專利名稱：基于顯微視覺的對準和抓取柱狀微零件的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機器人微操作技術(shù)領(lǐng)域中的顯微視覺測量和控制，尤其是一種基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件的方法與裝置。
背景技術(shù)：
目前比較常用的微操作方法是在顯微視覺的弓I導下進行的。利用顯微視覺測量目標在平面內(nèi)的位置和姿態(tài)，控制操作手按照目標的位姿調(diào)整自身的位姿，以便趨近和抓取目標。由于顯微視覺景深小、視場小，所以為了觀測不同的目標經(jīng)常需要使得目標多次進出攝像機的視野，導致操作工藝復雜(參見文獻Zemin Jiang, De Xu, Min Tan, Hui Xie.MEMS Assembly with the Simplex Focus Measure，2005IEEE International Conferenceon Mechatronics and Automation，pp. 1118—1122，Ontario，Canada，July 29—August 1，2005)。此外，為了保證不同目標的圖像清晰，攝像機需要多次聚焦(參見文獻陳國良，黃心漢，周祖德，微裝配機器人系統(tǒng)，機械工程學報，第45卷第5期，第288 293頁，2009)，占用時間較長，導致工作效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中夾持器和柱狀微零件目標需要多次進出攝像機的視野導致操作工藝復雜的問題以及多次聚焦導致效率低的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不需要多次聚焦的顯微視覺引導下的夾持器對準和抓取柱狀微零件的方法與裝置。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件的裝置，該裝置包括第一六自由度運動平臺1、第一路顯微視覺系統(tǒng)、柱狀微零件4、第二路顯微視覺系統(tǒng)、第二六自由度運動平臺7、第三六自由度運動平臺8、夾持器12、真空發(fā)生器13、三自由度平移運動平臺15、隔振平臺16，其中第一六自由度運動平臺1、第二六自由度運動平臺7、第三六自由度運動平臺8和三自由度平移運動平臺15均安裝在隔振平臺16上；所述第一路顯微攝視覺系統(tǒng)安裝于所述第一六自由度運動平臺I的末端，用于輔助調(diào)整柱狀微零件4的位置，以及測量夾持器12前端邊緣和柱狀微零件4上與夾持器12前端邊緣相對一側(cè)邊緣間的偏差；所述第一路顯微攝視覺系統(tǒng)沿著垂直向下的方向依次包括第一 (XD攝像機2和第一顯微鏡頭3 ；所述第二路顯微攝視覺系統(tǒng)安裝于所述第三六自由度運動平臺8的末端，用于輔助調(diào)整柱狀微零件4繞水平面橫向、縱向的姿態(tài)；所述第二路顯微攝視覺系統(tǒng)沿著水平面橫向向左的方向依次包括第二 CXD攝像機6和第二顯微鏡頭5，所述第二 CXD攝像機6和第二顯微鏡頭5指向所述柱狀微零件4 ；所述柱狀微零件4置于第二六自由度運動平臺7末端的上方；所述夾持器12沿著水平面橫向向右的方向安裝于三自由度運動平臺15末端的上方，并指向柱狀微零件4;
所述夾持器12通過氣路連接到真空發(fā)生器13，以便產(chǎn)生負壓進行真空吸附。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種利用所述裝置基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件方法，該方法包括步驟S1:三自由度平移運動平臺15沿著水平面橫向運動，使得安裝于三自由度運動平臺15末端上方的夾持器12進入第一路顯微視覺系統(tǒng)的第一 CCD攝像機2的視野；步驟S2 :調(diào)整第一六自由度運動平臺I的位移和姿態(tài)以改變第一 CXD攝像機2的位姿，使得夾持器12上端面的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在夾持器12沿水平面橫向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在夾持器12沿水平面縱向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；步驟S3 :調(diào)整第三六自由度運動平臺8的位移和姿態(tài)以改變第二路顯微視覺系統(tǒng)的第二 CCD攝像機6的位姿，使得夾持器12前端平面的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在夾持器12沿水平面縱向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在夾持器12沿垂直方向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；同時記錄夾持器12前端平面圖像的邊緣直線方向；步驟S4 :三自由度平移運動平臺15沿著水平面橫向運動，使得夾持器12退出第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的視野；步驟S5 :調(diào)整第二六自由度運動平臺7的位移和姿態(tài)以調(diào)整柱狀微零件4的位姿，使得柱狀微零件4進入第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的視野；使得柱狀微零件4上端面在第一 CCD攝像機2的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在柱狀微零件4沿水平面橫向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在柱狀微零件4沿水平面縱向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；使得柱狀微零件4的側(cè)邊緣在第二 CXD攝像機6中的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，柱狀微零件4的側(cè)邊緣圖像的直線方向與夾持器12前端平面的圖像邊緣縱向直線方向相同；步驟S6 :三自由度平移運動平臺15沿水平面橫向運動，使得夾持器12上端面重新進入第一 CXD攝像機2的視野；步驟S7 :第一 CXD攝像機2采集夾持器12和柱狀微零件4上端面的圖像，計算夾持器12前端邊緣和柱狀微零件4上與夾持器12前端邊緣相對一側(cè)邊緣間的偏差；步驟S8 :基于所述偏差控制三自由度平移運動平臺15沿水平面橫向、縱向運動，以消除夾持器12前端邊緣與柱狀微零件4后側(cè)邊緣間的偏差；步驟S9:三自由度平移運動平臺15沿垂直方向下移一固定距離，使得夾持器12前端與柱狀微零件4在垂直方向居中對齊；步驟SlO :啟動真空發(fā)生器13，使夾持器12以真空吸附方式抓取柱狀微零件4。本發(fā)明以夾持器為基準，調(diào)整兩路顯微視覺系統(tǒng)的位姿，既能夠保證目標成像清晰，又保證了攝像機坐標系與運動坐標系的解耦，可以有效的避免攝像機參數(shù)標定的繁瑣過程，提高了使用方便性。本發(fā)明在初始化過程中實現(xiàn)了柱狀微零件目標的姿態(tài)調(diào)整，保證了夾持器與柱狀微零件的姿態(tài)一致性，解決了傳統(tǒng)微裝配過程中需要目標和夾持器多次進出顯微視覺系統(tǒng)視野問題，以及攝像機需要多次聚焦的問題，簡化了操作工藝，提高了操作效率。本發(fā)明實現(xiàn)了攝像機坐標系與運動坐標系的解耦，不依賴于攝像機的參數(shù)，故不需要對攝像機的參數(shù)進行標定。本發(fā)明既不需要目標和夾持器多次進出顯微視覺系統(tǒng)視野，也不需要攝像機多次聚焦，應用方便，可以大幅度提高顯微視覺引導下微操作的適應性和可用性。


圖1為本發(fā)明基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件裝置示意圖。圖2為本發(fā)明基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件裝置示意圖，如圖1所示，該裝置包括6自由度運動平臺1、第一路顯微視覺系統(tǒng)、柱狀微零件4、第二路顯微視覺系統(tǒng)、6自由度運動平臺7、6自由度運動平臺8、視覺聯(lián)接線9、視覺聯(lián)接線10、計算機11、夾持器12、真空發(fā)生器13、控制連接線14、3自由度平移運動平臺15、隔振平臺16，其中6自由度運動平臺1、6自由度運動平臺7、6自由度運動平臺8和3自由度平移運動平臺15均安裝在隔振平臺16上，其中，所述6自由度運動平臺I是通過支架聯(lián)接到隔振平臺16上的，且6自由度運動平臺7、6自由度運動平臺8和3自由度平移運動平臺15成一條直線排列；所述第一路顯微攝視覺系統(tǒng)安裝于所述6自由度運動平臺I的末端，用于輔助調(diào)整柱狀微零件4的位置，以及測量夾持器12前端邊緣和柱狀微零件4上與夾持器12前端邊緣相對一側(cè)邊緣間的偏差；所述第一路顯微攝視覺系統(tǒng)沿著垂直向下的方向依次包括CCD攝像機2和顯微鏡頭3 ；所述第二路顯微攝視覺系統(tǒng)安裝于所述6自由度運動平臺8的末端，用于輔助調(diào)整柱狀微零件4繞水平面橫向、縱向的姿態(tài)；所述第二路顯微攝視覺系統(tǒng)沿著水平面橫向向左的方向依次包括CXD攝像機6和顯微鏡頭5 ；所述柱狀微零件4置于6自由度運動平臺7末端的上方；所述CXD攝像機6和顯微鏡頭5指向所述柱狀微零件4，所述兩路顯微視覺系統(tǒng)成正交排列，其中第一路顯微攝視覺系統(tǒng)朝向為垂直向下，第二路顯微攝視覺系統(tǒng)朝向為水平指向柱狀微零件4 ；所述夾持器12沿著水平面橫向向右的方向安裝于3自由度運動平臺15末端的上方，并指向柱狀微零件4;所述夾持器12通過氣路連接到真空發(fā)生器13，以便產(chǎn)生負壓進行真空吸附；所述(XD攝像機2通過視覺聯(lián)接線10連接至計算機11 ;所述(XD攝像機6通過視覺聯(lián)接線9連接至計算機11 ;所述3自由度平移運動平臺15通過控制連接線14連接至計算機11 ;所述6自由度運動平臺1、6自由度運動平臺7和6自由度運動平臺8為手動調(diào)整，3自由度平移運動平臺15為電動調(diào)整。在本發(fā)明一實施例中，所述6自由度運動平臺1、6自由度運動平臺7、6自由度運動平臺8均采用運動平臺，并分別具有3個平移自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度；所述3自由度平移運動平臺15采用運動平臺，可分別沿垂直方向和水平面橫向、縱向進行平移運動；C⑶攝像機2和CXD攝像機6采用PointGrey攝像機，顯微鏡頭3和顯微鏡頭5采用Navitar LY鏡頭；計算機11采用Dell Inspiron 545S，夾持器12的前端為半圓弧柱面外加兩側(cè)平面，隔振平臺16采用連勝ZDT20-15隔振平臺。柱狀微零件4為空心圓柱體，外圓直徑6mm，壁厚 0. 1mm,高度 4mm n根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供一種基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件的方法，在該方法中，首先，使夾持器進入顯微視覺系統(tǒng)的視野，并以夾持器為基準，調(diào)整兩路顯微視覺系統(tǒng)的位姿，保證能夠采集到清晰的圖像；然后，使夾持器退出顯微視覺系統(tǒng)的視野，使柱狀微零件進入顯微視覺系統(tǒng)的視野，并調(diào)整柱狀微零件的姿態(tài)；最后，在垂直向下的顯微視覺系統(tǒng)的引導下，夾持器趨近柱狀微零件，并以真空吸附方式抓取柱狀微零件。圖2為本發(fā)明基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件方法流程圖，如圖2所示，該方法包括以下步驟步驟SI 3自由度平移運動平臺15沿著水平面橫向運動，使得安裝于3自由度運動平臺15末端上方的夾持器12進入第一路顯微視覺系統(tǒng)的CCD攝像機2的視野，并在計算機11上觀測到夾持器12上端面的圖像；步驟S2 :調(diào)整6自由度運動平臺I的位移和姿態(tài)以改變CXD攝像機2的位姿，使得夾持器12上端面的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在夾持器12沿水平面橫向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在夾持器12沿水平面縱向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；步驟S3 :調(diào)整6自由度運動平臺8的位移和姿態(tài)以改變第二路顯微視覺系統(tǒng)的CCD攝像機6的位姿，使得夾持器12前端平面的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在夾持器12沿水平面縱向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在夾持器12沿垂直方向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；記錄夾持器12前端平面圖像的邊緣直線方向；步驟S4 :3自由度平臺15沿著水平面橫向運動，使得夾持器12退出第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的視野；步驟S5 :調(diào)整6自由度運動平臺7的位移和姿態(tài)以調(diào)整柱狀微零件4的位姿，使得柱狀微零件4進入第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的視野；使得柱狀微零件4上端面在CCD攝像機2的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在柱狀微零件4沿水平面橫向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在柱狀微零件4沿水平面縱向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；使得柱狀微零件4的側(cè)邊緣在CCD攝像機6中的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，柱狀微零件4的側(cè)邊緣圖像的直線方向與夾持器12前端平面的圖像邊緣縱向直線方向相同；步驟S6 3自由度平臺15沿水平面橫向運動，使得夾持器12上端面重新進入CXD攝像機2的視野；步驟S7 :(XD攝像機2采集夾持器12和柱狀微零件4上端面的圖像，計算夾持器
12前端邊緣和柱狀微零件4上與夾持器12前端邊緣相對一側(cè)邊緣間的偏差；步驟S8 :基于所述偏差控制3自由度平移運動平臺15沿水平面橫向、縱向運動，以消除夾持器12前端邊緣與柱狀微零件4后側(cè)邊緣間的偏差；步驟S9 :3自由度平移運動平臺15沿垂直方向下移一固定距離，使得夾持器12前端與柱狀微零件4在垂直方向居中對齊；步驟SlO :啟動真空發(fā)生器13，使夾持器12以真空吸附方式抓取柱狀微零件4 ；
步驟Sll :控制3自由度平移運動平臺15運動，使夾持器12將柱狀微零件4移走。在上述步驟中，步驟SI S5屬于裝置的初始化過程，用于調(diào)整兩路顯微視覺系統(tǒng)的位姿確保能夠清晰成像，并實現(xiàn)攝像機坐標系與運動坐標系之間的解耦；步驟S6 Sll屬于有效工作過程，用于趨近夾持器對柱狀微零件的趨近、對準和抓取操作。本發(fā)明一旦初始化完成后，步驟SI S5不需要再次執(zhí)行，避免了目標多次進出攝像機視野。在實際操作中，首先，按照步驟SI S5調(diào)整第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的位姿以及柱狀微零件的位姿；然后，按照步驟S6 Sll實現(xiàn)了夾持器對柱狀微零件的趨近、對準和抓取。上述步驟完成后，夾持器釋放柱狀微零件，重復步驟S6 S11，就可以多次實現(xiàn)夾持器對柱狀微零件的趨近、對準和抓取。在夾持器對柱狀微零件的趨近、對準和抓取的多次實驗中，第一路顯微視覺系統(tǒng)均能夠得到夾持器和柱狀微零件上端面的清晰圖像，能夠?qū)崿F(xiàn)夾持器快速趨近和對準柱狀微零件，并實現(xiàn)成功抓取?？梢?，本發(fā)明在夾持器12趨近和對準柱狀微零件4的過程中，只需要調(diào)整夾持器12在水平面內(nèi)沿橫向、縱向運動即可。本發(fā)明在不依賴于攝像機的參數(shù)的情況下，實現(xiàn)了顯微視覺系統(tǒng)攝像機坐標系與運動坐標系的解耦；也不需要顯微視覺系統(tǒng)進行多次聚焦?？傊?，本發(fā)明能夠在顯微視覺的引導下，快速而且有效地實現(xiàn)夾持器對柱狀微零件的趨近、對準和抓取。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件裝置，其特征在于，該裝置包括第一六自由度運動平臺(I)、第一路顯微視覺系統(tǒng)、柱狀微零件(4)、第二路顯微視覺系統(tǒng)、第二六自由度運動平臺⑵、第三六自由度運動平臺⑶、夾持器(12)、真空發(fā)生器(13)、三自由度平移運動平臺(15)、隔振平臺(16)，其中 第一六自由度運動平臺(I)、第二六自由度運動平臺(7)、第三六自由度運動平臺(8)和三自由度平移運動平臺(15)均安裝在隔振平臺(16)上； 所述第一路顯微攝視覺系統(tǒng)安裝于所述第一六自由度運動平臺(I)的末端，用于輔助調(diào)整柱狀微零件(4)的位置，以及測量夾持器(12)前端邊緣和柱狀微零件(4)上與夾持器(12)前端邊緣相對一側(cè)邊緣間的偏差；所述第一路顯微攝視覺系統(tǒng)沿著垂直向下的方向依次包括第一 CXD攝像機(2)和第一顯微鏡頭(3)； 所述第二路顯微攝視覺系統(tǒng)安裝于所述第三六自由度運動平臺(8)的末端，用于輔助調(diào)整柱狀微零件(4)繞水平面橫向、縱向的姿態(tài)；所述第二路顯微攝視覺系統(tǒng)沿著水平面橫向向左的方向依次包括第二 CXD攝像機(6)和第二顯微鏡頭(5)，所述第二 CXD攝像機(6)和第二顯微鏡頭(5)指向所述柱狀微零件(4)； 所述柱狀微零件(4)置于第二六自由度運動平臺(7)末端的上方； 所述夾持器(12)沿著水平面橫向向右的方向安裝于三自由度運動平臺(15)末端的上方，并指向柱狀微零件⑷； 所述夾持器(12)通過氣路連接到真空發(fā)生器(13)，以便產(chǎn)生負壓進行真空吸附。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一六自由度運動平臺(I)通過支架聯(lián)接到隔振平臺(16)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二六自由度運動平臺(7)、第三六自由度運動平臺(8)和三自由度平移運動平臺(15)成一條直線排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，兩路顯微視覺系統(tǒng)成正交排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括計算機(11)，所述第一CCD攝像機(2)通過第一視覺聯(lián)接線(10)連接至計算機(11);所述第一 CCD攝像機(6)通過第二視覺聯(lián)接線(9)連接至計算機(11);所述三自由度平移運動平臺(15)通過控制連接線(14)連接至計算機(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一六自由度運動平臺(I)、第二六自由度運動平臺(7)和第三六自由度運動平臺(8)為手動調(diào)整，所述三自由度平移運動平臺(15)為電動調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一六自由度運動平臺(I)、第二六自由度運動平臺(7)、第三六自由度運動平臺(8)分別具有三個平移自由度和三個旋轉(zhuǎn)自由度；所述三自由度平移運動平臺(15)可分別沿垂直方向和水平面橫向、縱向進行平移運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述夾持器(12)的前端為半圓弧柱面外加兩側(cè)平面。
9.一種利用權(quán)利要求1所述的基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件裝置對準和抓取柱狀微零件的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟S1:三自由度平移運動平臺(15)沿著水平面橫向運動，使得安裝于三自由度運動平臺(15)末端上方的夾持器(12)進入第一路顯微視覺系統(tǒng)的第一 CCD攝像機(2)的視野； 步驟S2 :調(diào)整第一六自由度運動平臺(I)的位移和姿態(tài)以改變第一 CCD攝像機(2)的位姿，使得夾持器(12)上端面的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在夾持器(12)沿水平面橫向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在夾持器(12)沿水平面縱向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化； 步驟S3:調(diào)整第三六自由度運動平臺(8)的位移和姿態(tài)以改變第二路顯微視覺系統(tǒng)的第二 CCD攝像機(6)的位姿，使得夾持器(12)前端平面的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在夾持器(12)沿水平面縱向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在夾持器(12)沿垂直方向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；同時記錄夾持器(12)前端平面圖像的邊緣直線方向； 步驟S4:三自由度平移運動平臺(15)沿著水平面橫向運動，使得夾持器(12)退出第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的視野； 步驟S5:調(diào)整第二六自由度運動平臺(7)的位移和姿態(tài)以調(diào)整柱狀微零件(4)的位姿，使得柱狀微零件(4)進入第一路和第二路顯微視覺系統(tǒng)的視野；使得柱狀微零件(4)上端面在第一 CCD攝像機(2)的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，并且在柱狀微零件(4)沿水平面橫向運動時只有圖像橫坐標發(fā)生變化，在柱狀微零件(4)沿水平面縱向運動時只有圖像縱坐標發(fā)生變化；使得柱狀微零件(4)的側(cè)邊緣在第二 CCD攝像機￠)中的圖像清晰且處于圖像中心區(qū)域，柱狀微零件(4)的側(cè)邊緣圖像的直線方向與夾持器(12)前端平面的圖像邊緣縱向直線方向相同； 步驟S6 :三自由度平移運動平臺(15)沿水平面橫向運動，使得夾持器(12)上端面重新進入第一 CXD攝像機(2)的視野； 步驟S7 :第一 CCD攝像機(2)采集夾持器(12)和柱狀微零件(4)上端面的圖像，計算夾持器(12)前端邊緣和柱狀微零件(4)上與夾持器(12)前端邊緣相對一側(cè)邊緣間的偏差; 步驟S8:基于所述偏差控制三自由度平移運動平臺(15)沿水平面橫向、縱向運動，以消除夾持器(12)前端邊緣與柱狀微零件(4)后側(cè)邊緣間的偏差； 步驟S9:三自由度平移運動平臺(15)沿垂直方向下移一固定距離，使得夾持器(12)前端與柱狀微零件(4)在垂直方向居中對齊； 步驟SlO :啟動真空發(fā)生器(13)，使夾持器(12)以真空吸附方式抓取柱狀微零件(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟Sll :控制三自由度平移運動平臺(15)運動，使夾持器(12)將柱狀微零件(4)移走。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于顯微視覺的夾持器對準和抓取柱狀微零件的裝置與方法，所述裝置包括4個運動平臺、兩路正交排列的顯微視覺系統(tǒng)、夾持器、真空發(fā)生器、計算機。每一路顯微視覺安裝在一個6自由度運動平臺上，夾持器安裝在一個3自由度平移運動平臺上，柱狀微零件放置于一個6自由度平臺上。首先，夾持器進入顯微視覺系統(tǒng)的視野，以其為基準調(diào)整兩路顯微視覺系統(tǒng)的位姿。然后，夾持器退出，柱狀微零件進入視野并調(diào)整其姿態(tài)。在垂直向下的顯微視覺系統(tǒng)的引導下，夾持器趨近柱狀微零件，并以真空吸附方式抓取柱狀微零件。本發(fā)明實現(xiàn)了攝像機坐標系與運動坐標系的解耦，不需要對攝像機的參數(shù)進行標定，也不需要顯微視覺系統(tǒng)多次聚焦，應用方便。
文檔編號B25J9/16GK103009390SQ201210558510
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者徐德, 張正濤, 張娟, 郝銀星, 張大朋 申請人:中國科學院自動化研究所