[发明专利]螺纹孔安装视觉垂直度检测、校正方法以及同轴装配方法

说明书

本发明公开了一种螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，通过在装配机械手的周侧设置两个对称设置且可绕装配机械手轴线转动的摄像头，通过两个摄像头从螺纹孔的上方两侧拍摄螺纹孔图像，再通过对比从两个摄像头拍摄的螺纹孔图像提取的边缘轮廓图像，通过对比两个摄像头在同一时刻拍摄的螺纹孔图像的边缘轮廓是否相同，从而快速判断装配机械手的轴向是否垂直于螺纹孔所在的平面，即装配机械手同轴抓取的螺栓是否垂直于螺纹孔所在的平面。本发明提供的检测方法可以快速检装配机械手的轴向是否垂直于螺纹孔所在的平面，检测过程简单，计算量小。

技术领域

本发明涉及机器人工程应用的技术领域，特别涉及一种螺纹孔安装视觉垂直度检测、校正方法以及同轴装配方法。

背景技术

螺栓是利用螺纹旋合实现的一种机器联结，可以用于连接和传动。以往螺栓零件安装都是采用人工装配形式，或是人工对丝后再用电动工具进行装配。随着无人工厂的出现，机器人代替人工装配螺栓成为一种趋势。

大量的制造业产品组装生产线中，螺纹联接是最常用、最频繁的工序。螺纹孔装配螺栓过程中，对螺纹孔的定位非常重要。现有的机器人将螺栓装配到螺纹孔的过程中大多都会用到视觉定位，具体为通过从螺纹孔的上侧拍摄螺纹孔图像，确定螺纹孔的中心点，再将机器人手臂移动到螺纹孔的正上方，再进行螺栓的装配。一般而言，螺纹孔与定位摄像头的图像采集面为平行关系，即机器人手臂抓取的螺栓与螺纹孔所在的平面是垂直关系，初步定位即可进行螺栓同轴装配。但在实际的装配情况中，螺纹孔所在的平面因加工原因而与存在一定倾斜(偏斜的角度一般很小)，此时，机器人手臂定位在螺纹孔的上方后，螺栓与螺纹孔不能同轴，不能进行同轴装配。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种螺纹孔安装视觉垂直度检测方法。

为实现上述目的，本发明提出了一种螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，其包括如下步骤：

螺纹孔安装视觉垂直度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

A100，初步视觉定位：通过机器视觉定位系统将装配机械手定位到螺纹孔的正上方；

A200，采集螺纹孔图像：

在装配机械手的两侧设置两对称设置的第一摄像头和第二摄像头，所述装配机械手的轴线、第一摄像头的轴线、第二摄像头的轴线位于同一平面，且第一摄像头的轴线与装配机械手的轴线呈锐角设置；

以装配机械手的轴线为中心轴，驱动第一摄像头和第二摄像头绕所述螺纹孔旋转180°，旋转的同时从螺纹孔的上方两侧拍摄螺纹孔的螺纹孔图像；

A300，垂直度检测：

对第一摄像头和第二摄像头拍摄的每帧螺纹孔图像做边缘检测，提取第一摄像头拍摄的螺纹孔图像中的边缘轮廓图像1，提取第二摄像头拍摄的螺纹孔图像中的边缘轮廓图像2；

取至少两组边缘轮廓图像进行对比，其中，每组边缘轮廓图像为从第一摄像头和第二摄像头在同一时刻拍摄的螺纹孔图像中提取的边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2；

若每组边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2均相等，则判定装配机械手垂直于螺纹孔所在的工作表面；若其中一组边缘轮廓图像1与边缘轮廓图像2不相等，则判定装配机械手不垂直于螺纹孔所在的工作表面。

优选地，所述步骤C300中，对拍摄的螺纹孔图像做边缘检测前，对螺纹孔图像进行预处理，该预处理包括：

C310，对螺纹孔图像进行灰度转换，转换为螺纹孔的灰度图像。在该步骤C310中，若第一摄像头和第二摄像头采用的是彩色摄像头，则需对拍摄的彩色图像进行灰度转换，将螺纹孔图像转换为灰度图像；若第一摄像头和第二摄像头采用的是黑白摄像头，则直接进行下一步。通过进行灰度转换，使得边缘点像素得到加强，并抑制非边缘点像素。