CN115837576A - 一种斜面螺孔锁付方法及斜锁螺丝机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种斜面螺孔锁付方法及斜锁螺丝机，包括：驱动锁付机构沿垂直于工件方向移动；获取锁付机构与工件的距离数据；确定距离数据等于指定距离时，控制锁付机构停止向下移动；获取待锁付螺孔的图像；根据待锁付螺孔的图像，控制锁付机构转动对应角度，以使锁付机构垂直于待锁付螺孔所在斜面；驱动锁付机构移动至待锁付螺孔，以使锁付机构对待锁付螺孔进行锁付。通过将锁付机构移动到指定高度后，采集待锁付螺孔的图像，并根据图像获得锁付机构所需转动的角度并驱动锁付机构进行转动，使锁付机构垂直于待锁付螺孔所在斜面，从而通过锁付机构对待锁付螺孔进行锁付工作，提高了斜面螺孔锁付的自动化水平，节省斜面螺孔锁付的人力资源。

Description

一种斜面螺孔锁付方法及斜锁螺丝机

技术领域

本公开涉及螺孔自动锁付技术领域，尤其涉及一种斜面螺孔锁付方法及斜锁螺丝机。

背景技术

在笔记本生产过程中需要锁付后盖螺丝，行业内常采用直锁螺丝机对后盖螺丝进行锁付。有些机型的后盖螺丝需要打在倾斜的螺丝孔位，例如开设在非水平的后盖面上的螺孔。

但是，在使用传统的直锁螺丝机锁付斜面孔位的后盖螺丝时，不仅容易出现螺丝锁花、浮锁以及漏锁等现象，而且后盖经常被打坏、打花。因此，斜面螺孔的螺丝锁付作业仍较依赖人工来完成，较为耗费人力。

发明内容

本公开的主要目的在于提供一种斜面螺孔锁付方法及斜锁螺丝机，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

为了实现上述目的，本公开的第一方面，提供了一种斜面螺孔锁付方法，应用于斜锁螺丝机中，所述斜锁螺丝机包括锁付机构，所述方法包括：驱动所述锁付机构沿垂直于工件方向移动；获取所述锁付机构与所述工件的距离数据；其中，所述距离数据为所述锁付机构执行端与所述工件之间的距离；确定所述距离数据等于指定距离时，控制所述锁付机构停止向下移动；获取所述待锁付螺孔的图像；根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度，以使所述锁付机构垂直于所述待锁付螺孔所在斜面；驱动所述锁付机构移动至所述待锁付螺孔，以使所述锁付机构对所述待锁付螺孔进行锁付。

在一可实施方式中，所述斜锁螺丝机还包括图像采集组件；相应的，所述获取所述待锁付螺孔的图像，包括：通过所述图像采集组件，沿垂直于所述工件方向获取所述待锁付螺孔的图像。

在一可实施方式中，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度，包括：根据所述待锁付螺孔的图像，确定所述待锁付螺孔在所述图像中的椭圆形的长轴长度和短轴长度；根据所述长轴长度和所述短轴长度，确定所述待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的倾角；将所述倾角作为所述锁付机构的转动角度，控制所述锁付机构转动。

在一可实施方式中，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度前，所述方法还包括：获取模板图像；所述模板图像为垂直于工件角度下的标准斜面螺孔的椭圆图像；根据所述待锁付螺孔的图像，确定所述待锁付螺孔的图像与所述模板图像的匹配度；确定所述匹配度达到指定匹配度时，控制所述锁付机构执行锁付工作。

在一可实施方式中，所述斜锁螺丝机还包括报警组件；相应的，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度前，所述方法还包括：确定所述匹配度低于指定匹配度时，控制所述报警组件执行报警。

在一可实施方式中，所述斜锁螺丝机还包括图像采集组件；所述模板图像的拍摄高度为第一高度；相应的，所述获取所述待锁付螺孔的图像，包括：确定所述图像采集组件与所述工件之间的距离为第一高度时，获取所述待锁付螺孔的图像。

在一可实施方式中，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度时，包括：以所述锁付机构执行端为圆心驱动转动。

本公开的第二方面，提供了一种斜锁螺丝机，其特征在于，包括：锁付机构，用于对所述待锁付螺孔进行锁付；驱动机构，用于驱动所述锁付机构沿垂直于工件方向移动；驱动所述锁付机构移动至所述待锁付螺孔；距离测量组件，用于获取所述锁付机构与所述工件的距离数据；其中，所述距离数据为所述锁付机构执行端与所述工件之间的距离；图像采集组件，用于获取所述待锁付螺孔的图像；控制中心，用于确定所述距离数据等于指定距离时，控制所述锁付机构停止向下移动；根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度，以使所述锁付机构垂直于所述待锁付螺孔所在斜面。

在一可实施方式中，所述控制中心，还用于获取模板图像；所述模板图像为垂直于工件角度下的标准斜面螺孔的椭圆图像；根据所述待锁付螺孔的图像，确定所述待锁付螺孔的图像与所述模板图像的匹配度；确定所述匹配度达到指定匹配度时，控制所述锁付机构执行锁付工作。

在一可实施方式中，还包括报警组件；所述控制中心，还用于确定所述匹配度低于指定匹配度时，控制所述报警组件执行报警。

本公开的斜面螺孔锁付方法，通过将锁付机构移动到指定高度后，采集待锁付螺孔的图像，并根据图像获得锁付机构所需转动的角度并驱动锁付机构进行转动，使锁付机构垂直于待锁付螺孔所在斜面，从而通过锁付机构对待锁付螺孔进行锁付工作，提高了斜面螺孔锁付的自动化水平，并且节省斜面螺孔锁付的人力资源。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1是示出了本公开实施例斜面螺孔锁付方法的实现流程示意图一；

图2是示出了本公开实施例斜面螺孔锁付方法的实现流程示意图二；

图3是示出了本公开实施例斜面螺孔锁付方法的实现流程示意图三；

图4是示出了本公开实施例斜面螺孔锁付方法的实现流程示意图四；

图5是示出了本公开实施例的斜锁螺丝机的整体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、机体；2、锁付机构；3、驱动机构；4、距离测量组件；5、图像采集组件；6、控制中心。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。

为了提高斜面螺孔锁付的自动化水平、节省斜面螺孔锁付的人力资源，参照图1，本公开的实施例提供了一种斜面螺孔锁付方法，应用于斜锁螺丝机中，斜锁螺丝机包括锁付机构，方法包括：

步骤101，驱动锁付机构沿垂直于工件方向移动；其中，在锁付机构待机时，锁付机构呈竖直设置且执行端位于待锁付螺孔的正上方，工件呈水平放置，在驱动时，驱动锁付机构沿垂直于工件方向竖直向下运动。

步骤102，获取锁付机构与工件的距离数据；其中，距离数据为锁付机构执行端与工件之间的距离。在驱动锁付机构移动时，实时获取锁付机构与工件之间的距离。其中，获取锁付机构与工件之间的距离，通过距离测量组件实现，距离测量组件可采用距离传感器，例如激光距离传感器、声波距离传感器等。

步骤103，确定距离数据等于指定距离时，控制锁付机构停止向下移动。

步骤104，获取待锁付螺孔的图像；获取待锁付螺孔的图像可通过图像采集组件进行采集，例如CCD相机等。

步骤105，根据待锁付螺孔的图像，控制锁付机构转动对应角度，以使锁付机构垂直于待锁付螺孔所在斜面。

其中，在获取到待锁付螺孔的图像后，可根据图像中待锁付螺孔所呈现的椭圆形的长短轴计算得到待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的角度，也可通过建立仿射变换矩阵获得待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的角度，从而针对性的控制锁付机构转动对应的角度，使得锁付机构垂直于待锁付螺孔所在斜面。

步骤106，驱动锁付机构移动至待锁付螺孔，以使锁付机构对待锁付螺孔进行锁付。

在对待锁付螺孔进行锁付时，首先驱动竖直设置于待锁付螺孔正上方的锁付机构沿垂直于工件方向向工件方向运动，直至锁付机构执行端与工件之间的距离等于指定距离后，控制锁付机构停止在该位置，然后采集待锁付螺孔的图像，并根据图像分析出锁付机构与待锁付螺孔所在斜面之间的角度，并分析出锁付机构需要转动多少度即可垂直于待锁付螺孔所在斜面，随后驱动锁付机构转动直至垂直于待锁付螺孔所在斜面，转动完成后，驱动锁付机构继续竖直向下运动，直至锁付机构执行端对准待锁付螺孔，并通过锁付机构完成对待锁付螺孔的锁付工作。

通过将锁付机构移动到指定高度后，采集待锁付螺孔的图像，并根据图像获得锁付机构所需转动的角度并驱动锁付机构进行转动，使锁付机构垂直于待锁付螺孔所在斜面，从而通过锁付机构对待锁付螺孔进行锁付工作，提高了斜面螺孔锁付的自动化水平，并且节省斜面螺孔锁付的人力资源。

在一实施例中，斜锁螺丝机还包括图像采集组件；

相应的，步骤104，获取待锁付螺孔的图像，包括：

通过图像采集组件，沿垂直于工件方向获取待锁付螺孔的图像。

在一实施例中，参照图2，步骤105，根据待锁付螺孔的图像，控制锁付机构转动对应角度，包括：

步骤1051，根据待锁付螺孔的图像，确定待锁付螺孔在图像中的椭圆形的长轴长度和短轴长度；

步骤1052，根据长轴长度和短轴长度，确定待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的倾角；

步骤1053，将倾角作为锁付机构的转动角度，控制锁付机构转动。

由于在步骤104中，图像采集组件沿垂直于工件方向获取待锁付螺孔的图像，且待锁付螺孔所在斜面与工件所在平面存在一定的夹角，因此，圆形的待锁付螺孔在获取的待锁付螺孔的图像中呈椭圆形。在步骤1051-步骤1052中，通过分析椭圆的长轴与短轴的长度，可得到待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的夹角，可通过如下公式进行计算：

其中，a为待锁付螺孔的图像中椭圆的长轴，b为待锁付螺孔的图像中椭圆的短轴，a、b可直接通过所采集的图像进行测量；α为待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的夹角。

由于锁付机构在当前状态下为垂直于水平面，锁付机构与待锁付螺孔之间的夹角与待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的夹角α互为余角，因此，在步骤1053中，驱动锁付机构以执行端为圆心转动α角度之后，即垂直于待锁付螺孔所在斜面。

在一实施例中，参照图3，步骤105，根据待锁付螺孔的图像，控制锁付机构转动对应角度前，方法还包括：

步骤201，获取模板图像；模板图像为垂直于工件角度下的标准斜面螺孔的椭圆图像；

步骤202，根据待锁付螺孔的图像，确定待锁付螺孔的图像与模板图像的匹配度；

通过将获取的待锁付螺孔的图像中，所识别出的待锁付螺孔所呈现的椭圆与模板图像中的标注椭圆图像进行比对，并确定其匹配度。在一示例中，匹配度根据待锁付螺孔所呈现的椭圆与模板图像中的标注椭圆图像的图像重叠程度进行判定。

在一示例中，确定待锁付螺孔的图像与模板图像的匹配度M，可采用归一化相关系数匹配法进行模板匹配，例如，匹配度M计算方法可通过以下公式进行计算：

其中，I表示图像，T表示模板，R表示结果，即模板与图像重叠区域x'＝0..w-1，y'＝0..h-1之间求和，其中w表示图像的长度，h表示图像的宽度。匹配度M＝R(x，y)，M＝1表示完美匹配，M＝-1表示糟糕的匹配，M＝0表示没有任何相关性。

步骤203，确定匹配度达到指定匹配度时，控制锁付机构执行锁付工作。

通过在控制锁付机构进行锁付工作前，首先通过图像采集和模板匹配，确定工件上的待锁付螺孔位于待锁付位置上，依次来确定工件不存在摆放偏差，提高了执行锁付工作的稳定性。

在一实施例中，斜锁螺丝机还包括报警组件；

相应的，参照图4，步骤105，根据待锁付螺孔的图像，控制锁付机构转动对应角度前，方法还包括：

步骤204，确定匹配度低于指定匹配度时，控制报警组件执行报警。

当匹配度未达标时，即认为此时工件未摆放正确或传感器等机构出现定位偏差等，此时不执行锁付工作，并控制报警组件报警，以提示操作人员异常状态。

在一实施例中，斜锁螺丝机还包括图像采集组件；模板图像的拍摄高度为第一高度；

相应的，步骤104，获取待锁付螺孔的图像，包括：

确定图像采集组件与工件之间的距离为第一高度时，获取待锁付螺孔的图像。

在对待锁付螺孔进行图像采集时，采用与模板图像的采集高度为同一高度，便于在步骤202中，对待锁付螺孔与模板图像进行比对，提高了匹配度计算的便捷性。

在另一实施例中，距离数据为指定距离时，图像采集组件与工件之间的距离等于第一高度。

通过将图像采集组件设置在对应的位置，使得当锁付机构停留、且锁付机构执行端与工件之间的距离为指定距离时，图像采集组件与工件之间的距离正好等于第一高度，当锁付机构停留时，即可直接对待锁付螺孔进行图像采集，提高了对锁付机构控制的便捷性。

在一实施例中，步骤105，根据待锁付螺孔的图像，控制锁付机构转动对应角度时，包括：

以锁付机构执行端为圆心驱动转动。

当锁付机构在步骤101中竖直向下移动后，锁付机构执行端仍位于待锁付螺孔的正上方，在驱动锁付机构转动时，以锁付机构执行端为圆心进行转动，转动到所需角度后，可直接驱动锁付机构继续沿竖直方向向下运动，锁付机构执行端可直接对齐待锁付螺孔，提高了对锁付机构控制的便捷性。

参照图5，本公开的实施例还提供了一种斜锁螺丝机，包括：机体1、锁付机构2、驱动机构3、距离测量组件4、图像采集组件5以及控制中心6。

锁付机构2，用于将螺栓锁付至待锁付螺孔。待机时，锁付机构2呈垂直向下设置，且位于待锁付螺孔的正上方。其中，锁付机构2可采用电批，通过电批对待锁付螺孔进行锁付。

驱动机构3，用于驱动锁付机构2移动和转动。其中，驱动机构3可采用机械手，例如四轴机械手或六轴机械手，或滑轨、转轴的组合，仅需实现能够驱动锁付机构2沿竖直方向、水平方向移动以及驱动锁付机构2执行端转动至合适角度即可，本实施例在此不作限制。

距离测量组件4，用于测量锁付机构2执行端到指定平面之间的距离。其中，距离测量组件4可采用距离传感器，例如激光距离传感器、声波距离传感器等，其主要实现确定锁付机构2执行端到指定平面的距离，从而对锁付机构2位置的判断和确定。

图像采集组件5，用于采集待锁付螺孔的图像。其中，图像采集组件5可采用相机对待锁付螺孔进行拍摄，例如CCD相机。

控制中心6，用于分析图像采集组件5所采集的螺孔图像，确定螺孔位置，同时，还用于根据距离测量组件4所提供的数据，控制驱动机构3驱动锁付机构2进行运动，从而完成锁付工作。

在对斜面螺孔进行锁付时，首先通过驱动机构3将锁付机构2垂直于工件上方，然后驱动机构3驱动锁付机构2垂直于工件向工件方向运动，在此运动期间，通过距离测量组件4持续测量锁付机构2执行端与待锁付螺孔所在斜面至今的距离，当距离达到指定距离，锁付机构2停止垂直运动，再通过图像采集组件5采集此时锁付机构2下方的图像，由于待锁付螺孔所在的平面与锁付机构2存在夹角，此时圆形的待锁付螺孔在采集的图像中呈椭圆形，在一个示例中，可通过待锁付螺孔图像椭圆的长轴和短轴，获得锁付机构2与待锁付螺孔所在斜面之间的夹角，根据该夹角，控制中心6即可通过驱动机构3控制锁付机构2转动至垂直于待锁付螺孔所在斜面，最后驱动机构3驱动锁付机构2继续向下移动至待锁付螺孔处，即可执行锁付工作。

在一实施例中，锁付机构2包括两个对称设置的电批，两个电批可一次携带两枚螺栓，并切换轮流对不同待锁付螺孔进行锁付，提高了效率。

在一示例中，图像采集组件5安装于锁付机构2上，并跟随锁付机构2移动。

在一实施例中，图像采集组件5在对待锁付螺孔进行图像采集时，沿垂直于工件方向获取待锁付螺孔的图像。

在一实施例中，控制中心6，还用于根据待锁付螺孔的图像，确定待锁付螺孔在图像中的椭圆形的长轴长度和短轴长度；根据长轴长度和短轴长度，确定待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的倾角；将倾角作为锁付机构2的转动角度，控制锁付机构2转动。

在一实施例中，控制中心6，还用于获取模板图像；模板图像为垂直于工件角度下的标准斜面螺孔的椭圆图像；根据待锁付螺孔的图像，确定待锁付螺孔的图像与模板图像的匹配度；确定匹配度达到指定匹配度时，控制锁付机构2执行锁付工作。

在一实施例中，斜锁螺丝机还包括报警组件；

控制中心6，还用于确定匹配度低于指定匹配度时，控制报警组件执行报警。

在一实施例中，驱动机构3，还用于控制以锁付机构2执行端为圆心转动。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。有涉及“第一方向”、“第二方向”等方向性的术语，均代指某直线方向，除非另有明确具体的限定。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种斜面螺孔锁付方法，其特征在于，应用于斜锁螺丝机中，所述斜锁螺丝机包括锁付机构，所述方法包括：

驱动所述锁付机构沿垂直于工件方向移动；

获取所述锁付机构与所述工件的距离数据；其中，所述距离数据为所述锁付机构执行端与所述工件之间的距离；

确定所述距离数据等于指定距离时，控制所述锁付机构停止向下移动；

获取所述待锁付螺孔的图像；

根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度，以使所述锁付机构垂直于所述待锁付螺孔所在斜面；

驱动所述锁付机构移动至所述待锁付螺孔，以使所述锁付机构对所述待锁付螺孔进行锁付。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述斜锁螺丝机还包括图像采集组件；

相应的，所述获取所述待锁付螺孔的图像，包括：

通过所述图像采集组件，沿垂直于所述工件方向获取所述待锁付螺孔的图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度，包括：

根据所述待锁付螺孔的图像，确定所述待锁付螺孔在所述图像中的椭圆形的长轴长度和短轴长度；

根据所述长轴长度和所述短轴长度，确定所述待锁付螺孔所在斜面与水平面之间的倾角；

将所述倾角作为所述锁付机构的转动角度，控制所述锁付机构转动。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度前，所述方法还包括：

获取模板图像；所述模板图像为垂直于工件角度下的标准斜面螺孔的椭圆图像；

根据所述待锁付螺孔的图像，确定所述待锁付螺孔的图像与所述模板图像的匹配度；

确定所述匹配度达到指定匹配度时，控制所述锁付机构执行锁付工作。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述斜锁螺丝机还包括报警组件；

相应的，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度前，所述方法还包括：

确定所述匹配度低于指定匹配度时，控制所述报警组件执行报警。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述斜锁螺丝机还包括图像采集组件；所述模板图像的拍摄高度为第一高度；

相应的，所述获取所述待锁付螺孔的图像，包括：

确定所述图像采集组件与所述工件之间的距离为第一高度时，获取所述待锁付螺孔的图像。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度时，包括：

以所述锁付机构执行端为圆心驱动转动。

8.一种斜锁螺丝机，其特征在于，包括：

锁付机构，用于对所述待锁付螺孔进行锁付；

驱动机构，用于驱动所述锁付机构沿垂直于工件方向移动；驱动所述锁付机构移动至所述待锁付螺孔；

距离测量组件，用于获取所述锁付机构与所述工件的距离数据；其中，所述距离数据为所述锁付机构执行端与所述工件之间的距离；

图像采集组件，用于获取所述待锁付螺孔的图像；

控制中心，用于确定所述距离数据等于指定距离时，控制所述锁付机构停止向下移动；根据所述待锁付螺孔的图像，控制所述锁付机构转动对应角度，以使所述锁付机构垂直于所述待锁付螺孔所在斜面。

9.根据权利要求8所述的斜锁螺丝机，其特征在于，所述控制中心，还用于获取模板图像；所述模板图像为垂直于工件角度下的标准斜面螺孔的椭圆图像；根据所述待锁付螺孔的图像，确定所述待锁付螺孔的图像与所述模板图像的匹配度；确定所述匹配度达到指定匹配度时，控制所述锁付机构执行锁付工作。

10.根据权利要求9所述的斜锁螺丝机，其特征在于，还包括报警组件；

所述控制中心，还用于确定所述匹配度低于指定匹配度时，控制所述报警组件执行报警。

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