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

背景技術(shù)：

1、光纜是為了滿(mǎn)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(dú)或成組使用的通信線(xiàn)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(méi)有金、銀、銅鋁等金屬，一般無(wú)回收價(jià)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(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸?shù)囊环N通信線(xiàn)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(xiàn)等構(gòu)件。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，擁有視覺(jué)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(jì)不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)線(xiàn)盤(pán)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(duì)線(xiàn)盤(pán)進(jìn)行抓取時(shí)可能會(huì)造成損害的現(xiàn)象發(fā)生，其次在線(xiàn)盤(pán)軸裝配方案設(shè)計(jì)方面不能對(duì)線(xiàn)盤(pán)的上料位置進(jìn)行精度較高的定位，不能根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)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(xiàn)差異，同時(shí)沒(méi)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(duì)人工的位置進(jìn)行觀(guān)察和定位。

3、因此，提出基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)上料系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

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

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

3、基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)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(dòng)連接有旋轉(zhuǎn)底座，所述旋轉(zhuǎn)底座的頂部活動(dòng)連接有第一連接臂，所述第一連接臂的頂部活動(dòng)連接有第二連接臂，所述第二連接臂的一端活動(dòng)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(dòng)連接有夾具組件；

5、所述空間位置輸入模塊用于輸入對(duì)線(xiàn)盤(pán)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(xiàn)盤(pán)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(xiàn)盤(pán)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(xiàn)盤(pán)特征輸入模塊的輸入端電性連接，所述線(xiàn)盤(pán)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(duì)比模塊的輸入端；

7、所述對(duì)比模塊基于線(xiàn)盤(pán)特征輸入模塊的線(xiàn)盤(pán)特征和相機(jī)拍攝到的線(xiàn)盤(pán)位置信息進(jìn)行對(duì)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(dòng)模板和空間二維滑動(dòng)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(dòng)模板和空間二維滑動(dòng)模板基于空間的一維和二維的滑動(dòng)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(xiàn)盤(pán)的點(diǎn)、線(xiàn)、區(qū)域的特征作為匹配基元進(jìn)行線(xiàn)盤(pán)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(dòng)連接有圍欄門(mén)，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(xiàn)盤(pán)。

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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)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(dòng)柱，所述活動(dòng)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(dòng)柱的另一端固定連接有限位塊，所述限位塊活動(dòng)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(xiàn)電機(jī)，所述直線(xiàn)電機(jī)有三個(gè)，所述直線(xiàn)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(dòng)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(dòng)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(shí)用新型提供了基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)上料系統(tǒng)，具備以下有益效果：

18、1、該基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)上料系統(tǒng)，采用機(jī)器視覺(jué)對(duì)緊套盤(pán)具位置進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別上料位置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)上料，視覺(jué)精度滿(mǎn)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(pán)具的前提下穩(wěn)定抓取盤(pán)具，也不可損壞緊套放線(xiàn)架軸，且?jiàn)A具組件能夠承受500n的抓力，并能夠在45s內(nèi)完成單個(gè)頭上料工作，系統(tǒng)充分考慮人機(jī)協(xié)作因素，確?，F(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)，利用灰度模板匹配等方法獲取線(xiàn)軸盤(pán)平面位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配軸的粗定位，根據(jù)多目標(biāo)間先驗(yàn)知識(shí)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(xiàn)盤(pán)軸的位姿信息變換至機(jī)械臂坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)裝配。

19、2、該基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)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(chǎng)線(xiàn)盤(pán)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(xiàn)盤(pán)，其次在線(xiàn)盤(pán)軸裝配方案設(shè)計(jì)方面更是利用灰度模板匹配等方法獲取線(xiàn)軸盤(pán)平面位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配軸的粗定位，根據(jù)多目標(biāo)間先驗(yàn)知識(shí)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(xiàn)盤(pán)軸的位姿信息變換至機(jī)械臂坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)裝配。

20、3、該基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)上料系統(tǒng)，同時(shí)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(xiàn)盤(pán)抓取的精度和有效性，通過(guò)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(cè)試定位算法在不同光照條件、距離及視角下的線(xiàn)盤(pán)目標(biāo)精度，驗(yàn)證線(xiàn)盤(pán)底層視覺(jué)特征的有效性，據(jù)此獲取線(xiàn)盤(pán)的位姿信息，將提取的信息發(fā)送給六軸機(jī)械臂，設(shè)計(jì)機(jī)器人控制程序，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)盤(pán)的抓取。

21、4、該基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)上料系統(tǒng)，通過(guò)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(duì)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(duì)線(xiàn)盤(pán)上料的效率，且可以有效減少人工。

22、5、該基于視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人光纜半成品盤(pán)上料系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置的三個(gè)夾爪，可以通過(guò)啟動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)進(jìn)行對(duì)線(xiàn)盤(pán)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(dòng)的平穩(wěn)性，不會(huì)出現(xiàn)位置的偏移，同時(shí)通過(guò)設(shè)置的緩沖組件，在對(duì)料盤(pán)進(jìn)行夾持時(shí)，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?yàn)榱Χ容^大而導(dǎo)致線(xiàn)盤(pán)出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象發(fā)生。