[發(fā)明專利]一種基于雙機(jī)器視覺的偏心量測量誤差補(bǔ)償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110590310.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN113280760B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅怡;辛云朋;房運(yùn)濤;王曉東;徐松
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/27
• 分類號(hào): G01B11/27
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發(fā)明屬于精密微小零件自動(dòng)裝配技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于雙機(jī)器視覺的偏心量測量誤差補(bǔ)償方法。通過豎直方向機(jī)器視覺，測量組成萬向支架的框架類組件中任意兩個(gè)零件的偏心量，通過水平方向機(jī)器視覺，測量兩個(gè)零件特征端面的相對(duì)偏轉(zhuǎn)角，建立誤差補(bǔ)償模型，計(jì)算該角度引起豎直方向機(jī)器視覺測量偏心量的誤差，補(bǔ)償?shù)狡牧繙y量的結(jié)果中，即得到兩個(gè)零件的真實(shí)偏心量，解決單機(jī)器視覺測偏心量時(shí)，因兩個(gè)零件相對(duì)不平行狀態(tài)難以確定，導(dǎo)致兩個(gè)零件的偏心量測量結(jié)果不同。該發(fā)明為微小框架組件自動(dòng)裝配后提供了精確的偏心量測量結(jié)果，從而直接影響后續(xù)偏心量的自動(dòng)調(diào)整，能夠提高精密裝配的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密微小零件自動(dòng)裝配技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于雙機(jī)器視覺的偏心量測量誤差補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

隨著精密微小零件自動(dòng)化裝配技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)陀螺儀等帶有框架類組件的裝配偏心量精度要求越來越高，其裝配精度直接影響該類零件的使用性能，偏心量的精確測量則是精密裝配的必要前提，待測零件的特征端面的不平行則是影響測量結(jié)果的重要因素。此外，基于機(jī)器視覺的偏心量自動(dòng)測量方法能夠提高工作效率，符合自動(dòng)化裝配的核心思想。

目前投入生產(chǎn)使用的偏心量測量方法多為接觸式測量方法，即通過電感測微儀或者三坐標(biāo)測量儀等工具，將測頭打在被測兩圓環(huán)中的其中一個(gè)，轉(zhuǎn)動(dòng)另一個(gè)圓環(huán)，電感測微儀的讀數(shù)最大與最小的差值即為偏心量。由于其為接觸式測量，因此測量結(jié)果會(huì)受到接觸力的影響，同時(shí)需要設(shè)計(jì)專門的夾具來固定零件進(jìn)行測量，基準(zhǔn)統(tǒng)一問題也需要考慮。

公開號(hào)為CN112344884A的專利，公開了一種用于框架組件的偏心量和間隙測量裝置，運(yùn)用單機(jī)器視覺測量兩個(gè)零件特征端面的偏心量，然而，針對(duì)萬向支架類組件的特點(diǎn)，任意兩個(gè)零件之間均有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度未被完全限制，當(dāng)兩個(gè)零件相對(duì)不平行時(shí)，其特征端面的兩個(gè)中心發(fā)生相對(duì)位移，造成偏心量測量的誤差，此方法不再適用。

本發(fā)明結(jié)合框架類組件的特點(diǎn)，在與測量方向垂直的方向上增加一套機(jī)器視覺，此時(shí)可測量兩個(gè)零件的相對(duì)偏轉(zhuǎn)角度，將該角度代入建立的誤差補(bǔ)償模型，即可得到測量方向的測量偏心量誤差，提高偏心量測量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)目前使用機(jī)器視覺測量框架類組件的偏心量，因被測端面不平行狀態(tài)難以完全確定，導(dǎo)致的偏心量測量結(jié)果不準(zhǔn)確問題。本發(fā)明提供一種基于雙機(jī)器視覺的偏心量測量誤差補(bǔ)償方法，在豎直方向的相機(jī)測量偏心量的基礎(chǔ)上，在零件水平方向增加一個(gè)相機(jī)測量零件的傾斜程度，計(jì)算得兩個(gè)零件的特征端面的相對(duì)偏轉(zhuǎn)角度，將偏轉(zhuǎn)角度代入建立的偏心量測量誤差補(bǔ)償模型，補(bǔ)償豎直方向相機(jī)測得的偏心量。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于雙機(jī)器視覺的偏心量測量誤差補(bǔ)償方法，基于豎直機(jī)器視覺測量框架類組件的偏心量時(shí)，在水平方向上增加一套水平機(jī)器視覺，用來測量組成框架類組件的零件特征端面不平行導(dǎo)致的偏轉(zhuǎn)角度，將偏轉(zhuǎn)角度代入建立的誤差補(bǔ)償模型，對(duì)豎直機(jī)器視覺測量偏心量進(jìn)行補(bǔ)償；

具體方法表現(xiàn)為：

步驟一：通過精密位移滑臺(tái)帶動(dòng)水平相機(jī)移動(dòng)，使零件的目標(biāo)特征出現(xiàn)在相機(jī)視野中，繼續(xù)調(diào)整相機(jī)在景深方向移動(dòng)，使目標(biāo)特征呈現(xiàn)最清晰的狀態(tài)，此時(shí)具有偏心量要求的兩個(gè)零件的特征端面的不平行，在水平相機(jī)的視野中，表現(xiàn)為兩條不平行的直線，由于水平相機(jī)視場和景深較小，待測零件的目標(biāo)特征實(shí)際為一條弧線，所以需要精密位移滑臺(tái)帶動(dòng)水平相機(jī)移動(dòng)至不同位置采集照片，以獲取清晰完整的目標(biāo)特征；

步驟二：將水平相機(jī)采集的圖片，通過數(shù)字圖像處理方法，使目標(biāo)特征顯示為可掃點(diǎn)狀態(tài)，通過掃描目標(biāo)特征，擬合出兩條傾斜直線，直線斜率的反正切即偏轉(zhuǎn)角，計(jì)算兩個(gè)零件的相對(duì)偏轉(zhuǎn)角，代入已經(jīng)建立的誤差補(bǔ)償模型，計(jì)算得到需要補(bǔ)償?shù)闹担?/p>