【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矩形连接器，尤其涉及一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统及对插方法。
技术介绍
1、矩形连接器是一种外形基本上为矩形且具有基本呈矩形配合面的连接器，也是一种多接触对的低频连接器，其上通常有100多个粗细不同的针脚，插座和插头进行对插时要求的精度很高，如果位置偏差大于0.5mm进行对插时，则针脚容易被挤弯，甚至折断。通常采用人工手动方式进行插接与拔出，但这种方式存在着人工误插、插接不紧、无法拔出等情况，同时在插接与拔出过程中，也存在着高温、强磁场、强电场、强冲击等人工无法参与的检测、工作环境。
2、目前，也有矩形连接器开始使用对插系统进行自动对插，这种对插系统一般是通过伺服系统来完成矩形连接器的自动对插，其主要工作原理是采用机器视觉进行定位。机器视觉定位是指通过对已知对象或场景进行特征提取和匹配，确定相机相对于场景的位置和姿态的过程。它的核心任务是测量和恢复目标或场景的三维空间位置与姿态。机器视觉定位系统虽然定位精度较高，但存在设备成本高、视觉算法难度大且开发周期长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决目前采用机器视觉定位系统的矩形连接器自动对插系统存在设备成本高、视觉算法难度大及开发周期长的技术问题，而提供一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统及对插方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案如下：
3、一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，所述矩形连接器包括插座和与插座对接的插头，插座表面的四周边缘设置
4、所述插座单元包括标靶工装、第一直线轨迹a-a1-a2-a3和第二直线轨迹b-b1-b2-b3；
5、所述标靶工装表面中心开设有矩形凹槽；矩形凹槽内安装有大小适配的凹形壳体，插座固定在凹形壳体内，凹形壳体靠近插头一侧的表面低于凸台靠近插头一侧的表面；
6、定义：位于标靶工装表面，且与插座矩形外轮廓长度方向平行的方向为x轴，与宽度方向平行的方向为y轴，垂直x轴、y轴的方向为z轴；
7、所述第一直线轨迹a-a1-a2-a3与x轴平行，其a点位于标靶工装上，a1点位于凹形壳体宽度方向的一侧外边沿上，a2点位于凹形壳体宽度方向同一侧的内边沿上，a3点位于插座宽度方向同一侧凸台表面；第二直线轨迹b-b1-b2-b3与y轴平行，其b点位于标靶工装上，b1点位于凹形壳体长度方向的一侧外边沿上，b2点位于凹形壳体长度方向同一侧的内边沿上，b3点位于插座长度方向同一侧凸台表面；
8、所述插头单元包括x轴激光测距传感器、y轴激光测距传感器、第一电机、第二电机、第三电机以及传动装置；
9、所述x轴激光测距传感器固连在插头宽度方向对应第一直线轨迹a-a1-a2-a3的一侧，y轴激光测距传感器固连在插头长度方向对应第二直线轨迹b-b1-b2-b3的一侧，分别用于测量其光斑沿对应方向运动时与对应点之间在z轴方向的距离；所述第一电机、第二电机以及第三电机均通过传动装置连接到插头上，用于通过第一电机、第二电机以及第三电机的旋转分别驱动插头沿x轴、y轴及z轴方向移动；
10、所述控制单元与第一电机、第二电机、第三电机、x轴激光测距传感器及y轴激光测距传感器均电连接，用于控制第一电机、第二电机、第三电机工作，并根据x轴激光测距传感器和y轴激光测距传感器的输出信号实现x轴定位和y轴定位，同时还用于计算插座中心点在x轴、y轴上的绝对坐标o(xo，yo)。
11、进一步地，所述插座表面设置有多个插孔，其中心点上的插孔为中心插孔，插头表面设置有与多个插孔一一相应的插针，其中心点上的插针为中心插针；
12、所述中心插孔内设置有到位传感器，用于当插头上的插针与插座上的插孔完成对插时，中心插针与到位传感器接触，进而触发第三电机停止运行。
13、进一步地，所述控制单元采用总线型相对编码器伺服系统。
14、进一步地，所述标靶工装采用铝制的标靶工装；
15、所述凸台靠近插头一侧的表面与标靶工装靠近插头一侧的表面平齐；
16、所述凹形壳体通过固定螺栓固定安装在凹槽内。
17、进一步地，还包括第一底座和第二底座；
18、所述标靶工装长度方向的一侧侧壁固定设置在第一底座上；
19、所述第一电机、第二电机以及第三电机固定设置在第二底座上。
20、同时，本专利技术还提供了一种基于激光测距的矩形连接器自动对插方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
21、1】搭建上述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统；
22、2】当矩形连接器自动对插系统接收到自动对插指令时，控制第一电机驱动插头移动，进而带动x轴激光测距传感器的光斑沿第一直线轨迹a-a1-a2-a3匀速运行，当光斑离开a1点后控制单元开始监测x轴激光测距传感器在z轴方向的距离反馈值，并判断距离反馈值的阶跃差绝对值是否大于设定的第一阈值，若是，则使第一电机立刻停机，记录此时中心插针绝对坐标的横坐标，x轴方向定位完成，执行步骤3】，若否，使光斑继续沿第一直线轨迹a-a1-a2-a3匀速运行，直至距离反馈值的阶跃差绝对值大于设定的第一阈值；
23、3】控制第二电机驱动插头移动，进而带动y轴激光测距传感器的光斑沿第二直线轨迹b-b1-b2-b3匀速运行，当光斑离开b1点后控制单元开始监测y轴激光测距传感器在z轴方向的距离反馈值，并判断距离反馈值的阶跃差绝对值是否大于设定的第二阈值，若是，则使第二电机立刻停机，记录此时中心插针绝对坐标的纵坐标，y轴方向定位完成，执行步骤4】，若否，使光斑继续沿第二直线轨迹b-b1-b2-b3匀速运行，直至距离反馈值的阶跃差绝对值大于设定的第二阈值；
24、4】通过下式计算中心插孔的绝对坐标o(xo，yo)：
25、
26、
27、其中，x定位a2为x轴方向定位完成时中心插针绝对坐标的横坐标；lx为插座中心点距宽度方向一侧凸台内边沿的距离；h为凸台的宽度；vx0为插头沿x轴方向的运行速度；t1为插头沿x轴方向运行时plc程序的扫描周期；ax为第一电机中电机的减速度；y定位b2为y轴方向定位完成时中心插针绝对坐标的纵坐标；ly为插座中心点距长度方向一侧凸台内边沿的距离；vy0为插头沿y轴向的运行速度；t2为插头沿y轴方向运行时plc程序的扫描周期；ay为第二电机中电机的减速度；
28、5】根据步骤4】获得的中心插孔的绝对坐标o(xo，yo)，控制第一电机和第二电机分别驱动插头沿x轴方向和y轴方向进行平移，使中心插针平移至中心插孔的绝对坐标o(xo，yo)位置；
29、6】控制第三电机驱动插头沿z轴方向进行位移，使插头上的全部插针插入插座上相应的插孔中，矩形连接器的自动对插任务完成。
30、进一步地，步骤6】具体为：
31、控制第三电机驱动插头沿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，所述矩形连接器包括插座(7)和与插座(7)对接的插头(8)，插座(7)表面的四周边缘设置有一圈凸台(72)，其特征在于：包括插座单元、插头单元以及控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
6.一种基于激光测距的矩形连接器自动对插方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插方法，其特征在于：
8.根据权利要求6或7所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种基于激
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，所述矩形连接器包括插座(7)和与插座(7)对接的插头(8)，插座(7)表面的四周边缘设置有一圈凸台(72)，其特征在于：包括插座单元、插头单元以及控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于激光测距的矩形连接器自动对插系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭忠利，徐志鹏，袁林，
申请(专利权)人：西安航天赛能自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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