CN106392605A - 一种电能表铅封螺钉自动对正系统 - Google Patents

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张进
何国军
侯兴哲
周全
吴华
欧习洋
吉畅
王奕
曾啸龙
胡天链
田超
梁艳阳
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Sichuan Fude Robot Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
Sichuan Fude Robot Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines

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Abstract

本发明公开了一种电能表铅封螺钉自动对正系统，包括三坐标运动组件、图像识别组件、拧螺钉机和控制器；三坐标运动组件包括电机以及分别与电机连接的X轴、Y轴和Z轴机械手；图像识别组件获取待检测体的位置坐标信号；位置坐标信号输入到控制器中；控制器根据位置坐标信号生成用于控制电机的控制信号；拧螺钉机与控制器连接用于驱动螺钉的旋转以及适于将螺钉拧紧及对正。本发明提供的电能表铅封螺钉自动对正系统采用位置模型和图像识别获取螺钉孔位置信号，通过运动的机械组件在空间三维中运动来实现对正操作，应用力位混合自动控制技术，极大提升了控制精度。利用三棱镜的光学特性，通过摄像机采集二维定位信号，简化了机构、降低了设备的成本。

Description

一种电能表铅封螺钉自动对正系统
技术领域
本发明涉及电能表封印领域，特别是一种电能表铅封螺钉自动对正系统。
背景技术
现有电能表加封所采用的防盗封丝是多股较粗的铜丝或者铁丝，采用人工方式穿过防盗螺钉孔；极大降低了电能表封印效率，因此如果需要自动封印，则在生产过程中往往需要采用自动化识别螺钉孔，并将封丝穿过螺钉孔，
因此，需要一种在铅封过程的能自动实现螺钉孔对正定位的系统。
发明内容
本发明的目的是提出一种在铅封过程的能自动实现螺钉孔对正定位的系统；该系统结构简单、自动对正效果高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的一种电能表铅封螺钉自动对正系统，包括三坐标运动组件、图像识别组件、拧螺钉机和控制器；
所述三坐标运动组件包括电机以及分别与电机连接的X轴机械手、Y轴机械手和Z轴机械手；
所述X轴机械手在电机的驱动下，沿着X轴方向做往复直线运动；所述Y轴机械手在电机的驱动下，沿着Y轴方向做往复直线运动；所述Z轴机械手在电机的驱动下，沿着Z轴方向做往复直线运动；
所述图像识别组件获取待检测体的位置坐标信号；所述位置坐标信号输入到控制器中；所述控制器根据位置坐标信号生成用于控制电机的控制信号；所述控制器与电机连接；所述电机在控制器的控制信号的驱动下驱动X轴机械手、Y轴机械手和Z轴机械手在空间中的运动；所述拧螺钉机与控制器连接用于驱动螺钉的旋转以及适于将螺钉拧紧。
进一步，所述图像识别组件包括三棱镜和摄像机；所述Y轴机械手上的设置有支撑臂；所述支撑臂一端设置摄像机；另一端设置三棱镜；所述三棱镜用于将待检测体的图像旋转90度并传递给摄像机。
进一步，所述拧螺钉机包括电动螺丝刀和电批头；所述电动螺丝刀设置于支撑臂；所述电动螺丝刀与电批头连接；所述电批头与螺钉连接。
进一步，所述控制器包括偏移量计算模块，所述偏移量计算模块接收所述摄像机获取的图像并进行图像处理，确定待检测体距离目标体的偏移量，然后生成机械手移动信号。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明提供的电能表铅封螺钉自动对正系统采用位置模型和图像识别获取螺钉孔位置信号，通过运动的机械组件在空间三维中运动来实现对正操作，应用力位混合自动控制技术，极大提升了控制精度。利用三棱镜的光学特性，通过摄像机采集二维定位信号，简化了机构、降低了设备的成本；其中，机械组件采用三个标准的机械手机构，结构简单、轻便，利于组线安装和设备的后期维护保养。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下。
图1为螺钉自动对正系统等轴测图。
图2为螺钉自动对正系统图像识别组件工作等轴测图。
图3为图像识别组件三棱镜示意图。
图中：1-X轴机械手；2-Z轴机械手；3-Y轴机械手；4-工业相机；5-三棱镜；6-电批头；7-电动螺丝刀、8-待检测体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图所示，本实施例提供的电能表铅封螺钉自动对正系统，包括三坐标运动组件、图像识别组件、拧螺钉机和控制器；
所述三坐标运动组件包括电机以及分别与电机连接的X轴机械手1、Y轴机械手3和Z轴机械手2；
所述X轴机械手在电机的驱动下，沿着X轴方向做往复直线运动；所述Y轴机械手在电机的驱动下，沿着Y轴方向做往复直线运动；所述Z轴机械手在电机的驱动下，沿着Z轴方向做往复直线运动；
所述图像识别组件获取待检测体的位置坐标信号；所述位置坐标信号输入到控制器中；所述控制器根据位置坐标信号生成用于控制电机的控制信号；所述控制器与电机连接；所述电机在控制器的控制信号的驱动下驱动X轴机械手1、Y轴机械手3和Z轴机械手2在空间中的运动；
所述拧螺钉机与控制器连接用于驱动螺钉的旋转以及适于将螺钉拧紧。
所述图像识别组件包括三棱镜5和摄像机4；所述Y轴机械手上的设置有支撑臂；所述支撑臂一端设置摄像机；另一端设置三棱镜；所述三棱镜用于将待检测体的图像旋转90度并传递给摄像机。
所述拧螺钉机包括电动螺丝刀7和电批头6；所述电动螺丝刀设置于支撑臂；所述电动螺丝刀与电批头连接；所述电批头与螺钉连接。
所述控制器包括偏移量计算模块，所述偏移量计算模块接收所述摄像机4获取的图像并进行图像处理，确定待检测体距离目标体的偏移量，然后生成机械手移动信号。
实施例2
本实施例提供的电能表铅封螺钉自动对正系统，通过摄像机对待检测体8进行图像识别和计算机控制，使设备自动对正二维空间中的某一点；该设备结构简单，
包括三坐标运动组件、图像识别组件、拧螺钉机；
三坐标运动组件包括三个机械手，分别为X轴机械手1、Y轴机械手3、Z轴机械手2。X轴机械手在电机的驱动下，沿着X轴方向做往复直线运动；Y轴机械手在电机的驱动下，沿着Y轴方向做往复直线运动；Z轴机械手在电机的驱动下，沿着Z轴方向做往复直线运动。
图像识别组件包括一个螺丝批头末端的三棱镜5、一个固定在Z轴上的摄像机4；三棱镜将待检测体的反射光折弯90°传递给摄像机；由于表计空间较小，需要视觉识别的螺钉孔位于表计输送方向上，采用三棱镜将对孔图像偏转90°有效的解决了相机空间布局问题。
拧螺钉机包括电动螺丝刀7和电批头6；电动螺丝刀提供转动的扭矩，电批头则连接螺钉，带动螺钉转动，从而将螺钉拧紧。
工作时，摄像机4接收的图像会传递给计算机进行图像处理，确定待检测体距离目标体的偏移量，然后给机械手指令，让机械手移动相应的偏移量，最终达到对正的目的。例如X轴方向偏移了△X，计算机将命令相应的机械手移动△X的距离；Y轴方向偏移了△Y，计算机将命令相应的机械手移动△Y的距离。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电能表铅封螺钉自动对正系统，其特征在于：包括三坐标运动组件、图像识别组件、拧螺钉机和控制器；
所述三坐标运动组件包括电机以及分别与电机连接的X轴机械手、Y轴机械手和Z轴机械手；所述X轴机械手在电机的驱动下，沿着X轴方向做往复直线运动；所述Y轴机械手在电机的驱动下，沿着Y轴方向做往复直线运动；所述Z轴机械手在电机的驱动下，沿着Z轴方向做往复直线运动；
所述图像识别组件获取待检测体的位置坐标信号；所述位置坐标信号输入到控制器中；所述控制器根据位置坐标信号生成用于控制电机的控制信号；所述控制器与电机连接；所述电机在控制器的控制信号的驱动下驱动X轴机械手、Y轴机械手和Z轴机械手在空间中的运动；所述拧螺钉机与控制器连接用于驱动螺钉的旋转以及适于将螺钉拧紧。
2.如权利要求1所述的电能表铅封螺钉自动对正系统，其特征在于：所述图像识别组件包括三棱镜和摄像机；所述Y轴机械手上的设置有支撑臂；所述支撑臂一端设置摄像机；另一端设置三棱镜；所述三棱镜用于将待检测体的图像旋转90度并传递给摄像机。
3.如权利要求1所述的电能表铅封螺钉自动对正系统，其特征在于：所述拧螺钉机包括电动螺丝刀和电批头；所述电动螺丝刀设置于支撑臂；所述电动螺丝刀与电批头连接；所述电批头与螺钉连接。
4.如权利要求1所述的电能表铅封螺钉自动对正系统，其特征在于：所述控制器包括偏移量计算模块，所述偏移量计算模块接收所述摄像机获取的图像并进行图像处理，确定待检测体距离目标体的偏移量，然后生成机械手移动信号。
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