[發(fā)明專利]一種基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810828510.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN108927805B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜志江;高永卓;董為;李明洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法，本發(fā)明涉及基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法。本發(fā)明為了解決自動(dòng)化生產(chǎn)線中來料不一致導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)成本高且需要手眼標(biāo)定的問題。本發(fā)明包括：一：選擇鉚接工件待加工孔位中需要拍照的孔；二：使用機(jī)器人對(duì)選擇的需要拍照的孔進(jìn)行拍照點(diǎn)位設(shè)定，并采集圖像；三：使用機(jī)器人對(duì)鉚接工件待加工孔位進(jìn)行手動(dòng)示教插釘；四：更換工件，機(jī)器人在設(shè)定的拍照點(diǎn)位采集圖像；五：采用視覺補(bǔ)償算法對(duì)孔位偏移信息進(jìn)行計(jì)算，生成補(bǔ)償信息發(fā)送到機(jī)器人；六：機(jī)器人根據(jù)收到的補(bǔ)償信息完成插釘過程；七：插釘完成后，工件下料，重復(fù)執(zhí)行步驟四至步驟六，直至完成所有工件的插釘。本發(fā)明用于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法。

背景技術(shù)

鉚接技術(shù)以其簡潔可靠的特性廣泛的應(yīng)用于航空航天制造業(yè)、汽車制造等行業(yè)中，而國內(nèi)目前較多采用人工鉚接或?qū)Ｓ迷O(shè)備鉚接。鉚接工作強(qiáng)度大、鉚接點(diǎn)多，所以采用自動(dòng)化設(shè)備完成鉚接任務(wù)具有很大的戰(zhàn)略意義。工業(yè)機(jī)器人工作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，在制造業(yè)自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用。

在鉚接自動(dòng)化中，插鉚釘是其中必不可少的一個(gè)部分，一般工件鉚釘數(shù)量很大，這導(dǎo)致很難用一般的自動(dòng)化設(shè)備去完成插釘任務(wù)并適應(yīng)不同的工件。工業(yè)機(jī)器人以其自身特性成為該項(xiàng)任務(wù)的首選。但由于加工過程中自動(dòng)化裝夾工件的環(huán)節(jié)過多且工件來料的一致性很難保證，傳統(tǒng)機(jī)器人示教再現(xiàn)的方式難以保證加工的穩(wěn)定性。

為解決類似問題，機(jī)器視覺結(jié)合機(jī)器人的方法較多的應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，機(jī)器人根據(jù)視覺測得的信息進(jìn)行補(bǔ)償以完成插釘過程。其中攝像頭的安裝方式分為眼在手(Eye-in-hand)和眼固定(Eye-to-hand)兩種。

前者方式中攝像頭固定在機(jī)器人末端，這種方式下需要對(duì)機(jī)器人的手眼關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，即標(biāo)定攝像頭與機(jī)器人之間的位置關(guān)系。手眼關(guān)系的標(biāo)定過程復(fù)雜，且精度難以達(dá)到要求，給整個(gè)過程增加了很多難度。另一種方式中，攝像頭固定在某一位置，但在這種方式下，工件只能被測一部分信息，且攝像頭需要布置在合理的安裝位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決自動(dòng)化生產(chǎn)線中來料不一致所導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)成本高且需要進(jìn)行手眼標(biāo)定的問題，而提出一種基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法。

一種基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法包括以下步驟：

步驟一：選擇鉚接工件待加工孔位中需要拍照的孔；

步驟二：使用機(jī)器人對(duì)步驟一中選擇的需要拍照的孔進(jìn)行拍照點(diǎn)位設(shè)定，并采集圖像；

步驟三：使用機(jī)器人對(duì)步驟一中鉚接工件待加工孔位進(jìn)行手動(dòng)示教插釘；

步驟四：更換工件，機(jī)器人在步驟二設(shè)定的拍照點(diǎn)位采集圖像；

步驟五：采用視覺補(bǔ)償算法對(duì)孔位偏移信息進(jìn)行計(jì)算，生成補(bǔ)償信息發(fā)送到機(jī)器人；

步驟六：機(jī)器人根據(jù)收到的補(bǔ)償信息完成插釘過程；

步驟七：插釘完成后，工件下料，重復(fù)執(zhí)行步驟四至步驟六，直至完成所有工件的插釘。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明方法提出了一種基于視覺補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化插釘方法。由于自動(dòng)化生產(chǎn)線中工件具有來料不一致性，即按批次加工的工件不能保證每一個(gè)工件具有絕對(duì)相同的位置，此時(shí)需要對(duì)加工過程進(jìn)行補(bǔ)償進(jìn)而完成插釘動(dòng)作。

本發(fā)明方法適用于夾具具有靠邊定位功能的情況。當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)限制了工件的自由度時(shí)，需要對(duì)工件未限定的一個(gè)自由度進(jìn)行補(bǔ)償，在完成機(jī)器人與夾具的標(biāo)定后，設(shè)定該方向與機(jī)器人某一笛卡爾坐標(biāo)軸方向一致。所以在通過機(jī)器視覺完成竄動(dòng)量測量后，機(jī)器人將在該軸方向進(jìn)行補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化插釘。如果出現(xiàn)與該軸垂直的方向也存在竄動(dòng)，經(jīng)結(jié)果分析后可對(duì)該方向進(jìn)行附加補(bǔ)償。