CN110918952A - 一种机器人追踪浇注装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浇注领域，尤其涉及一种机器人追踪浇注装置。包括：一相机，设置在机器人的末端，用于获取浇注口的轮廓信息并发送至机器人；脉冲编码器，设置在所述模具上，用于实时获取所述模具转动过程中的脉冲信息并发送至所述机器人；多个发泡剂存储箱，设置在转台的上方，用于存储不同的发泡剂；一发泡枪，与发泡剂存储箱连接，设置在机器人末端，用于将发泡剂以一预设流速注入模具。上述技术方案的有益效果是：能够在不停止转台的状态下准确高效完成整个浇注成型过程，且能满足模架倾斜不同角度。

Description

一种机器人追踪浇注装置

技术领域

本发明涉及一种浇注领域，尤其涉及一种机器人追踪浇注装置。

背景技术

随着人们对汽车内饰的舒适性，安全性，环保性要求不断提高，近年来汽车内饰行业得到蓬勃发展。其中方向盘作为接触最多的内饰件之一，其舒适性直接决定了驾驶者的体验。

当前的汽车内饰件工厂中，大多采用输送线运送倾斜定角度的模具在固定位置停止，桁架式三轴机器人往模具浇注口处注入混合发泡剂，传送带开启运输浇注后的模具至下料工位，以上为整个传统方向盘浇注成型流程。

在此过程中，首先，每次进行浇注成型时，模具都需要停止，之后机器人完成后续的一系列流程，模具流至下游，模具在流动-停止-流动过程中耗时较高；其次，不同产品批次需要来料模具的倾斜角度各不相同，桁架式三轴机器人只能定角度浇注，不能应对多种批次产品，线体柔性度不够。

发明内容

为解决上述的现有问题，现提供一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，用于车辆方向盘的模具，所述模具倾斜设置在一工作转台上，所述模具中具有一浇注口；

所述机器人追踪浇注装置中包括：

一追踪装置，具体包括：

一机器人，所述机器人设置于一预设位置；

一3D相机，所述3D相机设置在所述机器人的末端，用于获取所述浇注口的轮廓信息并发送至所述机器人；

脉冲编码器，设置在所述模具上，用于实时获取所述模具转动过程中的脉冲信息并发送至所述机器人；

一浇注装置，所述发泡装置与所述追踪装置连接，具体包括：

多个发泡剂存储箱，设置在所述工作转台的上方，用于存储不同种类的发泡剂；

一发泡枪，与所述发泡剂存储箱连接，设置在所述机器人末端，用于将发泡剂以一预设流速注入所述模具；

当所述模具与所述机器人之间达到一距离阈值时，所述机器人根据所述浇注口的轮廓信息和所述脉冲信息，获取所述浇注口的空间位置，所述机器人进行移动并带动所述发泡枪伸入所述浇注口，将所述发泡剂注入所述模具；

当所述发泡剂注满所述模具时，所述机器人控制所述发泡枪从所述浇注口中抽出，所述机器人返回所述预设位置。

优选的，所述机器人追踪浇注装置中还包括：

一接近传感器，所述接近传感器中预设所述距离阈值，所述接近传感器设置在所述模具上并与所述机器人连接；

当所述模具与所述机器人之间达到所述距离阈值时，所述接近传感器被触发用于形成一到位信号至所述机器人，所述机器人接收所述到位信号后，所述机器人控制所述相机获取所述浇注口的轮廓信息，以及控制所述脉冲编码器获取所述脉冲数。

优选的，所述机器人的末端设置一支架，所述相机和所述发泡枪均设置在所述支架上。

优选的，所述发泡剂通过一上下浮动机构设置在所述支架上。

优选的，所述浇注装置中还包括：

多根发泡剂管道，所述发泡剂管道与所述发泡剂存储箱一一对应连接，用于将所述发泡剂储存箱中的发泡剂输送至所述发泡枪。

优选的，所述浇注装置中还包括：

一总控阀门，所述总控阀门设置在所有所述发泡剂管道上，并与所述机器人连接；

当所述机器人移动并控制所述发泡枪伸入所述浇注口，所述机器人打开所述总控阀门，将所述发泡剂注入所述模具；

当所述发泡剂注满所述模具时，所述机器人关闭所述总控阀门，所述发泡剂不再向所述模具注入发泡剂，所述机器人控制所述发泡枪从所述浇注口中抽出。

优选的，所述机器人中设置一计时器和一时间阈值；

当所述机器人移动并控制所述发泡枪伸入所述浇注口，所述机器人控制所述计时器开始计时；

所述机器人通过判断所述计时器是否达到所述时间阈值，判断所述发泡剂是否注满所述模具。

优选的，所述时间阈值为5秒。

上述技术方案的有益效果是：能够在不停止转台的状态下准确高效完成整个浇注成型过程，且能满足模具倾斜不同角度。

附图说明

图1是本发明中的一种优选实施例的结构示意图。

图2是本发明中的一种优选实施例的机器人局部放大示意图；

图3是本发明中的一种优选实施例的机器人立体示意图。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种机器人追踪浇注装置，如图1所示，用于车辆方向盘的模具1，模具1倾斜设置在一工作转台2上，模具1中具有一浇注口；

机器人4追踪浇注装置中包括：

一追踪装置，具体包括：

一机器人4，机器人4设置于一预设位置；

一3D相机5，3D相机5设置在机器人4的末端，用于获取浇注口的轮廓信息并发送至机器人4；

脉冲编码器3，脉冲编码器3设置在模具1上，用于实时获取模具1 转动过程中的脉冲信息并发送至机器人4；

一浇注装置，发泡装置与追踪装置连接，具体包括：

多个发泡剂存储箱6，设置在工作转台2的上方，用于存储不同的发泡剂；

一发泡枪7，与发泡剂存储箱6连接，设置在机器人4末端，用于将发泡剂以一预设流速注入模具1；

当模具1与机器人4之间达到一距离阈值时，机器人4根据浇注口的轮廓信息和脉冲信息，获取浇注口的空间位置，机器人4进行移动并带动发泡枪7伸入浇注口，将发泡剂注入模具1；

当发泡剂注满模具1时，机器人4控制发泡枪7从浇注口中抽出，机器人4返回预设位置。

具体地，如图2和图3所示，在对模具1注塑成型的过程中，常设置一以预设转速进行转动的工作转台2，将多个模具1共同设置在工作转台2上，让模具1在工作转台2的带动下进行转动，从而简化装置空间，为避免现有技术中因切换工作转台2的工作状态而产生的能源损耗，因此设置一种基于 3D视觉的机器人4追踪浇注装置，让工作转台2始终保持转动的工作状态，控制发泡剂在注入模具1的同时，随着工作转台2进行转动。

进一步地，由于此时的工作转台2始终保持转动，因此需要判断随着工作转台2进行转动的模具1的浇注口的空间位置，才能让发泡枪7准确插入浇注口，将发泡剂注入模具1。

于是，采用3D相机5获取浇注口的轮廓信息，3D相机5于模具1与机器人4之间达到一距离阈值时开始工作，3D相机5通过模板匹配的方法，获取2D图像轮廓和点云3D定位数据，其中，2D图像轮廓是浇注口处圆形精加工口轮廓，用于确定浇注口的每个组成部分位于三维空间直角坐标轴中的X 轴、Y轴位置以及绕Z轴旋转的R角度，点云3D定位数据是整个浇注口平面的空间定位数据，用于拟合确定每个组成部分位于三维空间直角坐标轴中的 Z轴位置，绕X轴旋转的W角度以及绕Y轴旋转的P角度，机器人4通过3D 相机5获取浇注口的轮廓信息。

此外，由于不同型号的产品具有不同的形状设计，模具1的设计也不尽相同，通过3D相机5获取轮廓信息，能够提高追踪浇注装置的适用性，扩大装置的应用范围。

于是，采用脉冲编码器3实时获取模具1转动过程中的脉冲信息，脉冲编码器3于模具1与机器人4之间达到一距离阈值，模具1转动到一角度时，脉冲编码器3将此时的脉冲数作为第一脉冲信息发送至机器人4，模具1继续随着工作转台2转动，脉冲编码器3以极小的时间间隔获取此时的脉冲数并作为第二脉冲信息发送至机器人4，机器人4将第一脉冲信息作为参考角度，并根据第一脉冲信息和第二脉冲信息的差值，获取此时的模具1的角度。

由此，机器人4通过3D相机5获取浇注口的轮廓信息，通过脉冲编码器 3获取浇注口于工作转台2上的角度，以此获取浇注口的空间位置，将发泡枪7移动准确插入浇注口，将发泡剂注入模具1。

进一步地，在发泡枪7向模具1中注入发泡剂的过程中，模具1始终随着工作转台2进行转动，由此机器人4也需要相应将进行发泡枪7移动，通过脉冲编码器3向机器人4实时地模具1转动过程中的脉冲信息，再根据此时的脉冲信息和第一脉冲信息之间的差值，就能相应获取模具1的转动角度，也就能相应地控制发泡枪7进行移动直至发泡剂注满模具1，在注入发泡剂的过程中，能够让发泡枪7与模具1的相对位置保持不变。

进一步地，机器人4中包括一转轴41，将根据浇注口的空间位置带动发泡枪7移动至浇注口处，机器人4中还预设一行程，此行程与发泡枪7与浇注口处的径向距离匹配，机器人4在完成发泡枪7移动至浇注口处时，向前移动相应的预设行程，以此完成发泡枪7伸入浇注口的动作，而当发泡剂注满模具1时，机器人4向后移动相应的预设行程，将发泡枪7从浇注口处抽出。

本发明的较优实施例中，机器人4追踪浇注装置中还包括：

一接近传感器，接近传感器中预设距离阈值，接近传感器设置在模具1 上并与机器人4连接；

当模具1与机器人4之间达到距离阈值时，接近传感器被触发用于形成一到位信号至机器人4，机器人4接收到位信号后，机器人4控制3D相机5 获取浇注口的轮廓信息，以及控制脉冲编码器3获取脉冲信息。

具体地，机器人4处于预设位置处，工作转台2上设置多个模具1，每个模具1对应设置一接近传感器，接近传感器中设置一距离阈值，模具1在工作转台2的带动下进行转动，当接近传感器检测发现此时的模具1与机器人4之间的距离到达距离阈值时，接近传感器被触发用于形成一到位信号至机器人4，机器人4接收到位信号后，机器人4就会开始控制相机工作，从而获取浇注口的轮廓信息，以及控制脉冲编码器3向机器人4发送脉冲信息。

本发明的较优实施例中，机器人4的末端设置一支架，3D相机5和发泡枪7均设置在支架上。

具体地，通过一转接法兰将机器人4的末端与支架进行连接固定，相机和发泡枪7也相应设置在支架上。

本发明的较优实施例中，发泡枪7通过一上下浮动机构设置在支架上。

具体地，由于发泡剂具有一定流速，为实现发泡枪7能够稳定顺畅地将发泡剂注入模具1，因此，于发泡枪7处设置一上下浮动机构，发泡枪7通过上下浮动机构设置在支架上。

本发明的较优实施例中，浇注装置中还包括：

多根发泡剂管道8，发泡剂管道8与发泡剂存储箱6一一对应连接，用于将发泡剂储存箱中的发泡剂输送至发泡枪7。

具体地，浇注装置中还包括多根发泡剂管道8，多根发泡剂管道8的一端与多个发泡剂存储箱6一一对应连接，多个发泡箱存储箱中相应存储着多种发泡剂，多根发泡剂的另一端均连接至发泡枪7，发泡枪7将多组发泡剂混合注入模具1。

此外，多个发泡箱存储箱设置在工作转台2的上方，能够减少占用空间。

本发明的较优实施例中，浇注装置中还包括：

一总控阀门，总控阀门设置在所有发泡剂管道8上，并与机器人4连接；

当机器人4移动并控制发泡枪7伸入浇注口，机器人4打开总控阀门，将发泡剂注入模具1；

当发泡剂注满模具1时，机器人4关闭总控阀门，发泡剂不再向模具1 注入发泡剂，机器人4控制发泡枪7从浇注口中抽出。

具体地，当机器人4将发泡枪7伸入浇注口时，机器人4打开总控阀门，发泡枪7将发泡剂注入模具1，而当发泡剂注满模具1时，机器人4关闭总控阀门，发泡剂不再向模具1注入发泡剂，机器人4控制发泡枪7从浇注口中抽出，通过切换总控阀门的开关状态，能够控制发泡剂注入模具1，便于实际操作和控制。

本发明的较优实施例中，机器人4中设置一计时器和一时间阈值；

当机器人4移动并控制发泡枪7伸入浇注口，机器人4控制计时器开始计时；

机器人4通过判断计时器是否达到时间阈值，判断发泡剂是否注满模具 1。

具体地，当机器人4移动并控制发泡枪7伸入浇注口，机器人4控制计时器开始计时，机器人4通过判断计时器是否达到时间阈值，判断发泡剂是否注满模具1。

本发明的较优实施例中，时间阈值为5秒。

具体地，时间阈值的计算根据模具1的体积以及发泡剂管道8的流速进行确定，此处根据选取的模具1和发泡剂，设置的时间阈值为5秒，当机器人4移动并控制发泡枪7伸入浇注口，机器人4控制计时器开始计时，机器人4通过判断计时器的计时达到5秒时，相应地，此时的发泡剂已经注满模具1，于是机器人4将返回预设位置，并且此处的工作转台2的转速也相应设置，以实现机器人4返回预设位置时，下一个模具1与到达预设位置的机器人4之间的距离还没有达到距离阈值，于是此时机器人4等待，直到下一个模具1的接近触发器判断下一个模具1与机器人4之间的距离到达距离阈值，被触发形成下一个模具1的到位信息，由此机器人4接收到下一个模具 1的到位信息，开始对下一个模具1进行相应的注入发泡剂的控制过程。

由此，工作转台2以预设转速进行转动始终不停，机器人4进行返回运动，带动发泡枪7将发泡剂逐个注入设置在工作转台2上的模具1，准确完成车辆方向盘的浇注工序。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，用于车辆方向盘的模具，所述模具倾斜设置在一工作转台上，并在所述工作转台的带动下进行转动，所述模具中具有一浇注口；

所述机器人追踪浇注装置中包括：

一追踪装置，具体包括：

一机器人，所述机器人设置于一预设位置；

一3D相机，所述3D相机设置在所述机器人的末端，用于获取所述浇注口的轮廓信息并发送至所述机器人；

脉冲编码器，设置在所述模具上，用于实时获取所述模具转动过程中的脉冲信息并发送至所述机器人；

一浇注装置，具体包括：

一发泡枪，所述发泡枪设置在所述机器人末端，用于将发泡剂注入所述模具；

当所述模具与所述机器人之间达到一距离阈值时，所述机器人根据所述浇注口的轮廓信息和所述脉冲信息，获取所述浇注口的空间位置，所述机器人带动所述发泡枪伸入所述浇注口，将所述发泡剂注入所述模具；

当所述发泡剂注满所述模具时，所述机器人控制所述发泡枪从所述浇注口中抽出，所述机器人返回所述预设位置。

2.根据权利要求1所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述机器人追踪浇注装置中还包括：

一接近传感器，所述接近传感器中预设所述距离阈值，所述接近传感器设置在所述模具上并与所述机器人连接；

当所述模具与所述机器人之间达到所述距离阈值时，所述接近传感器被触发用于形成一到位信号至所述机器人，所述机器人接收所述到位信号后，所述机器人控制所述3D相机获取所述浇注口的轮廓信息，以及控制所述脉冲编码器获取所述脉冲信息。

3.根据权利要求1所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述机器人的末端设置一支架，所述3D相机和所述发泡枪均设置在所述支架上。

4.根据权利要求3所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述发泡枪通过一上下浮动机构设置在所述支架上。

5.根据权利要求1所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述浇注装置中还包括：

多个发泡剂存储箱，设置在所述工作转台的上方，用于存储不同种类的发泡剂；

多根发泡剂管道，所述发泡剂管道与所述发泡剂存储箱一一对应连接，用于将所述发泡剂储存箱中的发泡剂输送至所述发泡枪。

6.根据权利要5所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述浇注装置中还包括：

一总控阀门，所述总控阀门设置在所有所述发泡剂管道上，并与所述机器人连接；

当所述机器人移动并控制所述发泡枪伸入所述浇注口，所述机器人打开所述总控阀门，将所述发泡剂注入所述模具；

当所述发泡剂注满所述模具时，所述机器人关闭所述总控阀门，所述发泡剂不再向所述模具注入发泡剂，所述机器人控制所述发泡枪从所述浇注口中抽出。

7.根据权利要1所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述机器人中设置一计时器和一时间阈值；

当所述机器人移动并控制所述发泡枪伸入所述浇注口，所述机器人控制所述计时器开始计时；

所述机器人通过判断所述计时器是否达到所述时间阈值，判断所述发泡剂是否注满所述模具。

8.根据权利要7所述的一种机器人追踪浇注装置，其特征在于，所述时间阈值为5秒。

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