CN109968319A - 一种用于插线的机器人视觉识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于插线的机器人视觉识别系统及方法，包括配电终端检测流水支线体，用于承载和固定被测配电终端；配电终端检测流水支线体包括若干个检测工位；插线机器人，用于对检测工位上的被测配电终端进行插拔线操作；配电终端检测平台，用于对检测工位上插线后的被测配电终端进行检测。本发明采用检测工位对被测配电终端进行承载和固定，通过插线机器人对被测配电终端进行插线操作，检测设备对插线后的配电终端进行检测，并将检测结果传输至下线装置，便于下线装置对合格产品和不合格产品的处理。

Description

一种用于插线的机器人视觉识别系统及方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种用于插线的机器人视觉识别系统及方法。

背景技术

机器人及自动化装备有着广阔的应用市场。目前，在全世界的制造业中，工业机器人已经在生产中起到越来越重要的作用。要实现配电终端检测流水线的全自动化，需要采用机器人进行插线和图像识别，因此，如何设计一种具有视觉识别功能的插线机器人仍是待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于插线的机器人视觉识别系统及方法，采用检测工位对被测配电终端进行承载和固定，通过插线机器人对被测配电终端进行插线操作，检测设备对插线后的配电终端进行检测，并将检测结果传输至下线装置，便于下线装置对合格产品和不合格产品的处理。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于插线的机器人视觉识别系统，包括：

配电终端检测流水支线体，用于承载和固定被测配电终端；

配电终端检测流水支线体包括若干个平行且等间隔设置的检测工位；

插线机器人，用于对检测工位上的被测配电终端进行插拔线操作；

配电终端检测平台，用于对检测工位上插线后的被测配电终端进行检测。

进一步的，所述检测工位包括检测支架、固定在检测支架中部的滚筒线体和设置在检测支架顶端的二次固定机构。

进一步的，所述滚筒线体由若干个滚筒组成。

进一步的，所述二次固定机构包括设置在检测支架顶端的固定贴片、安装在固定贴片上的二次定位夹紧工件；所述二次定位夹紧工件包括气缸、固定在气缸上的定位支架和固定在定位支架下端的塑料块。

进一步的，所述二次定位夹紧工件包括气缸和固定在气缸上的定位支架，所述定位支架的下端设置有转轴，所述转轴的两端对称设置有塑料块。

进一步的，所述配电终端检测流水支线体还包括航空插头架，所述航空插头架位于检测支架的后侧；所述航空插头架包括支架和固定在支架上端的插头固定架。

进一步的，还包括机器人地轨，所述插拔线机器人沿着所述机器人地轨上运动。

进一步的，所述机器人地轨包括导轨底座、轨道槽、接线槽和滑块，导轨底座上设置有两个相互平行的导轨，两个导轨上部分别设置有轨道槽，所述滑块套装在轨道槽上并与轨道槽形成滑动配合；两个导轨下部分别设置有接线槽，在接线槽内敷设线缆。

进一步的，所述插线机器人包括机器人底座、固定在机器人底座上的机器人本体、固定机器人本体上的插线夹具机构和固定在插线夹具机构上的视觉识别系统。

进一步的，所述视觉识别系统包括图像采集模块、图像处理模块和图像分析模块，所述图像采集模块，用于采集被测配电终端的图像，并将采集的图像信息传输给图像处理模块，所述图像处理模块，用于接收到的图像信息进行处理，将处理后的图像信息传输给图像分析模块，所述图像分析模块，用于对处理的图像信息进行分析，识别被测配电终端的插线口位置。

进一步的，所述机器人本体内设置有第一主控制器和用于驱动插线夹具机构的驱动电机，所述第一主控制器接收视觉识别系统发送的识别结果，控制驱动电机驱动插线夹具机构航空插头实现对被测配电终端的插拔线。

进一步的，所述视觉识别系统还包括接近传感器，所述接近传感器，用于检测航空插头是否插到位，并将检测信息发送至第一主控制器。

一种用于插线的机器人视觉识别方法，包括：

(1)被测配电终端在检测工位上定位后，插线机器人通过视觉识别系统识别被测配电终端的插线口位置；

(2)插线机器人通过插线夹具机构抓取航空插头并插入被测配电终端的插线口内；

(4)按照国网运检部到货全检的规范开始对配电终端进行批量全自动检测；

(5)检测完成后，插拔线机器人拔线，插线机器人沿机器人地轨移动至下一检测工位，重复步骤(1)-(3)，直至所有检测工位上的被测配电终端完成检测。

进一步的，所述插线机器人通过视觉系统定位识别被测配电终端的插线口位置，包括：

(1)根据航空插头的位置，初始定位插线机器人的插线夹具机构的原点位置；

(2)插线机器人通过视觉识别系统识别被测配电终端的插线口位置，计算被测配电终端的插线口位置与原点位置的差值，从空间X、Y、Z三个方向进行标记，得到插线机器人的插线夹具机构在空间各维度的偏移量；

(3)插线机器人通过主控制器进行偏移量的修正；

(4)插线机器人根据修正的结果通过主控制器控制插线夹具机构抓取航空插头进行插线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用检测工位对被测配电终端进行承载和固定，通过插线机器人对被测配电终端进行插线操作，检测设备对插线后的配电终端进行检测，并将检测结果传输至下线装置，便于下线装置对合格产品和不合格产品的处理；

(2)本发明采用机器人地轨实现插线机器人在各检测工位之间的切换，仅用一个插线机器人实现所有检测工位上配电终端的插拔线操作；

(3)本发明采用插线机器人的视觉识别系统来识别被测配电终端的插口位置，插线机器人通过抓手抓取航空插头，保证插头物理位置到位。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例公开的配电终端检测流水支线体结构图；

图2是本发明实施例公开的检测工位结构图一；

图3是本发明实施例公开的检测工位结构图二；

图4是本发明实施例公开的二次固定机构结构图；

图5是本发明实施例公开的航空插头架结构图；

图6是本发明实施例公开的机器人地轨结构图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在无法实现插线和视觉识别不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种用于插线的机器人视觉识别系统及方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种用于插线的机器人视觉识别系统，该系统包括：

配电终端检测流水支线体，用于承载和固定被测配电终端；

插线机器人，用于对检测工位上的被测配电终端进行插拔线操作；

配电终端检测平台，用于对检测工位上插线后的被测配电终端进行检测。

在本实施例中，所述配电终端检测流水支线体包括若干个平行且等间隔设置检测工位；如图2-3所示，所述检测工位包括检测支架、固定在检测支架中部的滚筒线体和设置在检测支架顶端的二次固定机构。

所述滚筒线体采用螺丝固定安装在检测支架中部的平台安装面上，所述滚筒线体由若干个滚筒组成，采用电力进行滚动驱动旋转，用于将流水线上的工装托盘从倍速链上运送到检测工位处。

如图4所示，所述二次固定机构包括固定贴片和二次定位夹紧工件，所述固定贴片安装在支撑机构顶部，二次定位夹紧工件安装在固定贴片上，用于对被测配电终端的二次定位和固定。

所述二次定位夹紧工件包括气缸和固定在气缸上的定位支架，所述定位支架的下端设置有转轴，所述转轴的两端对称设置有塑料块，可绕转轴旋转。当进行配电终端固定时，气缸推动定位支架向下移动，塑料块贴紧配电终端，并下压，以达到配电终端固定在工装托盘上的目的。

如图5所示，在检测支架的后侧、插线机器人的前侧，设置有航空插头架，所述航空插头架包括支架和固定在支架上端的插头固定架，将插头固定架安装在支架上，用于固定航空插头，方便插线机器人进行航空插头的抓取。

如图6所示，为了便于插线机器人移动，在本发明提出的用于插线的机器人视觉识别系统还包括机器人地轨，所述插拔线机器人沿着所述机器人地轨上运动，插线机器人沿机器人地轨依次对检测支架上的配电终端进行插拔线操作。

在本实施例中，所述机器人地轨包括导轨底座、轨道槽、接线槽和滑块，导轨底座上设置有两个相互平行的导轨，两个导轨上部分别设置有轨道槽，所述滑块套装在轨道槽上并与轨道槽形成滑动配合；两个导轨下部分别设置有接线槽，在接线槽内敷设线缆。

在本实施例中，所述插线机器人包括机器人底座、固定在机器人底座上的机器人本体、固定机器人本体上的插线夹具机构和固定在插线夹具机构上的视觉识别系统。其中，机器人本体和插线夹具机构采用现有技术结构，在本申请中不再赘述。

所述视觉识别系统包括图像采集模块、图像处理模块和图像分析模块，所述图像采集模块，用于采集被测配电终端的图像，并将采集的图像信息传输给图像处理模块，所述图像处理模块，用于接收到的图像信息进行处理，将处理后的图像信息传输给图像分析模块，所述图像分析模块，用于对处理的图像信息进行分析，识别被测配电终端的插线口位置。

所述机器人本体内设置有第一主控制器和用于驱动插线夹具机构的驱动电机，所述第一主控制器接收视觉识别系统发送的识别结果，控制驱动电机驱动插线夹具机构航空插头实现对被测配电终端的插拔线。

为了检测航空插头是否插到位，所述视觉识别系统还包括接近传感器，所述接近传感器，用于检测航空插头是否插到位，并将检测的信息传输至机器人本体内的第一主控制器。

在每个检测工位的设备插线完成后，均由配电终端检测平台根据提前预置的检测项目，对检测工位上的配电终端进行功能与性能的全自动检测。配电终端检测平台会根据国网运检部到货全检的规范中对功能、性能的检测项目要求自动发送各种电气量信号，模拟线路运行的实际情况，对待测配电终端进行电气信号采集和处理方面功能和性能全自动检测。该配电检测平台采用现有的检测平台，在本申请中不再赘述。

本发明实施例提出的用于插线的机器人视觉识别系统工作过程为：

(1)自动插线

通过倍速链输送机上的顶升移载机构将装载待检测配电终端的工装托盘运送至检测工位上，检测工位的二次固定机构将配电终端定位后，插线机器人通过视觉系统定位配电终端插线口的位置，将航空头依次插入对应的插线口。多个检测工位复用同一个插线机器人，如检测支架上设置有多个待检测配电终端，当1号检测工位上配电终端插线完成后开始检测，插线机器人通过外部导轨移动到2号检测检测工位依次完成插线。

(2)功能性能检测

在每个检测工位的设备插线完成后，均由配电终端检测平台根据提前预置的检测项目，对检测工位上的配电终端进行功能与性能的全自动检测。配电终端检测平台会根据国网运检部到货全检的规范中对功能、性能的检测项目要求自动发送各种电气量信号，模拟线路运行的实际情况，对待测配电终端进行电气信号采集和处理方面功能和性能全自动检测。

(3)自动拔线

每个检测工位检测完毕后，由插线机器人将检测线依次拔出，并由倍速链输送机将配电终端运送到倍速链输送机上的下料定位平台。

本申请的另一种典型实施方式，提出了一种用于插线的机器人视觉识别系统的工作方法，该方法包括以下步骤：

(1)被测配电终端在检测工位上定位后，插线机器人通过视觉识别系统识别被测配电终端的插线口位置；

(2)插线机器人通过插线夹具机构抓取航空插头并插入被测配电终端的插线口内；

(3)按照国网运检部到货全检的规范开始对配电终端进行批量全自动检测；

(4)检测完成后，插拔线机器人拔线，插线机器人沿机器人地轨移动至下一检测工位，重复步骤(1)-(3)，直至所有检测工位上的被测配电终端完成检测。

所述插线机器人通过视觉系统定位识别被测配电终端的插线口位置，具体方法为：

(1)根据航空插头的位置，初始定位插线机器人的插线夹具机构的原点位置；

(2)插线机器人通过视觉识别系统识别被测配电终端的插线口位置，计算被测配电终端的插线口位置与原点位置的差值，从空间X、Y、Z三个方向进行标记，得到插线机器人的插线夹具机构在空间各维度的偏移量；

(3)插线机器人通过主控制器进行偏移量的修正；

(4)插线机器人根据修正的结果通过主控制器控制插线夹具机构抓取航空插头进行插线。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)本发明采用检测工位对被测配电终端进行承载和固定，通过插线机器人对被测配电终端进行插线操作，检测设备对插线后的配电终端进行检测，并将检测结果传输至下线装置，便于下线装置对合格产品和不合格产品的处理；

(2)本发明采用机器人地轨实现插线机器人在各检测工位之间的切换，仅用一个插线机器人实现所有检测工位上配电终端的插拔线操作；

(3)本发明采用插线机器人的视觉识别系统来识别被测配电终端的插口位置，插线机器人通过抓手抓取航空插头，保证插头物理位置到位。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (14)

1.一种用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，包括：

配电终端检测流水支线体，用于承载和固定被测配电终端；

配电终端检测流水支线体包括若干个平行等间隔设置的检测工位；

插线机器人，用于对检测工位上的被测配电终端进行插拔线操作；

配电终端检测平台，用于对检测工位上插线后的被测配电终端进行检测。

2.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述检测工位包括检测支架、固定在检测支架中部的滚筒线体和设置在检测支架顶端的二次固定机构。

3.根据权利要求2所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述滚筒线体由若干个滚筒组成。

4.根据权利要求2所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述二次固定机构包括固定贴片和二次定位夹紧工件，所述固定贴片安装在支撑机构顶部，二次定位夹紧工件安装在固定贴片上，用于对被测配电终端的二次定位和固定。

5.根据权利要求4所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述二次定位夹紧工件包括气缸和固定在气缸上的定位支架，所述定位支架的下端设置有转轴，所述转轴的两端对称设置有塑料块。

6.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述配电终端检测流水支线体还包括航空插头架，所述航空插头架位于检测支架的后侧；所述航空插头架包括支架和固定在支架上端的插头固定架。

7.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，还包括机器人地轨，所述插拔线机器人沿着所述机器人地轨上运动。

8.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述机器人地轨包括导轨底座、轨道槽、接线槽和滑块，导轨底座上设置有两个相互平行的导轨，两个导轨上部分别设置有轨道槽，所述滑块套装在轨道槽上并与轨道槽形成滑动配合；两个导轨下部分别设置有接线槽，在接线槽内敷设线缆。

9.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述插线机器人包括机器人底座、固定在机器人底座上的机器人本体、固定机器人本体上的插线夹具机构和固定在插线夹具机构上的视觉识别系统。

10.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述视觉识别系统包括图像采集模块、图像处理模块和图像分析模块，所述图像采集模块，用于采集被测配电终端的图像，并将采集的图像信息传输给图像处理模块，所述图像处理模块，用于接收到的图像信息进行处理，将处理后的图像信息传输给图像分析模块，所述图像分析模块，用于对处理的图像信息进行分析，识别被测配电终端的插线口位置。

11.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述机器人本体内设置有第一主控制器和用于驱动插线夹具机构的驱动电机，所述第一主控制器接收视觉识别系统发送的识别结果，控制驱动电机驱动插线夹具机构航空插头实现对被测配电终端的插拔线。

12.根据权利要求1所述的用于插线的机器人视觉识别系统，其特征是，所述视觉识别系统还包括接近传感器，所述接近传感器，用于检测航空插头是否插到位，并将检测信息发送至第一主控制器。

13.一种用于插线的机器人视觉识别方法，其特征是，包括：

(1)被测配电终端在检测工位上定位后，插线机器人通过视觉识别系统识别被测配电终端的插线口位置；

(2)插线机器人通过插线夹具机构抓取航空插头并插入被测配电终端的插线口内；

(3)按照国网运检部到货全检的规范开始对配电终端进行批量全自动检测；

(4)检测完成后，插拔线机器人拔线，插线机器人沿机器人地轨移动至下一检测工位，重复步骤(1)-(3)，直至所有检测工位上的被测配电终端完成检测。

14.根据权利要求13所述的用于插线的机器人视觉识别方法，其特征是，所述插线机器人通过视觉系统定位识别被测配电终端的插线口位置，包括：

(1)根据航空插头的位置，初始定位插线机器人的插线夹具机构的原点位置；

(2)插线机器人通过视觉识别系统识别被测配电终端的插线口位置，计算被测配电终端的插线口位置与原点位置的差值，从空间X、Y、Z三个方向进行标记，得到插线机器人的插线夹具机构在空间各维度的偏移量；

(3)插线机器人通过主控制器进行偏移量的修正；

(4)插线机器人根据修正的结果通过主控制器控制插线夹具机构抓取航空插头进行插线。