[发明专利]基于机器视觉的变压器自动装配方法

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的变压器自动装配方法，包括构建所要装配的变压器的标准零件特征数据库、采集零件放置区与装配区的图像、图像特征提取、零件匹配、获取机械手装配路径、装配。本发明用相机代替人眼进行装配位置的测量，提高了产品的装配精度，同时减少了劳动力的消耗，这种装配方式不仅工作稳定，而且大大提高了生产效率与生产的自动化程度，适用于大批量的变压器生产装配过程。

技术领域

本发明涉及一种机械自动化和机器视觉技术，特别是一种基于机器视觉的变压器自动装配方法。

背景技术

随着机器视觉技术的快速发展，柔性装配逐渐受到人们的重视，利用视觉技术可使机器人根据周围环境、作业条件等因素做出自主决策，实现动态调整抓取点位置，快速调整零件的姿态，精准地放置到待装配区域等动作，从而提高产品装配的稳定性与生产效率。现今在制造业产品需求日益增长，产品质量要求越来越高的趋势下，柔性化装配以其高装配精度、稳定性强、工作效率高等特点，被广泛应用于生产实践中。目前，很多工厂的变压器装配过程仍然采用人工手动完成，需要消耗大量的劳动力，同时工作效率低，且无法保证产品的装配精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的变压器自动装配方法，本方法使设备具有柔性装配的特点，针对装配过程中可能出现的状况，可以利用视觉反馈进行修正，从而保证产品的装配精度要求，大大提高工作效率和产品的自动化程度。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于机器视觉的变压器自动装配方法，包括：

构建所要装配的变压器的标准零件特征数据库：标准零件特征包括零件的装配序列号、标准零件的轮廓面积范围、标准零件的轮廓长度范围、放置区域的下降高度Z1、装配区域的下降高度Z2、相机位于对应零件放置区与装配区的正上方的机械手坐标信息；

采集零件放置区与装配区的图像：根据当前装配零件序列号获取标准零件特征数据库中相机位于对应零件放置区与装配区的正上方的机械手坐标信息，驱动机械手带动相机运动到指定位置对各区域零件进行图像采集；

图像特征提取：提取零件的全部轮廓，根据图像的全部轮廓计算零件的轮廓面积与轮廓长度；

零件匹配：根据当前装配序列号找到组成标准零件特征数据库对应的标准零件轮廓面积、标准零件轮廓长度范围，并与图像特征提取得到的零件的轮廓面积、轮廓长度对比；

获取机械手装配路径：若面积和长度的误差在一范围内，则通过质心法结合矩形拟合计算出零件在相机坐标系下的质心坐标和偏转角度，经坐标转换后得到放置区的目标零件相对于机械手世界坐标系的坐标(X1,Y1,Z1,C1)和装配区与零件轮廓匹配位置相对于机械手世界坐标系的坐标(X2,Y2,Z2,C2)，其中，X、Y为机械手世界坐标系的横纵坐标，C为零件的偏转角度；

装配：机械手根据装配路径抓取零件进行装配。