本發(fā)明涉及連桿加工設(shè)備及視覺檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于汽車連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具及定位翻轉(zhuǎn)角度的視覺檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

機(jī)械視覺是使機(jī)器具有視覺感知功能的系統(tǒng)，研究以應(yīng)用為背景的專用視覺系統(tǒng)，只提供對(duì)執(zhí)行某一特定任務(wù)相關(guān)的景物描述。機(jī)器視覺可以通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，并通過視覺處理器進(jìn)行分析和解釋，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào)，讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體，得到物體的數(shù)據(jù)信息，最后輸出機(jī)械操作指令?，F(xiàn)今，運(yùn)用機(jī)械視覺技術(shù)能解決工業(yè)上自動(dòng)化識(shí)別問題。

針對(duì)已有激光加工方式，出現(xiàn)了直立式激光豎直加工裂解槽方法，簡化了連桿裂解槽的加工步驟，提高加工效率，其中直立式激光豎直加工裂解槽方法如下：將連桿放置在夾具體上后，控制單元通過驅(qū)動(dòng)裝置控制x軸移動(dòng)平臺(tái)、y軸移動(dòng)平臺(tái)及z軸移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，以使連桿的大頭孔上待切割裂解槽的位置正對(duì)激光切割頭，待激光切割頭切割第一條連桿裂解槽后，將夾具體繞支撐體轉(zhuǎn)動(dòng)180°，使連桿的頂部平面與底部平面互換，再用激光切割頭切割第二條連桿裂解槽，完成加工裂解槽工序，夾具體翻轉(zhuǎn)復(fù)位。

在該連桿裂解加工技術(shù)中，難點(diǎn)是夾具板翻轉(zhuǎn)后復(fù)位問題，如果復(fù)位后夾具板與加工平面不垂直，使得裂解槽加工位置不精確，而裂解槽加工是裂解技術(shù)的第一道工序，對(duì)后續(xù)工序的加工質(zhì)量具有重要的影響，針對(duì)這個(gè)問題提出的視覺調(diào)整檢測(cè)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)行可靠、測(cè)量精確、且能夠快速、準(zhǔn)確定位夾具板翻轉(zhuǎn)角度的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具。

本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于上述自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具的視覺檢測(cè)方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具，該翻轉(zhuǎn)夾具用于加工汽車的連桿，主要包括平臺(tái)本體、用于固定工件的夾具組件、驅(qū)動(dòng)夾具翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件、固定夾具的支撐組件和用于檢測(cè)夾具是否翻轉(zhuǎn)到位的校正組件。所述平臺(tái)本體水平固定，所述支撐組件固定安裝在平臺(tái)本體上，所述夾具組件安裝在支撐組件上，并可在支撐組件上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)組件安裝在平臺(tái)本體上，位于夾具本體的一端并與夾具本體傳動(dòng)連接，驅(qū)動(dòng)夾具本體翻轉(zhuǎn)。所述校正組件安裝在夾具組件的另一端，與驅(qū)動(dòng)組件連接，通過驅(qū)動(dòng)組件控制夾具組件的翻轉(zhuǎn)角度。校正組件的檢測(cè)端與夾具組件相對(duì)，通過獲取夾具端面的圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)與校正，最終使夾具翻轉(zhuǎn)到位。

具體的，所述夾具組件包括夾具本體、用于固定工件位置的肩部推頭、側(cè)部推頭和拉桿。所述夾具本體中間鏤空，用于裝夾工件，夾具本體的兩端設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)支撐和動(dòng)力傳動(dòng)的圓柱連接體，夾具本體通過圓柱連接體與支撐組件連接，并實(shí)現(xiàn)在支撐組件上的自由翻轉(zhuǎn)。所述肩部推頭和側(cè)部推頭活動(dòng)地安裝在夾具本體上，用于定位工件的肩部和側(cè)部位置，具體的，所述肩部推頭和側(cè)部推頭通過驅(qū)動(dòng)缸或彈簧實(shí)現(xiàn)機(jī)械式壓緊。所述拉桿安裝在夾具本體的一端上，拉桿的一端與氣缸連接，另一端伸進(jìn)連桿內(nèi)，通過氣缸的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)連桿位置的固定。

具體的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定座和聯(lián)軸器。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過固定座安裝在平臺(tái)本體上，所述聯(lián)軸器的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，另一端與夾具本體的圓柱連接體固定連接，驅(qū)動(dòng)夾具本體翻轉(zhuǎn)。

具體的，所述支撐組件包括前支撐體、后支撐體和軸承。所述前支撐體和后支撐體分別安裝在夾具本體的兩端，所述軸承分別設(shè)置在前后支撐體上。所述夾具本體通過圓柱連接體插入軸承上分別與前后支撐體活動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)自由翻轉(zhuǎn)。

具體的，所述校正組件包括檢測(cè)相機(jī)、鏡頭、光源、光源控制器、支撐架、控制箱和圖像處理器。所述支撐架固定安裝在平臺(tái)本體上，所述光源、鏡頭和檢測(cè)相機(jī)從前往后依次固定在支撐架上，所述光源、鏡頭和檢測(cè)相機(jī)的中心在同一水平線上。所述光源控制器的一端與光源連接，另一端與電源連接，通過光源控制器可以實(shí)現(xiàn)光源亮度的自由調(diào)節(jié)，從而改變光照效果，提高成像質(zhì)量和控制精度。所述控制箱的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述圖像處理器分別與檢測(cè)相機(jī)和控制箱連接。工作時(shí)，檢測(cè)相機(jī)通過鏡頭對(duì)焦并在光源照射下獲取清晰的端面圖像，并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理器，圖像處理器取得數(shù)據(jù)后經(jīng)過處理、分析和比較后獲得夾具本體與水平線之間的夾角，最后通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)來調(diào)整夾具本體的翻轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度的高精度檢測(cè)和定位。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，基于伺服電機(jī)具有控制精度高、抗過載能力強(qiáng)、低速運(yùn)行平穩(wěn)、發(fā)熱和噪音小等優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)為伺服電機(jī)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，基于工業(yè)相機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊不易損壞、運(yùn)行穩(wěn)定工作可靠、連續(xù)工作時(shí)間長及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明所述檢測(cè)相機(jī)設(shè)為工業(yè)相機(jī)。

本發(fā)明的另一目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具的視覺檢測(cè)方法，該方法包括如下具體步驟：

步驟s1:將連桿裝夾在夾具本體上，通過肩部推頭、側(cè)部推頭和拉桿分別固定連桿的不同位置，從而鎖定連桿位置；

步驟s2:預(yù)先調(diào)整光源控制器和鏡頭，使光源亮度和焦距合適，檢測(cè)相機(jī)的成像清晰；

步驟s3:檢測(cè)相機(jī)對(duì)夾具本體的端面進(jìn)行拍照采集，并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理器；

步驟s4:圖像處理器接收檢測(cè)相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、分析和與水平線對(duì)比后，得出夾具本體與水平線之間的夾角θ；

步驟s5:若夾角θ不為零且旋轉(zhuǎn)角度超過設(shè)定值，則控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)向后反轉(zhuǎn)θ角度，若旋轉(zhuǎn)角度未達(dá)到設(shè)定值，則控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)向前正轉(zhuǎn)θ角度。

本發(fā)明的工作過程和原理是：本發(fā)明在翻轉(zhuǎn)夾具的一端設(shè)有用于檢測(cè)夾具本體翻轉(zhuǎn)角度的校正組件，該校正組件通過檢測(cè)相機(jī)獲取夾具本體端面的圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給圖像處理器，最后圖像處理器對(duì)接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和比較后，得到夾具本體與水平線之間的夾角，控制箱根據(jù)夾角大小來控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使夾具本體翻轉(zhuǎn)到水平位置，最終實(shí)現(xiàn)夾具本體翻轉(zhuǎn)角度的精確測(cè)量和定位，從而提高裂解槽的加工質(zhì)量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明所提供的用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具及視覺檢測(cè)方法能夠準(zhǔn)確測(cè)量和定位夾具本體的翻轉(zhuǎn)角度，明顯提高裂解槽加工質(zhì)量。

(2)本發(fā)明所提供的用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具及視覺檢測(cè)方法能夠精確調(diào)整夾具本體的翻轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

(3)本發(fā)明所提供的用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具及視覺檢測(cè)方法能夠有效降低設(shè)備的生產(chǎn)成本，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、高效。

(4)本發(fā)明所提供的用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具結(jié)構(gòu)簡單、容易拆裝、維修方便、通用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提供的用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所提供的翻轉(zhuǎn)夾具的立體圖。

圖3是本發(fā)明所提供的翻轉(zhuǎn)夾具的主視圖。

圖4是本發(fā)明所提供的夾具本體與水平線重合的示意圖。

圖5是本發(fā)明所提供的夾具本體與水平線之間的夾具小于90度的示意圖。

圖6是本發(fā)明所提供的夾具本體與水平線之間的夾具大于90度的示意圖。

圖7是本發(fā)明所提供的用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具的工作流程圖。

上述附圖中的標(biāo)號(hào)說明：

11-夾具本體，12-肩部推頭，13-側(cè)部推頭，14-拉桿，15-圓柱連接體，21-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，22-固定座，23-聯(lián)軸器，31-前支撐體，32-后支撐體，33-軸承，41-檢測(cè)相機(jī)，42-鏡頭，43-光源，44-光源控制器，45-支撐架，46-控制箱，47-圖像處理器，51-平臺(tái)本體。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明公開了一種用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具，該翻轉(zhuǎn)夾具用于加工汽車的連桿，主要包括平臺(tái)本體51、用于固定工件的夾具組件、驅(qū)動(dòng)夾具翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件、固定夾具的支撐組件和用于檢測(cè)夾具是否翻轉(zhuǎn)到位的校正組件。所述平臺(tái)本體51水平固定，所述支撐組件固定安裝在平臺(tái)本體51上，所述夾具組件安裝在支撐組件上，并可在支撐組件上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)組件安裝在平臺(tái)本體51上，位于夾具本體11的一端并與夾具本體11傳動(dòng)連接，驅(qū)動(dòng)夾具本體11翻轉(zhuǎn)。所述校正組件安裝在夾具組件的另一端，與驅(qū)動(dòng)組件連接，通過驅(qū)動(dòng)組件控制夾具組件的翻轉(zhuǎn)角度。校正組件的檢測(cè)端與夾具組件相對(duì)，通過獲取夾具端面的圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)與校正，最終使夾具翻轉(zhuǎn)到位。

具體的，所述夾具組件包括夾具本體11、用于固定工件位置的肩部推頭12、側(cè)部推頭13和拉桿14。所述夾具本體11中間鏤空，用于裝夾工件，夾具本體11的兩端設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)支撐和動(dòng)力傳動(dòng)的圓柱連接體15，夾具本體11通過圓柱連接體15與支撐組件連接，并實(shí)現(xiàn)在支撐組件上的自由翻轉(zhuǎn)。所述肩部推頭12和側(cè)部推頭13活動(dòng)地安裝在夾具本體11上，用于定位工件的肩部和側(cè)部位置，具體的，所述肩部推頭12和側(cè)部推頭13通過驅(qū)動(dòng)缸或彈簧實(shí)現(xiàn)機(jī)械式壓緊。所述拉桿14安裝在夾具本體11的一端上，拉桿14的一端與氣缸連接，另一端伸進(jìn)連桿內(nèi)，通過氣缸的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)連桿位置的固定。

具體的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、固定座22和聯(lián)軸器23。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)21通過固定座22安裝在平臺(tái)本體51上，所述聯(lián)軸器23的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)21連接，另一端與夾具本體11的圓柱連接體15固定連接，驅(qū)動(dòng)夾具本體11翻轉(zhuǎn)。

具體的，所述支撐組件包括前支撐體31、后支撐體32和軸承33。所述前支撐體31和后支撐體32分別安裝在夾具本體11的兩端，所述軸承33分別設(shè)置在前后支撐體32上。所述夾具本體11通過圓柱連接體15插入軸承33上分別與前后支撐體32活動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)自由翻轉(zhuǎn)。

具體的，所述校正組件包括檢測(cè)相機(jī)41、鏡頭42、光源43、光源控制器44、支撐架45、控制箱46和圖像處理器47。所述支撐架45固定安裝在平臺(tái)本體51上，所述光源43、鏡頭42和檢測(cè)相機(jī)41從前往后依次固定在支撐架45上，所述光源43、鏡頭42和檢測(cè)相機(jī)41的中心在同一水平線上。所述光源控制器44的一端與光源43連接，另一端與電源連接，通過光源控制器44可以實(shí)現(xiàn)光源43亮度的自由調(diào)節(jié)，從而改變光照效果，提高成像質(zhì)量和控制精度。所述控制箱46的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)21連接，所述圖像處理器47分別與檢測(cè)相機(jī)41和控制箱46連接。工作時(shí)，檢測(cè)相機(jī)41通過鏡頭42對(duì)焦并在光源43照射下獲取清晰的端面圖像，并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理器47，圖像處理器47取得數(shù)據(jù)后經(jīng)過處理、分析和比較后獲得夾具本體11與水平線之間的夾角，最后通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)21正反轉(zhuǎn)來調(diào)整夾具本體11的翻轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度的高精度檢測(cè)和定位。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，基于伺服電機(jī)具有控制精度高、抗過載能力強(qiáng)、低速運(yùn)行平穩(wěn)、發(fā)熱和噪音小等優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)21設(shè)為伺服電機(jī)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，基于工業(yè)相機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊不易損壞、運(yùn)行穩(wěn)定工作可靠、連續(xù)工作時(shí)間長及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明所述檢測(cè)相機(jī)41設(shè)為工業(yè)相機(jī)。

如圖4、圖5、圖6和圖7所示，本發(fā)明還公開了一種用于連桿加工的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)夾具的視覺檢測(cè)方法，該方法包括如下具體步驟：

步驟s1:將連桿裝夾在夾具本體11上，通過肩部推頭12、側(cè)部推頭13和拉桿14分別固定連桿的不同位置，從而鎖定連桿位置；

步驟s2:預(yù)先調(diào)整光源控制器44和鏡頭42，使光源43亮度和焦距合適，檢測(cè)相機(jī)41的成像清晰；

步驟s3:檢測(cè)相機(jī)41對(duì)夾具本體11的端面進(jìn)行拍照采集，并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理器47；

步驟s4:圖像處理器47接收檢測(cè)相機(jī)41的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、分析和與水平線對(duì)比后，得出夾具本體11與水平線之間的夾角θ；

步驟s5:若夾角θ不為零且旋轉(zhuǎn)角度超過設(shè)定值，則控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)21向后反轉(zhuǎn)θ角度，若旋轉(zhuǎn)角度未達(dá)到設(shè)定值，則控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)21向前正轉(zhuǎn)θ角度。

本發(fā)明的工作過程和原理是：本發(fā)明在翻轉(zhuǎn)夾具的一端設(shè)有用于檢測(cè)夾具本體11翻轉(zhuǎn)角度的校正組件，該校正組件通過檢測(cè)相機(jī)41獲取夾具本體11端面的圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給圖像處理器47，最后圖像處理器47對(duì)接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和比較后，得到夾具本體11與水平線之間的夾角，控制箱46根據(jù)夾角大小來控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的正反轉(zhuǎn)，使夾具本體11翻轉(zhuǎn)到水平位置，最終實(shí)現(xiàn)夾具本體11翻轉(zhuǎn)角度的精確測(cè)量和定位，從而提高裂解槽的加工質(zhì)量。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。