CN117549055A - 一种工件位置修正方法 - Google Patents

Abstract

一种工件位置修正方法，包括，确定与组装胎具的长、宽、高所在平面垂直设置的工件修正装置的端部为第一接触点、第二接触点和第三接触点，机械手抓取工件后分别沿各个接触点所在的方向移动并与各个接触点触碰至少两次，在工件的各个平面均能够得到两个不同的标记点，根据各个平面的两个不同的标记点的坐标与各个接触点的坐标，分别计算各个接触点到对应平面上不同两个标记点的两段距离，计算两段距离差值的绝对值，调整工件在X轴、Y轴和Z轴方向的位置。本发明通过对工件在X轴、Y轴和Z轴方向分别进行修正，调整工件的位置，确保工件能够垂直装在待安装位置上，防止工件组装不合格重新拆除，增加了返修的成本，影响生产效率。

Description

一种工件位置修正方法

技术领域

本发明属于垂直工件修正技术领域，具体地说，涉及一种工件位置修正方法。

背景技术

随着企业智能制造和数字化工厂建设，助推机器人应用在各工序推广普及，其中转向架梁体组装机器人在工厂的应用较为广泛，尤其是利用转向架梁体组装机器人组装工件。但是转向架梁体组装机器人在组装过程中受到不可避免的工件存放位置的影响，在转向架梁体组装机器人抓取工件时，由于工件的放置位置以及摆放工件的托盘的位置偏差，转向架梁体组装机器人抓取工件放到组装胎具时存在放置角度、放置位置不准确的问题，进而工件组装完成后的部件垂直度超差，不能满足组装尺寸的要求，需要后续的重新检验，对组装不合格的部件重新拆除，增加了返修的成本，影响生产效率。

申请号为202011170705.X的中国专利公开了一种用于机器人组装操作件和适配减的方法、机器人及控制器，该方法包括：将所述操作件沿着装配方向朝向所述适配件移动，直到所述操作件与所述适配件接触，其中，所述装配方向是所述操作件与所述适配件接合的方向；确定用于调整所述操作件的移动模式，所述移动模式包括使所述操作件在垂直该装配方向的平面上移动的平面移动模式和围绕所述装配方向的姿态调整模式中的一种或该两种；以所确定的移动模式移动所述操作件，其中，在以所确定的移动模式移动所述操作件期间，向所述操作件持续施加沿所述装配方向的力；以及判断所述操作件与所述适配件的组装完成的预设条件是否被满足，且当所述预设条件被满足时，停止以所述移动模式移动所述操作件并且停止向所述操作件施加沿所述装配方向的力。

上述方案中，通过机器人实现操作件和适配件在垂直方向的装配，施加操作件向适配件移动的垂直方向的力，保证操作件和适配件相互垂直。该种垂直的方法要求操作件的摆放位置要固定且准确，不能存在偏差，而在工厂中的实际情况中，操作件的数量较多，各个操作件的摆放位置不可能完全恰当，难免会存在偏差，而此时机器人抓到摆放位置不恰当的操作件，不能将操作件调整至正确安装位置的话，操作件和适配件则不能实现垂直安装，因此不能满足组装尺寸的要求，后续重新检验，需要对组装不合格的部件重新拆除，增加了返修的成本，影响生产效率。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，本发明在于提供一种工件位置修正方法，该方法在工件的摆放位置存在偏差时，能够对工件的位置进行修正，确保工件能够垂直装在待安装位置上。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种工件位置修正方法，包括，

S1、确定组装胎具的长、宽、高方向为X轴、Y轴、Z轴的方向，分别在组装胎具的长、宽、高所在的平面垂直设置工件修正装置，设置工件修正装置的端部为第一接触点、第二接触点和第三接触点，并获取第一接触点、第二接触点和第三接触点的标准坐标数据；

S2、机械手抓取工件后分别沿第一接触点、第二接触点和第三接触点所在的方向移动，与第一接触点触碰至少两次得到标记点1和标记点2，与第二接触点触碰至少两次得到标记点3和标记点4，与第三接触点触碰至少两次得到标记点5和标记点6；

S3、设置标记点1和标记点2的Y、Z方向的坐标值与第一接触点Y、Z方向的标准坐标值一致，设置标记点3和标记点4的X、Z方向的坐标值与第二接触点X、Z方向的标准坐标值一致，设置标记点5和标记点6的X、Y方向的坐标值与第三接触点X、Y方向的标准坐标值一致，分别计算各个接触点到对应的两个标记点的两段距离，根据两段距离差值的绝对值，调整工件在X轴、Y轴和Z轴方向的位置。

优选地，在S1之前还包括，

S10、建立空间直角坐标系，空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向与组装胎具长、宽、高方向一致。

优选地，在S3中，还包括，

根据空间直角坐标系，获取标记点1的X1坐标数据和标记点2的X2坐标数据，调整工件在X轴方向的位置，确保第一接触点到标记点1和第一接触点到标记点2的两段距离相等；获取标记点3的Y1坐标数据和标记点4的Y2坐标数据，调整工件在Y轴方向的位置，确保第二接触点到标记点3和第二接触点到标记点4的两段距离相等；获取标记点5的Z1坐标数据和标记点6的Z2坐标数据，确保第三接触点到标记点5和第三接触点到标记点6的两段距离相等，调整工件在Z轴方向的位置。

优选地，根据标记点1的X1坐标数据和标记点2的X2坐标数据，计算|X1-X2|的值，若X1＞X2，则机械手抓取工件向X轴正方向移动|X1-X2|的距离，若X1＜X2，则机械手抓取工件向X轴负方向移动|X1-X2|的距离。

优选地，根据标记点3的Y1坐标数据和标记点4的Y2坐标数据，计算|Y1-Y2|的值，若Y1＞Y2，则机械手抓取工件向Y轴正方向移动|Y1-Y2|的距离，若Y1＜Y2，则机械手抓取工件向Y轴负方向移动|Y1-Y2|的距离。

优选地，根据标记点5的Z1坐标数据和标记点6的Z2坐标数据，计算|Z1-Z2|的值，若Z1＞Z2，则机械手抓取工件向Z轴正方向移动|Z1-Z2|的距离，若Z1＜Z2，则机械手抓取工件向Z轴负方向移动|Z1-Z2|的距离。

优选地，所述工件修正装置包括，

柱体，一端与组装胎具连接，柱体侧壁设置开槽；

球体，与柱体的另一端连接。

优选地，所述柱体与所述球体为一体结构或分体结构。

优选地，在S2中，机械手抓取工件分别沿着第一接触点、第二接触点和第三接触点所在的方向移动，直到与第一接触点、第二接触点和第三接触点触碰两次后停止。

优选地，通过电器控制模块的开闭，控制机械手抓取工件的开始与停止。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明的工件位置修正方法，通过对工件在X轴、Y轴和Z轴方向分别进行修正，调整工件的位置，确保工件能够垂直装在待安装位置上，避免工件组装不合格重新拆除，增加了返修的成本，影响生产效率的情况。

本发明通过分别计算工件在X轴、Y轴和Z轴方向上的不同的接触点到各个接触点到对应的平面上两个不同的标记点的两段距离，根据两段距离的差值，保证各个接触点到对应平面上两个不同标记点的两段距离相等，分别调整工件在X轴、Y轴和Z轴方向上的位置，确保工件能够垂直安装在待安装位置上。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明工件位置修正方法的整体框图；

图2是本发明工件修正装置的正视图；

图3是本发明工件修正装置的俯视图。

图中：1、柱体；2、开槽；3、球体。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种工件位置修正方法，包括，

S1、确定组装胎具的长、宽、高方向为X轴、Y轴、Z轴的方向，分别在组装胎具的长、宽、高所在的平面垂直设置工件修正装置，设置工件修正装置的端部为第一接触点、第二接触点和第三接触点，并获取第一接触点、第二接触点和第三接触点的标准坐标数据。

优选的，工件修正装置设置至少三个，其一端与组装胎具的长或宽或高所在的平面垂直连接，凸出于组装胎具的长或宽或高所在的平面设置，其另一端设有各个接触点。

S2、机械手抓取工件后分别沿第一接触点、第二接触点和第三接触点所在的方向移动，与第一接触点触碰至少两次得到标记点1和标记点2，与第二接触点触碰至少两次得到标记点3和标记点4，与第三接触点触碰至少两次得到标记点5和标记点6。

优选的，机械手抓取工件沿着各个接触点所在的方向移动，触碰到工件修正装置端部的接触点至少两次后停止，并获取工件与各个接触点触碰两次后的不同的标记点。

S3、设置标记点1和标记点2的Y、Z方向的坐标值与第一接触点Y、Z方向的标准坐标值一致，设置标记点3和标记点4的X、Z方向的坐标值与第二接触点X、Z方向的标准坐标值一致，设置标记点5和标记点6的X、Y方向的坐标值与第三接触点X、Y方向的标准坐标值一致，分别计算各个接触点到对应的两个标记点的两段距离，根据两段距离的差值的绝对值，调整工件在X轴、Y轴和Z轴方向的位置。

优选的，本发明从工件的X轴或Y轴或Z轴方向调整工件的位置，当调整工件X轴方向的位置时，要求工件与第一接触点对应平面上的标记点1和标记点2在Y轴方向以及Z轴方向的坐标与第一接触点在Y轴方向以及Z轴方向的标准坐标一致，只需要计算标记点1和标记点2在X轴方向上到第一接触点的距离，调整标记点1到第一接触点的距离与标记点2到第一接触点的距离相等。工件在Y轴方向上与Z轴方向上的调整方式与在X轴方向上相同，在此不再过多赘述。

本发明通过对工件在X轴、Y轴和Z轴方向分别进行修正，调整工件的位置，确保工件能够垂直装在待安装位置上，避免工件组装不合格重新拆除，增加了返修的成本，影响生产效率的情况。

优选地，本发明的工件位置修正方法在S1之前还包括，

S10、建立空间直角坐标系，空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向与组装胎具长、宽、高方向一致。

采用建立空间直角坐标系的方式，更容易获取各个接触点的标准坐标数据以及各个标记点的坐标数据，提高计算各个接触点到对应的两个标记点的两段距离。

优选地，在S3中，还包括，

根据空间直角坐标系，获取标记点1的X1坐标数据和标记点2的X2坐标数据，调整工件在X轴方向的位置，确保第一接触点到标记点1和第一接触点到标记点2的两段距离相等；获取标记点3的Y1坐标数据和标记点4的Y2坐标数据，调整工件在Y轴方向的位置，确保第二接触点到标记点3和第二接触点到标记点4的两段距离相等；获取标记点5的Z1坐标数据和标记点6的Z2坐标数据，确保第三接触点到标记点5和第三接触点到标记点6的两段距离相等，调整工件在Z轴方向的位置。

优选地，根据标记点1的X1坐标数据和标记点2的X2坐标数据，计算|X1-X2|的值，由于标记点1和标记点2在Y轴和Z轴方向上的坐标数据与第一接触点在Y轴和Z轴方向上的标准坐标数据一致，因此标记点1和标记点2在X轴方向上到第一接触点的两段距离就是标记点1和标记点2在X轴的坐标。若X1＞X2，则机械手抓取工件向X轴正方向移动|X1-X2|的距离，若X1＜X2，则机械手抓取工件向X轴负方向移动|X1-X2|的距离，若X1＝X2，则机械手抓取工件不需要在X轴方向调整。

优选地，根据标记点3的Y1坐标数据和标记点4的Y2坐标数据，计算|Y1-Y2|的值，若Y1＞Y2，则机械手抓取工件向Y轴正方向移动|Y1-Y2|的距离，若Y1＜Y2，则机械手抓取工件向Y轴负方向移动|Y1-Y2|的距离。

优选地，根据标记点5的Z1坐标数据和标记点6的Z2坐标数据，计算|Z1-Z2|的值，若Z1＞Z2，则机械手抓取工件向Z轴正方向移动|Z1-Z2|的距离，若Z1＜Z2，则机械手抓取工件向Z轴负方向移动|Z1-Z2|的距离，工件在Y轴方向以及Z轴方向的调整与X轴方向的调整相同。

如图2至图3所示，优选地，所述工件修正装置包括柱体1和球体3。

柱体1，一端与组装胎具连接，柱体1侧壁设置开槽2；

球体3，与柱体1的另一端连接。

本发明将若干工件修正装置垂直装在组装胎具的长、宽、高所在的平面上。柱体1与组装胎具连接的一端设置外螺纹，组装胎具的长、宽、高所在的平面内设有与外螺纹相配合的内螺纹，通过内外螺纹的旋转配合，实现工件修正装置与组装胎具的固定，采用该种连接方式，方便工件修正装置的安装与拆卸，另外本发明的工件修正装置适用于工业生产，生产成本不高且使用寿命较长。

本发明在工件修正装置的球体3上设置接触点，始终保持工件与各个接触点触碰时都是工件上的平面与接触点的接触，保证工件上平面与接触点触碰得到的各个标记点相对清楚，从而能够准确获得各个标记点的坐标数据。

所述柱体1与所述球体3为一体结构或分体结构，考虑安装或拆卸方便的问题，柱体1与球体3为一体结构。

优选地，在S2中，机械手抓取工件分别沿着第一接触点、第二接触点和第三接触点所在的方向移动，直到与第一接触点、第二接触点和第三接触点触碰两次后停止。

优选地，通过电器控制模块的开闭，控制机械手抓取工件的开始与停止。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种工件位置修正方法，其特征在于，包括，

S1、确定组装胎具的长、宽、高方向为X轴、Y轴、Z轴的方向，分别在组装胎具的长、宽、高所在的平面垂直设置工件修正装置，设置工件修正装置的端部为第一接触点、第二接触点和第三接触点，并获取第一接触点、第二接触点和第三接触点的标准坐标数据；

S2、机械手抓取工件后分别沿第一接触点、第二接触点和第三接触点所在的方向移动，与第一接触点触碰至少两次得到标记点1和标记点2，与第二接触点触碰至少两次得到标记点3和标记点4，与第三接触点触碰至少两次得到标记点5和标记点6；

S3、设置标记点1和标记点2的Y、Z方向的坐标值与第一接触点Y、Z方向的标准坐标值一致，设置标记点3和标记点4的X、Z方向的坐标值与第二接触点X、Z方向的标准坐标值一致，设置标记点5和标记点6的X、Y方向的坐标值与第三接触点X、Y方向的标准坐标值一致，分别计算各个接触点到对应的两个标记点的两段距离，根据两段距离差值的绝对值，调整工件在X轴、Y轴和Z轴方向的位置。

2.根据权利要求1所述的工件位置修正方法，其特征在于，在S1之前还包括，

S10、建立空间直角坐标系，空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向与组装胎具长、宽、高方向一致。

3.根据权利要求1所述的工件位置修正方法，其特征在于，在S3中，还包括，

根据空间直角坐标系，获取标记点1的X1坐标数据和标记点2的X2坐标数据，调整工件在X轴方向的位置，确保第一接触点到标记点1和第一接触点到标记点2的两段距离相等；获取标记点3的Y1坐标数据和标记点4的Y2坐标数据，调整工件在Y轴方向的位置，确保第二接触点到标记点3和第二接触点到标记点4的两段距离相等；获取标记点5的Z1坐标数据和标记点6的Z2坐标数据，确保第三接触点到标记点5和第三接触点到标记点6的两段距离相等，调整工件在Z轴方向的位置。

4.根据权利要求3所述的工件位置修正方法，其特征在于，根据标记点1的X1坐标数据和标记点2的X2坐标数据，计算|X1-X2|的值，若X1＞X2，则机械手抓取工件向X轴正方向移动|X1-X2|的距离，若X1＜X2，则机械手抓取工件向X轴负方向移动|X1-X2|的距离。

5.根据权利要求3所述的工件位置修正方法，其特征在于，根据标记点3的Y1坐标数据和标记点4的Y2坐标数据，计算|Y1-Y2|的值，若Y1＞Y2，则机械手抓取工件向Y轴正方向移动|Y1-Y2|的距离，若Y1＜Y2，则机械手抓取工件向Y轴负方向移动|Y1-Y2|的距离。

6.根据权利要求3所述的工件位置修正方法，其特征在于，根据标记点5的Z1坐标数据和标记点6的Z2坐标数据，计算|Z1-Z2|的值，若Z1＞Z2，则机械手抓取工件向Z轴正方向移动|Z1-Z2|的距离，若Z1＜Z2，则机械手抓取工件向Z轴负方向移动|Z1-Z2|的距离。

7.根据权利要求1所述的工件位置修正方法，其特征在于，所述工件修正装置包括，

柱体，一端与组装胎具连接，柱体侧壁设置开槽；

球体，与柱体的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的工件位置修正方法，其特征在于，所述柱体与所述球体为一体结构或分体结构。

9.根据权利要求1所述的工件位置修正方法，其特征在于，在S2中，机械手抓取工件分别沿着第一接触点、第二接触点和第三接触点所在的方向移动，直到与第一接触点、第二接触点和第三接触点触碰两次后停止。

10.根据权利要求9所述的工件位置修正方法，其特征在于，通过电器控制模块的开闭，控制机械手抓取工件的开始与停止。