一种多孔位工件层叠对准方法及层叠对准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设有若干孔位的工件进行层叠对准方法及层叠对准装置，具体地涉及一种基于机器人自动层叠对准所述工件，所述工件上的若干孔位包括第一孔位、第二孔位及分别位于连接所述第一孔位和第二孔位的轴心连线两侧的第三孔位、第四孔位。
【背景技术】
[0002]现有的大多数机械工件设有多个孔位，当将上述工件层叠装配时，要求上下对应两孔的轴线对准或偏差度在规定范围内，而现有的装配方式通常为人工装配，仅靠目测对准两孔，不仅费时费力，还易造成装配后对应孔位的轴线对准度不高，加上孔位在制造时就存在误差，进一步增加了对准难度，甚至在层叠装配完成后出现两孔相互错开，导致连接件无法伸入至下层工件的孔位内，最终无法完成对两工件连接。
[0003]有鉴于此，有必要提供一种多孔位工件层叠对准方法及层叠对准装置以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够快速对准设有若干孔位的工件的层叠对准方法及层叠对准装置，若干所述孔位包括第一孔位、第二孔位及分别位于连接所述第一孔位和第二孔位的轴心连线两侧的第三孔位、第四孔位。
[0005]为实现上述发明目的，本发明提供了一种多孔位工件层叠对准方法，包括以下步骤:
Ml、提供第一工件和第二工件，所述第一工件上设有半径相同的若干调整孔;若干所述调整孔包括第一调整孔、第二调整孔，及分别位于所述第一调整孔和第二调整孔的轴心连线两侧的第三调整孔和第四调整孔;所述第二工件上设有与若干所述调整孔一一对应的若干固定孔;若干所述固定孔包括第一固定孔、第二固定孔，及分别位于所述第一固定孔和第二固定孔的轴心连线两侧的第三固定孔和第四固定孔;所述调整孔的半径Rl与所述固定孔的半径R2大小不同，且所述调整孔与所述固定孔的半径之差R为:R=|R1_R2|;
M2、调整所述第一工件的位置，使得所述第一调整孔对准第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孔；
M3、判断所述第三调整孔是否对准所述第三固定孔且所述第四调整孔是否对准所述第四固定孔，若是，则完成所述第一工件和第二工件的位置对准;若否，在保证所述第一调整孔对准所述第一固定孔且第二调整孔对准所述第二固定孔的前提下，继续调整所述第一工件的位置，使得所述第三调整孔对准所述第三固定孔且所述第四调整孔对准所述第四固定孔。
[0006]作为本发明的进一步改进，步骤M2具体为:连接所述第一调整孔的轴心和第二调整孔的轴心形成第一轴心连线;确定所述第一轴心连线的中点为第一特征点；以所述第一调整孔或所述第二调整孔中的任意一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第一误差圆；
调整所述第一工件的位置，使得所述第一特征点对准于所述第一特征点在所述第二工件上的对应点，且使绘制有所述第一误差圆的所述调整孔所对应的固定孔的轴心位于沿所述第一误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准所述第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孔。
[0007]作为本发明的进一步改进，步骤M2具体为:以所述第一调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第二误差圆；以所述第二调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第二误差圆；
调整所述第一工件的位置，使得所述第一固定孔的轴心位于沿所述第二误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，且所述第二固定孔的轴心位于沿所述第三误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准于所述第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孔。
[0008]作为本发明的进一步改进，步骤M2中具体为:连接所述第一调整孔的轴心和第二调整孔的轴心形成第一轴心连线;确定所述第一轴心连线上除中点和端点以外的其他任意一点为第二特征点；沿所述第一轴心连线，以距离所述第二特征点较远的一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第四误差圆；
调整所述第一工件的位置，使得所述第二特征点对准于所述第二特征点在所述第二工件上的对应点，且沿所述第一轴心连线，以距离所述第二特征点较远的所述调整孔轴心所对应的固定孔的轴心位于沿所述第四误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准于所述第一固定孔，且所述第二调整孔对准于所述第二固定孔。
[0009]作为本发明的进一步改进，步骤M3具体为:连接所述第三调整孔的轴心和第四调整孔的轴心形成第二轴心连线;确定所述第二轴心连线的中点为第三特征点；以所述第三调整孔或所述第四调整孔中的任一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第五误差圆；
调整所述第一工件的位置，使得所述第三特征点对准于所述第三特征点在所述第二工件上的对应点，且使绘制有所述第五误差圆的调整孔所对应的固定孔的轴心位于沿所述第五误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第三调整孔对准于所述第三固定孔且所述第四调整孔对准于所述第四固定孔。
[0010]作为本发明的进一步改进，步骤M3具体为:以所述第三调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第六误差圆；以所述第四调整孔的轴心为圆心，并以所述半径R为半径绘制第七误差圆；
调整所述第一工件的位置，使得所述第一固定孔的轴心位于以所述第六误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，且所述第二固定孔的轴心位于以所述第七误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第三调整孔对准于所述第三固定孔且所述第四调整孔对准所述第四固定孔。
[0011]作为本发明的进一步改进，步骤M3具体为:连接所述第三调整孔的轴心和第四调整孔的轴心形成第二轴心连线;确定所述第二轴心连线上除中点和端点以外的任意一点为第四特征点;沿所述第二轴心连线，以距离所述第四特征点距离较远的一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第八误差圆； 调整所述第一工件的位置，使得所述第四特征点对准于所述第四特征点在所述第二工件上的对应点，且沿所述第二轴心连线，以距离所述第四特征点较远的所述调整孔所对应的固定孔的轴心位于以所述第八误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第三调整孔对准于所述第三固定孔且所述第四调整孔对准所述第四固定孔。
[0012]作为本发明的进一步改进，连接所述第一调整孔的轴心和第二调整孔的轴心形成第一轴心连线，连接所述第三调整孔的轴心和第四调整孔的轴心形成第二轴心连线，确定所述第一轴心连线和第二轴心连线的交点为第五特征点，所述第五特征点为所述第一轴心连线上的中点，且所述第五特征点为所述第二轴心连线上的中点；
以所述第一调整孔或所述第二调整孔中的任一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第九误差圆；以所述第三调整孔或所述第四调整孔中的任一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第十误差圆；
调整所述第一工件，使得所述第五特征点对准于所述第五特征点在所述第二工件上的对应点，且使绘制有所述第九误差圆的所述调整孔所对应的所述固定孔的轴心位于沿所述第九误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准于所述第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孔；
步骤M3具体为:继续调整所述第一工件，使得所述第五特征点对准于所述第五特征点在所述第二工件上的对应点，且使绘制有所述第十误差圆的所述调整孔所对应的所述固定孔的轴心位于沿所述第十误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第三调整孔对准于所述第三固定孔且所述第四调整孔对准所述第四固定孔。
[0013]作为本发明的进一步改进，连接所述第一调整孔的轴心和第二调整孔的轴心形成第一轴心连线，连接所述第三调整孔的轴心和第四调整孔的轴心形成第二轴心连线，确定所述第一轴心连线和第二轴心连线的交点为第六特征点，所述第六特征点为所述第一轴心连线上的中点，且所述第六特征点为所述第二轴心连线上除中点和端点以外的任意一点；
以所述第一调整孔或所述第二调整孔中的任一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第十一误差圆；沿所述第二轴心连线，以距离所述第六特征点较远的一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第十二误差圆；
调整所述第一工件，使得所述第六特征点对准于所述第六特征点在所述第二工件上的对应点，且使绘制有所述第十一误差圆的所述调整孔所对应的所述固定孔的轴心位于沿所述第十一误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准于所述第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孔；
步骤M3具体为:继续调整所述第二工件，使得沿所述第二轴心连线，以距离所述第六特征点较远的所述调整孔的轴心所对应的所述固定孔的轴心位于沿所述第十二误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第三调整孔对准于所述第三固定孔且所述第四调整孔对准所述第四固定孔。
[0014]作为本发明的进一步改进，步骤M2具体为:连接所述第一调整孔的轴心和第二调整孔的轴心形成第一轴心连线，连接所述第三调整孔的轴心和第四调整孔的轴心形成第二轴心连线，确定所述第一轴心连线和第二轴心连线的交点为第七特征点，所述第七特征点为所述第一轴心连线上除中点和端点以外的任意一点，且所述第七特征点为所述第二轴心连线上除中点和端点以外的任意一点； 沿所述第一轴心连线，以距离所述第七特征点较远的一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第十三误差圆;沿所述第二轴心连线，以距离所述第七特征点较远的一个调整孔的轴心为圆心，并以所述R为半径绘制第十四误差圆；
通过调整所述第一工件的位置，使得所述第七特征点对准于所述第七特征点在所述第二工件上的对应点，且沿所述第一轴心连线，以距离所述第七特征点较远的所述调整孔的轴心所对应的固定孔的轴心位于以所述第十三误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准于所述第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孑L;
步骤M3具体为:继续调整所述第一工件的位置，使得沿所述第二轴心连线，以距离所述第七特征点较远的所述调整孔的轴心所对应的固定孔的轴心位于沿所述第十四误差圆朝向所述第二工件垂直延伸形成的圆柱内，则完成所述第一调整孔对准于所述第一固定孔且所述第二调整孔对准所述第二固定孔。
[0015]为实现上述目的，本发明还提供一种层叠对准装置，用于层叠并对准上述所述的第一工件和第二工件，所述层叠对准装置包括机械手臂、设置于所述机械手臂末端的抓取模块、控制所述抓取模块抓取搁架上的所述第一工件的控制柜模块、与所述控制柜模块通讯连接的PC模块，以及与所述PC模块通讯连接的视觉模块和报警模块；
所述视觉模块包括设置在所述机械手臂末端且位于所述抓取模块旁侧的固定架，所述固定架包括固定板、设置在所述固定板上的第一照相机、自所述固定板向下延伸且能够相对所述固定板伸缩的四个支撑柱、设置在所述支撑柱末端的光源，以及设置在所述搁架下方且与所述第一工件底部相对的第二照相机，所述视觉模块通过所述第一照相机和第二照相机对若干所述调整孔和若干所述固定孔进行定位，并将位置结果传送至所述PC模块；所述PC模块在接