零件裝配智能配對系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種零件裝配智能配對系統及方法。
【背景技術】
[0002] 完整的產品由很多零件組成，因為工藝和生產設備的原因一般會把產品分成很多 零件單獨制造，各零件之間通過一定的公差來管控各自完成制造，因為生產工藝及多任務 段的處理、實際裝配后一般存在較大裝配間隙誤差，甚至裝配不上或太小脫落，造成生產不 良及成本的浪費。
【發明內容】
[0003] 鑒于以上內容，有必要提供一種零件裝配智能配對系統及方法，其預先對組裝零 件和被組裝零件進行外形輪廓掃描，得到該組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點數據后， 再以組裝零件為基準，最佳化尋找和其匹配的被組裝零件，以便用戶可以直接對組裝零件 和被組裝零件進行裝配。
[0004] 所述零件裝配智能配對系統，運行于計算機中，該系統包括：
[0005] 處理模塊，用于獲取組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標；
[0006] 編號模塊，用于對所述組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標編號，根據該編 號將所述組裝零件和被組裝零件分別輸送到對應編號的設備格子中；
[0007] 配對模塊，用于以所述組裝零件為基準，利用組裝零件和被組裝零件的三維輪廓 點坐標，尋找在配對公差內的被組裝零件來配對，并將配對成功的組裝零件和被組裝零件 的編號輸出至配好對的編號隊列及將配對不成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出至 配對不成功的編號隊列；
[0008] 分類模塊，用于把配對好的組裝零件和被組裝零件傳送到產品放置盒中，并把該 產品放置盒傳送到流水線以便用戶裝配，同時將配對不成功的組裝零件和被組裝零件輸出 給用戶；及
[0009] 輸出模塊，用于根據上述配對情況輸出配對報告，以及在所述計算機的顯示設備 上顯示該配對報告。
[0010] 所述零件裝配智能配對方法，應用于計算機中，該方法包括：
[0011] 處理步驟，獲取組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標；
[0012] 編號步驟，對所述組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標編號，根據該編號將 所述組裝零件和被組裝零件分別輸送到對應編號的設備格子中；
[0013] 配對步驟，以所述組裝零件為基準，利用組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐 標，尋找在配對公差內的被組裝零件來配對，并將配對成功的組裝零件和被組裝零件的編 號輸出至配好對的編號隊列及將配對不成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出至配對 不成功的編號隊列；
[0014] 分類步驟，把配對好的組裝零件和被組裝零件傳送到產品放置盒中，并把該產品 放置盒傳送到流水線以便用戶裝配，同時將配對不成功的組裝零件和被組裝零件輸出給用戶；及
[0015] 輸出步驟，根據上述配對情況輸出配對報告，以及在所述計算機的顯示設備上顯 示該配對報告。
[0016] 相較于現有技術，本發明所述的零件裝配智能配對系統及方法，利用CCD輪廓掃 描模塊預先對組裝零件和被組裝零件進行外形輪廓掃描，得到該組裝零件和被組裝零件的 三維輪廓點數據后，再分別以組裝零件為基準，最佳化尋找和其匹配的被組裝零件，將配對 好的組裝零件和被組裝零件傳送到生產流水線以便用戶可以直接對組裝零件和被組裝零 件進行裝配，最后輸出配對報告，以供用戶分析配對結果。這樣保證了裝配的間隙、避免生 產不良及成本的浪費。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明零件裝配智能配對系統較佳實施例的運行環境示意圖。
[0018] 圖2舉例說明組裝零件和被組裝零件。
[0019] 圖3是物料輸送導軌輸送組裝零件和被組裝零件進行輪廓掃描的示
[0020] 意圖。
[0021] 圖4本發明零件裝配智能配對方法較佳實施例的流程圖。
[0022] 圖5舉例說明組裝零件和被組裝零件的輪廓點。
[0023] 圖6舉例說明成功匹配的組裝零件和被組裝零件。
[0024] 圖7是圖4中步驟S4的細化流程圖。
[0025] 圖8A~8B舉例說明尋找配對公差內的被組裝零件的示意圖。
[0026] 主要元件符號說明
[0027]
【主權項】
1. 一種零件裝配智能配對系統，運行于計算機中，其特征在于，該系統包括： 處理模塊，用于獲取組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標； 編號模塊，用于對所述組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標編號，根據該編號將 所述組裝零件和被組裝零件分別輸送到對應編號的設備格子中； 配對模塊，用于以所述組裝零件為基準，利用組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐 標，尋找在配對公差內的被組裝零件來配對，并將配對成功的組裝零件和被組裝零件的編 號輸出至配好對的編號隊列及將配對不成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出至配對 不成功的編號隊列； 分類模塊，用于把配對好的組裝零件和被組裝零件傳送到產品放置盒中，并把該產品 放置盒傳送到流水線以便用戶裝配，同時將配對不成功的組裝零件和被組裝零件輸出給用 戶；及 輸出模塊，用于根據上述配對情況輸出配對報告，以及在所述計算機的顯示設備上顯 示該配對報告。
2. 如權利要求1所述的零件裝配智能配對系統，其特征在于，所述組裝零件和被組裝 零件的三維輪廓點坐標通過與所述計算機連接的CCD輪廓掃描模塊獲得，該CCD輪廓掃描 模塊對所述組裝零件和被組裝零件進行輪廓三維圖像截取，把圖片二值化，根據圖片像素 變化分別計算所述組裝零件和被組裝零件各自的三維輪廓點坐標。
3. 如權利要求1所述的零件裝配智能配對系統，其特征在于，所述配對模塊尋找在配 對公差內的被組裝零件的步驟包括： 將所述組裝零件的三維輪廓點坐標擬合成曲線； 根據最小二乘法迭代被組裝零件相對所述曲線的最佳位置； 輸出被組裝零件的三維輪廓點坐標的距離偏差值到距離偏差數組，計算該距離偏差值 數組的標準偏差值，并輸出到標準偏差值隊列；及 尋找標準偏差值在預設公差范圍內的被組裝零件來配對，若尋找到標準偏差值在所述 預設公差范圍內的被組裝零件表示配對成功，輸出到配好對的編號隊列，否則則輸出到配 對不成功的編號隊列。
4. 如權利要求3所述的零件裝配智能配對系統，其特征在于，所述配對模塊根據公式 尋找被組裝零件的所有三維輪廓點坐標到曲線距離平方和的平均最小來找出被組裝零件 相對該曲線的最佳位置： 該公式為：
其中，（X1，Y1，Z1)為組裝零件的三維輪廓點坐標，（X2，Y2，Z2)為被組裝零件的三維輪 廓點坐標，η為被組裝零件的三維輪廓點坐標的個數。
5. 如權利要求3所述的零件裝配智能配對系統，其特征在于，若標準偏差值隊列中存 在多個被組裝零件符合要求，則選取標準偏差值最小的來配對。
6. -種零件裝配智能配對方法，應用于計算機中，其特征在于，該方法包括： 處理步驟，獲取組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標； 編號步驟，對所述組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標編號，根據該編號將所述 組裝零件和被組裝零件分別輸送到對應編號的設備格子中； 配對步驟，以所述組裝零件為基準，利用組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標，尋 找在配對公差內的被組裝零件來配對，并將配對成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出 至配好對的編號隊列及將配對不成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出至配對不成功 的編號隊列； 分類步驟，把配對好的組裝零件和被組裝零件傳送到產品放置盒中，并把該產品放置 盒傳送到流水線以便用戶裝配，同時將配對不成功的組裝零件和被組裝零件輸出給用戶； 及 輸出步驟，根據上述配對情況輸出配對報告，以及在所述計算機的顯示設備上顯示該 配對報告。
7. 如權利要求6所述的零件裝配智能配對方法，其特征在于，所述組裝零件和被組裝 零件的三維輪廓點坐標通過與所述計算機連接的CCD輪廓掃描模塊獲得，該CCD輪廓掃描 模塊對所述組裝零件和被組裝零件進行輪廓三維圖像截取，把圖片二值化，根據圖片像素 變化分別計算所述組裝零件和被組裝零件各自的三維輪廓點坐標。
8. 如權利要求6所述的零件裝配智能配對方法，其特征在于，所述配對步驟包括： 將所述組裝零件的三維輪廓點坐標擬合成曲線； 根據最小二乘法迭代被組裝零件相對所述曲線的最佳位置； 輸出被組裝零件的三維輪廓點坐標的距離偏差值到距離偏差數組，計算該距離偏差值 數組的標準偏差值，并輸出到標準偏差值隊列；及 尋找標準偏差值在預設公差范圍內的被組裝零件來配對，若尋找到標準偏差值在所述 預設公差范圍內的被組裝零件表示配對成功，輸出到配好對的編號隊列，否則則輸出到配 對不成功的編號隊列。
9. 如權利要求8所述的零件裝配智能配對方法，其特征在于，所述配對步驟中，根據公 式尋找被組裝零件的所有三維輪廓點坐標到曲線距離平方和的平均最小來找出被組裝零 件相對該曲線的最佳位置： 該公式為：
其中，（X1，Y1，Z1)為組裝零件的三維輪廓點坐標，（X2，Y2，Z2)為被組裝零件的三維輪 廓點坐標，η為被組裝零件的三維輪廓點坐標的個數。
10. 如權利要求8所述的零件裝配智能配對方法，其特征在于，若標準偏差值隊列中存 在多個被組裝零件符合要求，則選取標準偏差值最小的來配對。
【專利摘要】一種零件裝配智能配對，應用于計算機中，該方法包括：獲取組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標；對所述組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標編號，根據該編號將所述組裝零件和被組裝零件分別輸送到對應編號的設備格子中；以所述組裝零件為基準，利用組裝零件和被組裝零件的三維輪廓點坐標，尋找在配對公差內的被組裝零件來配對，并將配對成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出至配好對的編號隊列及將配對不成功的組裝零件和被組裝零件的編號輸出至配對不成功的編號隊列；把配對好的組裝零件和被組裝零件傳送到產品放置盒中,并把該產品放置盒傳送到流水線以便用戶裝配，同時將配對不成功的組裝零件和被組裝零件輸出給用戶。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN104678902
【申請號】CN201310607973
【發明人】張旨光, 吳新元, 楊路
【申請人】鴻富錦精密工業（深圳）有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月26日
【公告號】US20150148938