[發明專利]發動機裝配體精準配合方法

有效

• 申請號: 202010728728.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN112122917B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 張凱聞;陳璟逸
• 申請（專利權）人: 南京優登科技有限公司
• 主分類號: B23P19/12
• 分類號: B23P19/12
• 代理公司: 蘇州吳韻知識產權代理事務所(普通合伙) 32364
• 代理人: 王銘陸

本發明公開了一種發動機裝配體精準配合方法，首先分別對兩對雙目相機進行相機內參數和外參數標定，對相機坐標系和六自由度并聯平臺坐標系進行標定，借助于激光跟蹤儀將兩個柔性并聯平臺坐標系轉換到基坐標系下，將發動機兩個待裝配體分別放在兩個柔性并聯平臺上，分別旋轉兩個柔性并聯平臺，使得發動機兩個待裝配體的銷釘和銷孔在雙目視覺系統中完全成像，圖像采集，圖像處理，三維重建，得到銷孔和銷釘分別在柔性并聯平臺的剛性轉換關系，將兩個柔性并聯平臺反轉回原來的位姿，通過解算得到發動機待裝配體的目標位置，進行一次性裝配。通過上述方式，本發明能夠克服現有方法需要調節共軸難度高的缺點，精度高，穩定性好，一次裝調即可，效率高。

技術領域

本發明涉及自動化控制領域和機器視覺技術領域，特別是涉及一種發動機裝配體精準配合方法。

背景技術

定位銷和定位孔精確配合是工業各個領域裝配的重要工序，傳統的對接方式采用V型工裝支撐進行手動對接裝配，然而這種對接方式對中難度較大，對銷孔難度更大，而且需要很多人參與，對接的效率以及精度完全依靠操作人員的經驗和水平。尤其是當對接工件較大的時候，實現難度急劇上升，影響自動化生產的效率。

有些研究學者利用光柵掃描裝置掃描進行對接，然而這種方式需要進行粘貼標志點，過程較為繁瑣。還有一些學者采用外接靶標的方式進行間接測量，由于這種方式需要進行裝夾，實用性得到了限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發動機裝配體精準配合方法，能夠實現相鄰兩個大型裝置中銷和孔之間的無碰撞對接，對接精度高，自動化程度高，效率高，可應用于大型產品例如發動機或是航天航空產品的自動化裝配中。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種發動機裝配體精準配合方法，包括發動機的兩個待裝配體、兩個六自由度的柔性并聯平臺、兩套雙目視覺系統和一個激光跟蹤儀，其精準配合方法包括以下步驟：

步驟1：在沒有放置待裝配體之前，將標定板放置于六自由度的柔性并聯平臺上，將六自由度的柔性并聯平臺調到零位，以激光跟蹤儀坐標系作為基坐標系，利用激光跟蹤儀確定六自由度的柔性并聯平臺的坐標系和激光跟蹤儀坐標系之間的位置關系；

步驟2：將發動機的兩節待裝配體放置于兩個相應的六自由度的柔性并聯平臺上，轉動兩個六自由度的柔性并聯平臺接近45°，使得兩節待裝配體的安裝端分別在兩套雙目視覺系統的視野中；

步驟3：利用兩套雙目視覺系統對各自待裝配體圖像進行采集，圖像處理，圖像分析，得到視覺系統下的三維空間坐標；

步驟4：將兩個六自由度的柔性并聯平臺轉動-45°方向調整回零位；

步驟5：兩個六自由度的柔性并聯平臺解算目標位姿。

進一步的是，所述步驟1包括步驟11)對兩套雙目視覺系統進行雙目視覺標定，確定雙目視覺系統相機的內參矩陣以及雙目視覺系統相機之間的外參轉換矩陣。

進一步的是，所述步驟1包括步驟12)利用“手眼”標定方法，對雙目視覺系統和六自由度的柔性并聯平臺標定。

進一步的是，所述步驟1包括步驟13)對整個操作系統進行全局標定，以激光跟蹤儀坐標系作為基坐標系，利用步驟12)、步驟13)將雙目視覺系統的相機坐標系和六自由度柔性并聯平臺坐標系都轉換到基坐標系。

進一步的是，所述步驟3包括步驟31)利用兩套雙目視覺系統對各自待裝配體圖像進行采集，對采集到的定位銷和定位孔進行圖像處理，圖像分析，得到定位銷和定位孔的圖像坐標。

進一步的是，所述步驟3包括步驟32)借助于雙目視覺系統雙目三角測量原理可以得到定位銷和定位孔在相應的雙目視覺系統下的三維空間坐標。