一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，通過(guò)在現(xiàn)有的伺服坐標(biāo)桁架式機(jī)械手上增設(shè)視覺(jué)影像系統(tǒng)，使其與機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU通信連接，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)引導(dǎo)定位，提高定位精度。本發(fā)明自動(dòng)化程度高，可以代替多關(guān)節(jié)機(jī)器人，可自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品品質(zhì)是否合格并定位引導(dǎo)機(jī)械手分揀出不良品，并可以對(duì)不良品精確定位，引導(dǎo)機(jī)械手對(duì)不良品自動(dòng)進(jìn)行打磨拋光等處理成良品，使采購(gòu)成本降低60％、占用空間降低60％、精度提高2?10倍。同時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的末端執(zhí)行裝置為可執(zhí)行3D打印、銑磨毛邊、2軸NC、打磨拋光、組裝/分揀等功能的設(shè)備或機(jī)構(gòu)，故可實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的使用，節(jié)省成本，本技術(shù)在世界上屬于坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手行業(yè)首創(chuàng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及注塑機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]注塑產(chǎn)品的毛邊、亮痕等缺陷一直困擾著整個(gè)注塑行業(yè)。市場(chǎng)上的坐標(biāo)式機(jī)械手僅能簡(jiǎn)單取出很難進(jìn)行后續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，很多知名企業(yè)被迫購(gòu)買(mǎi)CNC、多關(guān)節(jié)機(jī)器人來(lái)修毛邊、打磨拋光實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但成本昂貴且占地面積很大，增加了產(chǎn)線的復(fù)雜程度，也給維修帶來(lái)了困難！
[0003]對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，購(gòu)買(mǎi)CNC、多關(guān)節(jié)機(jī)器人價(jià)格高昂，是不可承受的。為了節(jié)省成本，只能利用坐標(biāo)式機(jī)械手將注塑產(chǎn)品從注塑機(jī)中取出，然后人工檢測(cè)產(chǎn)品品質(zhì)，看表面是否有毛刺、毛邊等缺陷，將需要打磨拋光的產(chǎn)品和合格品分類(lèi)放置，再利用拋光工具和裝夾設(shè)備對(duì)不良品進(jìn)行打磨拋光處理，這種方式成本低，但生產(chǎn)效率低下，嚴(yán)重阻礙了企業(yè)的發(fā)展。
[0004]多關(guān)節(jié)機(jī)器人，有時(shí)也稱(chēng)機(jī)械手，因設(shè)備本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精密度高，而且設(shè)有視覺(jué)系統(tǒng)，因而具有定位精密度高、協(xié)調(diào)性好的特點(diǎn)，其重復(fù)精度可達(dá)0.01-0.05_。而坐標(biāo)式機(jī)械手沒(méi)有視覺(jué)定位系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)高精密度的運(yùn)作，只能進(jìn)行直線、斜線運(yùn)動(dòng)，其重復(fù)精度僅能夠達(dá)到0.1-0.2_，多關(guān)節(jié)機(jī)器人的重復(fù)精度是坐標(biāo)式機(jī)械手的2-10倍，這就導(dǎo)致了多關(guān)節(jié)機(jī)器人的價(jià)格高昂。
[0005]因此，我們需要為注塑行業(yè)設(shè)計(jì)一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的伺服坐標(biāo)式機(jī)械手進(jìn)行改進(jìn)，增加視覺(jué)引導(dǎo)定位功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)功能可與多關(guān)節(jié)機(jī)器人媲美，而價(jià)格卻平民化的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，我們提出了一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，通過(guò)在現(xiàn)有的機(jī)械手上增設(shè)視覺(jué)影像系統(tǒng)，使該系統(tǒng)與機(jī)械手的控制系統(tǒng)CPU通信連接，使機(jī)械手能夠自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，判斷產(chǎn)品的位置信息，自動(dòng)進(jìn)行后續(xù)操作，達(dá)到了提高機(jī)械手自動(dòng)化程度、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、降低占用空間的目的。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，包括可移動(dòng)支撐平臺(tái)、設(shè)置于所述可移動(dòng)支撐平臺(tái)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用于操控所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制系統(tǒng)，還包括與所述控制系統(tǒng)電信號(hào)連接的視覺(jué)影像系統(tǒng)，所述視覺(jué)影像系統(tǒng)包括相機(jī)、光源和視覺(jué)控制器，所述相機(jī)、所述光源設(shè)置于所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)面或單獨(dú)固定，所述視覺(jué)控制器與所述相機(jī)、所述光源電信號(hào)連接。
[0009]優(yōu)選的，所述相機(jī)為高清鏡頭相機(jī)、CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)包括:
[0011]a.機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU，用于將收到的信息轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言，并對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，將處理結(jié)果信號(hào)傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
[0012]b.HMI人機(jī)交互界面，用于操控機(jī)械手，控制機(jī)械手的運(yùn)行與停止、系統(tǒng)參數(shù)的讀寫(xiě)以及1的監(jiān)控；
[0013]c.抗干擾DC電源，用于為HMI人機(jī)交互界面提供單獨(dú)穩(wěn)定的DC電源，控制信號(hào)輸入裝置；
[0014]d.輸入輸出模塊，用于采集機(jī)械手本體或者外部的信號(hào)后轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)后被機(jī)械手控制系統(tǒng)(PU讀取識(shí)別；
[0015]e.視覺(jué)影像系統(tǒng)接口，用于接入視覺(jué)影像系統(tǒng)；
[0016]f.網(wǎng)絡(luò)型伺服驅(qū)動(dòng)器接口，用于連接總線型伺服驅(qū)動(dòng)器；
[0017]g.伺服電機(jī)，用于執(zhí)行機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU的指令。
[0018]優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)還包括:
[0019]h.備用總線型伺服驅(qū)動(dòng)器接口，作為備用接口，用于連接總線型伺服驅(qū)動(dòng)器，來(lái)進(jìn)行多軸運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)也可做多軸聯(lián)動(dòng)，直線以及圓弧插補(bǔ)。
[0020]優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)還包括:
[0021]1.通訊接口，用于備用功能的二次開(kāi)發(fā)及一些外圍設(shè)備的接入。
[0022]—種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其控制系統(tǒng)的操作方法如下:
[0023]產(chǎn)品注塑完成后，注塑機(jī)開(kāi)模，機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)抓取注塑產(chǎn)品;機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿著預(yù)設(shè)的路徑移動(dòng)到特定位置，即產(chǎn)品被輸送至相機(jī)視野區(qū)域時(shí)，相機(jī)對(duì)各種形態(tài)的產(chǎn)品進(jìn)行拍照，通過(guò)mark點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精確定位，并將產(chǎn)品的位置信息輸出；照片信息和產(chǎn)品的位置信息同時(shí)被傳輸至機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU;該系統(tǒng)將該照片與儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較，產(chǎn)品若為沒(méi)有利用價(jià)值的不合格品，則被直接被放到不合格品處;若為有瑕疵的合格產(chǎn)品，則判斷出現(xiàn)瑕疵的位置獲得產(chǎn)品的坐標(biāo)信息，引導(dǎo)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照指令對(duì)有瑕疵的地方進(jìn)行修正;在修正期間，不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拍照，獲得產(chǎn)品的照片信息和產(chǎn)品的偏移量、偏移角度等信息，并把照片逐一和標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較，直至照片和圖片一樣，則修正結(jié)束。
[0024]進(jìn)一步的，所述可移動(dòng)支撐平臺(tái)為二軸、三軸、五軸、六軸、七軸、八軸、九軸全伺服機(jī)構(gòu)。
[0025]進(jìn)一步的，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的末端執(zhí)行裝置為可以執(zhí)行3D打印、銑磨毛邊、2軸NC、打磨拋光、點(diǎn)膠、移印、雕刻、激光切割、噴涂、貼膜、銑削、焊接、燙印、組裝或分揀功能的設(shè)備或機(jī)構(gòu)。
[0026]通過(guò)以上技術(shù)方案，本發(fā)明可獲得如下有益效果:
[0027]通過(guò)在現(xiàn)有的普通坐標(biāo)桁架式機(jī)械手上增設(shè)視覺(jué)影像系統(tǒng)，使其與機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU通信連接，當(dāng)產(chǎn)品被輸送至相機(jī)視野區(qū)域時(shí)，相機(jī)對(duì)各種形態(tài)的產(chǎn)品進(jìn)行拍照，通過(guò)mark點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精確定位，并將產(chǎn)品的位置信息輸出。視覺(jué)影像系統(tǒng)的設(shè)置一方面使機(jī)械手能夠自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，對(duì)不良品自動(dòng)進(jìn)行打磨拋光等后續(xù)處理；同時(shí)可使重復(fù)精度從原來(lái)的0.1mm提高到0.05mm，而且在1KG以下的輕負(fù)載下，精度可達(dá)0.01mm，本發(fā)明的機(jī)械手精度達(dá)到甚至超過(guò)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的精度，該技術(shù)在機(jī)械手領(lǐng)域?qū)儆谑澜缡讋?chuàng)。
[0028]因此，本發(fā)明自動(dòng)化程度高，可以代替多關(guān)節(jié)機(jī)器人，能夠自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，對(duì)不良品自動(dòng)進(jìn)行打磨拋光處理，采購(gòu)成本可降低60%、占用空間可降低60%、精度提高2-10倍。
[0029]同時(shí)，本發(fā)明的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的末端執(zhí)行裝置為可以執(zhí)行3D打印、銑磨毛邊、2軸NC、打磨拋光、點(diǎn)膠、移印、雕刻、激光切割、噴涂、貼膜、銑削、焊接、燙印、組裝或分揀功能的設(shè)備或機(jī)構(gòu)，即末端執(zhí)行裝置可以根據(jù)不同的使用需要而隨時(shí)進(jìn)行更換，作為工業(yè)母機(jī)，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的使用，節(jié)省成本。本技術(shù)在世界上屬于坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手行業(yè)首創(chuàng)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手控制流程圖；
[0033]圖3為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手在使用狀態(tài)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手在使用狀態(tài)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的立體透視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖中數(shù)字所表示的相應(yīng)部件名稱(chēng):
[0039]1.姿勢(shì)部組件 2.取料裝置3.氣動(dòng)快換夾具
[0040]4.動(dòng)力裝置5.視覺(jué)影像系統(tǒng) 11.姿勢(shì)部[0041 ] 12.姿勢(shì)部安裝底座21.吸盤(pán)22.吸盤(pán)座
[0042]23.取料夾具24.取料夾具安裝板 110.L型固定板
[0043]41.電機(jī)42.電機(jī)安裝座51.相機(jī)
[0044]421.第一固定板 422.第二固定板 423.支撐立柱
[0045]424.護(hù)罩鈑金 425.容納腔411.電機(jī)軸
[0046]4221.第一側(cè)孔 4222.第二側(cè)孔426.電機(jī)支撐板
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0048]下面結(jié)合實(shí)施例和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0049]實(shí)施例.
[0050]如圖1所示，一種具有視覺(jué)影像系統(tǒng)的三軸伺服機(jī)械手，包括可移動(dòng)支撐平臺(tái)、設(shè)置于可移動(dòng)支撐平臺(tái)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用于操控執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:
[0051]a.機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU，其相當(dāng)于機(jī)械手的大腦，是機(jī)械手的最核心部分，采用LINUX內(nèi)核為底層的控制系統(tǒng)，具有穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);該部分用于將收到的外部信息轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言，并對(duì)接收到的信息如圖片信息進(jìn)行處理，將處理結(jié)果信號(hào)傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
[0052]b.HMI人機(jī)交互界面，用于操控機(jī)械手，控制機(jī)械手的運(yùn)行與停止、系統(tǒng)參數(shù)的讀寫(xiě)以及1的監(jiān)控；
[0053]c.抗干擾DC電源，用于為HMI人機(jī)交互界面提供單獨(dú)穩(wěn)定的DC電源，控制信號(hào)輸入裝置；
[0054]d.輸入輸出模塊，用于采集機(jī)械手本體或者外部的信號(hào)后轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)后被機(jī)械手控制系統(tǒng)(PU讀取識(shí)別；
[0055]e.視覺(jué)影像系統(tǒng)接口，用于接入視覺(jué)影像系統(tǒng);通過(guò)接入視覺(jué)影像系統(tǒng)，機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU可以判斷要抓取的產(chǎn)品是否良好，從而選擇要進(jìn)行的動(dòng)作;使機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以配合視覺(jué)影像系統(tǒng)進(jìn)行位置校正，從而實(shí)現(xiàn)不管工件擺放的怎么樣，都可以按照工件路徑進(jìn)行修正，如打磨或者拋光等工作；
[0056]f.網(wǎng)絡(luò)型伺服驅(qū)動(dòng)器接口，用于連接總線型伺服驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)、省線化；
[0057]g、伺服電機(jī)，用于執(zhí)行機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU的指令，采用高慣量型伺服電機(jī)，速度更快，運(yùn)行更穩(wěn)定；
[0058]h.備用總線型伺服驅(qū)動(dòng)器接口，作為備用接口，用于連接總線型伺服驅(qū)動(dòng)器，支持增量型與絕對(duì)值型伺服，來(lái)進(jìn)行多軸運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)也可做多軸聯(lián)動(dòng)，直線以及圓弧插補(bǔ)；
[0059]1.通訊接口，用于備用功能的二次開(kāi)發(fā)及一些外圍設(shè)備的接入。
[0060]如圖2所示，上述機(jī)械手控制系統(tǒng)的操作流程如下:
[0061](I)產(chǎn)品注塑完成后，注塑機(jī)開(kāi)模，機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)抓取注塑產(chǎn)品；
[0062](2)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿著預(yù)設(shè)的路徑移動(dòng)到特定位置，即產(chǎn)品被輸送至相機(jī)視野區(qū)域時(shí)，相機(jī)對(duì)各種形態(tài)的產(chǎn)品進(jìn)行拍照，通過(guò)mark點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精確定位，并將產(chǎn)品的位置信息輸出;產(chǎn)品的照片和坐標(biāo)(位置)信息傳輸至機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU;
[0063](3)機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU將收到的產(chǎn)品照片與已存品質(zhì)良好產(chǎn)品照片進(jìn)行對(duì)比，來(lái)檢測(cè)判定廣品有無(wú)缺料、異色等品質(zhì)不良；
[0064](4)若為不良品，則發(fā)信號(hào)引導(dǎo)機(jī)械手直接放入不良品箱；若為有瑕疵的合格產(chǎn)品，則根據(jù)坐標(biāo)信息判斷出現(xiàn)瑕疵的位置獲得產(chǎn)品的坐標(biāo)信息，引導(dǎo)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照指令對(duì)有瑕疵的地方進(jìn)行打磨修正;在打磨修正期間，不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拍照，獲得產(chǎn)品的圖像信息和產(chǎn)品的偏移量、偏移角度等信息，并把照片和標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較，然后不停的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修飾(如打磨或拋光)，拍照，直至照片和圖片一樣，則修飾(如打磨或拋光)結(jié)束。
[0065]如圖3-圖7所示，上述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:
[0066]a.姿勢(shì)部組件I，姿勢(shì)部組件包括姿勢(shì)部11和姿勢(shì)部安裝底座12，姿勢(shì)部安裝底座12固定在姿勢(shì)部的頂端，姿勢(shì)部11的下端連有L型固定板110;
[0067]b.取料裝置2，取料裝置包括吸盤(pán)21、吸盤(pán)座22、取料夾具23和取料夾具安裝板24，取料夾具安裝板24的下部通過(guò)四個(gè)緊固螺釘固定于L型固定板110的側(cè)板上，取料夾具23通過(guò)螺栓固定于取料夾具安裝板24的上部，吸盤(pán)座22套設(shè)于取料夾具23上，吸盤(pán)21設(shè)于吸盤(pán)座22上；吸盤(pán)21、吸盤(pán)座22、取料夾具23的數(shù)量均為四個(gè)，呈矩陣排列于取料夾具安裝板24上部;取料夾具23和吸盤(pán)座22之間設(shè)有壓縮彈簧；
[0068]c.氣動(dòng)快換夾具3，氣動(dòng)快換夾具3設(shè)置于姿勢(shì)部11的L型固定板110底板上；
[0069]d.動(dòng)力裝置4，動(dòng)力裝置包括電機(jī)41和電機(jī)安裝座42，電機(jī)安裝座42與氣動(dòng)快換夾具3固定在一起，電機(jī)41設(shè)置于電機(jī)安裝座42上；
[0070]e.末端執(zhí)行裝置(圖中未示出)，所述末端執(zhí)行裝置與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相連，從電機(jī)獲得動(dòng)能。
[0071]前述視覺(jué)影像系統(tǒng)5包括相機(jī)51、光源和視覺(jué)控制器，本例中相機(jī)51設(shè)置于電機(jī)安裝座42側(cè)面(或另行單獨(dú)固定)，光源與相機(jī)51相匹配，視覺(jué)控制器與相機(jī)51、光源電信號(hào)連接。同時(shí)視覺(jué)控制器與機(jī)械手控制系統(tǒng)(PU通過(guò)端口通信連接。
[0072]此處，對(duì)于視覺(jué)影像系統(tǒng)5的物理位置不需設(shè)定固定的位置，也就是說(shuō)相機(jī)51、光源和視覺(jué)控制器的位置不僅僅可以安裝在機(jī)械手上，還可根據(jù)實(shí)際使用的情況如根據(jù)產(chǎn)品的位置而定，進(jìn)行調(diào)整他們的位置，如可以安裝在注塑機(jī)上、流水線上等，只要使視覺(jué)影像系統(tǒng)與機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU通信連接，能夠進(jìn)行自動(dòng)化控制就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能，對(duì)于其物理位置不做固定設(shè)置。
[0073]如圖5、圖6和圖7所示，電機(jī)安裝座42包括第一固定板421、第二固定板422、四個(gè)支撐立柱423和護(hù)罩鈑金424，第二固定板422設(shè)置于第一固定板421的正下方，通過(guò)四個(gè)支撐立柱423固定連接，護(hù)罩鈑金424圍設(shè)于第一固定板421和第二固定板422外沿，形成可容納電機(jī)主體的容納腔425。第一固定板421的側(cè)壁設(shè)有第一側(cè)孔4211，第二固定板422的側(cè)壁設(shè)有第二側(cè)孔4221，護(hù)罩鈑金424通過(guò)螺釘固定在第一側(cè)孔4211和第二側(cè)孔4221上。
[0074]第二固定板422的中心設(shè)有可供電機(jī)軸穿過(guò)的第一通孔(圖中未示出)。第二固定板422上還設(shè)有電機(jī)支撐板426，電機(jī)41放置于電機(jī)支撐板426上。第二固定板422中心設(shè)有第二通孔，第二通孔小于第一通孔。
[0075]電機(jī)的主體位于容納腔內(nèi)，電機(jī)軸411一端與電機(jī)主體連接，另一端為自由端，其先穿過(guò)第二通孔，再穿過(guò)第一通孔，裸露在外，自由端用于連接末端執(zhí)行裝置，如旋轉(zhuǎn)銑刀、旋轉(zhuǎn)打磨機(jī)、拋光機(jī)、3D打印頭、點(diǎn)膠頭、移印機(jī)、燙金機(jī)、激光雕刻機(jī)、切割機(jī)、具有吸取功能或抱夾功能的治具。
[0076]相機(jī)51為CCD高清定焦鏡頭，固定于第一固定板421側(cè)面。相機(jī)51也可以為高清鏡頭相機(jī)、CCD相機(jī)、CMOS變焦鏡頭、CMOS定焦鏡頭或CCD高清自動(dòng)變焦鏡頭，只要能夠?qū)崿F(xiàn)高清晰拍攝目的即可。
[0077]本實(shí)施例中機(jī)械手的可移動(dòng)支撐平臺(tái)為三軸伺服結(jié)構(gòu)，但不局限于此，還可以為五軸、六軸、七軸或八軸全伺服機(jī)構(gòu)。
[0078]前述的末端執(zhí)行裝置為可以執(zhí)行3D打印、銑磨毛邊、2軸NC、打磨拋光、點(diǎn)膠、移印、雕刻、激光切割、噴涂、貼膜、銑削、焊接、燙印、組裝、分揀等功能的設(shè)備或機(jī)構(gòu)。
[0079]本發(fā)明的硬件部分優(yōu)勢(shì)在于:
[0080]a、目前市場(chǎng)上很多滑塊式機(jī)械手控制系統(tǒng)不具備搭載視覺(jué)影像系統(tǒng)的接口，我們的機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU可以通過(guò)Ethernet端口與視覺(jué)影像系統(tǒng)通信連接。視覺(jué)影像系統(tǒng)給出工件的偏移量與偏轉(zhuǎn)角度引導(dǎo)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位，配合視覺(jué)影像系統(tǒng)還可以檢測(cè)出工件的斑點(diǎn)、缺料、毛刺、正反方向等，機(jī)械手根據(jù)視覺(jué)影像系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù)可識(shí)別不合格的產(chǎn)品并將不合格品放置到不合格品處。
[0081]b、目前市場(chǎng)上很多滑塊式機(jī)械手控制系統(tǒng)不具備多軸聯(lián)動(dòng)多軸插補(bǔ)的功能，我們的控制系統(tǒng)可以很方便的實(shí)現(xiàn)。
[0082]本發(fā)明的軟件部分優(yōu)勢(shì)在于:
[0083 ] a、通過(guò)CAM軟件(計(jì)算機(jī)輔助制造軟件)導(dǎo)出工件的CNC加工路徑，我們的機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU可通過(guò)簡(jiǎn)單處理直接讀取CNC加工程式，方便易行。而且可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，多軸插補(bǔ)。
[0084]b、視覺(jué)影像系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)接口與控制系統(tǒng)CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度更快，傳輸數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。
[0085]這款機(jī)械手自帶視覺(jué)影像系統(tǒng)，具備視覺(jué)引導(dǎo)定位功能，通過(guò)拍照現(xiàn)有產(chǎn)品和已存品質(zhì)良好產(chǎn)品照片的對(duì)比，來(lái)檢測(cè)判定產(chǎn)品有無(wú)缺料、異色等品質(zhì)不良，不良品發(fā)信號(hào)引導(dǎo)機(jī)械手直接放入不良品箱。取出產(chǎn)品放入治具后檢測(cè)到如有毛邊，則引導(dǎo)機(jī)械手用銑刀或磨頭自動(dòng)修毛邊至良品；也可以完成要求高達(dá)0.01毫米定位精度的移印、絲印、燙金、點(diǎn)膠、貼膜等后續(xù)自動(dòng)化加工?？焖僮詣?dòng)更換另一套治具，取出產(chǎn)品放入定位治具后，機(jī)械手控制打磨機(jī)沿著產(chǎn)品曲面等進(jìn)行打磨拋光。
[0086]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，包括可移動(dòng)支撐平臺(tái)、設(shè)置于所述可移動(dòng)支撐平臺(tái)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用于操控所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述控制系統(tǒng)電信號(hào)連接的視覺(jué)影像系統(tǒng)，所述視覺(jué)影像系統(tǒng)包括相機(jī)、光源和視覺(jué)控制器，所述相機(jī)、所述光源設(shè)置于所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)面或單獨(dú)固定，所述視覺(jué)控制器與所述相機(jī)、所述光源電信號(hào)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述相機(jī)為高清鏡頭相機(jī)、CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括: a.機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU，用于將收到的信息轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言，并對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理，將處理結(jié)果信號(hào)傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)； b.HMI人機(jī)交互界面，用于操控機(jī)械手，控制機(jī)械手的運(yùn)行與停止、系統(tǒng)參數(shù)的讀寫(xiě)以及1的監(jiān)控； c.抗干擾DC電源，用于為HMI人機(jī)交互界面提供單獨(dú)穩(wěn)定的DC電源，控制信號(hào)輸入裝置； d.輸入輸出模塊，用于采集機(jī)械手本體或者外部的信號(hào)后轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)后被機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU讀取識(shí)別； e.視覺(jué)影像系統(tǒng)接口，用于接入視覺(jué)影像系統(tǒng)； f.網(wǎng)絡(luò)型伺服驅(qū)動(dòng)器接口，用于連接總線型伺服驅(qū)動(dòng)器； g.伺服電機(jī)，用于執(zhí)行機(jī)械手控制系統(tǒng)CHJ的指令。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括: h.備用總線型伺服驅(qū)動(dòng)器接口，作為備用接口，用于連接總線型伺服驅(qū)動(dòng)器，來(lái)進(jìn)行多軸運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)也可做多軸聯(lián)動(dòng)，直線以及圓弧插補(bǔ)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括: 1.通訊接口，用于備用功能的二次開(kāi)發(fā)及一些外圍設(shè)備的接入。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述控制系統(tǒng)的操作方法如下: 產(chǎn)品注塑完成后，注塑機(jī)開(kāi)模，機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)抓取注塑產(chǎn)品;機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿著預(yù)設(shè)的路徑移動(dòng)到特定位置，即產(chǎn)品被輸送至相機(jī)視野區(qū)域時(shí)，相機(jī)對(duì)各種形態(tài)的產(chǎn)品進(jìn)行拍照，通過(guò)mark點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精確定位，并將產(chǎn)品的位置信息輸出；照片信息和產(chǎn)品的位置信息同時(shí)被傳輸至機(jī)械手控制系統(tǒng)CPU;該系統(tǒng)將該照片與儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較，產(chǎn)品若為沒(méi)有利用價(jià)值的不合格品，則被直接被放到不合格品處;若為有瑕疵的合格產(chǎn)品，則判斷出現(xiàn)瑕疵的位置獲得產(chǎn)品的坐標(biāo)信息，引導(dǎo)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照指令對(duì)有瑕疵的地方進(jìn)行修正；在修正期間，不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拍照，獲得產(chǎn)品的照片信息和產(chǎn)品的偏移量、偏移角度等信息，并把照片逐一和標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較，直至照片和圖片一樣，則修正結(jié)束。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述可移動(dòng)支撐平臺(tái)為二軸、三軸、五軸、六軸、七軸、八軸、九軸全伺服機(jī)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有視覺(jué)引導(dǎo)定位功能的坐標(biāo)桁架式注塑機(jī)械手，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的末端執(zhí)行裝置為可以執(zhí)行3D打印、銑磨毛邊、2軸NC、打磨拋光、點(diǎn)膠、移印、雕刻、激光切割、噴涂、貼膜、銑削、焊接、燙印、組裝或分揀功能的設(shè)備或機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B25J9/16GK106079317SQ201610599995
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月27日 公開(kāi)號(hào)201610599995.7, CN 106079317 A, CN 106079317A, CN 201610599995, CN-A-106079317, CN106079317 A, CN106079317A, CN201610599995, CN201610599995.7
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