一种自动定位校准机构

摘要

本发明公开了一种自动定位校准机构，自动定位校准机构安装在工作平台上；第一工作手用于移动第一工件，第二工作手用于移动第二工件，其包括：第一测量定位模组，用于在X方向对第一工件进行尺寸测量和定位；第二测量定位模组，用于在Y方向对第一工件进行尺寸测量和定位；X方向与Y方向相互垂直；第三测量定位模组，用于在X方向对第二工件进行尺寸测量和定位；第四测量定位模组，用于在Y方向对第二工件进行尺寸测量和定位。利用本发明自动定位校准机构对工件进行自动对位时，定位过程与工件的材料、颜色等无关，依靠工件的外形进行定位和对位。对工件进行自动对位的过程中会同步检测工件尺寸是否合格，减少了设备成本及人力操作成本。

权利要求

1.一种自动定位校准机构，所述自动定位校准机构安装在工作平台上；第一工作手用于移动第一工件，第二工作手用于移动第二工件，其特征在于，包括：第一测量定位模组，用于在X方向对第一工件进行尺寸测量和定位；

第二测量定位模组，用于在Y方向对第一工件进行尺寸测量和定位；所述X方向与所述Y方向相互垂直；

第一平面，所述第一平面位于所述工作平台的一侧，第一测量定位模组和第二测量定位模组的安装位置处于第一平面；

第三测量定位模组，用于在X方向对第二工件进行尺寸测量和定位；

第四测量定位模组，用于在Y方向对第二工件进行尺寸测量和定位；

第二平面，所述第二平面位于所述第一平面的远离工作平台的一侧，并且所述第一平面和第二平面相互平行；第三测量定位模组和第四测量定位模组的安装位置处于第二平面。

2.根据权利要求1所述的自动定位校准机构，其特征在于，第一测量定位模组、第二测量定位模组、第三测量定位模组、第四测量定位模组均包括定位件和测量定位件，所述定位件配合所述测量定位件实现对工件的定位，所述测量定位件实现对工件的测量。

3.根据权利要求2所述的自动定位校准机构，其特征在于，

所述定位件包括：第一动力装置，第一传动装置，第一触头装置；所述第一传动装置将第一动力装置的动力传递给第一触头装置，带动所述第一触头装置做直线运动；

所述测量定位件包括：第二动力装置，第二传动装置，第二触头装置，测量装置，推拉感应装置；所述第二传动装置将第二动力装置的动力传递给第二触头装置，带动所述第二触头装置做直线运动；所述测量装置用于检测工件的尺寸是否合格；所述推拉感应装置用于监测所述测量定位件对工件的作用力。

4.根据权利要求3所述的自动定位校准机构，其特征在于，所述第一触头装置和第二触头装置均包括：触头本体；挡块，所述挡块位于触头装置的顶部，挡块与触头本体端头相距一定距离，触头本体与挡块形成铲形结构；拉头，所述拉头位于触头本体底部的端头。

5.根据权利要求3所述的自动定位校准机构，其特征在于，所述第一触头装置和第二触头装置用于夹紧工件；所述第一触头装置的夹板与工件的第一侧边接触，所述第二触头装置的夹板与工件的第二侧边接触，所述第一侧边与所述第二侧边位置相对。

6.根据权利要求3所述的自动定位校准机构，其特征在于，所述第一触头装置和第二触头装置用于拉紧工件；所述第一触头装置的挂钩钩在工件的第一拉结位置；所述第二触头装置的挂钩钩在工件的第二拉结位置，所述第一拉结位置和第二拉结位置相对。

7.根据权利要求3所述的自动定位校准机构，其特征在于，所述第一触头装置和第二触头装置用于卡紧工件；所述第一触头装置的卡槽卡在工件的一侧；所述第二触头装置的卡槽卡在工件的另一侧。

8.根据权利要求1所述的自动定位校准机构，其特征在于，所述第一工作手安装有吸盘；所述第二工作手安装有吸盘。

说明书

一种自动定位校准机构

技术领域

[0001] 本发明属于自动化设备领域，尤其涉及一种自动定位校准机构。

背景技术

[0002] 当前，工业产品种类繁多，在工业产品的生产过程中，都可能涉及到自动定位。如自动化生产线中要求对各零件快速、准确的安装到位。机器视觉定位能够自动判断物体的位置，并将位置信息通过一定的通讯协议输出。基于机器视觉的视觉定位技术得到了广大加工厂商的普遍关注，全自动视觉定位方法不但克服了传统人工定位方法的缺点，同时也发挥了自己快速准确的优点：定位精度高，定位结果可靠、稳定；定位速度快，并且可以长时间工作，可以达到24小时全天运行。

[0003] 当前机器视觉定位系统使用CCD工业相机(带光源)及XYZ三轴滑台对物体进行自动对位，由于需要利用CCD工业相机对物体进行图像采集，导致此方式对物体的颜色、材料等有识别局限性，当物体的颜色或者材料改变时，需要重新设置CCD的参数，光源，才能继续对物体进行自动对位。此外，在使用此方式对位前，物体必须经过尺寸合格性检测，确认是尺寸合格品后才能够进行对位。在自动对位前必须有一步尺寸合格确认的工序。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种自动定位校准机构，以解决当前机器视觉定位系统对物体的颜色、材料等有识别局限性，以及物体必须经过尺寸合格性检测的技术问题。

[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种自动定位校准机构，所述自动定位校准机构安装在工作平台上；第一工作手用于移动第一工件，第二工作手用于移动第二工件，其包括：

[0006] 第一测量定位模组，用于在X方向对第一工件进行尺寸测量和定位；

[0007] 第二测量定位模组，用于在Y方向对第一工件进行尺寸测量和定位；所述X方向与所述Y方向相互垂直；

[0008] 第一平面，所述第一平面位于所述工作平台的一侧，第一测量定位模组和第二测量定位模组的安装位置处于第一平面；

[0009] 第三测量定位模组，用于在X方向对第二工件进行尺寸测量和定位；

[0010] 第四测量定位模组，用于在Y方向对第二工件进行尺寸测量和定位；

[0011] 第二平面，所述第二平面位于所述第一平面的远离工作平台的一侧，并且所述第一平面和第二平面相互平行；第三测量定位模组和第四测量定位模组的安装位置处于第二平面。

[0012] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，第一测量定位模组、第二测量定位模组、第三测量定位模组、第四测量定位模组均包括定位件和测量定位件，所述定位件配合所述测量定位件实现对工件的定位，所述测量定位件实现对工件的测量。

[0013] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，所述定位件包括：第一动力装置，第一传动装置，第一触头装置；所述第一传动装置将第一动力装置的动力传递给第一触头装置，带动所述第一触头装置做直线运动；

[0014] 所述测量定位件包括：第二动力装置，第二传动装置，第二触头装置，测量装置，推拉感应装置；所述第二传动装置将第二动力装置的动力传递给第二触头装置，带动所述第二触头装置做直线运动；所述测量装置用于检测工件的尺寸是否合格；所述推拉感应装置用于监测所述测量定位件对工件的作用力。

[0015] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，所述第一触头装置和第二触头装置均包括：触头本体；挡块，所述挡块位于触头装置的顶部，挡块与触头本体端头相距一定距离，触头本体与挡块形成铲形结构；拉头，所述拉头位于触头本体底部的端头。

[0016] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，所述第一触头装置和第二触头装置用于夹紧工件；所述第一触头装置的夹板与工件的第一侧边接触，所述第二触头装置的夹板与工件的第二侧边接触，所述第一侧边与所述第二侧边位置相对。

[0017] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，所述第一触头装置和第二触头装置用于拉紧工件；所述第一触头装置的挂钩钩在工件的第一拉结位置；所述第二触头装置的挂钩钩在工件的第二拉结位置，所述第一拉结位置和第二拉结位置相对。

[0018] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，所述第一触头装置和第二触头装置用于卡紧工件；所述第一触头装置的卡槽卡在工件的一侧；所述第二触头装置的卡槽卡在工件的另一侧。

[0019] 本发明如上所述的自动定位校准机构，进一步，所述第一工作手安装有吸盘；所述第二工作手安装有吸盘。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 上述自动定位校准机构通过其各个部件的配合工作可以实现工件的自动定位和装配：首先，经精密仪器检测后，使第一测量定位模组与第三测量定位模组的定位基准面一致(即第一基准面)；使第二测量定位模组与第四测量定位模组的定位基准面一致(即第二基准面)。然后，第一工作手将第一工件放置在指定位置，第一测量定位模组将第一工件在X方向移动到第一基准面；进一步第二测量定位模组将第一工件在Y方向移动到第二基准面。第一工作手松开第一工件，第一测量定位模组检测第一工件在X方向的尺寸是否合格，第二测量定位模组检测第一工件在Y方向的尺寸是否合格。若第一工件在X方向和Y方向的尺寸均合格时，则计算出第一工件的中心位置。然后，第二工作手将第二工件放置在指定位置，第三测量定位模组将第二工件在X方向移动到第一基准面；进一步第四测量定位模组将第二工件在Y方向移动到第二基准面。第二工作手松开第二工件，第三测量定位模组检测第二工件在X方向的尺寸是否合格，第四测量定位模组检测第二工件在Y方向的尺寸是否合格。
若第二工件在X方向和Y方向的尺寸均合格时，则计算出第二工件的中心位置。然后，第一测量定位模组和第二测量定位模组移动第一工件，或第三测量定位模组和第四测量定位模组移动第二工件，使第一工件的中心位置与第二工件的中心位置重合，即完成定位动作。最后，完成定位动作后，第一工作手和第二工作手移动工件进一步完成第一工件和第二工件的装配。

[0022] 由此可知，利用本发明自动定位校准机构对工件进行自动对位时，定位过程与工件的材料、颜色等无关，依靠工件的外形进行定位和对位。对工件进行自动对位的过程中会同步检测工件尺寸是否合格，检测工件是否合格的工序与对工件进行对位、装配的工序在同一台机构上完成，减少了设备成本及人力操作成本。

附图说明

[0023] 通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

[0024] 图1为本发明一种实施例的自动定位校准机构示意图；

[0025] 图2为本发明一种实施例的测量定位件示意图；

[0026] 图3为本发明一种实施例的定位件示意图；

[0027] 图4为本发明一种实施例的自动定位校准机构夹持工件示意图；

[0028] 图5为图4的局部放大示意图；

[0029] 图6为图4的正视示意图；

[0030] 图7为本发明一种实施例的第一工件示意图；

[0031] 图8为本发明一种实施例的第二工件示意图；

[0032] 图9为本发明一种实施例的自动定位校准机构的定位过程示意图；

[0033] 图10为本发明第一种实施例的工件定位示意图；

[0034] 图11为本发明第二种实施例的工件定位示意图；

[0035] 图12为本发明第三种实施例的工件定位示意图；

[0036] 图13为本发明第四种实施例的工件定位示意图；

[0037] 图14为本发明第五种实施例的工件定位示意图；

[0038] 图15为本发明一种实施例的触头装置示意图。

[0039] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0040] 1、第一测量定位模组

[0041] 11、测量定位件，111、第二动力装置，112、第二传动装置，113、第二触头装置，114、测量装置，115、推拉感应装置，116、第二触头装置的卡槽，1130、第二触头装置的夹板，1131、第二触头装置的挂钩；

[0042] 12、定位件，121、第一动力装置，122、第一传动装置，123、第一触头装置，124、第一触头装置的卡槽；125、触头本体；126、挡块；127、拉头，1230、第一触头装置的夹板，1231、第一触头装置的挂钩；

[0043] 2、第二测量定位模组；

[0044] 3、第三测量定位模组；

[0045] 4、第四测量定位模组；

[0046] 5、工作平台；

[0047] 6、第一工作手，61、吸盘；

[0048] 7、第二工作手；

[0049] 8、第一工件，81、第一工件的凹槽；

[0050] 9、第二工件，91、第二工件的凹槽；

[0051] 10、第一基准面。

具体实施方式

[0052] 在下文中，将参照附图描述本发明的自动定位校准机构的实施例。

[0053] 在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

[0054] 本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

[0055] 图1示出本发明一种实施例的自动定位校准机构,所述自动定位校准机构安装在工作平台上5；第一工作手6用于移动第一工件8，如图5所示，第二工作手7用于移动第二工件9，如图5所示，自动定位校准机构包括：

[0056] 第一测量定位模组1，用于在X方向对第一工件8进行尺寸测量和定位；

[0057] 第二测量定位模组2，用于在Y方向对第一工件8进行尺寸测量和定位；所述X方向与所述Y方向相互垂直；

[0058] 第一平面，所述第一平面位于所述工作平台5的一侧，第一测量定位模组1和第二测量定位模组2的安装位置处于第一平面；

[0059] 第三测量定位模组3，用于在X方向对第二工件9进行尺寸测量和定位；

[0060] 第四测量定位模组4，用于在Y方向对第二工件9进行尺寸测量和定位；

[0061] 第二平面，所述第二平面位于所述第一平面的远离工作平台5的一侧，并且所述第一平面和第二平面相互平行；第三测量定位模组3和第四测量定位模组4的安装位置处于第二平面。

[0062] 以下详细说明本发明上述实施例的自动定位校准机构的工作原理：

[0063] 如图4所示，首先，经精密仪器检测后，使第一测量定位模组1与第三测量定位模组3的定位基准面一致(即第一基准面10，如图9所示)；使第二测量定位模组2与第四测量定位模组4的定位基准面一致(即第二基准面，图中未视出)。

[0064] 然后，第一工作手6将第一工件8放置在指定位置，第一测量定位模组1将第一工件8在X方向移动到第一基准面10；进一步第二测量定位模组2将第一工件8在Y方向移动到第二基准面。第一工作手6松开第一工件8，第一测量定位模组1检测第一工件8在X方向的尺寸是否合格，第二测量定位模组2检测第一工件8在Y方向的尺寸是否合格。若第一工件8在X方向和Y方向的尺寸均合格时，则计算出第一工件8的中心位置。

[0065] 然后，第二工作手7将第二工件9放置在指定位置，第三测量定位模组3将第二工件9在X方向移动到第一基准面10；进一步第四测量定位模组4将第二工件9在Y方向移动到第二基准面。第二工作手7松开第二工件9，第三测量定位模组3检测第二工件9在X方向的尺寸是否合格，第四测量定位模组4检测第二工件9在Y方向的尺寸是否合格。若第二工件9在X方向和Y方向的尺寸均合格时，则计算出第二工件9的中心位置。

[0066] 然后，第一测量定位模组1和第二测量定位模组2移动第一工件8，或第三测量定位模组3和第四测量定位模组4移动第二工件9，使第一工件8的中心位置与第二工件9的中心位置重合，即完成定位动作。

[0067] 最后，完成定位动作后，第一工作手6和第二工作手7移动工件进一步完成第一工件8和第二工件9的装配。

[0068] 综上所述，利用本发明自动定位校准机构对工件进行自动对位时，定位过程与工件的材料、颜色等无关，依靠工件的外形进行定位和对位。本系统定位精度可达+/-0.01mm。对工件进行自动对位的过程中会同步检测工件是否合格，检测工件是否合格的工序与对工件进行对位、装配的工序在同一台机构上完成，减少了设备成本及人力操作成本。

[0069] 结合图2和图3，在本发明上述实施例的自动定位校准机构中，第一测量定位模组1、第二测量定位模组2、第三测量定位模组3、第四测量定位模组4均包括定位件12和测量定位件11，所述定位件12结合所述测量定位件11实现对工件的定位，所述测量定位件11实现对工件的测量。

[0070] 如图3所示，所述定位件12包括：第一动力装置121，第一传动装置122，第一触头装置123；所述第一传动装置将第一动力装置的动力传递给第一触头装置，带动所述第一触头装置做直线运动。

[0071] 如图2所示，所述测量定位件11包括：第二动力装置111，第二传动装置112，第二触头装置113，测量装置114，推拉感应装置115；所述第二传动装置将第二动力装置的动力传递给第二触头装置，带动所述第二触头装置做直线运动；所述测量装置用于检测工件的尺寸是否合格；所述推拉感应装置用于监测测量定位件11对工件的作用力，防止力度过大对工件造成损伤。

[0072] 在本发明上述实施例中，动力装置包括伺服电机和固定座。电机安装在固定座上，电机驱动传动装置转动。

[0073] 在本发明上述实施例中，传动装置包括联轴器、丝杆、丝杆固定座、丝杆滑块和导轨。所述丝杆固定座与所述导轨固定连接；丝杆安装在所述丝杆固定座上，丝杆的一端与联轴器连接，另一端与丝杆滑块连接。联轴器与动力装置的动力输出轴连接。

[0074] 在本发明上述实施例中，测量装置可以为本领域常用的测量装置，其测量的主要原理是将上述动力装置中电机驱动的转矩转化成位移(或尺寸)。测量时，上述第一触头装置123和第二触头装置113与待测工件接触。

[0075] 在本发明上述实施例中，推拉感应装置由拉力及压力传感器和传感器固定块组成，拉力及压力传感器检测力的大小，以准确判断夹紧工件的力是否过大或者过小，以免损坏工件。

[0076] 以下进一步举例详细说明本发明自动定位校准机构在X方向的自动定位过程：

[0077] 如图9所示，假设尺寸为80mm的立方体状第二工件9(图8示出)要安装到尺寸为100mm的立方体状第一工件8(图7示出)的中心位置的凹槽内，凹槽底面为边长80.02mm的正方形。首先，第一工作手6将第一工件8放置在指定位置；第一测量定位模组1(结合图6所示)的定位件12将第一工件8在X方向移动到第一基准面10，第一测量定位模组1的测量定位件
11和定位件12将第一工件8夹紧；第一工作手6松开第一工件8。相应地，第二工作手7将第二工件9放置在指定位置；第三测量定位模组3(结合图6所示)的定位件12将第二工件9在X方向移动到第一基准面10，第三测量定位模组3的测量定位件11和定位件12将第二工件9夹紧；第二工作手7松开第二工件9。然后，第三测量定位模组3的测量定位件11和定位件12将第二工件9在X方向与第一基准面10相反的方向移动10～10.01mm(令第二工件9与第一工件
8的中心位置重合)，从而完成X方向的自动定位动作。

[0078] 根据具体应用的场合，第一触头装置和第二触头装置的结构可以有多种变形方式，通过多种方式与工件结合或连接，进而对工件进行移动、定位。

[0079] 图10为本发明第一种实施例的工件定位示意图。第一触头装置123和第二触头装置113用于夹紧工件。所述第一触头装置的夹板1230与工件的第一侧面接触，所述第二触头装置的夹板1130与工件的第二侧面接触，所述第一侧面与所述第二侧面位置相对。在一个具体实施例中，如图10所示，第一工件8和第二工件9均采用上述夹紧的方式；具体地，上方的测量定位模组的第一触头装置123和第二触头装置113用于夹紧第二工件9，下方的测量定位模组的第一触头装置123和第二触头装置113用于夹紧第一工件8。

[0080] 图11为本发明第二种实施例的工件定位示意图。第一触头装置123和第二触头装置113用于拉紧工件。具体地，可以在工件顶部设有凹槽，第一触头装置和第二触头装置均设有挂钩，第一触头装置的挂钩钩在工件的第一拉结位置(凹槽的一侧)；第二触头装置的挂钩钩在工件的第二拉结位置(凹槽的另一侧)，第一拉结位置和第二拉结位置相对。在一个具体实施例中，如图13所示，第一工件8和第二工件9均采用上述拉紧的方式；具体地，位于上方的第二工件9顶部具有第二工件的凹槽91，第一触头装置123的挂钩1231钩在第二工件9的第一拉结位置(凹槽91的一侧)，第二触头装置113的挂钩1131钩在第二工件9的第二拉结位置(凹槽91的另一侧)，第一拉结位置和第二拉结位置相对；同时，位于下方的第一工件8顶部具有第一工件的凹槽81，第一触头装置123的挂钩1231钩在第一工件8的第一拉结位置(凹槽81的一侧)，第二触头装置113的挂钩1131钩在第一工件8的第二拉结位置(凹槽81的另一侧)，第一拉结位置和第二拉结位置相对。

[0081] 图12为本发明第三种实施例的工件定位示意图。第一工件8采用上述夹紧的方式，第二工件9采用上述拉紧的方式。具体地，如图12所示，位于上方的测量定位模组的第一触头装置123和第二触头装置113用于拉紧第二工件9；位于下方的测量定位模组的第一触头装置123和第二触头装置113用于夹紧第一工件8。

[0082] 图13为本发明第四种实施例的工件定位示意图。第一工件8采用上述拉紧的方式，第二工件9采用上述夹紧的方式。具体地，如图13所示，位于上方的测量定位模组的第一触头装置123和第二触头装置113用于夹紧第二工件9；位于下方的测量定位模组的第一触头装置123和第二触头装置113用于拉紧第一工件8。图14为本发明第五种实施例的工件定位示意图。所述第一触头装置和第二触头装置用于卡紧工件。如图14所示，第一触头装置123具有第一触头装置的卡槽124，第二触头装置113具有第二触头装置的卡槽116；所述第一触头装置的卡槽124卡在工件的一侧；所述第二触头装置的卡槽116卡在工件的另一侧。在一个具体实施例中，如图14所示，第一工件8和第二工件9均采用上述卡紧的方式；具体地，上方的测量定位模组的第一触头装置和第二触头装置用于卡紧第二工件9，下方的测量定位模组的第一触头装置和第二触头装置用于卡紧第一工件8。

[0083] 如图15所示，在本发明一种触头装置的实施例中，触头装置包括触头本体125；挡块126，挡块位于触头装置的顶部，所述挡块126与触头本体125端头相距一定距离，触头本体125与挡块126形成铲形结构；拉头127，所述拉头127位于触头本体125底部的端头。当第一触头装置123和第二触头装置113均采用上述触头装置的结构，两者结合使用时能够利用三种方式对不同结构的工件进行固定；第一种为夹紧方式，工件被夹紧在两个触头本体125之间；第二种为拉紧方式，工件的凹槽被两个拉头127拉紧实现固定；第三种为卡紧方式，工件的两侧卡在两个触头装置的铲形结构之间。

[0084] 在本发明上述实施例的自动定位校准机构具体实施过程中，如图9所示，所述第一工作手6安装有吸盘61，所述第一工作手6通过吸盘61吸取第一工件8；所述第二工作手7安装有吸盘61，所述第二工作手7通过吸盘61吸取第二工件9。

[0085] 上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。