本技術(shù)涉及光纜盤的上料領(lǐng)域，特別涉及基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光纜是為了滿足光學(xué)、機(jī)械或環(huán)境的性能規(guī)范而制造的，它是利用置于包覆護(hù)套中的一根或多根光纖作為傳輸媒質(zhì)并可以單獨或成組使用的通信線纜組件，光纜主要是由光導(dǎo)纖維和塑料保護(hù)套管及塑料外皮構(gòu)成，光纜內(nèi)沒有金、銀、銅鋁等金屬，一般無回收價值，由一定數(shù)量的光纖按照一定方式組成纜心，外包有護(hù)套，有的還包覆外護(hù)層，用以實現(xiàn)光信號傳輸?shù)囊环N通信線路，其基本結(jié)構(gòu)一般是由纜芯、加強(qiáng)鋼絲、填充物和護(hù)套等幾部分組成，另外根據(jù)需要還有防水層、緩沖層、絕緣金屬導(dǎo)線等構(gòu)件。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，擁有視覺引導(dǎo)的機(jī)器人均未在光纖光纜領(lǐng)域應(yīng)用，其機(jī)械手夾具設(shè)計不能根據(jù)現(xiàn)場線盤形狀及重量，結(jié)合機(jī)器人承受的負(fù)載情況進(jìn)行使用，在對線盤進(jìn)行抓取時可能會造成損害的現(xiàn)象發(fā)生，其次在線盤軸裝配方案設(shè)計方面不能對線盤的上料位置進(jìn)行精度較高的定位，不能根據(jù)目標(biāo)點進(jìn)行有效的位移進(jìn)行裝配工作，且未考慮白天和黑夜光線差異，同時沒有考慮人機(jī)協(xié)助模式，故在人員安全因素考慮較少，機(jī)器人不能對人工的位置進(jìn)行觀察和定位。

3、因此，提出基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)來解決上述問題很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的主要目的在于提供基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：

3、基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，包括控制柜和機(jī)器人組件，所述控制柜包括空間位置輸入模塊、設(shè)置單元、相機(jī)數(shù)據(jù)接入模塊、灰度模版匹配單元、機(jī)器人控制單元和夾具控制單元；

4、所述機(jī)器人組件的頂部轉(zhuǎn)動連接有旋轉(zhuǎn)底座，所述旋轉(zhuǎn)底座的頂部活動連接有第一連接臂，所述第一連接臂的頂部活動連接有第二連接臂，所述第二連接臂的一端活動連接有液壓升降桿，所述第二連接臂的外壁固定連接有相機(jī)，所述液壓升降桿的一端活動連接有夾具組件；

5、所述空間位置輸入模塊用于輸入對線盤上料、下料和人工的工位位置，所述設(shè)置單元用于設(shè)置線盤的特征，所述相機(jī)數(shù)據(jù)接入模塊用于接收相機(jī)拍攝到的上料、下料和人工的工位的位置信息，所述灰度模版匹配單元用于獲取線盤平面的位置信息，所述機(jī)器人控制單元用于控制機(jī)器人組件，所述夾具控制單元用于控制夾具組件。

6、優(yōu)選的，所述設(shè)置單元的輸出端與線盤特征輸入模塊的輸入端電性連接，所述線盤特征輸入模塊和相機(jī)數(shù)據(jù)接入模塊的輸出端電性連接有對比模塊的輸入端；

7、所述對比模塊基于線盤特征輸入模塊的線盤特征和相機(jī)拍攝到的線盤位置信息進(jìn)行對比。

8、優(yōu)選的，所述灰度模版匹配單元包括特征匹配模塊和提取模塊，所述特征匹配模塊包括空間一維滑動模板和空間二維滑動模板，所述提取模塊包括原始圖像，所述特征匹配模塊和提取模塊的輸出端電性連接有圖像匹配模塊的輸入端；

9、所述空間一維滑動模板和空間二維滑動模板基于空間的一維和二維的滑動模板進(jìn)行圖像的匹配，所述提取模塊用于在原始圖像中提取線盤的點、線、區(qū)域的特征作為匹配基元進(jìn)行線盤特征的匹配。

10、優(yōu)選的，所述主控單元的輸出端電性連接有機(jī)器人控制單元和夾具控制單元的輸入端。

11、優(yōu)選的，所述機(jī)器人組件的外側(cè)設(shè)置有圍欄，所述圍欄的右側(cè)轉(zhuǎn)動連接有圍欄門，所述控制柜的正面設(shè)置有上料架，所述機(jī)器人組件的背面設(shè)置有線盤。

12、優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)底座的頂部固定連接有第一旋轉(zhuǎn)氣缸，所述第一旋轉(zhuǎn)氣缸通過第一轉(zhuǎn)軸與第一連接臂固定連接，所述第一連接臂的頂部固定連接有第二旋轉(zhuǎn)氣缸，所述第二旋轉(zhuǎn)氣缸通過第二轉(zhuǎn)軸與第二連接臂固定連接。

13、優(yōu)選的，所述第二連接臂的一端固定連接有第三旋轉(zhuǎn)氣缸，所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸通過第三轉(zhuǎn)軸與液壓升降桿固定連接，所述液壓升降桿的另一端固定連接有第四旋轉(zhuǎn)氣缸，所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸通過第四轉(zhuǎn)軸與夾具組件固定連接，所述旋轉(zhuǎn)底座、第一旋轉(zhuǎn)氣缸、第二旋轉(zhuǎn)氣缸、第三旋轉(zhuǎn)氣缸、液壓升降桿、第四旋轉(zhuǎn)氣缸的輸入端與機(jī)器人控制單元的輸出端電性連接。

14、優(yōu)選的，所述夾具組件的一端活動連接有緩沖組件，所述緩沖組件靠近夾具組件的一端固定連接有活動柱，所述活動柱的外壁纏繞有彈簧，所述彈簧的一端與緩沖組件固定連接，所述彈簧的另一端與夾具組件固定連接，所述活動柱的另一端固定連接有限位塊，所述限位塊活動連接在夾具組件的另一面。

15、優(yōu)選的，所述夾具組件處安裝有直線電機(jī)，所述直線電機(jī)有三個，所述直線電機(jī)的外壁電性連接有滑塊，所述滑塊的外壁固定連接有夾爪，所述夾爪的一端固定連接有連接座，所述連接座活動連接在夾具組件的外壁，所述夾具組件的外壁固定連接有固定座，所述固定座的內(nèi)腔中活動連接有導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱的另一端與連接座固定連接。

16、有益效果

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供了基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，具備以下有益效果：

18、1、該基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，采用機(jī)器視覺對緊套盤具位置進(jìn)行自動識別，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)識別上料位置，實現(xiàn)機(jī)器人自動上料，視覺精度滿足角度小于2°，位置偏差5mm，機(jī)器人組件在確保能夠在不破壞緊套盤具的前提下穩(wěn)定抓取盤具，也不可損壞緊套放線架軸，且夾具組件能夠承受500n的抓力，并能夠在45s內(nèi)完成單個頭上料工作，系統(tǒng)充分考慮人機(jī)協(xié)作因素，確保現(xiàn)場安全生產(chǎn)，利用灰度模板匹配等方法獲取線軸盤平面位置信息，實現(xiàn)對裝配軸的粗定位，根據(jù)多目標(biāo)間先驗知識約束獲取平面內(nèi)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)1d角度信息以確定裝配柜z軸方向的偏轉(zhuǎn)，結(jié)合手眼標(biāo)定變換矩陣將線盤軸的位姿信息變換至機(jī)械臂坐標(biāo)系實現(xiàn)裝配。

19、2、該基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，該機(jī)器人組件可以用于光纖光纜領(lǐng)域應(yīng)用，夾具組件根據(jù)現(xiàn)場線盤形狀及重量，結(jié)合機(jī)器人組件承受的負(fù)載情況定制的，確保能夠在不破壞光纖的前提下穩(wěn)定抓取線盤，其次在線盤軸裝配方案設(shè)計方面更是利用灰度模板匹配等方法獲取線軸盤平面位置信息，實現(xiàn)對裝配軸的粗定位，根據(jù)多目標(biāo)間先驗知識約束獲取平面內(nèi)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)1d角度信息以確定裝配柜z軸方向的偏轉(zhuǎn)，結(jié)合手眼標(biāo)定變換矩陣將線盤軸的位姿信息變換至機(jī)械臂坐標(biāo)系實現(xiàn)裝配。

20、3、該基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，同時考慮到人機(jī)協(xié)助模式，可以考慮到人員的安全因素，以此可以有效提高線盤抓取的精度和有效性，通過相機(jī)和機(jī)器人的位置關(guān)系，完成相機(jī)的標(biāo)定和機(jī)器人手眼標(biāo)定，測試定位算法在不同光照條件、距離及視角下的線盤目標(biāo)精度，驗證線盤底層視覺特征的有效性，據(jù)此獲取線盤的位姿信息，將提取的信息發(fā)送給六軸機(jī)械臂，設(shè)計機(jī)器人控制程序，實現(xiàn)線盤的抓取。

21、4、該基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，通過設(shè)置的旋轉(zhuǎn)底座、第一旋轉(zhuǎn)氣缸、第二旋轉(zhuǎn)氣缸、第三旋轉(zhuǎn)氣缸、液壓升降桿、和第四旋轉(zhuǎn)氣缸，能對控制的夾具組件進(jìn)行位置的自由調(diào)節(jié)，以此可以有效提高對線盤上料的效率，且可以有效減少人工。

22、5、該基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤上料系統(tǒng)，通過設(shè)置的三個夾爪，可以通過啟動直線電機(jī)進(jìn)行對線盤的夾持工作，且配合設(shè)置的導(dǎo)向柱和固定座，可以有效保證夾爪移動的平穩(wěn)性，不會出現(xiàn)位置的偏移，同時通過設(shè)置的緩沖組件，在對料盤進(jìn)行夾持時，配合設(shè)置的彈簧可以起到一定的緩沖效果，能有效避免因為力度較大而導(dǎo)致線盤出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象發(fā)生。