[发明专利]一种基于双机器视觉的偏心量测量误差补偿方法

说明书

本发明属于精密微小零件自动装配技术领域，提供了一种基于双机器视觉的偏心量测量误差补偿方法。通过竖直方向机器视觉，测量组成万向支架的框架类组件中任意两个零件的偏心量，通过水平方向机器视觉，测量两个零件特征端面的相对偏转角，建立误差补偿模型，计算该角度引起竖直方向机器视觉测量偏心量的误差，补偿到偏心量测量的结果中，即得到两个零件的真实偏心量，解决单机器视觉测偏心量时，因两个零件相对不平行状态难以确定，导致两个零件的偏心量测量结果不同。该发明为微小框架组件自动装配后提供了精确的偏心量测量结果，从而直接影响后续偏心量的自动调整，能够提高精密装配的准确性和效率。

技术领域

本发明属于精密微小零件自动装配技术领域，涉及一种基于双机器视觉的偏心量测量误差补偿方法。

背景技术

随着精密微小零件自动化装配技术的不断发展，对陀螺仪等带有框架类组件的装配偏心量精度要求越来越高，其装配精度直接影响该类零件的使用性能，偏心量的精确测量则是精密装配的必要前提，待测零件的特征端面的不平行则是影响测量结果的重要因素。此外，基于机器视觉的偏心量自动测量方法能够提高工作效率，符合自动化装配的核心思想。

目前投入生产使用的偏心量测量方法多为接触式测量方法，即通过电感测微仪或者三坐标测量仪等工具，将测头打在被测两圆环中的其中一个，转动另一个圆环，电感测微仪的读数最大与最小的差值即为偏心量。由于其为接触式测量，因此测量结果会受到接触力的影响，同时需要设计专门的夹具来固定零件进行测量，基准统一问题也需要考虑。

公开号为CN112344884A的专利，公开了一种用于框架组件的偏心量和间隙测量装置，运用单机器视觉测量两个零件特征端面的偏心量，然而，针对万向支架类组件的特点，任意两个零件之间均有一个旋转自由度未被完全限制，当两个零件相对不平行时，其特征端面的两个中心发生相对位移，造成偏心量测量的误差，此方法不再适用。

本发明结合框架类组件的特点，在与测量方向垂直的方向上增加一套机器视觉，此时可测量两个零件的相对偏转角度，将该角度代入建立的误差补偿模型，即可得到测量方向的测量偏心量误差，提高偏心量测量精度。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对目前使用机器视觉测量框架类组件的偏心量，因被测端面不平行状态难以完全确定，导致的偏心量测量结果不准确问题。本发明提供一种基于双机器视觉的偏心量测量误差补偿方法，在竖直方向的相机测量偏心量的基础上，在零件水平方向增加一个相机测量零件的倾斜程度，计算得两个零件的特征端面的相对偏转角度，将偏转角度代入建立的偏心量测量误差补偿模型，补偿竖直方向相机测得的偏心量。

本发明的技术方案如下：

一种基于双机器视觉的偏心量测量误差补偿方法，基于竖直机器视觉测量框架类组件的偏心量时，在水平方向上增加一套水平机器视觉，用来测量组成框架类组件的零件特征端面不平行导致的偏转角度，将偏转角度代入建立的误差补偿模型，对竖直机器视觉测量偏心量进行补偿；

具体方法表现为：

步骤一：通过精密位移滑台带动水平相机移动，使零件的目标特征出现在相机视野中，继续调整相机在景深方向移动，使目标特征呈现最清晰的状态，此时具有偏心量要求的两个零件的特征端面的不平行，在水平相机的视野中，表现为两条不平行的直线，由于水平相机视场和景深较小，待测零件的目标特征实际为一条弧线，所以需要精密位移滑台带动水平相机移动至不同位置采集照片，以获取清晰完整的目标特征；

步骤二：将水平相机采集的图片，通过数字图像处理方法，使目标特征显示为可扫点状态，通过扫描目标特征，拟合出两条倾斜直线，直线斜率的反正切即偏转角，计算两个零件的相对偏转角，代入已经建立的误差补偿模型，计算得到需要补偿的值；