CN110722343A - 一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机。机架底座置于地面，机架底座上的一侧作为工件平台，另一侧作为为压件平台；工件平台上安装有放料板，放料板上放置工件；压件平台上固定安装机架上部，机架上部顶部安装压入气缸，压入气缸的气缸杆朝下和导向滑动架固定连接，导向滑动架配合与机架上部侧壁设有的导向滑轨连接构成滑动副；导向滑动架侧部安装有光源夹装部件，导向滑动架底面中心固定有压装轴，压装轴用于下压工件的上表面，压装轴侧面安装有工业相机夹装部件。本发明创新的在压装机内装上图像采集设备，使液压堵头压装机具有视觉检测功能，通过视觉控制工作台运动平台的运动，调整工件位置，提升压装效率和安全系数。

Description

一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机
技术领域
本发明属于压装设备技术领域，具体涉及一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机。
背景技术
随着自动化技术的发展，现已有大量的电动，液压，气动压装机设备，但他们只是能够实现自动的压装，仍然需要手动的送料，或是只能专门设计送料的装置和轨迹，无法自动的调整物料的位姿。而且压装的过程中如出现意外情况不能自动停止，容易带来安全隐患。简单来说就是目前还很难实现完全自动的液压堵头压装设备。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明提供了一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机。为压装机设计了专门的视频图像采集设备，使压装机具备自主的工件位姿，和环境工况的判断能级，提高了自动水平，也减低了安全隐患。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明包括机架底座、放料板、光源夹装部件、机架上部、压入气缸、导向滑动架、工业相机夹装部件、导向滑轨和压装轴；机架底座置于地面，机架底座上的一侧作为工件平台，另一侧作为压件平台；工件平台上安装有放料板，放料板上放置工件；压件平台固定安装机架上部，机架上部顶部安装压入气缸，压入气缸的气缸杆朝下和导向滑动架固定连接，导向滑动架配合与机架上部侧壁设有的导向滑轨连接构成滑动副；导向滑动架侧部安装有光源夹装部件，导向滑动架底面中心固定有压装轴，压装轴用于下压工件上表面，压装轴侧面安装有工业相机夹装部件。
所述的放料板通过沿水平两个垂直方向布置的第一直线运动机构和第二直线运动机构安装于工件平台上，第一直线运动机构和第二直线运动机构相垂直布置；第一直线运动机构和第二直线运动机构自身结构相同，均包括铝型材运动支架和安装在铝型材运动支架上的丝杠、光轴、滑块、联轴器和滑动平台电机，丝杠和光轴平行支撑安装于铝型材运动支架，滑动平台电机固定于铝型材运动支架，滑动平台电机的输出端经联轴器和丝杠同轴连接安装，滑块一侧部通过螺纹套装于丝杠外，滑块另一侧部滑动套装于光轴，从而形成丝杠螺母滑动副结构。
所述的第一直线运动机构的运动支架固定于工件平台上，第二直线运动机构的铝型材运动支架固定于第一直线运动机构的滑块上，放料板固定于第二直线运动机构的滑块上，第一直线运动机构和第二直线运动机构的光轴均沿水平面但轴向相垂直布置。
所述的工业相机夹装部件包括工业相机机械臂大臂、位置调整丝杠、工业相机机械臂小臂和工业相机；工业相机机械臂大臂一端固定连接安装于压装轴侧面，工业相机机械臂大臂另一端和工业相机机械臂小臂的一端铰接，工业相机机械臂小臂另一端固定安装工业相机，工业相机朝向放料板上的工件布置，工业相机机械臂大臂中部和工业相机机械臂小臂中部之间通过位置调整丝杠连接。
所述的光源夹装部件包括光源、第一步进电机、光源抓取小臂、第二步进电机和光源抓取大臂，光源抓取大臂一端安装于导向滑动架中部的水平板上，光源抓取大臂另一端经光源抓取小臂上端通过转动关节铰接，光源抓取小臂下端和光源通过转动关节铰接；光源抓取大臂另一端和光源抓取小臂上端之间的铰接处安装有第二步进电机，第二步进电机的输出轴和光源抓取小臂端部固定，带动光源抓取小臂绕转动关节旋转；光源抓取小臂下端和光源之间的铰接处安装有第一步进电机，第一步进电机的输出轴和光源固定，带动光源绕转动关节旋转。
所述的工件为待压装物料液压阀块和液压堵头。
本发明创新的在压装机内装上图像采集设备，使液压堵头压装机具有视觉检测功能，可以通过视觉控制工作台运动平台的运动，调整工件位置，提升压装效率和安全系数。
相对于现有的技术，本发明的有益效果：
1.安装了工业相机和环形光源，使压装机能够自主采集工作现场视频资料，实现自动压装；
2.使用小型的机械臂来装夹环形光源。通过电机驱动环形光源机械臂，可以实现远程自动控制光源的位姿，调整到最优的光照和视频采集位姿，提升工作效率。
3.将相机的机械臂装在压装轴上面，通过丝杆来调整相机位置，丝杆，大小臂构成三角形，具有稳定性，确保相机相对压装轴的稳定。将相机安装到压装轴上确保视角的稳定，使得‘眼在手上’，避免了装在机箱上时，由于压装轴相对于机箱的抖动造成视觉偏差，造成错误操作。
3.使用两个直线运动平台来控制放料板的位置，可以实现自动的调整位姿，确保压装轴对准工件压装。
附图说明
图1为具有视觉检测功能的液压堵头压装机的整体结构图；
图2为直线运动平台的机构图；
图3为工业相机的装夹机械臂结构图；
图4为环形光源的装夹机械臂机构图。
图中：机架底座1、第一直线运动机构2、第二直线运动机构3、放料板4、工件5、光源夹装部件6、机架上部7、压入气缸8、导向滑动架9、工业相机夹装部件10、导向滑轨11、压装轴12、丝杠13、光轴14、滑块15、联轴器16、滑动平台电机17、工业相机机械臂大臂18、位置调整丝杠19、工业相机机械臂小臂20、工业相机21、光源25、第一步进电机26、光源抓取小臂27、第二步进电机28、光源抓取大臂29、铝型材运动支架30。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方案进行详细说明。
如图1所示，具体实施包括机架底座1、放料板4、光源夹装部件6、机架上部7、压入气缸8、导向滑动架9、工业相机夹装部件10、导向滑轨11和压装轴12；机架底座1置于地面，机架底座1通过螺栓打入地面实现对整机的固定。机架底座1上的一侧作为工件平台，另一侧作为压件平台；工件平台上安装有放料板4，放料板4上放置工件5；压件平台固定安装在机架上部7，机架上部7顶部安装压入气缸8，压入气缸8的气缸杆朝下和导向滑动架9固定连接，导向滑动架9配合与机架上部7侧壁设有的导向滑轨11连接构成滑动副；导向滑动架9侧部安装有光源夹装部件6，导向滑动架9底部安装有工业相机夹装部件10，导向滑动架9底面中心固定有压装轴12，压入气缸8安装在机架上部7的上方，与在机架上部7内的压装轴12通过联轴器连接，提供压装动力，压装轴12用于下压连接工件5上表面。工件5为待压装物料。
如图1所示，放料板4通过沿水平两个垂直方向布置的第一直线运动机构2和第二直线运动机构3安装于工件平台上，第一直线运动机构2和第二直线运动机构3相垂直布置，第一直线运动机构2和第二直线运动机构3均为由电机、丝杠、滑轨滑块构成的丝杠螺母滑动副结构；如图2所示，第一直线运动机构2和第二直线运动机构3自身结构相同，均包括运动支架和安装在运动支架上的丝杠13、光轴14、滑块15、联轴器16和滑动平台电机17，丝杠13和光轴14平行支撑安装于运动支架，滑动平台电机17固定于运动支架侧部，滑动平台电机17的输出端经联轴器16和丝杠13同轴连接安装，滑块15一侧部通过螺纹套装于丝杠13外，滑块15另一侧部滑动套装于光轴14，从而形成丝杠螺母滑动副结构；滑动平台电机17运行带动，丝杠13旋转，进而带动滑块15在光轴14导向限制下沿光轴14水平移动。
第一直线运动机构2的运动支架固定于工件平台上，第二直线运动机构3的运动支架固定于第一直线运动机构2的滑块15上，放料板4固定于第二直线运动机构3的滑块15上，第一直线运动机构2和第二直线运动机构3的光轴14均沿水平面但轴向相垂直布置，实现工件和放料板4在整个水平面的移动，直线运动平台2有效行程为800mm，直线运动平台2的有效行程为600mm。
如图3所示，工业相机夹装部件10包括工业相机机械臂大臂18、位置调整丝杠19、工业相机机械臂小臂20和工业相机21；工业相机机械臂大臂18一端固定连接安装于压装轴12侧面，工业相机机械臂大臂18另一端和工业相机机械臂小臂20的一端铰接，工业相机机械臂小臂20另一端固定安装工业相机21，工业相机21朝向放料板4上的工件5布置，工业相机机械臂大臂18中部和工业相机机械臂小臂20中部之间通过位置调整丝杠19连接。相机机械臂通过丝杆来调整相机位置，丝杆，大小臂构成三角形，具有稳定性，确保相机相对压装轴的稳定。将相机安装到压装轴上确保视角的稳定，使得‘眼在手上’防止压装轴的抖动造成的视觉偏差，避免了装在机箱上时，由于压装轴相对于机箱的抖动造成视觉偏差，造成错误操作，实现了物理防抖的性能。
通过位置调整丝杠19实现工业相机小臂20与工业相机机械臂大臂之间夹角的运动控制，进而调整工业相机21对于工件的拍摄角度位姿，实现更好的拍摄效果。
如图4所示，光源夹装部件6包括光源25、第一步进电机26、光源抓取小臂27、第二步进电机28和光源抓取大臂29，光源抓取大臂29一端安装于导向滑动架9中部的水平板上，光源抓取大臂29另一端经光源抓取小臂27上端通过转动关节铰接，光源抓取小臂27下端和光源25通过转动关节铰接；光源抓取大臂29另一端和光源抓取小臂27上端之间的铰接处安装有第二步进电机28，第二步进电机28的输出轴和光源抓取小臂27端部固定，带动光源抓取小臂27绕转动关节旋转；光源抓取小臂27下端和光源25之间的铰接处安装有第一步进电机26，第一步进电机26的输出轴和光源25固定，带动光源25绕转动关节旋转。
本发明具有两个小型机械臂分别安装在机架的左上部的中间位置和压装轴上，通过螺栓固定，两个小型机械臂分别固定工业相机和环形光源。安装工业相机的机械臂有1个自由度，安装光源的机械臂有两个自由度。
光源的照射角度不需要非常精确，故只使用两个自由度，夹装的每个关节上装有步进电机进行驱动，并可以远程编程控制，实现自动控制其运动。
根据上述方案的本发明，图像采集设备与工作台协同工作，工业相机18采集到工件5的位置状态，判断是否对准压装轴，以此为依据驱动工作台上的直线运动平台的运动，调整工件5位置，实现自动压装。并且可以通过采集到的图像信息判断工况是否安全，能够及时停止作业。光源25也可以根据采集到的视频光线亮度，实时调整位置，达到最好的光照效果。
以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机，其特征在于：包括机架底座(1)、放料板(4)、光源夹装部件(6)、机架上部(7)、压入气缸(8)、导向滑动架(9)、工业相机夹装部件(10)、导向滑轨(11)和压装轴(12)；机架底座(1)置于地面，机架底座(1)上的一侧作为工件平台，另一侧作为压件平台；工件平台上安装有放料板(4)，放料板(4)上放置工件(5)；压件平台固定安装机架上部(7)，机架上部(7)顶部安装压入气缸(8)，压入气缸(8)的气缸杆朝下和导向滑动架(9)固定连接，导向滑动架(9)配合与机架上部(7)侧壁设有的导向滑轨(11)连接构成滑动副；导向滑动架(9)侧部安装有光源夹装部件(6)，导向滑动架(9)底面中心固定有压装轴(12)，压装轴(12)用于下压工件(5)上表面，压装轴(12)侧面安装有工业相机夹装部件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机，其特征在于：所述的放料板(4)通过沿水平两个垂直方向布置的第一直线运动机构(2)和第二直线运动机构(3)安装于工件平台上，第一直线运动机构(2)和第二直线运动机构(3)相垂直布置；第一直线运动机构(2)和第二直线运动机构(3)自身结构相同，均包括铝型材运动支架(30)和安装在铝型材运动支架(30)上的丝杠(13)、光轴(14)、滑块(15)、联轴器(16)和滑动平台电机(17)，丝杠(13)和光轴(14)平行支撑安装于铝型材运动支架(30)，滑动平台电机(17)固定于铝型材运动支架(30)，滑动平台电机(17)的输出端经联轴器(16)和丝杠(13)同轴连接安装，滑块(15)一侧部通过螺纹套装于丝杠(13)外，滑块(15)另一侧部滑动套装于光轴(14)，从而形成丝杠螺母滑动副结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机，其特征在于：所述的第一直线运动机构(2)的运动支架固定于工件平台上，第二直线运动机构(3)的铝型材运动支架(30)固定于第一直线运动机构(2)的滑块(15)上，放料板(4)固定于第二直线运动机构(3)的滑块(15)上，第一直线运动机构(2)和第二直线运动机构(3)的光轴(14)均沿水平面但轴向相垂直布置。
4.根据权利要求1所述的一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机，其特征在于：所述的工业相机夹装部件(10)包括工业相机机械臂大臂(18)、位置调整丝杠(19)、工业相机机械臂小臂(20)和工业相机(21)；工业相机机械臂大臂(18)一端固定连接安装于压装轴(12)侧面，工业相机机械臂大臂(18)另一端和工业相机机械臂小臂(20)的一端铰接，工业相机机械臂小臂(20)另一端固定安装工业相机(21)，工业相机(21)朝向放料板(4)上的工件(5)布置，工业相机机械臂大臂(18)中部和工业相机机械臂小臂(20)中部之间通过位置调整丝杠(19)连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机，其特征在于：所述的光源夹装部件(6)包括光源(25)、第一步进电机(26)、光源抓取小臂(27)、第二步进电机(28)和光源抓取大臂(29)，光源抓取大臂(29)一端安装于导向滑动架(9)中部的水平板上，光源抓取大臂(29)另一端经光源抓取小臂(27)上端通过转动关节铰接，光源抓取小臂(27)下端和光源(25)通过转动关节铰接；光源抓取大臂(29)另一端和光源抓取小臂(27)上端之间的铰接处安装有第二步进电机(28)，第二步进电机(28)的输出轴和光源抓取小臂(27)端部固定，带动光源抓取小臂(27)绕转动关节旋转；光源抓取小臂(27)下端和光源(25)之间的铰接处安装有第一步进电机(26)，第一步进电机(26)的输出轴和光源(25)固定，带动光源(25)绕转动关节旋转。
6.根据权利要求1所述的一种具有视觉检测功能的液压堵头压装机，其特征在于：所述的工件(5)为待压装物料液压阀块和液压堵头。
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