CN107081775A - 一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备 - Google Patents

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刘哲
郭建新
乌伟
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B25/02—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of industrial processes; of machinery

Abstract

本发明提供了一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，所述实训设备内设有机器人机架和环形线机架，实训设备外壳设有安全门和显示控制面板；机器人机架上安装象棋摆放平台、焊接模拟平台和6轴工业机器人，6轴工业机器人上设有机器人视觉系统；环行线机架上安装环形输送线，环形输送线上设有环线机器视觉系统及若干物料载具；机器人机架和环形线机架下部空间内安装电气控制系统；电气控制系统分别与环线机器视觉系统、6轴工业机器人、机器人视觉系统及显示控制面板电气连接。本发明的实训系统设备可根据视觉系统识别的结果，控制机器人自动适应不同的取放位置，体现了先进的视觉机器人的理念，使机器人“智能化”，实现自适应的抓取工作。

Description

一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备
技术领域
本发明属于一种工业机器人与机器视觉系统设备，具体涉及一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，但并不仅仅是人眼的简单延伸，更重要的是具有人脑的一部分功能。从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。
将机器人与机器视觉技术进行结合，帮助机器人胜任更加智能化的工作任务，已成为智能机器人应用领域的一种趋势。但市场上应用于学校进行机器人及视觉相结合的应用培训设备却很少见到。
发明内容
为了克服现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备。本发明满足学校在机器人与机器视觉相结合应用方面的研究及实训需求，将工业现场应用的工业机器人与自主研发的机器视觉系统进行整合，可以很好的帮助学校培养成熟的机器人与机器视觉应用工程师，毕业后可直接上岗。本发明集工业机器人、PLC可编程控制器、步进电机控制、传感器应用、机器视觉系统应用于一体，是一套功能齐全、内容丰富的机器人与机器视觉应用实训设备。为高校实训、科研提供“一站式”服务。具有集成度高、综合性强、适应面广等特点。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，包括环线机器视觉系统、6轴工业机器人和机器人视觉系统，所述实训设备内设有机器人机架和环形线机架，实训设备外壳设有安全门和显示控制面板；机器人机架上安装象棋摆放平台、焊接模拟平台和6轴工业机器人，6轴工业机器人上设有机器人视觉系统；环行线机架上安装环形输送线，环形输送线上设有环线机器视觉系统及若干物料载具；机器人机架和环形线机架下部空间内安装电气控制系统；电气控制系统分别与环线机器视觉系统、6轴工业机器人、机器人视觉系统及显示控制面板电气连接。
所述6轴工业机器人上安装实训过程使用的机器人末端工具。
所述机器人视觉系统，包括工业相机、镜头、光源、视觉软件组件；机器人视觉系统与6轴工业机器人相集成。
所述6轴工业机器人与工业机器视觉技术相融合，达到视觉引导机器人工作的效果。
所述实训设备整体采用工业级铝型材料框架，上层采用透明可视隔板。
所述6轴工业机器人采用ABB工业机器人。
本发明的有益效果是：
本发明满足学校在机器人与机器视觉相结合应用方面的研究及实训需求，将工业现场应用的工业机器人与自主研发的机器视觉系统进行整合，可以很好的帮助学校培养成熟的机器人与机器视觉应用工程师，毕业后可直接上岗。本发明集工业机器人、PLC可编程控制器、步进电机控制、传感器应用、机器视觉系统应用于一体，是一套功能齐全、内容丰富的机器人与机器视觉应用实训设备。为高校实训、科研提供“一站式”服务。具有集成度高、综合性强、适应面广等特点。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图；
图2为本发明的立体外观示意图。
图中，1为环线机器视觉系统；2为物料载具；3为环形输送线；4为象棋摆放平台；5为安全门；6为焊接模拟平台；7为6轴工业机器人；8为机器人视觉系统；9为显示控制面板；10为机器人机架；11为环形线机架。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。
参照图1、图2，一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，包括环线机器视觉系统、6轴工业机器人和机器人视觉系统，所述实训设备内设有机器人机架和环形线机架，实训设备外壳设有安全门和显示控制面板；机器人机架上安装象棋摆放平台、焊接模拟平台和6轴工业机器人，6轴工业机器人上设有机器人视觉系统；环行线机架上安装环形输送线，环形输送线上设有环线机器视觉系统及若干物料载具；机器人机架和环形线机架下部空间内安装电气控制系统；电气控制系统分别与环线机器视觉系统、6轴工业机器人、机器人视觉系统及显示控制面板电气连接。该套机器人与机器视觉系统实训平台由机械硬件和控制软件及程序组成。
所述6轴工业机器人上安装实训过程使用的机器人末端工具。
所述机器人视觉系统，包括工业相机、镜头、光源、视觉软件组件；机器人视觉系统与6轴工业机器人相集成。
所述6轴工业机器人与工业机器视觉技术相融合，达到视觉引导机器人工作的效果。
所述实训设备整体采用工业级铝型材料框架，上层采用透明可视隔板。
所述6轴工业机器人采用ABB工业机器人。
控制软件及程序：
1）机器视觉系统软件，及使用软件编写的应用程序，可以对图象处理，并输出处理结果；
2）机器人编程软件，进行机器人程序的编写、下载，仿真，机器人按运行程序；
3）PLC编程软件，对PLC进行程序编写和上传下载。
本发明的工作原理为：
1）整体采用工业级铝型材框架结构，便于模组及功能模块的快速更换；环形输送线与机器人模块分离式设计，便于运输；上层采用透明可视隔板，容易观察设备运行状态。
2）电脑显示器及键盘嵌入式结构，节省空间；操作面板人性化设计，便于操作。
3）采用国际一线品牌ABB工业机器人，重复定位精度可达±0.02mm。
4）将机器视觉系统的相机、光源、镜头与机器人末端工具集成，增加视觉系统的灵活性。
5）输送线环形设计，方便上料载具循环使用。输送速度可调，并安装有传感器，可准确定位载具位置。
6）环形线上设计一套品质检测视觉系统，实现智能品质检测和二维识别码读取。
7）设计有象棋摆放和焊接轨迹实验，一机多种实训。还可扩展更多应用内容。
8）设备安全性设计，安全门开关，电气保护，确保使用安全。
该套机器人与机器视觉实训系统是将机器视觉、工业机器人、机械、气动、电气控制、电机传动、传感检测、PLC以及工业网络通讯技术有机地进行整合，具有独立模块化的结构设计，方便进行各模块单独应用，也便于组合进行具有一定复杂度的综合应用。

Claims (6)

1.一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，包括环线机器视觉系统（1）、6轴工业机器人（7）和机器人视觉系统（8），其特征在于，所述实训设备内设有机器人机架（10）和环形线机架（11），实训设备外壳设有安全门（5）和显示控制面板（9）；机器人机架（10）上安装象棋摆放平台（4）、焊接模拟平台（6）和6轴工业机器人（7），6轴工业机器人（7）上设有机器人视觉系统（8）；环行线机架（11）上安装环形输送线（3），环形输送线上设有环线机器视觉系统（1）及若干物料载具（2）；机器人机架（10）和环形线机架（11）下部空间内安装电气控制系统；电气控制系统分别与环线机器视觉系统（1）、6轴工业机器人（7）、机器人视觉系统（8）,显示控制面板（9）电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，其特征在于，所述6轴工业机器人（7）上安装实训过程使用的机器人末端工具。
3.根据权利要求1所述的一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，其特征在于，所述机器人视觉系统（8），包括工业相机、镜头、光源、视觉软件组件；机器人视觉系统（8）与6轴工业机器人（7）相集成。
4.根据权利要求1所述的一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，其特征在于，所述6轴工业机器人（7）与工业机器视觉技术相融合，达到视觉引导机器人工作的效果。
5.根据权利要求1所述的一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，其特征在于，所述实训设备整体采用工业级铝型材料框架，上层采用透明可视隔板。
6.根据权利要求1所述的一种机器人与机器视觉系统集成的实训设备，其特征在于，所述6轴工业机器人（7）采用ABB工业机器人。
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