[发明专利]一种基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝方法

说明书

本发明涉及一种基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝方法，应用一种基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝装置进行定位螺孔及锁卸螺丝，利用所述基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝装置的视觉测量模块获取目标螺孔或螺丝的位置信息和姿态信息，利用所述基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝装置的控制执行模块控制执行螺孔定位与锁卸螺丝。本发明可很大程度上提高螺丝的定位精度；利用机械臂为移动载体，增大了工作范围，也可以在工人不方便去的环境中进行螺丝的锁卸工作；提出一种由点到面的螺丝或螺孔定位方法。

技术领域

本发明涉及机械组装技术领域，尤其涉及一种基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝的方法。

背景技术

在机械设备制造过程中，需要对各零部件进行装配，装配的工艺流程直接影响到设备制造的效率，而安装螺丝是最基本的装配工艺。螺丝装配的效率直接影响了生产制造的效率。另外，现在电子产品正在以突飞猛进的速度发展，且需求也越来越多，因此要实现批量化生产。在电子产品的组装线上，同样有很多的螺丝要锁卸，有些工作环境空间狭小，或存在强磁、强电等不适宜工作人员的工作情况，进而影响锁卸效率。

公告号为CN102240902B的中国专利文件公开了一种自动拧螺丝机，螺丝定位装置包括相连通的工模和定位槽，工模包括模体和铰接在模体上的夹持元件，夹持元件在竖直方向上实现开合动作。但是，螺丝定位装置的零部件较多、结构复杂，而且由于夹持元件竖向开合，在竖直方向上占用空间较大，需要使螺丝刀预留出较大的插入长度，以防干涉，另外，夹持元件没有对螺钉形成360度的夹持，螺丝可能出现偏斜异位，使得自动拧螺丝机的可靠性不高。申请号为201510352012.5中国专利文件公开了一种虚拟螺丝定位系统及定位方法，该方法包括：拍摄全局照片，计算得出所有螺丝或螺孔的位置信息；微控制单元将待锁定的螺丝或螺孔的位置信息传输给控制器；控制器将相机移动到待锁定的螺丝或螺孔的拍照位置；微控制单元触发相机进行拍照；再次计算得出待锁定的螺丝或螺孔的校正位置信息，并传输给控制器；伺服马达根据第二控制信息控制螺丝机移动到待锁定的螺丝或螺孔所在的位置。该方法采用的是虚拟仪器定位技术，相比于坐标标定技术具有定位精度不高的缺点，且此方法整个流程只定位两次，分别为粗略定位和二次定位，定位次数太少，难以保证定位的精准度。

因此，为了解决以上问题，提高生产效率，确有必要提供一种方法来有效实现螺孔定位和锁卸螺丝。

发明内容

本发明提出了一种基于视觉伺服的螺丝或螺孔定位及锁卸螺丝方法，可以在复杂环境下基于摄像头采集的图片实现螺丝或螺孔定位并利用机械臂单元的末端装上大扭矩拧紧枪对目标工件上的螺丝进行锁卸操作。若一个工件上有很多需要锁卸的螺丝，则只需要定位两个特征比较明显的螺丝，进而可通过相关几何关系推算出其他螺丝的位置，可大大提高螺丝定位的精度和效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝的方法，应用一种基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝装置进行定位螺孔及锁卸螺丝，所述基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝装置包括视觉测量模块和控制执行模块，所述视觉测量模块和所述控制执行模块之间通过网络进行数据传输与通讯；所述视觉测量模块包括双目摄像头、粗定位摄像头和激光打点器；所述控制执行模块包括机械臂单元和计算机，所述机械臂单元包括大扭矩拧紧枪、机械臂小臂、机械臂大臂、机械臂控制箱、基座和螺丝套筒；所述大扭矩拧紧枪、所述螺丝套筒、所述双目摄像头和所述激光打点器位于所述机械臂单元的末端；其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：所述基于视觉伺服的螺孔定位及锁卸螺丝装置的初始化，包括设定其各个部件的初始化位置，检测其各个部件的功能是否正常，确认电路、通讯是否正常；

步骤2：利用所述粗定位摄像头采集待检修工件上的目标螺丝或螺孔的图像，确认所述目标螺丝或螺孔基于所述粗定位摄像头坐标系下的中心坐标，根据所述粗定位摄像头与所述基座的相对位置，再将基于所述粗定位摄像头的坐标系下的所述目标螺丝或螺孔中心坐标转换到基于所述基座的坐标系下的坐标，并将这些位置数据传输给所述计算机；