CN107414450B - 基于视觉引导多关节机器人装配机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉引导多关节机器人装配机，该装配机有导正部，将底盒导正，底盒导正后进入机架上的框体；底盒被阻挡条挡住，分料气缸将底盒推至指定位置，然后底盒被定位气缸夹住；上壳被供料机上的取料气缸取到上壳二次定位装置，该二次定位装置将上壳定好方向，上壳方向被检测为正确后，多轴机器人夹出上壳，然后通过旋转轴使上壳方向不变的夹于被定位的底盒上；再次进行检测，如果检测到上壳和底盒装配不到位，第二CCD相机检测装置判定为不合格品，会发送信号给踢NG品错位气缸，所述信号给踢NG品错位气缸将不合格品向前推出，使不合格品与合格品错位，合格品被皮带线导入成品箱进行包装。本发明降低人工成本，提升生产效率和产品质量。

Description

基于视觉引导多关节机器人装配机

技术领域

本发明涉及设备，具体的说是涉及一种基于视觉引导多关节机器人装配机。

背景技术

传统的装配方式是通过人工在流水线上用工具进行装配，装配后检测，检测后手动挑出不合格品，然后合格品装箱，这种传统的作业人工成本大，而且效率低，不能满足日益社会发展的需求。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种基于视觉引导多关节机器人装配机。

为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：基于视觉引导多关节机器人装配机，该机器人装配机包括机架及设于机架上的皮带线，所述皮带线通过电机驱动，所述机架的线体一侧设置有侧机架，在该侧机架上设置有供料机和检测机构；

所述机架的底盒进料侧固定有导向部，所述导向部设置有若干导向夹头，所述导向夹头上设置有调节杆，调节杆前端伸至皮带线中部区域设置有导向条，所述导向条之间设置有过底盒的间隙，该间隙从导向条进入端为V型敞口，其后端的导向条平行，在平行处的导向条之间的间隙使底盒导正；

所述导向部的下道工序处设置有支架，支架的一端进料处设置有分料部，所述分料部包括分料气缸，所述分料气缸置于所述导向条的出口端，其下侧旁边设置有阻挡条，底盒被阻挡条挡住，所述分料气缸通过伸缩杆将底盒前推至加工位；

所述供料机设于所述侧机架的侧部，其至少包括一组工位，所述供料机包括自动式上升料盒、取料气缸，所述自动式上升料盒内设置有弹簧式自动顶升装置，在供料机出料端上方设置的是取料气缸，所述取料气缸包括X轴取料气缸、Y轴取料气缸，在取料气缸的一侧设置有上壳二次定位装置，该上壳二次定位装置设于所述侧机架上端的角部，并在该上壳二次定位装置的前侧板面上，设置有多轴机器人，所述多轴机器人的主驱动部固定于侧机架上端面板体上，其驱动方式为旋转驱动，主驱动部连接有中轴旋转机构，该中轴旋转机构上设置有电机，电机驱动轴杆旋转，中轴旋转机构的端部连接上壳抓取装置；

所述侧机架的上部框架体上还设置有一横梁，在该横梁上侧安装有第一CCD相机检测装置，所述第一CCD相机检测装置在横梁上位置可调节；

所述阻挡条下道工序处为定位部，该定位部设置有定位气缸，所述定位气缸将底盒和上壳组装好的产品定位，在所述定位气缸的上方设置有第二CCD相机检测装置，所述第二CCD相机检测装置设置于机架上的框体横梁上，其在横梁上位置可调节；

所述定位部下一道工序为不合格产品剔除部，该不合格产品剔除部设置有踢NG品错位气缸，该踢NG品错位气缸用于将不合格产品向对侧推进，与合格品错开位置，并被所述多轴机器人取至侧机架上的空区，合格产品流出机架的框体外的成品处皮带线上。

进一步的，所述调节杆通过螺丝调节长度，使导向条之间的间隙符合底盒的进料要求；

靠向分料气缸一侧的导向条出口端较长。

进一步的，所述上壳二次定位装置的四周设置有调节块，其中置于角部的调节块为定调节块，角部对侧的调节块为活动调节块。

进一步的，所述机架上的框体和侧机架上的框体上设有防尘的透明玻璃。

进一步的，所述机架上的框体顶部设置有警报器，其侧杆上安装有显示器。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明的视觉引导多关节机器人设备主要为了替代目前生产线上一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，实现生产自动化，提高生产效率的目的。视觉引导多关节机器人设备的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用视觉引导多关节机器人来替代人工；同时在大批量工业生产过程中，用人工作业产品质量效率低且精度不高，用用视觉引导多关节机器人可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。视觉引导多关节机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。经过多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。

附图说明

图1为本发明的视觉引导多关节机器人装配机的俯向立体图；

图2为本发明的视觉引导多关节机器人装配机的立体图；

图3为本发明的视觉引导多关节机器人装配机的框体内部结构示意图；

图4为本发明的视觉引导多关节机器人装配机的侧机架及其上的部件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参照附图1-4，本发明的一种基于视觉引导多关节机器人装配机，该机器人装配机包括机架及设于机架上的皮带线18，所述皮带线18通过电机驱动，所述机架的线体一侧设置有侧机架，在该侧机架上设置有供料机和检测机构；

所述机架的底盒进料侧固定有导向部，所述导向部设置有若干导向夹头8，所述导向夹头8上设置有调节杆，调节杆前端伸至皮带线中部区域设置有导向条9，所述导向条9之间设置有过底盒的间隙，该间隙从导向条进入端为V型敞口，其后端的导向条平行，在平行处的导向条之间的间隙使底盒导正；

所述导向部的下道工序处设置有支架，支架的一端进料处设置有分料部，所述分料部包括分料气缸1，所述分料气缸1置于所述导向条的出口端，其下侧旁边设置有阻挡条16，底盒被阻挡条16挡住，所述分料气缸1通过伸缩杆将底盒前推至加工位；

所述供料机4设于所述侧机架的侧部，其至少包括一组工位，所述供料机包括自动式上升料盒、取料气缸，所述自动式上升料盒内设置有弹簧式自动顶升装置，在供料机出料端上方设置的是取料气缸，所述取料气缸包括X轴取料气缸、Y轴取料气缸，在取料气缸的一侧设置有上壳二次定位装置20，该上壳二次定位装置20设于所述侧机架上端的角部，并在该上壳二次定位装置20的前侧板面上，设置有多轴机器人14，所述多轴机器人14的主驱动部固定于侧机架上端面板体上，其驱动方式为旋转驱动，主驱动部连接有中轴旋转机构，该中轴旋转机构上设置有电机，电机驱动轴杆旋转，中轴旋转机构的端部连接上壳抓取装置；

所述侧机架的上部框架体上还设置有一横梁，在该横梁上侧安装有第一CCD相机检测装置21，所述第一CCD相机检测装置21在横梁上位置可调节；

所述阻挡条16下道工序处为定位部，该定位部设置有定位气缸18，所述定位气缸18将底盒和上壳组装好的产品定位，在所述定位气缸18的上方设置有第二CCD相机检测装置12，所述第二CCD相机检测装置12设置于机架上的框体横梁上，其在横梁上位置可调节；

所述定位部下一道工序为不合格产品剔除部，该不合格产品剔除部设置有踢NG品错位气缸，该踢NG品错位气缸用于将不合格产品向对侧推进，与合格品错开位置，并被所述多轴机器人取至侧机架上的空区，合格产品流出机架的框体外的成品处皮带线上。

所述调节杆通过螺丝调节长度，使导向条之间的间隙符合底盒的进料要求；

靠向分料气缸一侧的导向条出口端较长。

所述上壳二次定位装置20的四周设置有调节块，其中置于角部的调节块为定调节块，角部对侧的调节块为活动调节块。

所述机架上的框体和侧机架上的框体上设有防尘的透明玻璃。

所述机架上的框体顶部设置有警报器17，其侧杆上安装有显示器11。

本发明的基于视觉引导多关节机器人装配机的运行步骤如下：

步骤一，在进料皮带线处投入底盒13，底盒13进入导向部，导向部将底盒13导正，底盒13导正后进入机架上的框体；

步骤二，底盒13被阻挡条16挡住，分料气缸1将底盒13推至指定位置，该指定位置使底盒13能够被皮带线带出；

步骤三，底盒13被定位气缸18夹住；

步骤四，上壳被供料机上的取料气缸取到上壳二次定位装置20，该二次定位装置20将上壳定好方向，所述第一CCD相机检测装置21检测上壳方向是否正确；

步骤五，上壳方向被检测为正确后，多轴机器人14将定好方向的上壳夹出，然后通过旋转轴使上壳方向不变的夹于步骤三被定位的底盒13上；

步骤六，第二CCD相机检测装置12检测安装好的上壳和底盒；

步骤七，如果检测到上壳和底盒装配不到位，所述第二CCD相机检测装置12判定为不合格品，会发送信号给踢NG品错位气缸19，所述信号给踢NG品错位气缸19将不合格品向前推出，使不合格品与合格品15错位，合格品15被皮带线导入成品箱进行包装。

在图1中，标记5为不合格踢除区，标记6为成品区，标记7为不合格品暂存区，在标记5处，不合格品会被踢NG品错位气缸19向前推出，其被推出距离至少使合格品能够通过，标记7的不合格品数量达到5PCS时，报警器会报警，然后人工将不合格品拿出处理。

本发明的视觉引导多关节机器人设备主要为了替代目前生产线上一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，实现生产自动化，提高生产效率的目的。视觉引导多关节机器人设备的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用视觉引导多关节机器人来替代人工；同时在大批量工业生产过程中，用人工作业产品质量效率低且精度不高，用用视觉引导多关节机器人可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。视觉引导多关节机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。经过多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.基于视觉引导多关节机器人装配机，该机器人装配机包括机架及设于机架上的皮带线(181)，所述皮带线(181)通过电机驱动，其特征在于：所述机架的线体一侧设置有侧机架，在该侧机架上设置有供料机和检测机构；

所述机架的底盒进料侧固定有导向部，所述导向部设置有若干导向夹头(8)，所述导向夹头(8)上设置有调节杆，调节杆前端伸至皮带线中部区域设置有导向条(9)，所述导向条(9)之间设置有过底盒的间隙，该间隙从导向条进入端为V型敞口，其后端的导向条平行，在平行处的导向条之间的间隙使底盒导正；

所述导向部的下道工序处设置有支架，支架的一端进料处设置有分料部，所述分料部包括分料气缸(1)，所述分料气缸(1)置于所述导向条的出口端，其下侧旁边设置有阻挡条(16)，底盒被阻挡条(16)挡住，所述分料气缸(1)通过伸缩杆将底盒前推至加工位；

所述供料机(4)设于所述侧机架的侧部，其至少包括一组工位，所述供料机包括自动式上升料盒、取料气缸，所述自动式上升料盒内设置有弹簧式自动顶升装置，在供料机出料端上方设置的是取料气缸，所述取料气缸包括X轴取料气缸、Y轴取料气缸，在取料气缸的一侧设置有上壳二次定位装置(20)，该上壳二次定位装置(20)设于所述侧机架上端的角部，并在该上壳二次定位装置(20)的前侧板面上，设置有多轴机器人(14)，所述多轴机器人(14)的主驱动部固定于侧机架上端面板体上，其驱动方式为旋转驱动，主驱动部连接有中轴旋转机构，该中轴旋转机构上设置有电机，电机驱动轴杆旋转，中轴旋转机构的端部连接上壳抓取装置；

所述侧机架的上部框架体上还设置有一横梁，在该横梁上侧安装有第一CCD相机检测装置(21)，所述第一CCD相机检测装置(21)在横梁上位置可调节；

所述阻挡条(16)下道工序处为定位部，该定位部设置有定位气缸(18)，所述定位气缸(18)将底盒和上壳组装好的产品定位，在所述定位气缸(18)的上方设置有第二CCD相机检测装置(12)，所述第二CCD相机检测装置(12)设置于机架上的框体横梁上，其在横梁上位置可调节；

所述定位部下一道工序为不合格产品剔除部，该不合格产品剔除部设置有踢NG品错位气缸(19)，该踢NG品错位气缸(19)用于将不合格产品向对侧推进，与合格品错开位置，并被所述多轴机器人(14)取至侧机架上的空区(7)，合格产品流出机架的框体外的成品处皮带线上。

2.根据权利要求1所述的基于视觉引导多关节机器人装配机，其特征在于：所述调节杆通过螺丝调节长度，使导向条之间的间隙符合底盒的进料要求；靠向分料气缸一侧的导向条出口端较长。

3.根据权利要求1所述的基于视觉引导多关节机器人装配机，其特征在于：所述上壳二次定位装置(20)的四周设置有调节块，其中置于角部的调节块为定调节块，角部对侧的调节块为活动调节块。

4.根据权利要求1所述的基于视觉引导多关节机器人装配机，其特征在于：所述机架上的框体和侧机架上的框体上设有防尘的透明玻璃。

5.根据权利要求1所述的基于视觉引导多关节机器人装配机，其特征在于：所述机架上的框体顶部设置有警报器(17)，其侧杆上安装有显示器(11)。

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