CN111589943A - 一种基于ccd图像识别的全自动冲孔机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，包括：机箱组件；Y轴组件，所述Y轴组件包括Y轴基座，所述Y轴基座一端通过螺栓固定安装有一号电机，所述Y轴基座上端滑动安装有支撑架，所述支撑架一端下方固定安装有下模，所述支撑架一端上方固定安装有冲孔机构，且冲孔机构位于下模正上方，所述冲孔机构包括冲孔支架和横板，所述横板焊接于冲孔支架外壁一侧，所述冲孔支架一端通过螺栓固定安装有摄像头；本发明通过安装的摄像头，在实际使用时，冲孔机构采用CCD摄像头实现定位，精度要求高，使得冲孔精度有效控制在0.02mm之内，CPK＝1.33，冲孔速度为0.16秒/孔，可实现高工艺高精度定位打孔生产，从而能够提高产品的加工品质。

Description

一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机
技术领域
本发明涉及全自动冲孔机技术领域，具体为一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机。
背景技术
冲孔机是将原材料安装好后，在动力机构的驱动下，冲孔模具作用在材料上，完成冲孔的一种机械设备；冲孔机可以进行薄片加工，冲压，模压，压纹等强迫金属进入模具的作业，在现代工业生产中，平板冲孔机作为现代加工各类平板孔的关键设备，利用新型成型技术加工孔，精度高、定位准和生产周期短，取代了传统的设备，而全自动冲孔机，常用于电路板、线路板、印刷板、菲林板和薄膜开关的冲孔工作，其一般包括机械手、上料平台、冲孔平台及下料平台，以依次完成工件的上料、冲孔及下料操作。
但是，目前市场上多数的全自动冲孔机功能性都比较单一，使用起来也非常不便，传统的全自动冲孔机在使用时，打孔的精度不高，从而会严重影响产生的冲孔加工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，包括：
机箱组件；
Y轴组件，所述Y轴组件包括Y轴基座，所述Y轴基座一端通过螺栓固定安装有一号电机，所述Y轴基座上端滑动安装有支撑架，所述支撑架一端下方固定安装有下模，所述支撑架一端上方固定安装有冲孔机构，且冲孔机构位于下模正上方，所述冲孔机构包括冲孔支架和横板，所述横板焊接于冲孔支架外壁一侧，所述冲孔支架一端通过螺栓固定安装有摄像头，所述横板上端一侧通过支架固定安装有冲头气缸，所述冲头气缸输出端贯穿横板且固定连接有上模冲头，所述横板底端一侧固定安装有透镜，所述透镜顶端端口延伸至横板上端表面；
X轴组件；
机械手组件，所述机械手组件设有两个；
其中，所述Y轴组件和X轴组件均固定安装于机箱组件内部底端，且X轴组件位于Y轴组件一侧，其中两个所述机械手组件分别固定安装于机箱组件内壁两侧。
优选的，还包括：
显示屏；
其中，所述显示屏固定安装于机箱组件内部顶端。
优选的，还包括：
工控机；
其中，所述工控机固定安装于机箱组件外壁一侧。
优选的，所述机箱组件包括机架和防护罩，所述防护罩固定安装于机架顶端。
优选的，还包括：
收放料组件；
其中，所述收放料组件固定安装于机箱组件内部底端。
优选的，所述X轴组件包括X轴基座，所述X轴基座上端通过螺丝固定安装有移动底座，所述移动底座上端一侧固定安装有固定臂，所述移动底座上端另一侧固定安装有滑轨，所述滑轨上端通过滑块滑动安装有移动臂。
优选的，所述移动底座一端通过螺丝固定安装有二号电机，所述二号电机动力输出端固定连接有螺纹丝杆，且螺纹丝杆转动安装于移动底座底部，所述螺纹丝杆外部滑动安装有滑动螺母。
优选的，所述机械手组件包括横臂，所述横臂一端固定安装有滑杆，所述滑杆外部通过滑套滑动安装有移动架，所述移动架顶端通过螺丝固定安装有机械手气缸，所述机械手气缸输出端固定连接有吸盘支撑板，所述吸盘支撑板底端通过吸盘支架固定安装有吸盘。
优选的，所述透镜顶端端口与摄像头处于同一竖直轴线上。
优选的，所述工控机分别与摄像头、冲头气缸、一号电机、二号电机、显示屏和机械手气缸之间电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过安装的摄像头，在实际使用时，冲孔机构采用CCD摄像头实现定位，精度要求高，使得冲孔精度有效控制在0.02mm之内，CPK＝1.33，可实现高工艺高精度定位打孔生产，从而能够提高产品的加工品质。
2.本发明结构紧凑，可大幅降低其占地面积，并且采用Y轴组件和X轴组件配合工作，可同时完成前一工件从冲孔平台转移到下料平台、后一工件从上料平台转移到冲孔平台的操作，从而使得该全自动冲孔机的工作效率得到大幅提高，另外，该全自动冲孔机与现有全自动冲孔机相比，可大幅降低占地面积，提高工作效率。
3.本发明新增磁铁吸盘，便于对工件的吸附，提高了传输的稳定性，同时新增磁铁吸盘后面，加一个自动分板功能，OK板和NG板自动分离不同的料盘，达到节约人工，提高生产效率。
4.本发明CCD视觉测量胀缩自动分内处理功能，把不同的胀缩尺寸的FPC线路板分5内处理，为客户提高生产效率，节约成本和人工。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的机箱组件结构示意图；
图3为本发明的X轴组件立体结构示意图；
图4为本发明的X轴组件爆炸结构示意图；
图5为本发明的Y轴组件结构示意图；
图6为本发明的Y轴组件分解结构示意图；
图7为本发明的冲孔机构立体结构示意图；
图8为本发明的机械手组件整体结构示意图；
图9为本发明的机械手组件立体结构示意图；
图10为本发明的机械手组件正视图；
图11为本发明的收放料组件结构示意图。
图中：10-机箱组件；11-机架；12-防护罩；20-Y轴组件；21-Y轴基座；22-下模；23-冲孔机构；231-冲孔支架；232-横板；233-摄像头；234-冲头气缸；235-上模冲头；236-透镜；24-支撑架；25-一号电机；30-X轴组件；31-X轴基座；32-移动臂；33-移动底座；34-滑轨；35-滑块；36-二号电机；37-固定臂；40-显示屏；50-工控机；60-收放料组件；70-机械手组件；71-横臂；72-移动架；73-机械手气缸；74-吸盘支架；75-吸盘支撑板；76-吸盘。
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。
实施例1：
请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，包括：机箱组件10、Y轴组件20、X轴组件30和机械手组件70。
其中，所述Y轴组件20包括Y轴基座21，所述Y轴基座21一端通过螺栓固定安装有一号电机25，所述Y轴基座21上端滑动安装有支撑架24，所述支撑架24一端下方固定安装有下模22，所述支撑架24一端上方固定安装有冲孔机构23，且冲孔机构23位于下模22正上方，所述冲孔机构23包括冲孔支架231和横板232，所述横板232焊接于冲孔支架231外壁一侧，所述冲孔支架231一端通过螺栓固定安装有摄像头233，所述横板232上端一侧通过支架固定安装有冲头气缸234，所述冲头气缸234输出端贯穿横板232且固定连接有上模冲头235，所述横板232底端一侧固定安装有透镜236，所述透镜236顶端端口延伸至横板232上端表面。
进一步地，X轴组件30将工件输送至Y轴组件20一侧，然后一号电机25工作能够使支撑架24在Y轴基座21上进行移动，则能将下模22移动至工件下方，同时冲孔机构23位于工件上方，然后冲头气缸234带动上模冲头235对工件进行冲孔加工。
其中，所述机械手组件70设有两个。
其中，所述Y轴组件20和X轴组件30均固定安装于机箱组件10内部底端，且X轴组件30位于Y轴组件20一侧，其中两个所述机械手组件70分别固定安装于机箱组件10内壁两侧。
其中，所述机箱组件10包括机架10和防护罩12，所述防护罩12固定安装于机架10顶端。
进一步地，防护罩12能够将加工区域进行保护。
其中，还包括：收放料组件60。
进一步地，料盘63用于叠加盛放加工后的工件与加工前的工件，同时加一个自动分板功能，OK板和NG板自动分离不同的料盘，达到节约人工，提高生产效率。
其中，所述收放料组件60固定安装于机箱组件10内部底端。
其中，所述X轴组件30包括X轴基座31，所述X轴基座31上端通过螺丝固定安装有移动底座33，所述移动底座33上端一侧固定安装有固定臂37，所述移动底座33上端另一侧固定安装有滑轨34，所述滑轨34上端通过滑块35滑动安装有移动臂32，所述移动底座33一端通过螺丝固定安装有二号电机36，所述二号电机36动力输出端固定连接有螺纹丝杆，且螺纹丝杆转动安装于移动底座33底部，所述螺纹丝杆外部滑动安装有滑动螺母，所述滑动螺母通过螺栓与移动臂32之间固定连接。
进一步地，机械手组件70将工件送至X轴组件30的固定臂37和移动臂32之间，二号电机36工作能够带动螺纹丝杆转动，则能带动滑动螺母在螺纹丝杆外部进行移动，则能驱动移动臂32在移动底座33上进行移动，则能实现对工件的移动。
其中，所述机械手组件70包括横臂71，所述横臂71一端固定安装有滑杆，所述滑杆外部通过滑套滑动安装有移动架72，所述移动架72顶端通过螺丝固定安装有机械手气缸73，机械手气缸73用于驱动吸盘76的正常升降，所述机械手气缸73输出端固定连接有吸盘支撑板75，所述吸盘支撑板75底端通过吸盘支架74固定安装有吸盘76。
进一步地，该装置还装配有气泵，气泵输出端通过软管与吸盘76之间连通，则能实现吸盘76吸附工件的工作。
进一步地，机械手组件70的驱动电机工作带动移动架72在滑杆外部进行移动，待将吸盘76移动至未加工工件上方时，机械手气缸73则带动吸盘76向下移动，则会将工件进行吸附，然后再将工件移动至X轴组件30处，同时另一个机械手组件70会将加工完成后的工件吸附，然后移动至料盘上。
其中，所述工控机50分别与摄像头233、冲头气缸234、一号电机25、二号电机36、显示屏40和机械手气缸73之间电性连接。
综合以上实施例所述，采用Y轴组件20和X轴组件30配合工作，可同时完成前一工件从冲孔平台转移到下料平台、后一工件从上料平台转移到冲孔平台的操作，从而使得该全自动冲孔机的工作效率得到大幅提高，另外，该全自动冲孔机与现有全自动冲孔机相比，可大幅降低占地面积，提高工作效率。
实施例2：
请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，包括：机箱组件10、Y轴组件20、X轴组件30和机械手组件70。
其中，所述Y轴组件20包括Y轴基座21，所述Y轴基座21一端通过螺栓固定安装有一号电机25，所述Y轴基座21上端滑动安装有支撑架24，所述支撑架24一端下方固定安装有下模22，所述支撑架24一端上方固定安装有冲孔机构23，且冲孔机构23位于下模22正上方，所述冲孔机构23包括冲孔支架231和横板232，所述横板232焊接于冲孔支架231外壁一侧，所述冲孔支架231一端通过螺栓固定安装有摄像头233，所述横板232上端一侧通过支架固定安装有冲头气缸234，所述冲头气缸234输出端贯穿横板232且固定连接有上模冲头235，所述横板232底端一侧固定安装有透镜236，所述透镜236顶端端口延伸至横板232上端表面。
进一步地，冲孔机构23在对工件进行冲孔加工时，摄像头233穿透透镜236对待加工孔位进行扫描识别建立标准模板，工控机50对建立的标准模板进行记忆保存，其中工控机50可对不同大小孔位进行管控，可建立不同大小孔位的模板进行记忆识别，摄像头233根据工控机50程序的编辑先对待冲孔加工产品上的2个Mark点进行扫描定位，再根据程序编辑的轨迹对需加工的孔位进行扫描识别，并反馈给工控机50，工控机50通过计算和数据处理发出指令使Y轴组件20和X轴组件30进行精确走位定位，冲头气缸234下降，冲头气缸234作快速反复上下运动，上模冲头235打入下模22上的待冲孔加工产品进行孔位冲打击穿，从而实现冲孔作业。
其中，还包括：
显示屏40。
进一步地，显示屏40用于显示摄像头233拍摄的图像视频；
其中，所述显示屏40固定安装于机箱组件10内部顶端。
其中，还包括：
工控机50；
其中，所述工控机50固定安装于机箱组件10外壁一侧。
其中，所述透镜236顶端端口与摄像头233处于同一竖直轴线上。
其中，所述工控机50分别与摄像头233、冲头气缸234、一号电机25、二号电机36、显示屏40和机械手气缸73之间电性连接。
综合以上实施例所述，冲孔机构采用CCD摄像头实现定位，精度要求高，使得冲孔精度有效控制在0.02mm之内，CPK＝1.33，冲孔速度为0.16秒/孔，可实现高工艺高精度定位打孔生产，从而能够提高产品的加工品质。
在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到所揭露的装置可以通过其它的方式实现。所显示或讨论的相互之间的焊接或螺纹连接或缠绕连接可以是通过设备进行辅助完成的，如焊枪实现焊接，用扳手实现螺纹连接等，装置组成部件材料多种多样，例如铝合金、钢和铜等金属材料，通过铸造或者采用机械冲压等方式成型。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅为本发明的实施方式，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他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于，包括：
机箱组件(10)；
Y轴组件(20)，所述Y轴组件(20)包括Y轴基座(21)，所述Y轴基座(21)一端通过螺栓固定安装有一号电机(25)，所述Y轴基座(21)上端滑动安装有支撑架(24)，所述支撑架(24)一端下方固定安装有下模(22)，所述支撑架(24)一端上方固定安装有冲孔机构(23)，且冲孔机构(23)位于下模(22)正上方，所述冲孔机构(23)包括冲孔支架(231)和横板(232)，所述横板(232)焊接于冲孔支架(231)外壁一侧，所述冲孔支架(231)一端通过螺栓固定安装有摄像头(233)，所述横板(232)上端一侧通过支架固定安装有冲头气缸(234)，所述冲头气缸(234)输出端贯穿横板(232)且固定连接有上模冲头(235)，所述横板(232)底端一侧固定安装有透镜(236)，所述透镜(236)顶端端口延伸至横板(232)上端表面；
X轴组件(30)；
机械手组件(70)，所述机械手组件(70)设有两个；
其中，所述Y轴组件(20)和X轴组件(30)均固定安装于机箱组件(10)内部底端，且X轴组件(30)位于Y轴组件(20)一侧，其中两个所述机械手组件(70)分别固定安装于机箱组件(10)内壁两侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于，还包括：
显示屏(40)；
其中，所述显示屏(40)固定安装于机箱组件(10)内部顶端。
3.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于，还包括：
工控机(50)；
其中，所述工控机(50)固定安装于机箱组件(10)外壁一侧。
4.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：所述机箱组件(10)包括机架(10)和防护罩(12)，所述防护罩(12)固定安装于机架(10)顶端。
5.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：还包括：
收放料组件(60)；
其中，所述收放料组件(60)固定安装于机箱组件(10)内部底端。
6.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：所述X轴组件(30)包括X轴基座(31)，所述X轴基座(31)上端通过螺丝固定安装有移动底座(33)，所述移动底座(33)上端一侧固定安装有固定臂(37)，所述移动底座(33)上端另一侧固定安装有滑轨(34)，所述滑轨(34)上端通过滑块(35)滑动安装有移动臂(32)。
7.根据权利要求6所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：所述移动底座(33)一端通过螺丝固定安装有二号电机(36)，所述二号电机(36)动力输出端固定连接有螺纹丝杆，且螺纹丝杆转动安装于移动底座(33)底部，所述螺纹丝杆外部滑动安装有滑动螺母。
8.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：所述机械手组件(70)包括横臂(71)，所述横臂(71)一端固定安装有滑杆，所述滑杆外部通过滑套滑动安装有移动架(72)，所述移动架(72)顶端通过螺丝固定安装有机械手气缸(73)，所述机械手气缸(73)输出端固定连接有吸盘支撑板(75)，所述吸盘支撑板(75)底端通过吸盘支架(74)固定安装有吸盘(76)。
9.根据权利要求1所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：所述透镜(236)顶端端口与摄像头(233)处于同一竖直轴线上。
10.根据权利要求3所述的一种基于CCD图像识别的全自动冲孔机，其特征在于：所述工控机(50)分别与摄像头(233)、冲头气缸(234)、一号电机(25)、二号电机(36)、显示屏(40)和机械手气缸(73)之间电性连接。
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