一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種產(chǎn)品定位上料裝置，尤其涉及一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置，屬于搬運(yùn)機(jī)械臂領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，以往依托人口紅利低成本的生產(chǎn)模式已經(jīng)走到了十字路口，唯一的出路就是利用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷提升企業(yè)的生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。特別是在大型的制造企業(yè)如汽車(chē)企業(yè)、船舶企業(yè)、門(mén)板生產(chǎn)企業(yè)等，其產(chǎn)品一般都具有質(zhì)量體積大、不易人工搬運(yùn)等特點(diǎn)，搬運(yùn)機(jī)械臂是代替人工勞動(dòng)，完成搬運(yùn)工作的一種機(jī)械臂。目前雖然機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上，但很多都是在示教人員的示教編程或離線(xiàn)編程下完成一些預(yù)先設(shè)定的固定動(dòng)作和功能。如果工件周?chē)沫h(huán)境發(fā)生了變化，則就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械臂抓取任務(wù)的失敗，這種由于機(jī)械臂無(wú)法識(shí)別工件外部環(huán)境變化的缺點(diǎn)極大的限制了機(jī)械臂在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0003]人類(lèi)依靠自己的眼睛來(lái)獲取外部環(huán)境的信息，進(jìn)而做出各種判斷和動(dòng)作。機(jī)器視覺(jué)顧名思義是使機(jī)械臂具有像人一樣的視覺(jué)功能，從客觀事物的圖像中提取出有用的信息，從而實(shí)現(xiàn)各種檢測(cè)、判斷、識(shí)別和測(cè)量等功能。
[0004]在電梯門(mén)板的生產(chǎn)過(guò)程中，由于門(mén)板尺寸大、質(zhì)量重，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要機(jī)械臂代替人工將來(lái)料位置變化的門(mén)板懸掛至生產(chǎn)線(xiàn)的掛鉤上。將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和機(jī)械臂技術(shù)相結(jié)合，利用機(jī)器視覺(jué)的定位功能使機(jī)械臂具有自己的“眼睛”來(lái)獲取電梯門(mén)板的位置信息，引導(dǎo)機(jī)械臂完成抓取、上料工作，對(duì)提高生產(chǎn)線(xiàn)的效率和擴(kuò)展機(jī)械臂的應(yīng)用范圍都具有重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為使機(jī)械臂能夠通過(guò)自己的“眼睛”獲取來(lái)料門(mén)板的位置信息，并引導(dǎo)其完成抓取上料任務(wù)，本實(shí)用新型提供了一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置，包括視覺(jué)定位單元、機(jī)械臂控制單元和實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，實(shí)時(shí)監(jiān)控單元通過(guò)千兆以太網(wǎng)線(xiàn)分別和視覺(jué)定位單元、機(jī)械臂控制單元相連接。
[0008]視覺(jué)定位單元由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、紅色環(huán)形光源和圖像采集卡組成，其中相機(jī)、鏡頭和光源共兩套安裝在機(jī)械臂末端的吸盤(pán)支架上，構(gòu)成機(jī)械臂手眼系統(tǒng)；工業(yè)鏡頭安裝在工業(yè)相機(jī)上，紅色環(huán)形光源安裝在鏡頭下面，且其中心線(xiàn)與鏡頭的中心線(xiàn)保持一致，光源與鏡頭下表面間的距離保持在20±5mm范圍內(nèi)，兩臺(tái)相機(jī)中心線(xiàn)間的距離是270±5mm ;圖像采集卡安裝在監(jiān)控單元工控機(jī)的PCI插槽中，圖像采集卡與工業(yè)相機(jī)通過(guò)千兆以太網(wǎng)線(xiàn)相連接；實(shí)現(xiàn)圖像的采集和傳輸功能。
[0009]機(jī)械臂控制單元由PLC、機(jī)械臂、機(jī)械臂控制柜、吸盤(pán)抓手和示教器組成，機(jī)械臂通過(guò)電機(jī)動(dòng)力電纜、轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)電纜和用戶(hù)電纜連接機(jī)械臂控制柜；PLC和機(jī)械臂控制柜之間通過(guò)以太網(wǎng)連接；吸盤(pán)抓手由吸盤(pán)支架和六個(gè)吸盤(pán)組成，吸盤(pán)支架安裝在機(jī)械臂末端的法蘭盤(pán)位置處；機(jī)械臂控制柜通過(guò)千兆以太網(wǎng)與監(jiān)控單位工控機(jī)相連接；實(shí)現(xiàn)由機(jī)械臂根據(jù)接收的位置信息準(zhǔn)確的抓取電梯門(mén)板完成上料任務(wù)。
[0010]實(shí)時(shí)監(jiān)控單元?jiǎng)t由工控機(jī)組成，工控機(jī)與機(jī)械臂控制柜和工業(yè)相機(jī)通過(guò)千兆以太網(wǎng)連接在一起，負(fù)責(zé)與機(jī)械臂和工業(yè)相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；此外，工控機(jī)還提供了人機(jī)監(jiān)控界面，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前上料情況，記錄并保存上料數(shù)據(jù)及圖像等功能。
[0011]本實(shí)用新型裝置的有益效果:裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能幫助實(shí)現(xiàn)視覺(jué)引導(dǎo)下的機(jī)械臂穩(wěn)定準(zhǔn)確抓取電梯門(mén)板上料。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]附圖1是一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0014]附圖2是一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置的視覺(jué)定位抓取結(jié)構(gòu)原理圖。
[0015]附圖3是一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置的檢測(cè)流程圖。
[0016]附圖1中編號(hào)I是機(jī)械臂、編號(hào)2和3是工業(yè)相機(jī)、編號(hào)4和5是工業(yè)鏡頭、編號(hào)6和7是紅色環(huán)形光源、編號(hào)8是圖像采集卡、編號(hào)9是工控機(jī)、編號(hào)10是機(jī)械臂控制柜、編號(hào)11是PLC、編號(hào)12和14是電梯門(mén)板、編號(hào)13是來(lái)料平臺(tái)A、編號(hào)15是來(lái)料平臺(tái)B、編號(hào)16是吸盤(pán)支架、編號(hào)17是吸盤(pán)。
[0017]附圖2中編號(hào)I是吸盤(pán)支架、編號(hào)2?7是吸盤(pán)、編號(hào)8和11是工業(yè)相機(jī)、編號(hào)9和12是工業(yè)鏡頭、編號(hào)10和13是紅色環(huán)形光源、編號(hào)14是電梯門(mén)板、編號(hào)15和16是電梯門(mén)板的特征孔、編號(hào)17?22是門(mén)板上吸盤(pán)吸取位置。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]經(jīng)過(guò)上一條生產(chǎn)線(xiàn)焊接組裝生產(chǎn)的電梯門(mén)板，需要進(jìn)入下一條生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行烤漆。工人通過(guò)吊裝設(shè)備將電梯門(mén)板(12和14)放置在來(lái)料平臺(tái)A(13)和來(lái)料平臺(tái)B(15)。上料裝置上電啟動(dòng)后，由PLC(Il)向機(jī)械臂(I)發(fā)出上料命令，機(jī)械臂上料系統(tǒng)啟動(dòng)，紅色環(huán)形光源(6和7)打開(kāi)，機(jī)械臂帶動(dòng)相機(jī)(2和3)、鏡頭(4和5)和光源(6和7)移動(dòng)到來(lái)料平臺(tái)A(13)的相機(jī)采集圖像位置，到達(dá)相機(jī)采集圖像位置后，由機(jī)械臂控制柜(10)向工控機(jī)(9)發(fā)出獲取電梯門(mén)板位置信息的命令，工控機(jī)(9)控制相機(jī)(2和3)采集圖像，并通過(guò)圖像采集卡(8)將圖片傳送給工控機(jī)(9)進(jìn)行圖像定位處理，提取電梯門(mén)板(12)的位置信息，如果位置信息提取成功則將位置數(shù)據(jù)反饋給機(jī)械臂(1)，機(jī)械臂(I)根據(jù)獲取的位置信息調(diào)整自己的位姿后準(zhǔn)確的抓取電梯門(mén)板(12)，并將電梯門(mén)板(12)掛至生產(chǎn)線(xiàn)的掛鉤上，完成一塊電梯門(mén)板(12)的上料任務(wù)，否則(定位失敗)則由人工調(diào)整電梯門(mén)板(12)位置后重新定位上料。
[0020]然后機(jī)械臂⑴返回來(lái)料平臺(tái)A(13)進(jìn)行下一塊電梯門(mén)板(12)的圖像采集位置，并完成其上料任務(wù)，當(dāng)其完成了來(lái)料平臺(tái)A(13)所有電梯門(mén)板(12)的上料任務(wù)后，繼續(xù)完成來(lái)料平臺(tái)B(15)電梯門(mén)板(14)的上料任務(wù)。當(dāng)機(jī)械臂⑴在對(duì)來(lái)料平臺(tái)A(13)的電梯門(mén)板(14)上料時(shí)，工人可以對(duì)來(lái)料平臺(tái)B(15)放置下次需要上料的電梯門(mén)板(14)，同樣當(dāng)機(jī)械臂(I)在對(duì)來(lái)料平臺(tái)B(15)上料時(shí)，工人可以對(duì)來(lái)料平臺(tái)A(13)放置下次需要上料的電梯門(mén)板(12)，保證整個(gè)系統(tǒng)和整條生產(chǎn)線(xiàn)的不間斷運(yùn)行。
[0021]附圖2示出了一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置的視覺(jué)定位抓取結(jié)構(gòu)原理圖。電梯門(mén)板(14)的尺寸是2120X450mm，吸盤(pán)支架處安裝了 6個(gè)吸盤(pán)(2?7)，對(duì)應(yīng)吸取門(mén)板的六個(gè)位置(17?22);視覺(jué)系統(tǒng)由兩套相機(jī)設(shè)備組成分別采集門(mén)板的兩個(gè)特征孔(15?16)的圖像，通過(guò)特征孔(15?16)獲取電梯門(mén)板(14)的位置信息；工業(yè)鏡頭(9和12)到電梯門(mén)板(14)的距離是450 ± 10mm，兩套相機(jī)(8和11)間的距離是270 ± 5mm，工業(yè)鏡頭(9和12)下表面到光源(10和13)的距離是20 ± 5mm。
[0022]整個(gè)視覺(jué)定位過(guò)程實(shí)時(shí)顯示于上位機(jī)(9)的人機(jī)界面上，同時(shí)將檢測(cè)數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行保存，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)溯源。
[0023]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何的簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置，其特征在于，該裝置由視覺(jué)定位單元、機(jī)械臂控制單元和實(shí)時(shí)監(jiān)控單元構(gòu)成，實(shí)時(shí)監(jiān)控單元通過(guò)千兆以太網(wǎng)線(xiàn)分別與視覺(jué)定位單元中的相機(jī)、機(jī)械臂控制單元中的機(jī)械臂控制柜相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置，其特征在于，視覺(jué)定位單元由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、紅色環(huán)形光源和圖像采集卡組成，其中相機(jī)、鏡頭和光源共兩套安裝在機(jī)械臂末端的吸盤(pán)支架一端，構(gòu)成機(jī)械臂手眼系統(tǒng)；工業(yè)鏡頭安裝在工業(yè)相機(jī)上，紅色環(huán)形光源安裝在鏡頭下面，且其中心線(xiàn)與鏡頭的中心線(xiàn)保持一致，光源與鏡頭下表面間的距離保持在20±5mm范圍內(nèi)，兩臺(tái)相機(jī)中心線(xiàn)間的距離是270±5mm;圖像采集卡安裝在監(jiān)控單元工控機(jī)的PCI插槽中，圖像采集卡與工業(yè)相機(jī)通過(guò)千兆以太網(wǎng)線(xiàn)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置，其特征在于，機(jī)械臂控制單元由PLC、機(jī)械臂、機(jī)械臂控制柜、吸盤(pán)抓手和示教器組成，機(jī)械臂通過(guò)電機(jī)動(dòng)力電纜、轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)電纜和用戶(hù)電纜連接機(jī)械臂控制柜；PLC和機(jī)械臂控制柜之間通過(guò)以太網(wǎng)連接；吸盤(pán)抓手由吸盤(pán)支架和六個(gè)吸盤(pán)組成，吸盤(pán)支架安裝在機(jī)械臂末端的法蘭盤(pán)位置處；機(jī)械臂控制柜通過(guò)千兆以太網(wǎng)與監(jiān)控單位工控機(jī)相連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于產(chǎn)品上料裝置，具體涉及一種視覺(jué)引導(dǎo)下的電梯門(mén)板上料裝置。該檢測(cè)裝置由視覺(jué)定位單元、機(jī)械臂控制單元和實(shí)時(shí)監(jiān)控單元構(gòu)成，實(shí)時(shí)監(jiān)控單元工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)線(xiàn)分別和視覺(jué)定位單元中的相機(jī)、機(jī)械臂控制單元中的機(jī)械臂控制柜相連接。視覺(jué)定位單元主要由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、紅色環(huán)形光源和圖像采集卡組成，用于圖像的采集與定位處理。機(jī)械臂控制單元主要由PLC、機(jī)械臂、機(jī)械臂控制柜、吸盤(pán)抓手和示教器組成，用于實(shí)現(xiàn)電梯門(mén)板的抓取和上料。實(shí)時(shí)監(jiān)控單元?jiǎng)t主要由工控機(jī)組成。本實(shí)用新型裝置能幫助實(shí)現(xiàn)視覺(jué)引導(dǎo)下的機(jī)械手穩(wěn)定準(zhǔn)確抓取電梯門(mén)板自動(dòng)上料的功能。
【IPC分類(lèi)】B25J19/04, B25J13/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204725502
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520463948
【發(fā)明人】潘豐, 張建業(yè), 李松
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日