CN110371340A - 一种电梯平衡补偿链自动装箱装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其是一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，包括视觉识别模块、机械手、第一传送带、夹紧装置、盘链装置、剪切装置、第二传送带以及工控机，视觉识别模块拍摄平衡补偿链区域平面图像并发送给工控机进行图像处理，工控机将链头坐标信息发送给机械手，机械手抓取链头并根据工控机发送的坐标信息放置链头，第一传送带传送平衡补偿链至夹紧装置，夹紧装置夹紧平衡补偿链并带动平衡补偿链传动至盘链装置进行盘链装箱，达到盘绕长度后剪切装置将平衡补偿链剪断，盘绕装箱完成后通过第二传送带送走，本发明可以解决现有技术中人工剪切和装箱平衡补偿连带来的效率低下以及剪切长度不精确的问题。

Description

一种电梯平衡补偿链自动装箱装置
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域，具体领域为一种电梯平衡补偿链自动装箱装置。
背景技术
生产电梯平衡补偿链时，需要根据厂家要求，要将不同直径的平衡补偿链剪切不同的长度然后装箱，目前这整个的剪切和装箱过程都是靠人工来实现，人工操作装箱速度慢、效率低下，同时也存在着剪切长度不精确的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，以解决现有技术中人工剪切和装箱平衡补偿连带来的效率低下以及剪切长度不精确的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，包括视觉识别模块、机械手、第一传送带、夹紧装置、盘链装置、剪切装置、第二传送带以及工控机，所述视觉识别模块位于第一传送带的前端，所述夹紧装置位于第一传送带的后端，所述盘链装置位于第一传送带的下方，所述剪切装置位于盘链装置与第一传送带之间，所述第二传送带位于盘链装置下方，所述视觉识别模块拍摄平衡补偿链区域平面图像并发送给工控机进行图像处理，所述工控机将链头坐标信息发送给机械手，所述机械手抓取链头并根据工控机发送的坐标信息放置链头，所述第一传送带传送平衡补偿链至夹紧装置，夹紧装置夹紧平衡补偿链并带动平衡补偿链传动至盘链装置进行盘链装箱，达到盘绕长度后剪切装置将平衡补偿链剪断，盘绕装箱完成后通过第二传送带送走。
优选的，所述视觉识别模块包括工业相机和图像采集卡，所述工业相机通过图像采集卡连接到工控机上，所述工业相机拍摄平衡补偿链区域平面图像并通过图像采集卡将拍摄的图像发送至工控机。
优选的，所述第一传送带上装有同步带和链传动机构，所述链传动机构位于同步带之间，所述第一传送带后端的带轮连接第一伺服电机，所述第一伺服电机驱动同步带，所述链传动机构与同步带之间的连接与断开通过电磁离合器控制。
优选的，所述电磁离合器通过IO开关量卡与工控机相连。
优选的，所述链传动机构上设有链头牵引块，所述机械手抓取平衡补偿链的链头放置在链头牵引块上。
优选的，所述夹紧装置为摩擦轮夹紧装置，所述摩擦轮夹紧装置上方固定有气缸，摩擦轮一侧的上方固定有第二伺服电机，所述气缸驱动摩擦轮夹紧平衡补偿链，所述第二伺服电机驱动摩擦轮转动带动平衡补偿链传动。
优选的，所述盘链装置包括导向转盘和升降机构，所述升降机构包括底座、垂直导向杆和水平连接杆，所述垂直导向杆安装在底座上，所述垂直导向杆上设有齿条，所述水平连接杆的一端固定有第四伺服电机，所述第四伺服电机的输出端连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述水平连接杆的另一端与导向转盘的中心点连接，所述水平连接杆的一侧固定有驱动导向转盘转动第三伺服电机，所述升降机构通过齿轮在齿条上滚动进行抬升，所述升降机构的抬升带动导向转盘抬升。
优选的，还包括伺服电机驱动器和气压测量仪，所述伺服电机驱动器通过控制板卡连接到工控机上，所述气压测量仪通过模拟量数据采集卡连接到工控机上。
优选的，还包括第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，所述第一光电传感器位于第一传送带背面，所述第二光电传感器位于第一传送带后端，所述第三光电传感器位于盘链装置的一侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请自动化程度高，剪切和装箱都通过本装置自动完成，生产配置灵活，大大提高了生产效率同时也保证了剪切长度精确。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为平衡补偿链装箱后的机构示意图。
图中：1.工业相机，2.机械手，3.工控机，4.运动控制板卡，5.IO开关量卡，6.模拟量数据采集卡，7.伺服电机驱动器，8.气压测量仪，9.图像采集卡，10.气缸，11.第二光电传感器，12.电磁离合器，13.剪切装置，14.导向转盘，15.升降机构，16.第三光电传感器，17.第二传送带，18.夹紧装置，19.链传动机构，20.第一光电传感器，21.同步带，22.第一传送带，23.链头牵引快，24.第一伺服电机，25.第二伺服电机，26.第三伺服电机，27.第四伺服电机，28.平衡补偿链、29.包装箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，包括视觉识别模块、机械手2、第一传送带22、夹紧装置18、盘链装置、剪切装置13、第二传送带17以及工控机3，视觉识别模块位于第一传送带22的前端，夹紧装置18位于第一传送带22的后端，盘链装置位于第一传送带22的下方，剪切装置13位于盘链装置与第一传送带22之间，第二传送带17位于盘链装置下方，视觉识别模块拍摄平衡补偿链区域平面图像并发送给工控机3进行图像处理，工控机3将链头坐标信息发送给机械手2，机械手2抓取链头并根据工控机3发送的坐标信息放置链头，第一传送带22传送平衡补偿链28至夹紧装置18，夹紧装置18夹紧平衡补偿链28并带动平衡补偿链28传动至盘链装置进行盘链装箱，达到盘绕长度后剪切装置13将平衡补偿链28剪断，盘绕装箱完成后通过第二传送带17送走。
其中，工控机3进行图像处理包括计算链头的坐标以及计算平衡补偿链28的直径，本实施例中，链头是银色的环形结构，通过转灰度和高斯平滑法对图像进行预处理，通过Canny获取边缘信息，寻找轮廓法提取出链头区域，使用坐标变换法将链头位置由图像坐标系得到其世界坐标系，得到链头位置坐标；所属的电梯平衡链的外观是黑色圆形包裹状，通过对链头侧的平衡补偿链28使用阈值分割法提取出边缘，并且使用坐标变换法计算其物理空间直径大小。
进一步的，视觉识别模块包括工业相机1和图像采集卡9，工业相机1通过图像采集卡9连接到工控机3上，工业相机1拍摄平衡补偿链28区域平面图像并通过图像采集卡9将拍摄的图像发送至工控机3。
进一步的，第一传送带22上装有同步带21和链传动机构19，链传动机构19位于同步带21中间，第一传送带22后端的带轮连接第一伺服电机24，第一伺服电机24驱动同步带21，链传动机构19与同步带21中间的连接与断开通过电磁离合器12控制。
进一步的，电磁离合器12通过IO开关量卡5与工控机3相连。
进一步的，链传动机构19上设有链头牵引块23，机械手2抓取平衡补偿链28的链头放置在链头牵引块23上。
进一步的，夹紧装置18为摩擦轮夹紧装置，摩擦轮夹紧装置上方固定有气缸10，摩擦轮一侧的上方固定有第二伺服电机25，气缸10驱动摩擦轮夹紧平衡补偿链28，第二伺服电机25驱动摩擦轮转动带动平衡补偿链28传动。
进一步的，盘链装置包括导向转盘14和升降机构15，升降机构15包括底座、垂直导向杆和水平连接杆，垂直导向杆安装在底座上，垂直导向杆上设有齿条，水平连接杆的一端固定有第四伺服电机27，第四伺服电机27的输出端连接有齿轮，齿轮与齿条啮合，水平连接杆的另一端与导向转盘14的中心点连接，水平连接杆的一侧固定有驱动导向转盘14转动第三伺服电机26，升降机构15通过齿轮在齿条上滚动进行抬升，升降机构15的抬升带动导向转盘14抬升，当平衡补偿链28的链头达到盘绕装置上方时，链头自动下垂至盘绕机构的小孔中，延时一段时间后，开始盘链，导向转盘14每盘一层，第四伺服电机27就在齿条上滚动带动升降机构15抬升。
进一步的，本申请提供的自动装箱装置还包括伺服电机驱动器7和气压测量仪8，伺服电机驱动器7通过控制板卡连接到工控机3上，气压测量仪8通过模拟量数据采集卡6连接到工控机3上，气压测量仪8用来测量气缸10的气压，伺服电机驱动器7用来驱动所有的伺服电机，即本实施例中的第一伺服电机24、第二伺服电机25、第三伺服电机26和第四伺服电机27。
进一步的，本申请提供的自动装箱装置还包括第一光电传感器20、第二光电传感器11和第三光电传感器16，第一光电传感器20位于第一传送带22背面，第二光电传感器11位于第一传送带22后端，第三光电传感器16位于盘链装置的一侧，第一光电传感器20、第二光电传感器11和第三光电传感器16也是通过IO开关量卡5连接到工控机3上。
工作过程：首先，人工输入不同装箱型号的平衡补偿链28信息到工控机3，当包装箱29由第二传送带17运输到第三光电传感器16位置时，第三光电传感器16发送到位信号给工控机3，工控机3发送信号给工业相机1拍摄平衡补偿链区域平面图像，将图像通过图像采集卡9发送给工控机3进行图像处理；接着，工控机3将链头坐标信息发送给机械手2，机械手2抓取链头上的铁环，并且将铁环放置到链传动机构19上的链头牵引块23上；机械手2操作完成后，向工控机3发出完成信号，工控机3根据平衡补偿连直径大小获取平衡补偿链28的装箱长度，并将该长度换算成脉冲数，通过运动控制板卡4将脉冲信号写入到伺服电机驱动器7，伺服电机驱动器7驱动第一伺服电机24运行，工控机3通过IO开关量卡5控制电磁离合器12闭合，第一伺服电机24驱动带轮带动和链轮一起运动，链传动机构19带动平衡补偿链28到达第二光电传感器11位置；到达第二光电传感器11位置后，工控机3控制气缸10夹紧，并通过模拟量数据采集卡6读取气压测量仪8的数值，当气压达到预设值后，工控机3控制伺服电机驱动器7，控制第二伺服电机25，通过齿轮传动，驱动摩擦轮带动平衡补偿链28传动；当链头牵引块23到达第一传送带22背面的第一光电传感器20后，第一光电传感器20发出信号，使电磁离合器12断开，避免了牵引装置与平衡补偿链28的冲撞，此时只有同步带21运动；链头自动下垂通过盘链装置的小孔中，延时一段时间后，第三伺服电机26带动导向转盘14转动，开始盘链，导向转盘14每盘一层，由第四伺服电机27在齿条上滚动，带动升降机构15抬升；当达到盘绕长度后，摩擦轮旁的第一伺服电机24停止工作，此时工控机3发送控制信号给剪切装置13，即液压剪切机，剪断平衡补偿链28，待其尾部进入箱中，盘绕完成；最后升降机构15抬升至原点，第二传送带17送走包装箱29。
本申请自动化程度高，剪切和装箱都通过本装置自动完成，生产配置灵活，大大提高了生产效率同时也保证了剪切长度精确。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：包括视觉识别模块、机械手(2)、第一传送带(22)、夹紧装置(18)、盘链装置、剪切装置(13)、第二传送带(17)以及工控机(3)，所述视觉识别模块位于第一传送带(22)的前端，所述夹紧装置(18)位于第一传送带(22)的后端，所述盘链装置位于第一传送带(22)的下方，所述剪切装置(13)位于盘链装置与第一传送带(22)之间，所述第二传送带(17)位于盘链装置下方，所述视觉识别模块拍摄平衡补偿链(28)区域平面图像并发送给工控机(3)进行图像处理，所述工控机(3)将链头坐标信息发送给机械手(2)，所述机械手(2)抓取链头并根据工控机(3)发送的坐标信息放置链头，所述第一传送带(22)传送平衡补偿链(28)至夹紧装置(18)，夹紧装置(18)夹紧平衡补偿链(28)并带动平衡补偿链(28)传动至盘链装置进行盘链装箱，达到盘绕长度后剪切装置(13)将平衡补偿链(28)剪断，盘绕装箱完成后通过第二传送带(17)送走。
2.根据权利要求1所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：所述视觉识别模块包括工业相机(1)和图像采集卡(9)，所述工业相机(1)通过图像采集卡(9)连接到工控机(3)上，所述工业相机(1)拍摄平衡补偿链区域平面图像并通过图像采集卡(9)将拍摄的图像发送至工控机(3)。
3.根据权利要求1所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：所述第一传送带(22)上装有同步带(21)和链传动机构(19)，所述链传动机构(19)位于同步带(21)中间，所述第一传送带(22)后端的带轮连接第一伺服电机(24)，所述第一伺服电机(24)驱动同步带(21)，所述链传动机构(19)与同步带(21)之间的连接与断开通过电磁离合器(12)控制。
4.根据权利要求3所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：所述电磁离合器(12)通过IO开关量卡(5)与工控机(3)相连。
5.根据权利要求3所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：所述链传动机构(19)上设有链头牵引块(23)，所述机械手(2)抓取平衡补偿链(28)的链头放置在链头牵引块(23)上。
6.根据权利要求1所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：所述夹紧装置(18)为摩擦轮夹紧装置(18)，所述摩擦轮夹紧装置(18)上方固定有气缸(10)，摩擦轮一侧的上方固定有第二伺服电机(25)，所述气缸(10)驱动摩擦轮夹紧平衡补偿链(28)，所述第二伺服电机(25)驱动摩擦轮转动带动平衡补偿链(28)传动。
7.根据权利要求1所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：所述盘链装置包括导向转盘(14)和升降机构(15)，所述升降机构(15)包括底座、垂直导向杆和水平连接杆，所述垂直导向杆安装在底座上，所述垂直导向杆上设有齿条，所述水平连接杆的一端固定有第四伺服电机(27)，所述第四伺服电机(27)的输出端连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述水平连接杆的另一端与导向转盘(14)的中心点连接，所述水平连接杆的一侧固定有驱动导向转盘(14)转动第三伺服电机(26)，所述升降机构(15)通过齿轮在齿条上滚动进行抬升，所述升降机构(15)的抬升带动导向转盘(14)抬升。
8.根据权利要求1所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：还包括伺服电机驱动器(7)和气压测量仪(8)，所述伺服电机驱动器(7)通过控制板卡连接到工控机(3)上，所述气压测量仪(8)通过模拟量数据采集卡(6)连接到工控机(3)上。
9.根据权利要求1所述的一种电梯平衡补偿链自动装箱装置，其特征在于：还包括第一光电传感器(20)、第二光电传感器(11)和第三光电传感器(16)，所述第一光电传感器(20)位于第一传送带(22)背面，所述第二光电传感器(11)位于第一传送带(22)后端，所述第三光电传感器(16)位于盘链装置的一侧。
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