[发明专利]一种非向心多孔轴精密视觉连续对准系统及其方法

说明书

本发明涉及一种非向心多孔轴精密视觉连续对准系统及其方法，系统包括底座；偏转轴，该偏转轴搭建在底座上；Y方向电控平移轴，该Y方向电控平移轴安装在偏转轴上，其运动方向与偏转轴平行；X方向电控平移轴，该X方向电控平移轴安装在Y方向电控平移轴上，并与Y方向电控平移轴的运动方向垂直；电控旋转轴，该电控旋转轴安装在X方向电控平移轴，其轴线与X方向电控平移轴的运动方向平行；待装配立体部件，该待装配立体部件固定在电控旋转轴上；垂直方向电控平移轴，该垂直方向电控平移轴安装在底座；视觉系统，该视觉系统安装在垂直方向电控平移轴上。与现有技术相比，本发明具有适用于对复杂形状部件上非向心多孔轴连续对准装配任务等优点。

技术领域

本发明涉及一种自动装配领域的自动对准系统及方法，尤其是涉及一种使用五自由度机构的复杂形状部件上非向心多孔轴精密视觉连续对准系统及其方法。

背景技术

孔轴对准装配任务是最为广泛的一种对准装配任务，其对准装配过程一般可以分成两个步骤：第一个步骤是对准装配系统需要判断孔和轴的相对位置，通过机械运动使孔与轴在一条直线上进行对准，如采用激光对中仪实现旋转传动轴的对准，或用视觉系统沿装配孔的轴线方向进行对准，在这些对准方法中，利用视觉系统的对准方法可以在非接触的情况下检测对准过程中的二维位置偏差，因此应用十分普遍。然而这种传统的视觉系统对准方法存在一个明显的缺点和不足：当所需对准的部件形状复杂，装配孔的轴线与视觉系统的轴线不平行时，视觉系统的检测效果会受到很大的影响，有些情况下甚至不能正常检测装配孔的位置。这一缺陷很大程度影响了视觉系统在对复杂形状立体部件上孔轴对准装配过程中的使用，同时也限制了所述孔轴对准装配过程的自动化。

目前，国内外推出的能够实现对复杂形状立体部件上装配孔进行对准的方式有以下几种：

第一种是通过边缘接触力的检测，引导相互接触的复杂形状立体部件上孔和轴之间的对准。但这种方法需要部件相互接触并且是在一个平面上进行检测，不适用于在三维空间内从孔到孔的定位。

第二种是通过相机透视原理结合部件几何特征，对斜面上多个平行分布的装配孔的位置进行了三维空间上的定位。但这种依靠透视原理进行位置分析的方法，其注重对部件整体的观察，不能对部件上单个孔进行观察和角度判断，进行对准。

第三种是采用平面二维精密机械系统与视觉系统相结合，通过沿装配孔边缘移动视觉系统的方式进行多次图像采集，完成检测与对准。这一系统能对平面上的轮廓特征进行检测和对准，但不能对立体部件上的孔进行对准和测量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种非向心多孔轴精密视觉连续对准系统及其方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种非向心多孔轴精密视觉连续对准系统，包括

底座；

偏转轴，该偏转轴搭建在底座上；

Y方向电控平移轴，该Y方向电控平移轴安装在偏转轴上，其运动方向与偏转轴平行；

X方向电控平移轴，该X方向电控平移轴安装在Y方向电控平移轴上，并与Y方向电控平移轴的运动方向垂直；

电控旋转轴，该电控旋转轴安装在X方向电控平移轴，其轴线与X方向电控平移轴的运动方向平行；

待装配立体部件，该待装配立体部件固定在电控旋转轴上；

垂直方向电控平移轴，该垂直方向电控平移轴安装在底座，与偏转轴、Y方向电控平移轴、X方向电控平移轴和电控旋转轴组成五轴运动控制平台；

视觉系统，该视觉系统安装在垂直方向电控平移轴上。

优选地，所述的偏转轴为电控连续角度可调的偏转轴或者手动分档调节并锁紧的偏转轴。