[发明专利]一种基于机械臂的大型分块光学组件装配方法

说明书

一种基于机械臂的大型分块光学组件装配方法，属于大型分块光学组件装配技术领域。本发明采用基于标记点的双目视觉系统对机械臂进行引导。提出了“分步走”逐点逼近的装配方法，通过视觉引导修正误差，提高最终的装配精度。

技术领域

本发明涉及一种基于机械臂的大型分块光学组件装配方法，属于大型分块光学组件装配技术领域。

背景技术

目前，大型分块光学组件仍然采用人工手动装配的方式完成，这种方式对于规格小、重量轻及分块镜数量少的光学组件尚可以适用。但是，随着分块光学组件中单个分块镜尺寸、重量越来越大，数量越来越多，单纯依靠人工手动方式进行装配，无法保证产品安全性、可靠性及装配精度一致性。

随着工业机器人及智能制造技术的不断进步，工业机器人开始广泛应用到越来越多的领域。但是由于工业机器人绝对定位精度差，尤其是应用于范围大，行程远的场景时，往往无法满足装配的要求。因此装配领域通常引入基于特征识别的工业相机或者激光跟踪仪等精密仪器设备来引导机器人进行装配。(1)激光跟踪仪虽然具有测量范围大、精度高和良好的动态测量特性等优点，但是必须搭配靶球使用。对于大型分块光学组件这种结构复杂及空间紧凑的产品，有时存在无法布置靶球的现象。(2)激光跟踪仪在空间场内通常无法移动，当进行大行程装配时，机械臂通常需要抓取工件进行复杂的位姿调整，此时容易造成靶球遮挡，出现跟踪丢失的问题。(3)激光跟踪仪虽然可以进行动态跟踪但是跟踪速度有限，当机械臂带动工件进行快速移动时容易超出激光跟踪仪的跟踪速度造成丢失。(4)基于特征识别的工业相机，不仅对于光线环境有严格的要求，而且当对大量同样特征的产品装配时，容易造成无法识别或者识别错误，造成装配终止或者出错的问题。(5)目前对于视觉相机的应用，大都将工业相机固定在某个位置，设置视场。此种情况不仅视觉识别范围小，装配前需要特意将工件挪动到视场内进行识别，不适用于大空间、大行程、工件放置分散的装配模式。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于机械臂的大型分块光学组件装配方法，采用基于标记点的双目视觉系统对机械臂进行引导。提出了“分步走”逐点逼近的装配方法，通过视觉引导修正误差，提高最终的装配精度。

本发明的技术解决方案是：一种基于机械臂的大型分块光学组件装配方法，包括如下步骤：

步骤1，搭建装配系统；所述装配系统包括双机械臂、单目相机、双目相机、末端执行器、用于控制双机械臂、双目相机进行协同工作的中央控制系统、快换小车和货架；

步骤2，粘贴标记点，用于表征装配场景三维空间、工件抓取及装配位姿关系；

步骤3，建立装配场景三维空间、工件抓取及装配关系；

步骤4，进行双机械臂位置标定；

步骤5，确定分块镜装配顺序；

步骤6，规划机械臂路径；

步骤7，将分块镜放置到货架上；

步骤8，快换小车移动到机械臂I抓取末端执行器的位置，机械臂I抓取末端执行器；

步骤9，快换小车移动到机械臂II抓取双目相机的位置，机械臂II抓取双目相机；

步骤10，机械臂II带动双目相机移动到抓取工件位置，拍摄并识别工件当前位姿，进行解算，获取结果后发送给中央控制系统；

步骤11，中央控制系统将抓取位置发送给机械臂I，控制机械臂I移动到工件抓取位置，通过末端执行器完成工件抓取。

步骤12，机械臂II带动双目视觉系统移动到装配工件位置，拍摄当前工件状态，进行解算，获取装配位置后发送给中央控制系统；

步骤13，中央控制系统将接收到的装配位置发送给机械臂I，控制机械臂I移动工件进行装配；