一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種產(chǎn)品定位上料裝置，尤其涉及一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置，屬于搬運機械臂領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(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)如汽車企業(yè)、船舶企業(yè)、門板生產(chǎn)企業(yè)等，其產(chǎn)品一般都具有質(zhì)量體積大、不易人工搬運等特點，搬運機械臂是代替人工勞動，完成搬運工作的一種機械臂。目前雖然機械臂已廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線上，但很多都是在示教人員的示教編程或離線編程下完成一些預(yù)先設(shè)定的固定動作和功能。如果工件周圍的環(huán)境發(fā)生了變化，則就會導(dǎo)致機械臂抓取任務(wù)的失敗，這種由于機械臂無法識別工件外部環(huán)境變化的缺點極大的限制了機械臂在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0003]人類依靠自己的眼睛來獲取外部環(huán)境的信息，進而做出各種判斷和動作。機器視覺顧名思義是使機械臂具有像人一樣的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取出有用的信息，從而實現(xiàn)各種檢測、判斷、識別和測量等功能。
[0004]在電梯門板的生產(chǎn)過程中，由于門板尺寸大、質(zhì)量重，人工勞動強度大，需要機械臂代替人工將來料位置變化的門板懸掛至生產(chǎn)線的掛鉤上。將機器視覺技術(shù)和機械臂技術(shù)相結(jié)合，利用機器視覺的定位功能使機械臂具有自己的“眼睛”來獲取電梯門板的位置信息，引導(dǎo)機械臂完成抓取、上料工作，對提高生產(chǎn)線的效率和擴展機械臂的應(yīng)用范圍都具有重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為使機械臂能夠通過自己的“眼睛”獲取來料門板的位置信息，并引導(dǎo)其完成抓取上料任務(wù)，本實用新型提供了一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置，包括視覺定位單元、機械臂控制單元和實時監(jiān)控單元，實時監(jiān)控單元通過千兆以太網(wǎng)線分別和視覺定位單元、機械臂控制單元相連接。
[0008]視覺定位單元由工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭、紅色環(huán)形光源和圖像采集卡組成，其中相機、鏡頭和光源共兩套安裝在機械臂末端的吸盤支架上，構(gòu)成機械臂手眼系統(tǒng)；工業(yè)鏡頭安裝在工業(yè)相機上，紅色環(huán)形光源安裝在鏡頭下面，且其中心線與鏡頭的中心線保持一致，光源與鏡頭下表面間的距離保持在20±5mm范圍內(nèi)，兩臺相機中心線間的距離是270±5mm ;圖像采集卡安裝在監(jiān)控單元工控機的PCI插槽中，圖像采集卡與工業(yè)相機通過千兆以太網(wǎng)線相連接；實現(xiàn)圖像的采集和傳輸功能。
[0009]機械臂控制單元由PLC、機械臂、機械臂控制柜、吸盤抓手和示教器組成，機械臂通過電機動力電纜、轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)電纜和用戶電纜連接機械臂控制柜；PLC和機械臂控制柜之間通過以太網(wǎng)連接；吸盤抓手由吸盤支架和六個吸盤組成，吸盤支架安裝在機械臂末端的法蘭盤位置處；機械臂控制柜通過千兆以太網(wǎng)與監(jiān)控單位工控機相連接；實現(xiàn)由機械臂根據(jù)接收的位置信息準(zhǔn)確的抓取電梯門板完成上料任務(wù)。
[0010]實時監(jiān)控單元則由工控機組成，工控機與機械臂控制柜和工業(yè)相機通過千兆以太網(wǎng)連接在一起，負責(zé)與機械臂和工業(yè)相機進行數(shù)據(jù)交換；此外，工控機還提供了人機監(jiān)控界面，實時顯示當(dāng)前上料情況，記錄并保存上料數(shù)據(jù)及圖像等功能。
[0011]本實用新型裝置的有益效果:裝置結(jié)構(gòu)簡單，能幫助實現(xiàn)視覺引導(dǎo)下的機械臂穩(wěn)定準(zhǔn)確抓取電梯門板上料。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0013]附圖1是一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0014]附圖2是一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置的視覺定位抓取結(jié)構(gòu)原理圖。
[0015]附圖3是一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置的檢測流程圖。
[0016]附圖1中編號I是機械臂、編號2和3是工業(yè)相機、編號4和5是工業(yè)鏡頭、編號6和7是紅色環(huán)形光源、編號8是圖像采集卡、編號9是工控機、編號10是機械臂控制柜、編號11是PLC、編號12和14是電梯門板、編號13是來料平臺A、編號15是來料平臺B、編號16是吸盤支架、編號17是吸盤。
[0017]附圖2中編號I是吸盤支架、編號2?7是吸盤、編號8和11是工業(yè)相機、編號9和12是工業(yè)鏡頭、編號10和13是紅色環(huán)形光源、編號14是電梯門板、編號15和16是電梯門板的特征孔、編號17?22是門板上吸盤吸取位置。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型檢測裝置的【具體實施方式】做進一步說明。
[0019]經(jīng)過上一條生產(chǎn)線焊接組裝生產(chǎn)的電梯門板，需要進入下一條生產(chǎn)線進行烤漆。工人通過吊裝設(shè)備將電梯門板(12和14)放置在來料平臺A(13)和來料平臺B(15)。上料裝置上電啟動后，由PLC(Il)向機械臂(I)發(fā)出上料命令，機械臂上料系統(tǒng)啟動，紅色環(huán)形光源(6和7)打開，機械臂帶動相機(2和3)、鏡頭(4和5)和光源(6和7)移動到來料平臺A(13)的相機采集圖像位置，到達相機采集圖像位置后，由機械臂控制柜(10)向工控機(9)發(fā)出獲取電梯門板位置信息的命令，工控機(9)控制相機(2和3)采集圖像，并通過圖像采集卡(8)將圖片傳送給工控機(9)進行圖像定位處理，提取電梯門板(12)的位置信息，如果位置信息提取成功則將位置數(shù)據(jù)反饋給機械臂(1)，機械臂(I)根據(jù)獲取的位置信息調(diào)整自己的位姿后準(zhǔn)確的抓取電梯門板(12)，并將電梯門板(12)掛至生產(chǎn)線的掛鉤上，完成一塊電梯門板(12)的上料任務(wù)，否則(定位失敗)則由人工調(diào)整電梯門板(12)位置后重新定位上料。
[0020]然后機械臂⑴返回來料平臺A(13)進行下一塊電梯門板(12)的圖像采集位置，并完成其上料任務(wù)，當(dāng)其完成了來料平臺A(13)所有電梯門板(12)的上料任務(wù)后，繼續(xù)完成來料平臺B(15)電梯門板(14)的上料任務(wù)。當(dāng)機械臂⑴在對來料平臺A(13)的電梯門板(14)上料時，工人可以對來料平臺B(15)放置下次需要上料的電梯門板(14)，同樣當(dāng)機械臂(I)在對來料平臺B(15)上料時，工人可以對來料平臺A(13)放置下次需要上料的電梯門板(12)，保證整個系統(tǒng)和整條生產(chǎn)線的不間斷運行。
[0021]附圖2示出了一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置的視覺定位抓取結(jié)構(gòu)原理圖。電梯門板(14)的尺寸是2120X450mm，吸盤支架處安裝了 6個吸盤(2?7)，對應(yīng)吸取門板的六個位置(17?22);視覺系統(tǒng)由兩套相機設(shè)備組成分別采集門板的兩個特征孔(15?16)的圖像，通過特征孔(15?16)獲取電梯門板(14)的位置信息；工業(yè)鏡頭(9和12)到電梯門板(14)的距離是450 ± 10mm，兩套相機(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]整個視覺定位過程實時顯示于上位機(9)的人機界面上，同時將檢測數(shù)據(jù)及圖像進行保存，以便進行數(shù)據(jù)溯源。
[0023]以上是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均屬于實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置，其特征在于，該裝置由視覺定位單元、機械臂控制單元和實時監(jiān)控單元構(gòu)成，實時監(jiān)控單元通過千兆以太網(wǎng)線分別與視覺定位單元中的相機、機械臂控制單元中的機械臂控制柜相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置，其特征在于，視覺定位單元由工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭、紅色環(huán)形光源和圖像采集卡組成，其中相機、鏡頭和光源共兩套安裝在機械臂末端的吸盤支架一端，構(gòu)成機械臂手眼系統(tǒng)；工業(yè)鏡頭安裝在工業(yè)相機上，紅色環(huán)形光源安裝在鏡頭下面，且其中心線與鏡頭的中心線保持一致，光源與鏡頭下表面間的距離保持在20±5mm范圍內(nèi)，兩臺相機中心線間的距離是270±5mm;圖像采集卡安裝在監(jiān)控單元工控機的PCI插槽中，圖像采集卡與工業(yè)相機通過千兆以太網(wǎng)線相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置，其特征在于，機械臂控制單元由PLC、機械臂、機械臂控制柜、吸盤抓手和示教器組成，機械臂通過電機動力電纜、轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)電纜和用戶電纜連接機械臂控制柜；PLC和機械臂控制柜之間通過以太網(wǎng)連接；吸盤抓手由吸盤支架和六個吸盤組成，吸盤支架安裝在機械臂末端的法蘭盤位置處；機械臂控制柜通過千兆以太網(wǎng)與監(jiān)控單位工控機相連接。
【專利摘要】本實用新型屬于產(chǎn)品上料裝置，具體涉及一種視覺引導(dǎo)下的電梯門板上料裝置。該檢測裝置由視覺定位單元、機械臂控制單元和實時監(jiān)控單元構(gòu)成，實時監(jiān)控單元工控機通過以太網(wǎng)線分別和視覺定位單元中的相機、機械臂控制單元中的機械臂控制柜相連接。視覺定位單元主要由工業(yè)相機、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。機械臂控制單元主要由PLC、機械臂、機械臂控制柜、吸盤抓手和示教器組成，用于實現(xiàn)電梯門板的抓取和上料。實時監(jiān)控單元則主要由工控機組成。本實用新型裝置能幫助實現(xiàn)視覺引導(dǎo)下的機械手穩(wěn)定準(zhǔn)確抓取電梯門板自動上料的功能。
【IPC分類】B25J19/04, B25J13/08
【公開號】CN204725502
【申請?zhí)枴緾N201520463948
【發(fā)明人】潘豐, 張建業(yè), 李松
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月1日