销孔沿基准零件的几何中心线的周向均匀分布；识别单元用于获取基准零件上端面和待装配零件上端面的几何中心点；抓取单元用于根据几何中心点依次抓取基准零件和待装配零件，先将基准零件装配至中心定位基座上，并使各个定位销分别插接入定位销孔内，再将待装配零件装配至基准零件上。本申请利用多个定位销的轴线所在的圆柱面的几何中心线作为基准零件和待装配零件的定位点，并采用识别单元确定基准零件和待装配零件的几何中心点，按照定位点和零件的几何中心点确定运动路径，再由抓取单元先将基准零件移动至定位销上并使定位销插入对应的定位孔中完成基准零件的中心定位，然后由水平定位单元对基准零件进行固定，最后将待装配零件按照运动路径装配至基准零件上，从而达成了待装配零件的中心定位装配的目的。本申请在装配盒体类零件时，只需要通过机器视觉识别零件上端面的几何中心点，即可确定零件的运动路径，不但可应用于多种类型的零件装配，还大大减少了运动解算的复杂度，有效的提高了装配系统的装配效率。本申请解决了相关技术中盒体类零件装配工装适应的零件类型比较单一，且对于装配精度要求高的零件，系统相应的配置条件和成本要求也更高，总体经济效益低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例中中心定位基座的结构示意图；

图2是根据本申请实施例中整体的结构示意图；

图3是根据本申请实施例中识别单元的结构示意图；

图4是根据本申请实施例中基准零件的结构示意图；

图5是根据本申请实施例中定位方法的流程示意图；

其中，1中心定位基座，2定位销，3水平定位单元，31滑块，32定位导向柱，33随行定位块，4限位销，5上料感应装置，6抓取单元，7操作台，8识别单元，81相机，82光源，83支架，9基准零件，10定位销孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1：

由于盒体类零件在装配时一般为上下扣合的方式，即上部零件的边界与下部零件的边界吻合。因此，相关技术中采用装配系统进行盒体类零件装配时，对于不同大小或者不同轮廓的盒体类零件均采用识别零件装配处边界的方式，因此在抓取零件和装配零件时均需要进行较多的计算，导致装配系统的配置条件和成本要求较高，降低了经济效益。

因此，为解决上述问题，如图1至图4所示，本申请实施例提供了一种基于机器视觉的中心定位装配装置，该基于机器视觉的中心定位装配装置包括：中心定位基座1、水平定位单元3、识别单元8和抓取单元6；其中，

水平定位单元3至少设置为两个并相对布置在中心定位基座1的两侧，两个水平定位单元3可朝向或背离中心定位基座1移动；

中心定位基座1的上端面设置有至少两个定位销2，定位销2的轴线都位于同一圆柱面上；优选的，定位销2将圆柱面均等分；更优选的，定位销2设置有三个，并将圆柱面三等分。三个定位销2的设置可提高定位的可靠性，且不增加过多结构冗余。

定位销2用于插接入基准零件9下端面的定位销孔10内，定位销孔10至少设置为与定位销2对应数量，定位销孔10沿基准零件9的几何中心线的周向均匀分布，且周向分布半径与上述圆柱面的半径相同；优选的，与上述优选实施例对应，定位销孔10设置为三个。

识别单元8用于获取基准零件9上端面和待装配零件上端面的几何中心点；

抓取单元6用于根据几何中心点依次抓取基准零件9和待装配零件，并先将基准零件9移动装配至中心定位基座1上，使定位销2分别插接入定位销孔10内，再将待装配零件移动装配至基准零件9上。可以理解的是，上述移动可以根据抓取单元6的运动方式而包括平移和/或转动。

本实施例中，该基于机器视觉的中心定位装配装置主要由中心定位基座1、水平定位单元3、识别单元8和抓取单元6四部分组成。中心定位基座1作为零件的装配区域，可用于基准零件9和待装配零件的装配。中心定位基座1的上表面为平整的表面，定位销2固定在中心定位基座1的上表面。定位销2设置为三个，三个定位销2的轴线均沿竖直方向延伸。为便于确定三个定位销2所围成区域的中轴线，本实施例中使三个定位销2的轴线位于同一圆柱面上，并将该圆柱面三等分。换言之，三个定位销2分布在一个等边三角形的三个顶点处。

当三个定位销2采用上述布置方式后，可较为容易的确定该圆柱面的中轴线在三维坐标系中的X值和Y值，即确定定位位置。而该定位位置即基准零件9和待装配零件在装配时自身中轴线所在的位置，因此通过定位位置即可确定基准零件9和待装配零件在水平移动上的目的点。

在确定目的点后需要确定抓取单元6的抓取位置，因此本实施例中通过识别单元8来实现。

具体的，在装配前，先由识别单元8来获取基准零件9上端面的几何中心点，具体方式可通过先拍摄基准零件9上端的图像，然后对该图像进行处理从而识别出几何中心点，并得到该几何中心点在三维坐标系中X值和Y值。识别单元8在获取几何中心的同时可同步获取基准零件9的高度信息，在得到基准零件9的高度信息后即可得到基准零件9上端面的几何中心点在三维坐标系中的三维坐标值，通过三维坐标值即可获得抓取单元6的抓取位置。

在抓取基准零件9后还需要将基准零件9移动至中心基座上，因此在确定抓取位置后还需要确定运动路径。

本实施例中，将抓取位置作为起始点，定位位置作为终点构建基准零件9的运动路径。由于定位位置由定位销2所在的位置确定，因此对于同一个中心定位基座1而言，定位位置始终不变。而抓取位置由基准零件9上端面的几何中心点来确定，因此在实现基准零件9的抓取和移动时，只需要识别基准零件9上端面的几何中心点即可。

抓取单元6在确定抓取位置和运动路径后，先按照抓取位置抓取基准零件9，然后按照运动路径将基准零件9移动至定位位置，此时基准零件9位于中心定位基座1的上方。由于运动路径的起点为基准零件9上端面的几何中心点的位置，终点为三个定位销2围成区域的中心点所在位置。因此当基准零件9按照运动路径移动到终点时，此时基准零件9上端面的几何中心的X值和Y值应与三个定位销2围成区域的中心点的X值和Y值相同。

由于基准零件9的下端面开设有与三个定位销2对应的三个定位销孔10，且三个定位销孔10沿基准零件9上端面的几何中心线的周向均匀分布，因此定位销孔和定位销在位置上可完全吻合。抓取单元6可带动基准零件9竖直向下移动至中心定位基座1上，并使定位销2插设在定位销孔10内，完成基准零件9在中心定位基座1上的中心定位。

由于后续还需要在基准零件9上装配其余待装配零件，因此为避免在后续装配过程中基准零件9产生水平位移，本实施例中还包括设于中心定位基座1两侧的水平定位单元3。当基准零件9完成中心定位后，水平定位单元3朝向基准零件9移动，从而将基准零件9固定在中心定位基座1上。

在完成基准零件9在中心定位基座1上的定位固定后，抓取单元6需要将待装配零件抓取装配至基准零件9上。由于盒类零件的特性，在零件装配完成后，基准零件9上端面的几何中心点和待装配零件上端面的几何中心在水平方向上的投影重合。因此当基准零件9按照其上端面的几何中心完成定位后，待装配零件也同步按照其上端面的几何中心来构建运动路径即可完成装配。

具体的，在构建待装配零件的运动路径时可参考基准零件9运动路径的构建方式。即先通过识别单元8获取待装配零件的高度信息以及上端面的几何中心点在三维坐标系中X值和Y值，从而得到该几何中心点三维坐标值，继而确定抓取单元6的抓取位置，再结合三个定位销2的定位位置来构建运动路径。抓取单元6按照该运动路径抓取待装配零件并将其移动至基准零件9上方。此时待装配零件上端面的几何中心点的X值和Y值与定位位置以及基准零件9上端面的几何中心点的X值和Y值相同，然后再控制抓取单元6竖直向下移动即可将待装配零件按压装配至基准零件9上。

本实施例中通过三个定位销2确定了基准零件9和待装配零件的装配中心(即定位位置)，在抓取基准零件9和待装配零件时按照当前基准零件9和待装配零件的几何中心点所在的位置作为抓取位置，在已知抓取位置和装配中心后即可构建运动路径，基准零件9和待装配零件按照该运动路径移动后即可完成定位和装配。

相对于相关技术中需要识别计算零件装配处的位置而言，本申请实现了在装配盒体类零件时只需要确定零件上端面的几何中心点即可确定零件的运动路径，不但可应用于多种不同类型的零件装配，还大大减少了运动解算的复杂度，有效的提高了装配系统的装配效率的技术效果，进而解决了相关技术中盒体类零件装配工装适应的零件类型比较单一，且对于装配精度要求高的零件，系统相应的配置条件和成本要求也更高，总体经济效益低的问题。

识别单元8在获取基准零件9和待装配零件的高度信息时，可通过拍摄的侧向图像获取或者通过识别预设在基准零件9和待装配零件上的识别码(例如二维码)，该识别码内可包含对应零件的高度信息。

当盒体装配中的基准零件9下端便于开设定位销孔10时，本实施例中基准零件9可作为盒体零件的一部分，当其不便于开设定位销孔10时，本实施例中所指的基准零件9设置为定位工装，定位工装上端具有与盒体的基准零件9配合的定位凹槽，定位工装的下端开设有定位销孔10。

由于抓取单元6在抓取基准零件9后需要使定位销2插设入基准零件9下端的定位销孔10内，而由于抓取单元6具有一定的定位误差，因此在对基准零件9进行定位时需要消除该误差。

为此，本实施例中的定位销2包括从上至下依次分布的小径段和大径段，小径段和大径段同轴设置；

定位销孔10内具有分别与小径段和大径段匹配的小径部和大径部。

本实施例中，如图4所示，定位销2的横截面积从下至上逐渐减小，定位销孔10的横截面积从下至上逐渐增小。基准零件9在放置在中心定位基座1上的过程中，定位销2的小径段先插入定位销孔10的大径部，在基准零件9下压的过程中定位销2和定位孔逐渐配合，使得抓取单元6累计的系统误差得以消除，使得基准零件9实现自定心，提高了装配精度。本实施例小径段和大径段的直径差值等于抓取单元6在将基准零件9移动到定位销2上时的位置容差度；位置容差度为抓取单元6将基准零件9抓取至定位销2上时，定位销2的轴线与定位销孔10的轴线之间的最大水平误差值，因此可根据抓取单元6的位置容差度来设计定位销2中小径段和大径段的差值。

实施例2:

如图2所示，为便于整个装配操作，本实施例中还包括操作台7，操作台7设置为长方体结构，操作台7的上端面开设有多个安装孔，中心定位基座1、抓取单元6、识别单元8和水平定位单元3均安装在操作台7上。

抓取单元6可采用机械手实现，而不同的机械手完成装配的过程不同，对于串联机械臂形式，机械手到达装配位并调整XY平面内的位姿后，还需要调整装配时的按压角度，而对于SCARA这种适合平面定位的机器人，到达装配位并调整XY平面内的位姿后，直接按压装配即可，对于摆放整齐方向一致的上料零件，直角坐标机器人更加适合中心定位的装置，其不需要调整位姿即可进行装配作业，且运动规划只需计算定位位置和零件几何中心点位置的差值绝对值，加上高度差的绝对值，中心定位装置的优势更加突出，而无论采用哪种机械手，中心定位装置都降低了系统的运动复杂度和控制要求。

识别单元8包括相机81、光源82和安装支架83，安装支架83固定在操作台7上，光源82和相机81依次安装在安装支架83上端，通过光源82补光便于相机81获取清晰的零件图像。光源82一般有条形光源、线形光源、点光源、环形光源等，本实施例需要突出显示被测物体边缘和高度的变化，突出原本难以看清的部分，因此本实施例选择环形光源。

为便于对光源82和相机81的安装位置进行调整，安装支架83上设置有可调整的安装槽，光源82和相机81安装在该安装槽内。

为便于对基准零件9进行更好的定位固定，本实施例中对水平定位单元3进行详细说明：

水平定位单元3包括定位导向柱32、滑块31和随行定位块33；

定位导向柱32水平设于中心定位基座1的两侧，滑块31滑动设于定位导向柱32上并可锁定；

随行定位块33固定在滑块31上，随行定位块33可随滑块31朝向中心定位基座1移动。

具体的，需要说明的是，中心定位基座1每一侧的定位导向柱32可设置为并排的两个，从而使得滑块31的平移运动更为稳定。为便于定位导向柱32的安装，定位导向柱32可设置为双头螺杆，其一端螺纹连接在中心定位基座1上，另一端螺纹连接有限位螺母，通过限位螺母防止滑块31脱落。滑块31套设在定位导向柱32的光轴部分，滑块31的锁定方式可通过螺栓锁定。随行定位块33固定在滑块31的上端，用于对基准零件9的固定；为便于顶压固定基准零件9，随行定位块33朝向中心定位基座1的一端设置顶压凸起。

为避免随行定位块33超程移动，中心定位基座1的两侧设置有限位销4，限位销4用于限制滑块31朝向中心定位基座1移动的最大位移。

在另一种实施例中，水平定位单元3可采用气缸或液压缸或其他类型的直线运动机构。

为便于零件的检测，中心定位基座1上设置有上料感应装置5，用于检测中心定位基座1上是否放置有基准零件9和/或待装配零件，上料感应装置5可采用光电感应开关，作用为检测装配位是否有零件，以提供是否上料和是否装配的信息。

如图5所示，根据本申请的另一方面，提供一种基于机器视觉的中心定位装配方法，使用上述的基于机器视觉的中心定位装配装置，包括如下步骤：

S1，获取定位坐标值；

其中，定位坐标值为各个定位销2的轴线共同所在的圆柱体的中轴线所在的X坐标值和Y坐标值；

S2，获取基准坐标值；

其中，基准坐标值为基准零件9上端面的几何中心点的坐标值；

S3，由抓取单元6抓取基准零件9并将其移动至中心定位基座1的上方；

在步骤S3中，移动基准零件9使基准坐标值和定位坐标值的X值和Y值相同；

S4，将基准零件9放置在中心定位基座1上，并使中心定位基座1上的定位销2插设在基准零件9的定位销孔10内；

S5，控制水平定位单元3朝向基准零件9移动并顶压在基准零件9的两侧；

S6，获取待装配零件坐标值；

其中，待装配零件坐标值为待装配零件上端面的几何中心点的坐标值；

S7，由抓取单元6抓取待装配零件并将其移动至基准零件9的上方；

在步骤S7中，移动待装配零件使待装配零件坐标值和定位坐标值的X值和Y值相同；

S8，将待装配零件下压装配至基准零件9上。

本实施例中，以任一点为原点建立三维坐标系，然后获取定位坐标值，该定位坐标值为三个定位销2的轴线共同所在的圆柱体的中轴线所在的X坐标值和Y坐标值。优选的，可直接以三个定位销2的轴线共同所在的圆柱体的中轴线为Z轴建立三维坐标值，此时中轴线所在的X坐标值和Y坐标值均为0，可便于后续的运动解算。之后获取基准坐标值，基准坐标值为基准零件9上端面的几何中心点的坐标值。获取基准坐标值具体为：识别基准零件9并确定基准零件9的高度信息；获取基准零件9的上端面的图像信息，对图像信息进行降噪处理，具体方式可为将采集到的图片转化为灰度图，然后经过N次腐蚀操作和N+1次膨胀操作，去掉噪点；再对图片进行自适应二值化，提取轮廓和遍历轮廓后获取图像信息的边缘轮廓；基于边缘轮廓确定基准零件9上端面的几何中心点；获取几何中心点的坐标值；根据高度信息和几何中心点的坐标值确定基准坐标值。

在获取了定位坐标值和基准坐标值后即可构建基准零件9的运动路径，由抓取单元6按照运动路径抓取基准零件9并将其移动至中心定位基座1的上方，移动基准零件9使基准坐标值的和定位坐标值的X值和Y值相同，即将基准坐标值的X值和Y值移动至三维坐标值中原点的位置。此时基准零件9的几何中心线与三个定位销2所在的圆柱面的中轴线重合，再将基准零件9放置在中心定位基座1上，并使中心定位基座1上的定位销2插设在基准零件9的定位销孔10内，完成基准零件9的中心定位。

为避免在后续装配中基准零件9位移，控制水平定位单元3朝向基准零件9移动并顶压在基准零件9的两侧；此时需要进行待装配零件在基准零件9上的装配，具体方式为获取待装配零件坐标值；待装配零件坐标值为待装配零件上端面的几何中心点的坐标值；由抓取单元6抓取待装配零件并将其移动至基准零件9的上方；移动待装配零件使基准坐标值的和定位坐标值的X值和Y值相同，将待装配零件下压装配至基准零件9上。

待装配零件的装配方式与基准零件9的中心定位方式相同，因此此处不再赘述。

进一步的，由抓取单元6抓取基准零件9并将其移动至中心定位基座1的上方；移动基准零件9使基准坐标值的和定位坐标值的X值和Y值相同，具体为：根据基准坐标值确定基准零件9的抓取位置；根据基准坐标值和定位坐标值确定基准零件9的运动路径；运动路径的起点为基准坐标值中X值和Y值的交点，终点为定位坐标值中X值和Y值的交点；由抓取单元6根据抓取位置抓取基准零件9，并将基准零件9从运动路径的起点移动至终点。对待装配零件的装配方式与基准零件9的中心定位方式相同，根据待装配零件坐标值和定位坐标值确定运动路径，因此此处不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，包括：中心定位基座、水平定位单元、识别单元和抓取单元；其中，

所述水平定位单元至少设置为两个并相对布置在所述中心定位基座的两侧，两个所述水平定位单元可朝向或背离所述中心定位基座移动；

所述中心定位基座的上端面设置有至少两个定位销，所述定位销的轴线都位于同一圆柱面上；

所述定位销用于插接入基准零件下端面的定位销孔内，所述定位销孔至少设置为与所述定位销对应数量，所述定位销孔沿基准零件的几何中心线的周向均匀分布；

所述识别单元用于获取基准零件上端面和待装配零件上端面的几何中心点；

所述抓取单元用于根据所述几何中心点依次抓取基准零件和待装配零件，并先将基准零件装配至所述中心定位基座上，使所述定位销分别插接入所述定位销孔内，再将待装配零件装配至基准零件上。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，所述定位销包括从上至下依次分布的小径段和大径段，所述小径段和所述大径段同轴设置；

所述定位销孔内具有分别与所述小径段和所述大径段匹配的小径部和大径部。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，所述小径段和所述大径段的直径差值等于所述抓取单元在将基准零件到所述定位销上时的位置容差度；

所述位置容差度为所述抓取单元将基准零件抓取至所述定位销上时，定位销的轴线与定位销孔的轴线之间的最大水平误差值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，所述水平定位单元包括定位导向柱、滑块和随行定位块；

所述定位导向柱水平设于所述中心定位基座的两侧，所述滑块滑动设于所述定位导向柱上并可锁定；

所述随行定位块固定在所述滑块上，所述随行定位块可随所述滑块朝向所述中心定位基座移动。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，所述随行定位块用于对所述基准零件的固定；

所述随行定位块朝向所述中心定位基座的一端设置顶压凸起。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，所述中心定位基座的两侧设置有限位销，所述限位销用于限制所述滑块朝向所述中心定位基座移动的最大位移。

7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，其特征在于，所述中心定位基座上设置有上料感应装置，用于检测所述中心定位基座上是否放置有基准零件和/或待装配零件。

8.一种基于机器视觉的中心定位装配方法，其特征在于，使用如权利要求1至7任一项所述的基于机器视觉的中心定位装配装置，包括如下步骤：

S1，获取定位坐标值；

所述定位坐标值为各个定位销的轴线共同所在的圆柱体的中轴线所在的X坐标值和Y坐标值；

S2，获取基准坐标值；

所述基准坐标值为基准零件上端面的几何中心点的坐标值；

S3，由抓取单元抓取基准零件并将其至所述中心定位基座的上方；

在步骤S3中，移动基准零件使所述基准坐标值和所述定位坐标值的X值和Y值相同；

S4，将基准零件放置在中心定位基座上，并使中心定位基座上的定位销插设在基准零件的定位销孔内；

S5，控制水平定位单元朝向基准零件移动并顶压在基准零件的两侧；

S6，获取待装配零件坐标值；

所述待装配零件坐标值为待装配零件上端面的几何中心点的坐标值；

S7，由抓取单元抓取待装配零件并将其移动至基准零件的上方；

在步骤S7中，移动待装配零件使所述待装配零件坐标值和所述定位坐标值的X值和Y值相同；

S8，将待装配零件下压装配至基准零件上。

9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的中心定位装配方法，其特征在于，所述获取基准坐标值具体为：

识别基准零件并确定基准零件的高度信息；

获取基准零件的上端面的图像信息；

获取所述图像信息的边缘轮廓；

基于所述边缘轮廓确定基准零件上端面的几何中心点；

获取所述几何中心点的坐标值；

根据所述高度信息和所述几何中心点的坐标值确定所述基准坐标值。

10.根据权利要求9所述的基于机器视觉的中心定位装配方法，其特征在于，所述由抓取单元抓取基准零件并将其移动至所述中心定位基座的上方；移动基准零件使所述基准坐标值和所述定位坐标值的X值和Y值相同，具体为：

根据所述基准坐标值确定基准零件的抓取位置；

根据所述基准坐标值和所述定位坐标值确定基准零件的运动路径；

所述运动路径的起点为所述基准坐标值中X值和Y值的交点，终点为所述定位坐标值中X值和Y值的交点；

由抓取单元根据所述抓取位置抓取基准零件，并将基准零件从所述运动路径的起点移动至终点。

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