基于激光位移传感器的螺纹孔位姿搜索方法研究
发布时间：2021-12-19 18:32
传统自动化螺丝锁付时,若工件姿态或螺纹孔位置不确定,则无法实现螺丝锁付。针对此类情况,提出一种利用激光位移传感器确定工件位姿及搜索圆孔特征中心点的方法,无需设计专用夹具,可应用于各种不同工件。同时以常见的环形组孔工件为例,设计搜索策略以获得螺纹孔精确位姿,并通过实验,证明方法的有效性。
【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2019,(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
搜索起点确定(a)状态1(b)状态2
标O1。O0与O1点之间的距离即为精确半径Ｒ。3．1．2搜索螺纹孔精确位置图6a以点O0为圆心，使传感器光斑沿顺时针方向以精确半径Ｒ画圆，并在光斑每次进入螺纹孔后，重复图6b所示圆心搜索工序，得到其余螺纹孔O2、O3…On－1、On精确位置。由于存在位置度误差，因此On与O0之间距离Ｒ并非某一确定值。由于每次进入螺纹孔时，都重复圆心搜索工序，获得所在螺纹孔中心位置的精确值，因此能够适应位置度误差。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图6螺纹孔搜索方法13．2环形阵列孔Ｒ已知搜索方案(方案2)针对位置度误差较低，Ｒ精确值与设计值接近的状况，提出了一种新的搜索方案，如图7a所示。基本思路与方法1相同，在获得搜索起点后，以组孔中心点为圆心，沿顺时针方向以设计半径Ｒ0画圆，沿顺时针方向搜索。光斑进入螺纹孔范围后，如图7b所示，记录下每次进入及离开螺纹孔坐标An(A1，A2)、Bn(B1，B2)，由此可计算出线段AB中点Cn(C1，C2)坐标。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图7螺纹孔搜索方法2Cn(C1，C2)=(A1+A22，B1+B22)(4)由搜索中心O0(O1，O2)点及Cn(C1，C2)点坐标可得直线OC方程:X－O1O2－O1=Y－C1C2－C1(5)根据角平分线定理，可知圆弧中点在直线OC上，设圆弧中点为On，又因为已知圆弧半径Ｒ，通过直线方程带入即可得到圆弧中点即螺纹孔中心点坐标On(Xn，Yn)(n=1
标O1。O0与O1点之间的距离即为精确半径Ｒ。3．1．2搜索螺纹孔精确位置图6a以点O0为圆心，使传感器光斑沿顺时针方向以精确半径Ｒ画圆，并在光斑每次进入螺纹孔后，重复图6b所示圆心搜索工序，得到其余螺纹孔O2、O3…On－1、On精确位置。由于存在位置度误差，因此On与O0之间距离Ｒ并非某一确定值。由于每次进入螺纹孔时，都重复圆心搜索工序，获得所在螺纹孔中心位置的精确值，因此能够适应位置度误差。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图6螺纹孔搜索方法13．2环形阵列孔Ｒ已知搜索方案(方案2)针对位置度误差较低，Ｒ精确值与设计值接近的状况，提出了一种新的搜索方案，如图7a所示。基本思路与方法1相同，在获得搜索起点后，以组孔中心点为圆心，沿顺时针方向以设计半径Ｒ0画圆，沿顺时针方向搜索。光斑进入螺纹孔范围后，如图7b所示，记录下每次进入及离开螺纹孔坐标An(A1，A2)、Bn(B1，B2)，由此可计算出线段AB中点Cn(C1，C2)坐标。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图7螺纹孔搜索方法2Cn(C1，C2)=(A1+A22，B1+B22)(4)由搜索中心O0(O1，O2)点及Cn(C1，C2)点坐标可得直线OC方程:X－O1O2－O1=Y－C1C2－C1(5)根据角平分线定理，可知圆弧中点在直线OC上，设圆弧中点为On，又因为已知圆弧半径Ｒ，通过直线方程带入即可得到圆弧中点即螺纹孔中心点坐标On(Xn，Yn)(n=1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于视觉引导的SCARA机器人自动装配系统[J]. 党宏社,候金良,强华,张超. 电子技术应用. 2017(05)
[2]基于HALCON的单目视觉工件位姿测量方法研究[J]. 周甫,郑堤,张松. 机械制造. 2017(02)
[3]视觉引导的装配机器人平面定位补偿方法[J]. 沈程慧,白瑞林,李新. 激光技术. 2017(01)
[4]基于视觉的零件识别和定位[J]. 司小婷,吴文江,孙一兰. 组合机床与自动化加工技术. 2016(10)
[5]基于视觉定位装配机器人的设计与实现[J]. 卢军,胡凡,郝磊. 组合机床与自动化加工技术. 2016(08)
[6]视觉技术在机器人零部件装配中的应用研究[J]. 王帅,徐方,陈亮,邹风山,李邦宇. 组合机床与自动化加工技术. 2015(08)
[7]三维多轴孔装配几何约束[J]. 费燕琼,赵锡芳,王建平. 上海交通大学学报. 2002(03)
硕士论文
[1]基于双目立体视觉的目标识别与定位研究[D]. 唐献献.哈尔滨理工大学 2017
[2]全自动锁螺丝机控制系统设计与开发[D]. 贾广田.浙江工业大学 2015
[3]基于机器视觉的自动螺丝锁付装备及定位方法的研究[D]. 王德会.华南理工大学 2014
本文编号：3544860
【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2019,(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
搜索起点确定(a)状态1(b)状态2
标O1。O0与O1点之间的距离即为精确半径Ｒ。3．1．2搜索螺纹孔精确位置图6a以点O0为圆心，使传感器光斑沿顺时针方向以精确半径Ｒ画圆，并在光斑每次进入螺纹孔后，重复图6b所示圆心搜索工序，得到其余螺纹孔O2、O3…On－1、On精确位置。由于存在位置度误差，因此On与O0之间距离Ｒ并非某一确定值。由于每次进入螺纹孔时，都重复圆心搜索工序，获得所在螺纹孔中心位置的精确值，因此能够适应位置度误差。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图6螺纹孔搜索方法13．2环形阵列孔Ｒ已知搜索方案(方案2)针对位置度误差较低，Ｒ精确值与设计值接近的状况，提出了一种新的搜索方案，如图7a所示。基本思路与方法1相同，在获得搜索起点后，以组孔中心点为圆心，沿顺时针方向以设计半径Ｒ0画圆，沿顺时针方向搜索。光斑进入螺纹孔范围后，如图7b所示，记录下每次进入及离开螺纹孔坐标An(A1，A2)、Bn(B1，B2)，由此可计算出线段AB中点Cn(C1，C2)坐标。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图7螺纹孔搜索方法2Cn(C1，C2)=(A1+A22，B1+B22)(4)由搜索中心O0(O1，O2)点及Cn(C1，C2)点坐标可得直线OC方程:X－O1O2－O1=Y－C1C2－C1(5)根据角平分线定理，可知圆弧中点在直线OC上，设圆弧中点为On，又因为已知圆弧半径Ｒ，通过直线方程带入即可得到圆弧中点即螺纹孔中心点坐标On(Xn，Yn)(n=1
标O1。O0与O1点之间的距离即为精确半径Ｒ。3．1．2搜索螺纹孔精确位置图6a以点O0为圆心，使传感器光斑沿顺时针方向以精确半径Ｒ画圆，并在光斑每次进入螺纹孔后，重复图6b所示圆心搜索工序，得到其余螺纹孔O2、O3…On－1、On精确位置。由于存在位置度误差，因此On与O0之间距离Ｒ并非某一确定值。由于每次进入螺纹孔时，都重复圆心搜索工序，获得所在螺纹孔中心位置的精确值，因此能够适应位置度误差。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图6螺纹孔搜索方法13．2环形阵列孔Ｒ已知搜索方案(方案2)针对位置度误差较低，Ｒ精确值与设计值接近的状况，提出了一种新的搜索方案，如图7a所示。基本思路与方法1相同，在获得搜索起点后，以组孔中心点为圆心，沿顺时针方向以设计半径Ｒ0画圆，沿顺时针方向搜索。光斑进入螺纹孔范围后，如图7b所示，记录下每次进入及离开螺纹孔坐标An(A1，A2)、Bn(B1，B2)，由此可计算出线段AB中点Cn(C1，C2)坐标。(a)整体策略(b)单孔搜索方法图7螺纹孔搜索方法2Cn(C1，C2)=(A1+A22，B1+B22)(4)由搜索中心O0(O1，O2)点及Cn(C1，C2)点坐标可得直线OC方程:X－O1O2－O1=Y－C1C2－C1(5)根据角平分线定理，可知圆弧中点在直线OC上，设圆弧中点为On，又因为已知圆弧半径Ｒ，通过直线方程带入即可得到圆弧中点即螺纹孔中心点坐标On(Xn，Yn)(n=1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于视觉引导的SCARA机器人自动装配系统[J]. 党宏社,候金良,强华,张超. 电子技术应用. 2017(05)
[2]基于HALCON的单目视觉工件位姿测量方法研究[J]. 周甫,郑堤,张松. 机械制造. 2017(02)
[3]视觉引导的装配机器人平面定位补偿方法[J]. 沈程慧,白瑞林,李新. 激光技术. 2017(01)
[4]基于视觉的零件识别和定位[J]. 司小婷,吴文江,孙一兰. 组合机床与自动化加工技术. 2016(10)
[5]基于视觉定位装配机器人的设计与实现[J]. 卢军,胡凡,郝磊. 组合机床与自动化加工技术. 2016(08)
[6]视觉技术在机器人零部件装配中的应用研究[J]. 王帅,徐方,陈亮,邹风山,李邦宇. 组合机床与自动化加工技术. 2015(08)
[7]三维多轴孔装配几何约束[J]. 费燕琼,赵锡芳,王建平. 上海交通大学学报. 2002(03)
硕士论文
[1]基于双目立体视觉的目标识别与定位研究[D]. 唐献献.哈尔滨理工大学 2017
[2]全自动锁螺丝机控制系统设计与开发[D]. 贾广田.浙江工业大学 2015
[3]基于机器视觉的自动螺丝锁付装备及定位方法的研究[D]. 王德会.华南理工大学 2014
本文编号：3544860
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