[发明专利]基于视觉引导的工业机器人自动销孔装配的方法

摘要

本发明提供了一种基于视觉引导的工业机器人自动销孔装配的方法，本发明利用CCD工业相机作为视觉系统，采用定位销轮廓识别算法、定位算法，完成包括定位销的识别、定位、抓取以及插孔等作业任务。本发明可精确估计定位销在空间中的位姿，精度高。本发明中图像匹配和识别均基于轮廓，容易实现，实时性好。本发明实现了基于单目手眼机械臂从零件抓取到插销作业的完全自动化，同时保持了硬件成本，提高了机器人的工作效率和质量。

主权项

1.一种基于视觉引导的工业机器人自动销孔装配的方法，其特征在于，包括：步骤1：在机械臂上安装摄像机；标定摄像机内参，获取摄像机坐标系与机器人坐标系的转换关系；步骤2：获取与待抓取定位销对应的特征模板图像作为识别定位依据；移动机械臂到定位销待抓取位置，摄像机采集待抓取定位销的数字图像，记为第一数字图像；步骤3：将第一数字图像与特征模板图像进行匹配，得到待抓取定位销的旋转角度及待抓取定位销的中心在机器人坐标系下的坐标；根据所述待抓取定位销的旋转角度及待抓取定位销的中心在机器人坐标系下的坐标，调整机械臂对定位销进行抓取；步骤4：利用机械臂上的末端执行器调整抓取后的定位销姿态，使定位销竖直向下；移动机械臂到待插孔位置，即定位销位于销孔的上方；步骤5：获取离线标定出的定位销在能够插入销孔的位置时的销孔图像标准圆心坐标、销孔图像标准半径R1，记为标准位置；摄像机采集销孔的数字图像，记为第二数字图像；步骤6：在第二数字图像中识别出销孔图像圆心坐标、销孔图像半径，并利用销孔实际半径与销孔图像半径，通过摄像机内参得到深度相对偏差；并计算销孔图像圆心坐标与销孔图像标准圆心坐标的平面相对偏差；若深度相对偏差、平面相对偏差均小于设定的偏差阈值，则进入步骤8继续执行；否则，则将深度相对偏差与平面相对偏差转换到机器人坐标系下，进入 步骤7继续执行；步骤7：根据机器人坐标系下的深度相对偏差与平面相对偏差，移动机械臂来消除偏差，进入步骤5继续执行；步骤8：控制机械臂将定位销垂直插入销孔中。