專利名稱：一種在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝配之前的零件定位方法，特別是涉及一種基于動態(tài)視覺的零件 內(nèi)孔的方位誤差校正方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)自動化過程中，裝配是產(chǎn)品生產(chǎn)不可缺少的環(huán)節(jié)，而零件軸和零件內(nèi)孔裝 配在實(shí)際生產(chǎn)中大量存在。在高精度零件軸和零件內(nèi)孔裝配中，準(zhǔn)確的定位零件的重要性 尤為突出。而在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，由于機(jī)械式夾具在長期的使用過程中產(chǎn)生的磨損和機(jī) 器人對零件放置的隨機(jī)性，使得機(jī)械式夾具對待裝配零件的定位精度難以滿足裝配精度的 要求，因此，在裝配下壓過程中，由于軸和孔的角度存在偏差，可能1)導(dǎo)致壓裝配失敗，降 低裝配成功率，或者2、因孔軸之間的內(nèi)力太大而造成零件變形而影響裝配體的使用壽命。對于視覺引導(dǎo)的裝配問題，席文明，鄭彥興等采用在裝配零件上方成一定角度 的兩個攝像頭提取零件特征進(jìn)行定位的方式，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了對裝配零件內(nèi)孔的粗定位和 誤差減小的方法(機(jī)器人裝配任務(wù)中誤差的視覺校正，《機(jī)器人》，2001,23 ；視覺導(dǎo)引 下的零件軸與零件內(nèi)孔被動裝配研究，《東南大學(xué)學(xué)報》，2001,31( ；基于圖像定位的零 件軸與零件內(nèi)孔裝配中的誤差分析，《機(jī)器人》，2000，22(4))。S. Okumura等人在Error prevention in robotic assembly tasks by amachine vision and statistical pattern recognition method (International Journal of Production Research，2005，43(7) 1397-1410) 一文中，針對機(jī)器人裝配任務(wù)提出了基于機(jī)器人雙目視覺的誤差估計和誤差校 正方法。在此方法中，兩個高速的CCD攝像頭固定到機(jī)器人手臂上，能夠?qū)崟r地采集到裝配 零件的表面特征，采用立體視覺匹配的方式對零件進(jìn)行跟蹤，能夠確定裝配零件的方位，從 而指導(dǎo)SCARA機(jī)器人進(jìn)行裝配。然而在現(xiàn)有的視覺引導(dǎo)的裝配方法中，多都采用了雙目攝 像頭的方式對零件進(jìn)行定位，這樣其定位精度很大程度上依賴雙目攝像頭獲取圖像以及圖 像特征提取的精度，立體視覺匹配算法的精度，在攝像頭固定在機(jī)器人上時，還要考慮機(jī)器 人的定位精度等。這些方法比較復(fù)雜，對設(shè)備性能要求較高(如高速攝像頭)，因而價格較 高，而在實(shí)際的裝配系統(tǒng)中，零件本身存在可以被利用來進(jìn)行誤差判斷的特征，可以用以指 導(dǎo)裝配誤差的校正。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明目的是提供一種能夠通過固定在六軸機(jī)械臂第六軸末端的已經(jīng) 標(biāo)定好的攝像頭采集零件圖像，根據(jù)零件圖像中零件內(nèi)孔的圖像信息，計算出零件方位的 位置偏移誤差和角度偏移誤差，根據(jù)位置偏移誤差和角度偏移誤差調(diào)節(jié)六軸機(jī)械臂第六軸 末端攝像頭的位置和角度，直到攝像頭中心軸與零件內(nèi)孔的中軸線完全對準(zhǔn)。根據(jù)攝像頭 的方位可以確定六軸機(jī)械臂進(jìn)行零件軸裝入零件內(nèi)孔的方位和施力方向，保證零件軸和零 件內(nèi)孔裝配可靠完成?；趧討B(tài)視覺的零件軸和零件內(nèi)孔裝配誤差校正方法，用以此解決現(xiàn)有的零件軸和零件內(nèi)孔裝配技術(shù)，由于零件內(nèi)孔的定位誤差而導(dǎo)致的裝配失敗的問題， 提高零件軸和零件內(nèi)孔裝配的成功率。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)成所述目的，本發(fā)明提出一種在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法， 該方法通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)步驟Sl 將帶內(nèi)孔的零件放到夾具上夾緊，并使零件內(nèi)孔的上邊沿裸露；將固定 在六軸機(jī)械臂第六軸末端的已標(biāo)定好的攝像頭移動到零件內(nèi)孔的上方，所述攝像頭的像平 面與預(yù)知的零件內(nèi)孔準(zhǔn)確定位時其裸露的平面平行；調(diào)整攝像頭在零件內(nèi)孔上方的高度， 使攝像頭能清晰的獲取零件內(nèi)孔的圖像，且保證零件內(nèi)孔在圖像中占有較大區(qū)域；步驟S2 通過攝像頭獲取零件內(nèi)孔圖像，再利用圖像處理算法，提取出零件內(nèi)孔 在攝像頭圖像中形成的環(huán)形區(qū)域、提取出零件內(nèi)孔上沿和下沿在攝像頭圖像中形成的邊 緣，所述邊緣是環(huán)形區(qū)域的內(nèi)邊緣和外邊緣；步驟S3 以零件內(nèi)孔在攝像頭圖像中形成的環(huán)形區(qū)域外邊緣的重心為原點(diǎn)，建立 極坐標(biāo)系，利用極坐標(biāo)系到直角坐標(biāo)系的空間變換算法，通過環(huán)形區(qū)域的外邊緣和內(nèi)邊緣 構(gòu)建外邊緣半徑曲線H Θ )和內(nèi)邊緣與外邊緣距離半徑曲線d( Θ )，這兩條曲線橫坐標(biāo)均 為極坐標(biāo)系中原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量的角度θ，縱坐標(biāo)分別為所述向量與環(huán)形區(qū)域外邊緣交點(diǎn) 線段的長度和向量與環(huán)形區(qū)域相交線段的長度；步驟S4:根據(jù)外邊緣半徑曲線H Θ)和內(nèi)邊緣和外邊緣距離半徑曲線d( Θ)這兩 條曲線，利用基于射影定理的幾何變換算法求得零件內(nèi)孔的位置偏差方向$和在方向 上的偏差量AD與角度偏差方向IiJnSrS向上的偏差量α ；步驟S5 如果滿足偏差量AD < ε工，α < ε 2，結(jié)束步驟；如果不滿足偏差量AD < ￡ι，α < ε 2，則調(diào)整攝像頭沿著位置偏差的反方向移動AD的距離，再調(diào)整攝像頭
沿著&的反方向旋轉(zhuǎn)α，然后轉(zhuǎn)到步驟S2 ；其中，ε ” ε 2是根據(jù)不同的裝配精度要求制定 的誤差指標(biāo)。(三)本發(fā)明的有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有的裝配過程中的誤差校正方法相比，一方面，采用的是一個固定在 六軸機(jī)械臂第六軸末端可移動的攝像頭，這比現(xiàn)有的采用動態(tài)的雙攝像頭實(shí)現(xiàn)零件定位的 方法節(jié)省一定的成本，同時基于一個攝像頭獲取零件圖像然后進(jìn)行圖像處理的方式，省去 了雙攝像頭中對兩幅圖像進(jìn)行匹配的處理，一方面加快了圖像處理的速度，同時也減少了 圖像匹配過程引入的誤差；另一方面，利用了零件軸和零件內(nèi)孔裝配中，具有一定高度零件 內(nèi)孔在圖像中的成像為環(huán)形區(qū)域的特征，設(shè)計了簡單易行的誤差校正方法，這與一般的通 過視覺對裝配零件內(nèi)孔的高精度定位來校正定位誤差的方式相比，巧妙地利用零件自身具 有的可用于定位零件的特征，不再依賴于復(fù)雜的對圖像有效區(qū)域進(jìn)行高精度提取的處理算 法，同時也充分地利用了攝像頭對實(shí)際偏差的捕獲和擴(kuò)大化能力，在相同的圖像提取準(zhǔn)確 度情況下提高了對零件定位誤差估計的精度。再者，提出了新的從圖像空間提取關(guān)鍵的參 變量，通過一定的變換方式映射到另一簡易空間的分析方法，將圖像空間中對裝配零件位 置誤差和角度誤差的判斷起關(guān)鍵作用的物理量提出來，并且將它們分離，即將受零件位置 誤差和角度誤差分別進(jìn)行分析，從而將多維誤差同時存在的誤差校正問題轉(zhuǎn)化成了兩個單維誤差的校正問題，這為零件軸和零件內(nèi)孔裝配中的誤差校正問題提供了新的解決思路。


圖1是在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法的流程圖；圖2是帶有攝像頭的六軸機(jī)械臂零件軸和零件內(nèi)孔裝配的誤差校正平臺示意圖；圖3是攝像頭位于零件內(nèi)孔上方時，零件內(nèi)孔在攝像頭中的成像原理示意圖；圖4是攝像頭位于圓形的零件內(nèi)孔上方，而零件存在不同的位置偏移和角度旋轉(zhuǎn) 誤差時，零件內(nèi)孔在攝像頭中形成的環(huán)形區(qū)域示意圖；圖5是零件存在不同偏差時，零件內(nèi)孔在攝像頭圖像上形成的不同環(huán)形區(qū)域，通 過極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)的空間變換，形成的不同的二維曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面是結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方案。但是本發(fā)明不受這里 所述實(shí)施例的限制，提供這些實(shí)例只是為了更充分和完全公開發(fā)明，并將本發(fā)明的范圍告 知本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖1是在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法的流程圖，其給出了發(fā)明方法 的各個步驟，分別用S1-S5進(jìn)行標(biāo)注，并且給出了各個步驟執(zhí)行的前后邏輯關(guān)系。下面將對 每一個步驟的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是帶有攝像頭的六軸機(jī)械臂零件軸和零件內(nèi)孔裝配的誤差校正平臺示意圖， 零件軸和零件內(nèi)孔裝配誤差校正平臺的關(guān)鍵部件解釋如下六軸機(jī)械臂1含有第六軸11、 第六軸末端111、第六軸中軸線112、攝像頭2、攝像頭中軸線21、攝像頭的像平面22、帶內(nèi)孔 的零件3、零件內(nèi)孔31、零件內(nèi)孔上沿311、零件內(nèi)孔下沿312、固定零件3的平臺4、零件軸 33、夾取零件軸33的手爪5。零件內(nèi)孔31是圓孔、方孔或三角孔；攝像頭是單目攝像頭。攝像頭2固定在六軸機(jī)械臂1的第六軸末端111，攝像頭中軸線21與六軸機(jī)械臂 1的第六軸中軸線112平行。攝像頭2隨六軸機(jī)械臂第六軸末端111的移動而發(fā)生移動。 攝像頭2移動到零件內(nèi)孔31的正上方一定高度處(可選10cm-20cm之間的某個高度值)， 保證零件內(nèi)孔31在攝像頭圖像中的成像占得區(qū)域比例在50% -80%之間。同時要保證攝 像頭的像平面22與固定零件3的平臺4平行(零件3被準(zhǔn)確地夾持固定時，零件內(nèi)孔31 上沿所在平面與固定零件3的平臺平行)。在此裝配平臺4示意圖的基礎(chǔ)上，下面進(jìn)一步分 析零件內(nèi)孔31在攝像頭2中所成圖像的特征。圖3是攝像頭2位于零件內(nèi)孔31上方時，零件內(nèi)孔31在攝像頭中的成像原理示 意圖，其中主要部件包括攝像頭2，攝像頭的像平面22，帶孔的零件3，零件內(nèi)孔31，零件內(nèi) 孔上沿311，零件內(nèi)孔下沿312，零件3的上表面32，理想狀態(tài)下，零件3被準(zhǔn)確夾持時零件 內(nèi)孔上沿311所在平面6，攝像頭焦點(diǎn)23，零件內(nèi)孔31在攝像頭像平面22中形成的環(huán)形區(qū) 域221，攝像頭像平面22中環(huán)形區(qū)域的外邊緣222，像平面中環(huán)形區(qū)域的內(nèi)邊緣223。圖3中(a)是攝像頭2被移動到零件內(nèi)孔31的正上方，攝像頭的像平面22在理 想狀態(tài)下，零件3無誤差固定時零件內(nèi)孔31上邊沿所在平面6平行；而實(shí)際上，由于零件3 存在角度和偏移誤差零件內(nèi)孔31上邊沿311所在零件上表面32并不與零件3無誤差固定 時零件內(nèi)孔31上邊沿所在平面6重合和平行。圖3中(b)是零件內(nèi)孔31在攝像頭的像平面22中形成圖像的原理，可知零件內(nèi)孔31在通過攝像頭2的焦點(diǎn)33投射到攝像頭的像平 面22中的圖像為一環(huán)形區(qū)域221，其中零件內(nèi)孔上沿311在攝像頭圖像中形成環(huán)形區(qū)域的 外邊緣222，零件內(nèi)孔下沿312在攝像頭圖像中形成環(huán)形區(qū)域的外邊緣223。下面結(jié)合圖3，對攝像頭2移動到與零件3無誤差固定時零件內(nèi)孔上沿311所在平 面6平行的位置后，零件內(nèi)孔311在攝像頭圖像中形成環(huán)形區(qū)域的現(xiàn)象進(jìn)行分析性解釋。假設(shè)攝像頭2穩(wěn)定地固定在六軸機(jī)械臂1上，六軸機(jī)械臂1的重復(fù)定位精度為 0. 05mm,固定在六軸機(jī)械臂1的第六軸末端111的攝像頭2的定位誤差限定在0. 2mm以內(nèi)；OXH為理想狀態(tài)下的零件內(nèi)孔的世界坐標(biāo)系，其定義如下0ΧΥ是零件3無誤差固 定時零件內(nèi)孔上沿311所在平面6，攝像頭2被移動到零件內(nèi)孔21正上方，且與OXY平行， OZ是理想狀態(tài)下零件3夾持準(zhǔn)確后零件內(nèi)孔21的中心軸；0' X' Y' Z'是實(shí)際的零件內(nèi)孔的世界坐標(biāo)，其定義為0'是零件內(nèi)孔的上沿 311的幾何中心，0' X' Y'是零件內(nèi)孔上沿311所在平面32，0' V是零件內(nèi)孔31的中 心軸；oxyz為攝像頭坐標(biāo)系，其定義為0是攝像頭主軸21與攝像頭像平面22的交點(diǎn)， oxy表示攝像頭像平面22，OZ垂直于攝像頭像平面22向外。基于以上對0ΧΥΖ、0' X' Y' Z'、oxyz，進(jìn)行如下分析令(χ。，f, zc)表示物體上的任意一點(diǎn)在攝像頭坐標(biāo)系oxyz中的三維坐標(biāo)，(u，ν) 表示這一點(diǎn)經(jīng)過圖3(b)中所示的成像變換后，在攝像頭像平面22上對應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù) 射影成像模型，可知點(diǎn)在像平面和攝像頭坐標(biāo)系中的對應(yīng)關(guān)系表示為
嚴(yán)、 /￡ 0
_3] W=Ho - W ⑴
VO 0 If其中，(u0, V0)為攝像頭中心軸21與攝像頭像平面22交點(diǎn)的坐標(biāo)，f為攝像頭焦 距，ΔΧ，Ay為攝像頭水平和豎直方向感光點(diǎn)之間的距離，λ為比例因子。從公式(1)可以得出λ = l/zc(2)
權(quán)利要求
1.一種在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于包括以下步驟 步驟Sl 將帶內(nèi)孔的零件放到夾具上夾緊，并使零件內(nèi)孔的上邊沿裸露；將固定在六軸機(jī)械臂第六軸末端的已標(biāo)定好的攝像頭移動到零件內(nèi)孔的上方，所述攝像頭的像平面與 預(yù)知的零件內(nèi)孔準(zhǔn)確定位時其裸露的平面平行；調(diào)整攝像頭在零件內(nèi)孔上方的高度，使攝 像頭能清晰的獲取零件內(nèi)孔的圖像，且保證零件內(nèi)孔在圖像中占有較大區(qū)域；步驟S2:通過攝像頭獲取零件內(nèi)孔圖像，再利用圖像處理算法，提取出零件內(nèi)孔在攝 像頭圖像中形成的環(huán)形區(qū)域、提取出零件內(nèi)孔上沿和下沿在攝像頭圖像中形成的邊緣，所 述邊緣是環(huán)形區(qū)域的內(nèi)邊緣和外邊緣；步驟S3 以零件內(nèi)孔在攝像頭圖像中形成的環(huán)形區(qū)域外邊緣的重心為原點(diǎn)，建立極坐 標(biāo)系，利用極坐標(biāo)系到直角坐標(biāo)系的空間變換算法，通過環(huán)形區(qū)域的外邊緣和內(nèi)邊緣構(gòu)建 外邊緣半徑曲線H θ )和內(nèi)邊緣與外邊緣距離半徑曲線d( θ )，這兩條曲線橫坐標(biāo)均為極 坐標(biāo)系中原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量的角度θ，縱坐標(biāo)分別為所述向量與環(huán)形區(qū)域外邊緣交點(diǎn)線段 的長度和向量與環(huán)形區(qū)域相交線段的長度；步驟S4:根據(jù)外邊緣半徑曲線r( θ )和內(nèi)邊緣和外邊緣距離半徑曲線d( θ )這兩條曲線，利用基于射影定理的幾何變換算法求得零件內(nèi)孔的位置偏差方向Sp:和在^方向上的偏差量AD與角度偏差方向方向上的偏差量α ；步驟S5 如果滿足偏差量AD < ε17 α < ε 2，結(jié)束步驟；如果不滿足偏差量AD < ￡ι，α < ε 2，則調(diào)整攝像頭沿著位置偏差的反方向—Bp移動AD的距離，再調(diào)整攝像頭沿著Sr的反方向旋轉(zhuǎn)α，然后轉(zhuǎn)到步驟S2;其中，ε 2是根據(jù)不同的裝配精度要求制定 的誤差指標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，所述攝像頭是單目 攝像頭，攝像頭的主軸與六軸機(jī)械臂的第六軸的中心軸線平行，攝像頭固定在六軸機(jī)械臂 的第六軸末端，隨六軸機(jī)械臂的運(yùn)動而運(yùn)動。
3.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于，所述 裸露的平面是理想狀態(tài)下，零件被夾具準(zhǔn)確定位時，零件孔上沿所在的平面，此平面與零件 內(nèi)孔中軸線垂直。
4.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于，所述 圖像處理算法的具體步驟為步驟加將零件內(nèi)孔圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，并采用高斯濾波器對灰度圖像進(jìn)行平滑處理；步驟2b 根據(jù)灰度圖像采用Carmy算法提取灰度圖像邊緣，得到二值化的單像素邊緣 圖像；步驟2c:采用腐蝕和膨脹算法，去掉單像素邊緣圖像背景中的較短小的噪聲邊緣，將 單像素邊緣圖像上存在斷點(diǎn)的曲線連接成為較長的連續(xù)曲線，得到具有較長邊緣的圖像；步驟2d:采用霍夫變換的方法，從具有較長邊緣的圖像中提取與已知零件內(nèi)孔邊沿幾 何形狀相似的曲線；步驟加根據(jù)攝像頭成像原理，得到以下三個特征零件內(nèi)孔上沿對應(yīng)的外邊緣是完整的已知形狀的曲線、零件內(nèi)孔下沿對應(yīng)的內(nèi)邊緣完全位于外邊緣內(nèi)部及內(nèi)邊緣與外邊緣 局部平行，根據(jù)所述的三個特征提取零件內(nèi)孔在包含與零件內(nèi)孔邊沿幾何形狀相似曲線的 圖像中形成環(huán)形區(qū)域的外邊緣曲線和內(nèi)邊緣曲線。
5.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于，所述 極坐標(biāo)系到直角坐標(biāo)系的空間變換算法是針對環(huán)形區(qū)域外邊緣和內(nèi)邊緣圖像進(jìn)行極坐標(biāo) 到直角坐標(biāo)的變換，該變換的具體步驟為步驟3a:以零件內(nèi)孔在攝像頭圖像中形成的環(huán)形區(qū)域外邊緣的幾何中心為原點(diǎn)，建立 環(huán)形區(qū)域所在的邊緣圖像平面上的極坐標(biāo)系；步驟北以極坐標(biāo)的χ軸為參考軸，從極坐標(biāo)系原點(diǎn)出發(fā)的向量與環(huán)形區(qū)域相交，且該 向量與環(huán)形區(qū)域內(nèi)邊緣和外邊緣交于兩點(diǎn)；步驟3c 以向量與χ軸的旋轉(zhuǎn)角為自變量，極坐標(biāo)原點(diǎn)到向量與外邊緣交點(diǎn)和向量與 內(nèi)邊緣和外邊緣交點(diǎn)的距離為因變量，構(gòu)造外邊緣半徑曲線H θ )和內(nèi)邊緣和外邊緣距離 半徑曲線d( θ )，這樣把零件內(nèi)孔環(huán)形區(qū)域所在的二值化邊緣圖像中的環(huán)形區(qū)域邊緣的偏 移特征分析問題簡化成為外邊緣半徑曲線H θ )和內(nèi)邊緣與外邊緣距離半徑曲線d( θ )的 特性分析問題；其中，所述兩條曲線橫坐標(biāo)均為向量與χ軸夾角的角度θ，縱坐標(biāo)分別為原 點(diǎn)到向量與環(huán)形區(qū)域外邊緣交點(diǎn)線段的長度和向量與環(huán)形區(qū)域相交線段的長度；步驟3d:將極坐標(biāo)系中原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量與極坐標(biāo)χ軸夾角θ從0開始，以步長為 0. 01，增加到2 JI，計算出相應(yīng)的d( θ )和r( θ )，構(gòu)建出離散型的外邊緣半徑曲線r( θ )和 內(nèi)邊緣和外邊緣距離半徑曲線d( θ )。
6.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于，所述 基于射影定理的幾何變換算法是根據(jù)構(gòu)造的二維曲線H Θ )，d( Θ )進(jìn)行實(shí)際零件內(nèi)孔位 置偏移誤差和角度偏移誤差的計算，該計算的具體步驟為步驟如將1~(9)的實(shí)際形狀曲線和無角度偏差時ΗΘ)的形狀曲線作比較，得到 γ(Θ)的實(shí)際形狀曲線和無偏差時r( Θ)的形狀曲線上具有相等值的點(diǎn)對應(yīng)的是Θ，即為 零件內(nèi)孔圖像中環(huán)形區(qū)域外邊緣的無變形方向，再根據(jù)H θ )的實(shí)際形狀曲線在垂直于環(huán) 形區(qū)域外邊緣的無變形方向的方向上相對于無角度偏差時H Θ)的形狀曲線的變形程度， 計算環(huán)形區(qū)域外邊緣的形變率；步驟4b 根據(jù)攝像頭成像的幾何投影關(guān)系，利用環(huán)形區(qū)域外邊緣的無變形方向角θ，計算出零件內(nèi)孔的角度偏差方向&，利用環(huán)形區(qū)域外邊緣的形變率，計算出零件內(nèi)孔的角 度偏移誤差α ；步驟4c 根據(jù)r( θ )和r( θ )-d( θ )求出外邊緣和內(nèi)邊緣的中心點(diǎn)0和0'的位置，并根據(jù)中心點(diǎn)0的位置和零件內(nèi)孔在角度偏方向上存在α的角度誤差時，計算零件內(nèi)孔僅存在α角度的旋轉(zhuǎn)誤差不存在位置偏移誤差時，小橢圓中心在零件內(nèi)孔圖像中的位置 0"；步驟4d:根據(jù)0'和0"的相對位置關(guān)系和距離之差，確定零件內(nèi)孔的位置偏移方向g和在^方向上的位置偏移誤差A(yù)D。
7.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于，所述 零件內(nèi)孔是圓孔、方孔或三角孔。
8.如權(quán)利要求1所述在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，其特征在于，所述 較大區(qū)域為零件內(nèi)孔在攝像頭獲取的圖像中占有50% -80%的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明是一種在軸孔裝配中零件內(nèi)孔方位誤差的校正方法，該方法將六軸機(jī)械臂第六軸末端的攝像頭移動到零件內(nèi)孔的上方；提取出攝像頭的零件內(nèi)孔圖像中形成的環(huán)形區(qū)域外邊緣和內(nèi)邊緣；通過空間變換算法將環(huán)形區(qū)域外邊緣和內(nèi)邊緣變換成兩條二維曲線；根據(jù)這兩條二維曲線計算出環(huán)形區(qū)域外邊緣和內(nèi)邊緣的位置關(guān)系，進(jìn)而確定零件內(nèi)孔的偏移誤差，然后將機(jī)器人向著減小誤差的方向進(jìn)行重復(fù)調(diào)整，直至計算出的角度偏移誤差在允許范圍以內(nèi)。本發(fā)明設(shè)計出的裝配誤差快速校正算法，能夠大大降低了在零件軸和零件內(nèi)孔裝配過程中夾具對零件夾取精度的要求，提高自動化零件軸和零件內(nèi)孔裝配的成功率。
文檔編號G01B11/00GK102128589SQ20101003435
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者喬紅, 劉傳凱, 張波, 蘇建華 申請人:中國科學(xué)院自動化研究所