杨 健,楼佩煌,钱晓明,武 星
(南京航空航天大学机电学院,江苏 南京210016)
基金项目:江苏省重点研发计划(产业前瞻与共性关键技术)重点项目(BE2016004-3);江苏省产学研合作前瞻性联合研究项目(BY2015003-11);南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助项目(KFJJ20180513)
作者简介:杨健(1994—),男,硕士研究生,主要研究方向为柔性制造与智能制造技术,992458015@qq.com.
摘要:针对在线测量机与自动化摩擦输送线集成后的定位问题,提出了一种基于视觉与位置传感器组合感知的精确定位方法。首先设计了一种用于自动定位的移载装置;其次提出了视觉与位置组合感知的定位策略;最后采用改进型的圆模板匹配算法计算吊车上圆环标识的中心坐标,精确控制智能电机偏转。实验结果表明:采用视觉与位置组合感知定位方法使得定位精度得到明显提高,达到±1 mm,并且可重复性好、效率高,完全满足在线测量机与输送线集成后的定位需求。
关键词:在线测量;视觉;组合感知;精确定位;移载装置
中图分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:2095-509X(2020)06-0001-06
汽车总装摩擦式自动化输送线(以下简称摩擦输送线)由于其具有结构简单、输送稳定、便于维护、能耗低、绿色环保等优点,在汽车生产线上的应用日益广泛[1]。完整的摩擦输送线系统由轨道、驱动装置、道岔、输送吊车(吊具)、定位装置及电控系统构成。在汽车摩擦输送线定位装置中,常采用位置传感器(如光电接近开关)进行定位,成本低、控制简单,定位精度为±5 mm,能满足常规输送要求。而采用视觉感知进行定位,精度更高,重复性好,可实现闭环控制,但易受环境光照影响,目前仍在不断发展中[2-3]。在线测量机作为一种高精高效的专用测量设备,定位要求较高,在实际应用中需集成到摩擦输送线上用于测量零件尺寸,如发动机轴孔等。摩擦输送线仅采用位置传感器无法满足移载装置对定位精度与定位效率的要求,因此亟需一种融合多种传感器的组合感知定位方法以满足这种高精高效的定位需求。
目前,国内外很多学者对多传感器组合感知定位技术进行了大量的研究。郑文栋等[4]提出了用于XLPE电缆附件局部放电定位的HFCT/超高频/声发射传感器联合检测方法,有效地排除了现场干扰,提高了定位可靠性;张鹏[5]提出了WiFi/BLE/PDR/MM组合的多源融合定位技术,充分利用不同定位源的互补性,提高了系统的定位精度、可用度和可靠性,但坐标融合算法较为复杂;高明[6]提出了用于水下机器人的视觉和惯性导航组合定位方法,定位信号相比声呐、长短基线等声学设备更加稳定,且性价比更高;钱晓明等[7]设计了一种用于AGV定位导航的激光与射频扫描组合定位方法,但只能进行粗定位; Rowekamper等[8]提出了一种用于AGV的激光扫描与视觉感知的组合定位方法,提高了其在实际应用中的定位精度。
本文在摩擦输送线原有位置传感器进行粗定位的基础上,引入视觉感知技术进行组合定位,无需对定位系统进行过多改造,对提升工厂自动化输送线的定位精度具有较高的现实意义。
1视觉与位置组合感知定位系统整体框架及机械结构
1.1组合定位整体框架设计
本文采用的空中摩擦输送线以分布式布置的多台小功率智能电机进行接力式驱动,具有柔性高、效率高、能耗低、易维护等优点。传统的定位与导引方式是在摩擦输送线的各个智能电机前以及各个工位点处,如测量工位点、维修工位点、上料工位点等处布置光电接近开关作为控制信号。 |