基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置制造方法
【專利摘要】一種基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，包括主體平臺(tái)，主體平臺(tái)上安裝裝配機(jī)構(gòu)，裝配機(jī)構(gòu)的下方為加工工位，主體平臺(tái)上設(shè)置用以放置裝配后的單向器星輪的儲(chǔ)料盤，主體平臺(tái)上安裝攝像頭，攝像頭與視覺(jué)檢測(cè)智能控制器連接，視覺(jué)檢測(cè)智能控制器包括用以根據(jù)拍攝的圖像定位待裝配單向器星輪的位置的定位模塊、用以根據(jù)拍攝的圖像識(shí)別待裝配單向器星輪的水平偏角且當(dāng)機(jī)器人抓取星輪后向機(jī)器人發(fā)出調(diào)節(jié)星輪位置的智能視覺(jué)檢測(cè)模塊和根據(jù)裝配工序控制機(jī)器人將星輪轉(zhuǎn)移到預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)控制模塊，主體平臺(tái)上安裝機(jī)器人，機(jī)器人包括用于抓取待裝配單向器星輪和裝配后的單向器星輪的星輪夾爪。本實(shí)用新型機(jī)械化裝配、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、效率較高。
【專利說(shuō)明】基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件單向器的加工設(shè)備，尤其是一種單向器星輪彈簧 滾柱裝配裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 單向器是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要部件，每年的需求量很大，單向器中的星輪和彈簧、滾柱 的裝配是單向器裝配的一道關(guān)鍵裝配工序，現(xiàn)在主要采用的還是手工裝配，勞動(dòng)力需求較 大，效率低下。因此，工程實(shí)踐中需要一種代替人工的、高效的裝配機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服已有單向器的星輪和彈簧、滾柱裝配方式的手工裝配、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率 低下的不足，本實(shí)用新型提供一種機(jī)械化裝配、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、效率較高的基于視覺(jué)檢測(cè)的 單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置。
[0004] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，包括主體平臺(tái)，所述主體平臺(tái) 上安裝裝配機(jī)構(gòu)，所述裝配機(jī)構(gòu)的下方為用以放置待裝配單向器星輪的加工工位，所述主 體平臺(tái)上設(shè)置用以放置裝配后的單向器星輪的儲(chǔ)料盤，所述主體平臺(tái)上安裝用以進(jìn)行視覺(jué) 檢測(cè)的攝像頭，所述攝像頭與視覺(jué)檢測(cè)智能控制器連接，所述視覺(jué)檢測(cè)智能控制器包括用 以根據(jù)拍攝的圖像定位待裝配單向器星輪的位置的定位模塊、用以根據(jù)拍攝的圖像識(shí)別待 裝配單向器星輪的水平偏角且當(dāng)機(jī)器人抓取星輪后向機(jī)器人發(fā)出調(diào)節(jié)星輪位置的智能視 覺(jué)檢測(cè)模塊和根據(jù)裝配工序控制機(jī)器人將星輪轉(zhuǎn)移到預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述主體 平臺(tái)上安裝機(jī)器人，所述機(jī)器人包括用于抓取待裝配單向器星輪和裝配后的單向器星輪的 星輪夾爪。
[0006] 進(jìn)一步，所述裝配機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)芯和頂塊，所述轉(zhuǎn)芯上開(kāi)有與待轉(zhuǎn)配單向器星輪相 同的星輪槽，所述轉(zhuǎn)芯的下方為所述加工工位，所述頂塊位于所述轉(zhuǎn)芯的正上方，所述頂塊 上設(shè)有與所述星輪槽形狀匹配的頂桿；
[0007] 所述頂塊位于隔板的下方，所述隔板固定在機(jī)架上，所述頂塊的頂面與連接軸的 下端連接，所述連接軸可上下滑動(dòng)地穿過(guò)所述隔板，所述連接軸的上端與第一從動(dòng)件連接， 位于隔板上的連接軸上套裝第一復(fù)位彈簧，所述第一從動(dòng)件的上方靠接第一偏心輪，所述 第一偏心輪的轉(zhuǎn)軸與第一電機(jī)的輸出軸連接；
[0008] 所述轉(zhuǎn)芯安裝在第一轉(zhuǎn)軸的下端，所述第一轉(zhuǎn)軸的上端與第二電機(jī)的輸出軸聯(lián) 接，所述第一轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述頂塊和隔板。
[0009] 再進(jìn)一步，所述裝配機(jī)構(gòu)還包括上料組件，所述上料組件包括彈簧上料導(dǎo)軌、滾柱 入口和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、第一連桿和第二連桿和推料塊，所 述第三電機(jī)的輸出軸上安裝第一連桿，所述第一連桿與所述第二連桿鉸接，所述第二連桿 與所述推料塊鉸接；
[0010] 所述轉(zhuǎn)芯位于底板的轉(zhuǎn)芯孔內(nèi)，所述底板上開(kāi)有與所述轉(zhuǎn)芯孔連通的進(jìn)料口，所 述推料塊位于所述進(jìn)口料的入口處，所述彈簧上料導(dǎo)軌、滾柱入口分別與所述進(jìn)料口的一 側(cè)相接。
[0011] 更進(jìn)一步，所述推料塊上設(shè)有導(dǎo)向槽。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：機(jī)械化裝配、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、效率較高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置的示意圖。
[0014] 圖2是星輪的位姿圖。
[0015] 圖3是裝配機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0016] 圖4是推料機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0017] 圖5是轉(zhuǎn)芯的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0019] 參照?qǐng)D1?圖5,一種基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，包括主體平臺(tái) 4,所述主體平臺(tái)4上安裝裝配機(jī)構(gòu)2,所述裝配機(jī)構(gòu)2的下方為用以放置待裝配單向器星輪 6的加工工位，所述主體平臺(tái)4上設(shè)置用以放置裝配后的單向器星輪的儲(chǔ)料盤3,所述主體 平臺(tái)4上安裝用以進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)的攝像頭1，所述攝像頭1與視覺(jué)檢測(cè)智能控制器連接，所 述視覺(jué)檢測(cè)智能控制器包括用以根據(jù)拍攝的圖像定位單向器星輪的位置的定位模塊、用以 根據(jù)拍攝的圖像識(shí)別待裝配單向器星輪的水平偏角且當(dāng)機(jī)器人抓取星輪后向機(jī)器人發(fā)出 調(diào)節(jié)星輪位置的智能視覺(jué)檢測(cè)模塊和根據(jù)裝配工序控制機(jī)器人將星輪轉(zhuǎn)移到預(yù)定位置的 運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述主體平臺(tái)4上安裝機(jī)器人5,所述機(jī)器人5包括用于抓取待裝配單向器 星輪和裝配后的單向器星輪的星輪夾爪23。
[0020] 進(jìn)一步，所述裝配機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)芯15和頂塊11，所述轉(zhuǎn)芯15上開(kāi)有與待轉(zhuǎn)配單向器 星輪相同的星輪槽，所述轉(zhuǎn)芯15的下方為所述加工工位，所述頂塊11位于所述轉(zhuǎn)芯15的 正上方，所述頂塊11上設(shè)有與所述星輪槽形狀匹配的頂桿；
[0021] 所述頂塊11位于隔板的下方，所述隔板固定在支架7上，所述頂塊11的頂面與連 接軸的下端連接，所述連接軸可上下滑動(dòng)地穿過(guò)所述隔板，所述連接軸的上端與第一從動(dòng) 件連接，位于隔板上的連接軸上套裝第一復(fù)位彈簧10,所述第一從動(dòng)件的上方靠接第一偏 心輪9,所述第一偏心輪9的轉(zhuǎn)軸與第一電機(jī)24的輸出軸連接；
[0022] 所述轉(zhuǎn)芯15安裝在第一轉(zhuǎn)軸的下端，所述第一轉(zhuǎn)軸的上端與第二電機(jī)8的輸出軸 聯(lián)接，所述第一轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述頂塊11和隔板。
[0023] 再進(jìn)一步，所述裝配機(jī)構(gòu)還包括上料組件，所述上料組件包括彈簧上料導(dǎo)軌14、滾 柱入口 12和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)19、第一連桿和第二連桿18和 推料塊16,所述第三電機(jī)19的輸出軸上安裝第一連桿，所述第一連桿與所述第二連桿18鉸 接，所述第二連桿18與所述推料塊16 ;所述第三電機(jī)19安裝在電機(jī)支架20上，所述電機(jī) 支架20安裝在主體平臺(tái)4上；
[0024] 所述轉(zhuǎn)芯15位于底板的轉(zhuǎn)芯孔內(nèi)，所述底板上開(kāi)有與所述轉(zhuǎn)芯孔連通的進(jìn)料口 13,所述推料塊16位于所述進(jìn)口料13的入口處，所述彈簧上料導(dǎo)軌14、滾柱入口 12分別與 所述進(jìn)料口 13的一側(cè)相接。
[0025] 更進(jìn)一步，所述推料塊16上設(shè)有導(dǎo)向槽17。
[0026] 本實(shí)施例中，一個(gè)攝像頭1用支架支撐在主體平臺(tái)4上，主體平臺(tái)4中間位置放置 一個(gè)裝配機(jī)構(gòu)7,右側(cè)放置一個(gè)裝配后的半成品的儲(chǔ)料盤3,主體平臺(tái)4前部放置一個(gè)機(jī)器 人5 (例如六軸機(jī)器人），機(jī)器人頭部是一個(gè)星輪夾爪23。機(jī)械手臂與視覺(jué)檢測(cè)智能控制器 之間連接有機(jī)械手臂通訊線，攝像頭1通過(guò)通訊線與視覺(jué)檢測(cè)智能控制器相連，。將單向器 星輪隨意地放在攝像頭能照射到的區(qū)域下，經(jīng)過(guò)視覺(jué)檢測(cè)C⑶進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，將掃描得到 的圖像傳輸給視覺(jué)檢測(cè)智能控制器，視覺(jué)檢測(cè)智能控制器通過(guò)圖像處理算法，得出星輪的 水平偏角。計(jì)算機(jī)再通過(guò)機(jī)械手臂通訊線，將偏角數(shù)值傳遞給機(jī)器人，機(jī)器人通過(guò)手抓對(duì)星 輪進(jìn)行抓取，隨后通過(guò)自動(dòng)化程序?qū)⒌诹S進(jìn)行偏轉(zhuǎn)攝像機(jī)檢測(cè)到的星輪偏轉(zhuǎn)角度，同時(shí) 將星輪抓至裝配機(jī)構(gòu)2下對(duì)準(zhǔn)彈簧滾柱的出口，完成好裝配后，星輪夾爪將裝配后的星輪 放到儲(chǔ)料盤中，
[0027] 如圖2,星輪以隨意的位置放置在攝像頭下，利用OPENCV視覺(jué)庫(kù)，首先檢測(cè)出 星輪的圓心坐標(biāo)（ Χ(1，％)，然后檢測(cè)出星輪內(nèi)側(cè)的齒形輪廓，提取出輪廓各個(gè)點(diǎn)的像素 坐標(biāo)(彳，彳），再算出輪廓上的點(diǎn)和圓心坐標(biāo)點(diǎn)的距離平方和，D = (Χ?-Χ(ι)2+(7?-7(ι) 2， 求出D的最小值Dmin，并得到相應(yīng)的輪廓上的像素坐標(biāo)值，那么將它們帶入 到公式

【權(quán)利要求】
1. 一種基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，其特征在于：包括主體平臺(tái)，所 述主體平臺(tái)上安裝裝配機(jī)構(gòu)，所述裝配機(jī)構(gòu)的下方為用以放置待裝配單向器星輪的加工工 位，所述主體平臺(tái)上設(shè)置用以放置裝配后的單向器星輪的儲(chǔ)料盤，所述主體平臺(tái)上安裝用 以進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)的攝像頭，所述攝像頭與視覺(jué)檢測(cè)智能控制器連接，所述視覺(jué)檢測(cè)智能控 制器包括用以根據(jù)拍攝的圖像定位單向器星輪的位置的定位模塊、用以根據(jù)拍攝的圖像識(shí) 別待裝配單向器星輪的水平偏角且當(dāng)機(jī)器人抓取星輪后向機(jī)器人發(fā)出調(diào)節(jié)星輪位置的智 能視覺(jué)檢測(cè)模塊和根據(jù)裝配工序控制機(jī)器人將星輪轉(zhuǎn)移到預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述 主體平臺(tái)上安裝機(jī)器人，所述機(jī)器人包括用于抓取待裝配單向器星輪和裝配后的單向器星 輪的星輪夾爪。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，其特征在于：所 述裝配機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)芯和頂塊，所述轉(zhuǎn)芯上開(kāi)有與待轉(zhuǎn)配單向器星輪相同的星輪槽，所述轉(zhuǎn) 芯的下方為所述加工工位，所述頂塊位于所述轉(zhuǎn)芯的正上方，所述頂塊上設(shè)有與所述星輪 槽形狀匹配的頂桿； 所述頂塊位于隔板的下方，所述隔板固定在機(jī)架上，所述頂塊的頂面與連接軸的下端 連接，所述連接軸可上下滑動(dòng)地穿過(guò)所述隔板，所述連接軸的上端與第一從動(dòng)件連接，位于 隔板上的連接軸上套裝第一復(fù)位彈簧，所述第一從動(dòng)件的上方靠接第一偏心輪，所述第一 偏心輪的轉(zhuǎn)軸與第一電機(jī)的輸出軸連接； 所述轉(zhuǎn)芯安裝在第一轉(zhuǎn)軸的下端，所述第一轉(zhuǎn)軸的上端與第二電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，所 述第一轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述頂塊和隔板。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，其特征在于：所 述裝配機(jī)構(gòu)還包括上料組件，所述上料組件包括彈簧上料導(dǎo)軌、滾柱入口和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、第一連桿和第二連桿和推料塊，所述第三電機(jī)的輸出軸 上安裝第一連桿，所述第一連桿與所述第二連桿鉸接，所述第二連桿與所述推料塊鉸接； 所述轉(zhuǎn)芯位于底板的轉(zhuǎn)芯孔內(nèi)，所述底板上開(kāi)有與所述轉(zhuǎn)芯孔連通的進(jìn)料口，所述推 料塊位于所述進(jìn)料口的入口處，所述彈簧上料導(dǎo)軌、滾柱入口分別與所述進(jìn)料口的一側(cè)相 接。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于視覺(jué)檢測(cè)的單向器星輪自動(dòng)化裝配裝置，其特征在于：所 述推料塊上設(shè)有導(dǎo)向槽。
【文檔編號(hào)】B23P21/00GK204183214SQ201420591645
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】陳建, 何濤, 陳琨, 張勝良, 李鑫, 壽開(kāi)榮, 趙燕偉 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)