本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是一種高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

在裝配領(lǐng)域，工件的連接固定需在相互定位后進(jìn)行。一般常用的定位有兩種方式，工藝螺栓定位和銷釘定位。工藝螺栓定位，一般用在定位精度要求較低的場(chǎng)合，或是開敞性較好的工況；對(duì)于精度要求高的定位，一般采用銷釘定位，但對(duì)定位孔的要求高，孔徑大小及表面粗糙度，直接影響定位精度的優(yōu)劣；特別是對(duì)薄壁連接件，夾層的厚度造成銷釘定位可行性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)及其使用方法，該設(shè)備通過(guò)視覺識(shí)別技術(shù)，達(dá)到了自動(dòng)導(dǎo)航的目的，在指定位置工作時(shí)，通過(guò)高精度的激光測(cè)距傳感器，能很好的對(duì)物體進(jìn)行更高精度的導(dǎo)航，在精密裝配中有著巨大的優(yōu)勢(shì)，并且在自動(dòng)化領(lǐng)域達(dá)到了先進(jìn)水平。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)，它包括前點(diǎn)定位裝置、后點(diǎn)定位裝置和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，前點(diǎn)定位裝置、后點(diǎn)定位裝置通過(guò)線纜與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接，控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。

所述的前點(diǎn)定位裝置和后點(diǎn)定位裝置均包括支架，支架兩側(cè)設(shè)置有左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器，支架中央設(shè)置有視覺相機(jī)，視覺相機(jī)的前端設(shè)置有人工定位器，視覺相機(jī)的后端設(shè)置有垂直高度激光距離傳感器，前點(diǎn)定位裝置和后點(diǎn)定位裝置還包括儀器安裝位)和儀器安裝夾頭，儀器安裝位設(shè)置在人工定位器前端，儀器安裝夾頭設(shè)置在儀器安裝位上。

所述的前點(diǎn)定位裝置還包括水平距離激光距離傳感器，水平距離激光距離傳感器設(shè)置在視覺相機(jī)與垂直高度激光距離傳感器之間。

左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器、垂直高度激光距離傳感器與水平距離激光距離傳感器均通過(guò)電纜與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接。

高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)的使用方法，它包括如下步驟：

S1：通過(guò)安裝位和安裝夾頭將前點(diǎn)定位裝置和后點(diǎn)定位裝置安裝到工件處；

S2：?jiǎn)?dòng)人工定位器，確定導(dǎo)航線在視覺范圍內(nèi)；

S3：?jiǎn)?dòng)視覺相機(jī)，視覺相機(jī)確定導(dǎo)航線位置，通過(guò)前后兩組視覺相機(jī)判斷工件與導(dǎo)航線的空間關(guān)系；

S4：視覺相機(jī)根據(jù)空間關(guān)系對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送調(diào)整信號(hào)，使運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整位置與導(dǎo)航線相平行；

S5：通過(guò)導(dǎo)航線上的終止點(diǎn)，判斷運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是否到位，視覺相機(jī)繼續(xù)發(fā)送指令進(jìn)行微調(diào)；

S6：工件上升，垂直高度激光距離傳感器開始工作，根據(jù)三點(diǎn)確定一個(gè)面的情況，確定工件與相關(guān)面平行；

S7：平行后，左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器啟動(dòng)，調(diào)整工件左右位置；

S8：通過(guò)水平距離激光距離傳感器調(diào)整工件前后位置；

S9：工件調(diào)整入位完成。

所述的步驟S5中視覺相機(jī)繼續(xù)發(fā)送指令進(jìn)行微調(diào)至空間精度在50mm內(nèi)。

所述的垂直高度激光距離傳感器、左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器和水平距離激光距離傳感器輸出位置信號(hào)，輔助運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整位置。

所述的工件調(diào)整入位后水平、垂直及左右偏差在0.2mm內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)及其使用方法，該設(shè)備通過(guò)視覺識(shí)別技術(shù)，達(dá)到了自動(dòng)導(dǎo)航的目的，在指定位置工作時(shí)，通過(guò)高精度的激光測(cè)距傳感器，能很好的對(duì)物體進(jìn)行更高精度的導(dǎo)航，在精密裝配中有著巨大的優(yōu)勢(shì)，并且在自動(dòng)化領(lǐng)域達(dá)到了先進(jìn)水平，設(shè)備所有部件均采用統(tǒng)一的算法進(jìn)行計(jì)算，輸出數(shù)據(jù)快速有效，能做到實(shí)時(shí)控制外部移動(dòng)載具。

附圖說(shuō)明

圖1為前點(diǎn)定位裝置示意圖；

圖2為后點(diǎn)定位裝置示意圖；

圖中，1-支架，2、3-左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器，4、5-視覺相機(jī)，6、7-垂直高度激光距離傳感器，8-水平距離激光距離傳感器，10、11-人工定位器，9、12-儀器安裝位，13、14-儀器安裝夾頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)，它包括前點(diǎn)定位裝置、后點(diǎn)定位裝置和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，前點(diǎn)定位裝置、后點(diǎn)定位裝置通過(guò)線纜與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接，控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。

所述的前點(diǎn)定位裝置和后點(diǎn)定位裝置均包括支架1。如圖1所示，前點(diǎn)定位裝置的支架1兩側(cè)設(shè)置有左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器2，支架1中央設(shè)置有視覺相機(jī)4，視覺相機(jī)4的前端設(shè)置有人工定位器10，視覺相機(jī)4的后端設(shè)置有垂直高度激光距離傳感器6，前點(diǎn)定位裝置還包括儀器安裝位12和儀器安裝夾頭14，儀器安裝位12設(shè)置在人工定位器10前端，儀器安裝夾頭14設(shè)置在儀器安裝位12上，前點(diǎn)定位裝置還包括水平距離激光距離傳感器8，水平距離激光距離傳感器8設(shè)置在視覺相機(jī)4與垂直高度激光距離傳感器6之間。

如圖2所示，所述的后點(diǎn)定位裝置的支架1兩側(cè)設(shè)置有左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器3，支架1中央設(shè)置有視覺相機(jī)5，視覺相機(jī)5的前端設(shè)置有人工定位器11，視覺相機(jī)5的后端設(shè)置有垂直高度激光距離傳感器7，后點(diǎn)定位裝置還包括儀器安裝位9和儀器安裝夾頭13，儀器安裝位9設(shè)置在人工定位器11前端，儀器安裝夾頭13設(shè)置在儀器安裝位9上。

左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器2、3、垂直高度激光距離傳感器6、7與水平距離激光距離傳感器8均通過(guò)電纜與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接。

高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)的使用方法，它包括如下步驟：

S1：通過(guò)安裝位和安裝夾頭將前點(diǎn)定位裝置和后點(diǎn)定位裝置安裝到工件處；

S2：?jiǎn)?dòng)人工定位器10、11，確定導(dǎo)航線在視覺范圍內(nèi)；

S3：?jiǎn)?dòng)視覺相機(jī)4、5，視覺相機(jī)4、5確定導(dǎo)航線位置，通過(guò)前后兩組視覺相機(jī)判斷工件與導(dǎo)航線的空間關(guān)系；

S4：視覺相機(jī)4、5根據(jù)空間關(guān)系對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送調(diào)整信號(hào)，使運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整位置與導(dǎo)航線相平行；

S5：通過(guò)導(dǎo)航線上的終止點(diǎn)，判斷運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是否到位，視覺相機(jī)4、5繼續(xù)發(fā)送指令進(jìn)行微調(diào)；

S6：工件上升，垂直高度激光距離傳感器6、7開始工作，根據(jù)三點(diǎn)確定一個(gè)面的情況，確定工件與相關(guān)面平行；

S7：平行后，左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器2、3啟動(dòng)，調(diào)整工件左右位置；

S8：通過(guò)水平距離激光距離傳感器8調(diào)整工件前后位置；

S9：工件調(diào)整入位完成。

所述的步驟S5中視覺相機(jī)4、5繼續(xù)發(fā)送指令進(jìn)行微調(diào)至空間精度在50mm內(nèi)。

所述的垂直高度激光距離傳感器6、7、左右偏轉(zhuǎn)激光距離傳感器2、3和水平距離激光距離傳感器8輸出位置信號(hào)，輔助運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整位置。

所述的工件調(diào)整入位后水平、垂直及左右偏差在0.2mm內(nèi)。

高精度導(dǎo)航入位系統(tǒng)首先通過(guò)視覺巡線，判斷視覺相機(jī)與線的相對(duì)位置，發(fā)送信號(hào)調(diào)整外部設(shè)備運(yùn)行方向。通過(guò)視覺相機(jī)識(shí)別終止點(diǎn)判斷是否到達(dá)指定位置（偏差50mm內(nèi)）。到達(dá)指定位置后通過(guò)激光距離傳感器來(lái)調(diào)整工件水平和精確位置（偏差0.2mm內(nèi)）。