针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置，其特征在于，其包括多条自动化装配线，自动化装配线包括输送线装置、视觉处理装置、动作触发装置、机器人、计算机、标定装置，输送线装置与视觉处理装置相连，动作触发装置位于输送线装置的上方，输送线装置与标定装置相连，机器人位于视觉处理装置的右侧，机器人与计算机相连。本实用新型专利技术提高了装配效率，适用于大规模自动化生产需求。

Flexible online measurement and assembly integrated device for shaft hole fit

The utility model discloses a measuring device for on-line assembly integration flexible axle hole, which is characterized in that it comprises a plurality of automatic assembly line, automatic assembly line conveyor line device, including visual processing device, action trigger device, robot, computer, calibration device, transmission line device is connected with the visual processing device, action the trigger device is positioned above the conveying line device, transmission line device is connected with the calibration device, the robot in the right visual processing device, and computer connected robot. The utility model improves the assembly efficiency and is suitable for large-scale automatic production requirements.

【技术实现步骤摘要】
针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置
本技术涉及一种一体化装置，特别是涉及一种针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置。
技术介绍
传统轴孔配合多依赖工人手动装配，首先需要测量轴、孔配合尺寸，将合格工件运送至待装配区域；其次借助人力或工具将轴、孔工件调整至装配状态，精确控制两者相对位置完成装配。其中测量过程会引入人为不稳定因素，影响测量精度，导致不合格工件进入装配区域，降低了装配效率，甚至导致装配件损毁，并且手动装配依赖工人经验，无法做到大批量可复制，且受限工人体力，无法持续保持高质量装配。除上述手动装配方式，现有的基于机器视觉的轴孔类工件装配系统大多只针对单一工位和工件，装配效率低，无法应对多工位装配及大规模、柔性化生产需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置，其能够在线测量及装配功能，能够适应不同尺寸和类型的轴孔工件，适用于大规模自动化生产需求。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置，其特征在于，其包括多条自动化装配线，自动化装配线包括输送线装置、视觉处理装置、动作触发装置、机器人、计算机、标定装置，输送线装置与视觉处理装置相连，动作触发装置位于输送线装置的上方，输送线装置与标定装置相连，机器人位于视觉处理装置的右侧，机器人与计算机相连，其中：输送线装置包括旋转编码器、传动带、第一支撑柱，四个第一支撑柱与传动带相连，传动带与两个旋转编码器相连；视觉处理装置包括面光源、智能相机、支撑座，面光源、智能相机都安装在支撑座上，面光源与智能相机相连；动作触发装置包括光电发射传感器、光电接收传感器，光电发射传感器位于光电接收传感器左侧；机器人包括机械臂、运动控制器、旋转头、第二支撑柱，运动控制器位于第二支撑柱的左侧，机械臂安装在第二支撑柱上，旋转头安装在机械臂上。优选地，所述第一支撑柱的底端设有脚垫。优选地，所述第二支撑柱的底端与一个底盘固定。优选地，所述机械臂和第二支撑柱之间设有一个转轴。优选地，所述标定装置采用四个标定块，四个标定块分别设有一个标志点。本技术的积极进步效果在于：本技术能够根据装配需求设置不少于两条自动化装配线，通过机器视觉实现测量和装配自动化、一体化，提高了装配效率，适用于大规模自动化生产需求；通过更换存储的标准尺寸，可适应不同类型和尺寸的工件，实现柔性化生产。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图给出本技术较佳实施例，以详细说明本技术的技术方案。如图1所示，本技术针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置包括多条自动化装配线，自动化装配线包括输送线装置1、视觉处理装置2、动作触发装置3、机器人4、计算机5、标定装置6，输送线装置1与视觉处理装置2相连，动作触发装置3位于输送线装置1的上方，输送线装置1与标定装置6相连，机器人4位于视觉处理装置2的右侧，机器人4与计算机5相连，其中：输送线装置1包括旋转编码器11、传动带12、第一支撑柱13，四个第一支撑柱13与传动带12相连，传动带12与两个旋转编码器11相连；视觉处理装置2包括面光源21、智能相机22、支撑座23，面光源21、智能相机22都安装在支撑座23上，面光源21与智能相机22相连；动作触发装置3包括光电发射传感器31、光电接收传感器32，光电发射传感器31位于光电接收传感器32左侧；机器人4包括机械臂41、运动控制器42、旋转头43、第二支撑柱44，运动控制器42位于第二支撑柱44的左侧，机械臂41安装在第二支撑柱44上，旋转头43安装在机械臂41上。第一支撑柱13的底端设有脚垫14，这样增加稳定性。第二支撑柱44的底端与一个底盘46固定，这样增加稳定性。机械臂41和第二支撑柱44之间设有一个转轴45，这样方便转动，增加一个转动方向。标定装置可以采用四个标定块，四个标定块分别设有一个标志点，通过这四个标志点进行标定，这样方便使用。本技术针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置采用以下操作步骤：步骤一，系统工作前，采用标定装置标定自动化装配线中的输送线装置、视觉处理装置和机器人，得到这三个模块坐标系之间的变换关系，同时标定多条自动化装配线中的机器人，得到机器人坐标系之间的变换关系，后续动态抓取和装配以标定好的坐标坐标变换关系为基础，系统以主装配线机器人的坐标系作为整套系统的基准坐标系；步骤二，当工件跟随传送带到达指定区域时，动作触发装置的光电发射传感器与光电接收传感器之间被阻挡，计算机采集到光电传感器产生的信号变化后，记录此时旋转编码器数据，同时发送指令给视觉处理装置，控制面光源曝光和智能相机拍摄工件图像；步骤三，视觉处理装置中的智能相机对工件图像进行预处理、特征提取及尺寸测量，得到工件的装配尺寸数据，判断与标准模板数据对比判断该工件是否合格；步骤四，不合格工件将跟随传送带进入不合格品区域，合格工件由机器人根据旋转编码器反馈数据进行动态抓取，与机器人相互配合，完成装配后由机器人将装配体放置在合格品区域；步骤五，计算机记录各自动化装配线的不合格工件、合格工件及装配体数量，储存于EXCEL表格；步骤六，借助测量和装配自动化、一体化，提高了装配效率，整套系统节拍不低于20pcs/min；步骤七，当装配需求变更，工件类型和尺寸发生变化，只需更换标准模板数据及装配程序即可重新进行装配，满足了生产柔性化需求。所述步骤一包括以下步骤：步骤十，当标定自动化装配线中的输送线装置、视觉处理装置和机器人时，将标定装置放置在传动带上同时处于智能相机视野范围内，控制面光源曝光获得标定装置的图片，通过图像处理获取标定装置中的四个标志点，四个标志点分别为：L61、L62、L63、L64，在输送线装置1和视觉处理装置2中的坐标为：P11和P12、P21和P22、P31和P32、P41和P42；步骤十一，根据坐标变换公式如下式（1）：......（1）其中（，）、P（x,y,z）分别表示点P在不同坐标系的坐标值，不同坐标系分别表示输送线模块坐标系和视觉处理模块坐标系。表示两个坐标系之间的旋转矩阵；rij(i,j=1.2.3)由两个坐标系坐标轴之间的旋转角度表示。表示坐标系的平移变换；将坐标P11和P12、P21和P22、P31和P32、P41和P42分别代入坐标变换公式如上式（1）中，得到四个坐标变换方程，利用最小二乘算法（最小二乘法是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。对于本专利是利用已知的四个坐标方程，求取两个未知的数据R和T）得到R和T的最优解，即为输送线装置和视觉处理装置之间的坐标变换关系；R和T是旋转和平移矩阵的通用表示。步骤十二，由于视觉处理装置和机器人的工作范围不重叠，因此让标定装置随传动带运动至机械臂工作范围内，记录旋转编码器数值，与上一阶段（标定过程）得到的P11、P21、P31和P41叠加，可得到此时四个标志点在输送线装置中的坐标Q11、Q21、Q31和Q41；控制机械臂分别触碰四个标志点P12、P22、P32和P42，得到四个标志点在机器人中的坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置，其特征在于，其包括多条自动化装配线，自动化装配线包括输送线装置、视觉处理装置、动作触发装置、机器人、计算机、标定装置，输送线装置与视觉处理装置相连，动作触发装置位于输送线装置的上方，输送线装置与标定装置相连，机器人位于视觉处理装置的右侧，机器人与计算机相连，其中：输送线装置包括旋转编码器、传动带、第一支撑柱，四个第一支撑柱与传动带相连，传动带与两个旋转编码器相连；视觉处理装置包括面光源、智能相机、支撑座，面光源、智能相机都安装在支撑座上，面光源与智能相机相连；动作触发装置包括光电发射传感器、光电接收传感器，光电发射传感器位于光电接收传感器左侧；机器人包括机械臂、运动控制器、旋转头、第二支撑柱，运动控制器位于第二支撑柱的左侧，机械臂安装在第二支撑柱上，旋转头安装在机械臂上。

【技术特征摘要】
1.一种针对轴孔配合的柔性在线测量装配一体化装置，其特征在于，其包括多条自动化装配线，自动化装配线包括输送线装置、视觉处理装置、动作触发装置、机器人、计算机、标定装置，输送线装置与视觉处理装置相连，动作触发装置位于输送线装置的上方，输送线装置与标定装置相连，机器人位于视觉处理装置的右侧，机器人与计算机相连，其中：输送线装置包括旋转编码器、传动带、第一支撑柱，四个第一支撑柱与传动带相连，传动带与两个旋转编码器相连；视觉处理装置包括面光源、智能相机、支撑座，面光源、智能相机都安装在支撑座上，面光源与智能相机相连；动作触发装置包括光电发射传感器、光电接收传感器，光电发射传感器位于光电接收传感器左侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：严华，朱佳梁，李常见，
申请(专利权)人：菱创智能科技常熟有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32