CN111804602A - 零件抓取旋转剔除一体化装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零件抓取旋转剔除一体化装置，包括承载架、升降旋转抓取机构、零件平台和取景机构，升降旋转抓取机构包括水平移动机构、安装在水平移动机构上的承载平台、安装在承载平台上的升降机构、安装在升降机构上的旋转机构以及安装在旋转机构上的抓取机构，水平移动机构安装在承载架上，零件平台位于抓取机构的下方，取景机构包括光源固定支架、相机固定支架、安装在光源固定支架上的光源、安装在相机固定支架上的相机以及安装在相机上的镜头，光源对准抓取机构。本发明还公开了一种零件抓取旋转剔除一体化装置的使用方法。本发明将零件的抓取、旋转和剔除集成为一体，极大的方便了零件的侧面旋转拍摄问题，工作效率高，拍摄准确度高。

Description

零件抓取旋转剔除一体化装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及视觉检测机械自动化技术领域，特别是涉及一种零件抓取旋转剔除一体化装置及其使用方法。

背景技术

随着机器视觉的发展及人工成本的提高，传统工业行业在寻求着改变，建设智能工厂和智能制造产业已经成为每个工厂的共识。在传统汽车行业，涉及到各种各样的检查、测量和零件识别应用，例如汽车零配件尺寸检查和零件外观完整性检查等。这类应用的共同特点是连续大批量生产、外观质量要求非常高。通常这种带有高度重复性和智能性的工作只能靠人工检测来完成，数以百计甚至逾千的检测工人来执行这道工序，在给工厂增加巨大的人工成本和管理成本的同时，仍然不能保证百分之百的检验合格率，人工检测因存在效率慢、误识别率高的特点，已越来越不能满足生产的需要。

目前市场针对侧面拍摄均采用将零件放置在转盘上的方式，该方式存在工作效率慢、同轴度偏差大等问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种零件抓取旋转剔除一体化装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种零件抓取旋转剔除一体化装置，包括承载架、升降旋转抓取机构、零件平台和取景机构，所述升降旋转抓取机构包括水平移动机构、安装在所述水平移动机构上的承载平台、安装在所述承载平台上的升降机构、安装在所述升降机构上的旋转机构以及安装在所述旋转机构上的抓取机构，所述水平移动机构安装在所述承载架上，所述零件平台位于所述抓取机构的下方，所述取景机构包括光源固定支架、相机固定支架、安装在所述光源固定支架上的光源、安装在所述相机固定支架上的相机以及安装在所述相机上的镜头，所述光源对准所述抓取机构。

作为本发明的进一步改进，所述水平移动机构包括第一步进电机、与所述第一步进电机的输出轴相连接的联轴器、与所述联轴器相连接的丝杆组件，所述承载平台与所述丝杆组件相连接。

作为本发明的进一步改进，所述承载架上安装有直线运动滑轨，所述直线滑轨上配合有滑块，所述承载平台安装在所述滑块上。

作为本发明的进一步改进，所述升降机构为升降气缸，所述旋转机构为第二步进电机，所述升降气缸的输出端连接有转接板，所述第二步进电机安装在所述转接板上。

作为本发明的进一步改进，所述抓取机构包括三爪气缸、安装在所述三爪气缸上的气爪组，所述气爪组包括三个气爪。

作为本发明的进一步改进，所述第二步进电机的输出端连接有同轴法兰，所述同轴法兰与所述三爪气缸相连接。

作为本发明的进一步改进，所述承载架上安装有传感器组，所述传感器组包括三个U型传感器。

作为本发明的进一步改进，所述光源固定支架包括圆形法兰、安装在所述圆形法兰上的竖直杆、安装在所述竖直杆上的直角转接器、安装在所述直角转接器上的水平杆、安装在所述水平杆上的支架以及与所述支架相连接的固定架，所述光源与所述固定架相连接。

作为本发明的进一步改进，所述相机固定支架包括相机调节器、安装在所述相机调节器上的相机固定板，所述相机安装在所述相机固定板上。

一种零件抓取旋转剔除一体化装置的使用方法，采用上述装置，包括以下步骤：

(1)使光源固定在光源固定支架上，并调节光源对准抓取机构，将镜头安装在相机上，并将相机固定在相机固定支架上，调节相机固定支架使得成像清晰；

(2)启动光源和相机，升降机构带动旋转机构和抓取机构上升，旋转机构进行旋转复位，水平移动机构带动承载平台移动进行复位，使承载平台位于原点位置；

(3)当零件到达零件平台时，升降机构带动旋转机构和抓取机构下降，抓取机构抓取零件，升降机构带动旋转机构和抓取机构上升，然后旋转机构旋转至少360°；

(4)水平移动机构带动承载平台左移或右移，抓取机构松开零件，零件掉落。

本发明的有益效果是：

本发明将零件的抓取、旋转和剔除集成为一体，能够对多个零件准确并重复抓取和旋转，以达到拍摄零件侧面一周的目的，使得拍摄的零件侧面图像完整，同时通过抓取机构的设置使得零件侧面拍摄前的初始位置处于同一位置，同轴度高，其具有结构简单、便于安装调试、正反转调速、准确复位等特点，极大的方便了零件的侧面旋转拍摄问题，也极大的方便了零件抓取与剔除，工作效率高，拍摄准确度高，同时，摄影师可以准确并重复的控制相机的运动轨迹，具有便携安装、可调节的轨道长度、在高速移动中保证稳定状态等特点，极大地方便了用户进行转场安装，也可以固定指定场所获得最佳固定效果，可以快速的根据实际长度进行快速安装和调节，大大节约时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的优选实施例的结构示意图；

图2为本发明的优选实施例的后视结构示意图；

图3为本发明的优选实施例的仰视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，一种零件抓取旋转剔除一体化装置，包括承载架10、升降旋转抓取机构、零件平台12和取景机构，升降旋转抓取机构包括水平移动机构14、安装在水平移动机构14上的承载平台16、安装在承载平台16上的升降机构、安装在升降机构上的旋转机构以及安装在旋转机构上的抓取机构18，水平移动机构14安装在承载架10上，零件平台12用于承载零件，零件平台12位于抓取机构18的下方，取景机构包括光源固定支架20、相机固定支架22、安装在光源固定支架20上的光源24、安装在相机固定支架22上的相机26以及安装在相机26上的镜头28，光源24对准抓取机构18。

本发明优选承载架10为龙门架，结构稳固。

本发明优选水平移动机构14包括第一步进电机30、与第一步进电机30的输出轴相连接的联轴器32、与联轴器32相连接的丝杆组件34，承载平台16与丝杆组件34相连接。

本发明优选承载架10上安装有直线运动滑轨36，直线运动滑轨36上配合有滑块(图中未示出)，承载平台16安装在滑块上，保证承载平台16水平移动的平稳性。进一步优选直线运动滑轨36为U型滑轨，稳定性好。当然可以理解的是，可以将承载平台16与滑块设置成一体成型。

为了便于升降，本发明优选升降机构为升降气缸38，旋转机构为第二步进电机40，升降气缸38的输出端连接有转接板42，第二步进电机40安装在转接板42上。进一步优选升降气缸38为滑台气缸，保证了升降过程中的稳定性。

本发明优选抓取机构18包括三爪气缸44、安装在三爪气缸44上的气爪组，气爪组包括三个气爪46。

本发明优选第二步进电机40的输出端连接有同轴法兰48，同轴法兰48与三爪气缸44相连接，实现第二步进电机40与三爪气缸44的稳固连接，而且精准的保证了第二步进电机40与三爪气缸44的同轴度。

为了保证承载平台16能够重复精准的复位，本发明优选承载架10上安装有传感器组，传感器组包括三个U型传感器50。

本发明优选光源固定支架20包括圆形法兰52、安装在圆形法兰52上的竖直杆54、安装在竖直杆54上的直角转接器56、安装在直角转接器56上的水平杆58、安装在水平杆58上的支架60以及与支架60相连接的固定架62，光源24与固定架62相连接，提高光源24的安装稳固性。本发明优选固定架62呈倒L形。为了便于光源24位置的调整，本发明优选固定架62上设置有长条形孔64。进一步优选光源24为高亮同轴光源，其光源强度能够快速调节以取得清晰的图像。

本发明优选相机固定支架22包括相机调节器66、安装在相机调节器66上的相机固定板68，相机26安装在相机固定板68上。进一步优选相机调节器66为XY轴千分尺移动平台，能够实现沿X轴和Y轴方向的精确移动，快速调节实现相机26对焦。进一步优选相机26为线阵相机，能够拍摄运动的零件，提高工作效率。进一步优选镜头28为远心镜头，保证在运动过程中拍摄零件图像不会发生畸变。

一种零件抓取旋转剔除一体化装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)使光源24安装在光源固定支架20上，并调节光源24位置使得光源24对准抓取机构18，将镜头24安装在相机26上，并将相机26固定在相机固定支架22上，调节相机固定支架22使得成像清晰。

(2)启动光源24和相机26，升降机构带动旋转机构和抓取机构18上升，旋转机构进行旋转复位，水平移动机构14带动承载平台16移动进行复位，使承载平台16位于原点位置，原点位置根据实际情况进行设定；

(3)当零件到达零件平台12时，升降机构带动旋转机构和抓取机构18下降，抓取机构18抓取零件，升降机构带动旋转机构和抓取机构18上升，然后旋转机构旋转至少360°；

(4)水平移动机构14带动承载平台16左移或右移，抓取机构18松开零件，零件掉落。

为了更进一步的说明本发明的一种零件抓取旋转剔除一体化装置的使用方法，作为优选方案，包括以下步骤：

(1)使光源24安装在固定架62上，并调节光源24在固定架62上的位置使得光源24对准气爪组，将镜头24安装在相机26上，并将相机26固定在相机固定板68上，调节相机调节器66使得成像清晰；

(2)启动光源24和相机26，升降气缸38带动第二步进电机40和抓取机构18上升，第二步进电机40进行旋转复位，第一步进电机30启动，通过联轴器32带动丝杆组件34运动，丝杆组件34带动承载平台16移动进行复位，使承载平台16位于原点位置；

(3)当零件到达零件平台12时，升降气缸38带动第二步进电机40和抓取机构18下降，三爪气缸44进气使三个气爪46张开并撑住零件的内表面实现对零件的抓取，升降气缸38带动第二步进电机40和抓取机构18上升，然后第二步进电机40旋转390°；

(4)若合格品箱位于左侧、不合格品箱位于右侧，当零件合格时，第一步进电机30启动，通过联轴器32带动丝杆组件34运动，丝杆组件34带动承载平台16左移3cm，三爪气缸44断气使三个气爪46收缩，松开零件，零件掉落在合格品箱中；当零件不合格时，丝杆组件34带动承载平台16右移3cm，三爪气缸44断气使三个气爪46收缩，松开零件，零件掉落在不合格品箱中。若合格品箱位于右侧、不合格品箱位于左侧，当零件合格时，第一步进电机30启动，通过联轴器32带动丝杆组件34运动，丝杆组件34带动承载平台16右移3cm，三爪气缸44断气使三个气爪46收缩，松开零件，零件掉落在合格品箱中；当零件不合格时，丝杆组件34带动承载平台16左移3cm，三爪气缸44断气使三个气爪46收缩，松开零件，零件掉落在不合格品箱中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，包括承载架、升降旋转抓取机构、零件平台和取景机构，所述升降旋转抓取机构包括水平移动机构、安装在所述水平移动机构上的承载平台、安装在所述承载平台上的升降机构、安装在所述升降机构上的旋转机构以及安装在所述旋转机构上的抓取机构，所述水平移动机构安装在所述承载架上，所述零件平台位于所述抓取机构的下方，所述取景机构包括光源固定支架、相机固定支架、安装在所述光源固定支架上的光源、安装在所述相机固定支架上的相机以及安装在所述相机上的镜头，所述光源对准所述抓取机构。

2.根据权利要求1所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述水平移动机构包括第一步进电机、与所述第一步进电机的输出轴相连接的联轴器、与所述联轴器相连接的丝杆组件，所述承载平台与所述丝杆组件相连接。

3.根据权利要求2所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述承载架上安装有直线运动滑轨，所述直线滑轨上配合有滑块，所述承载平台安装在所述滑块上。

4.根据权利要求1所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述升降机构为升降气缸，所述旋转机构为第二步进电机，所述升降气缸的输出端连接有转接板，所述第二步进电机安装在所述转接板上。

5.根据权利要求4所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述抓取机构包括三爪气缸、安装在所述三爪气缸上的气爪组，所述气爪组包括三个气爪。

6.根据权利要求5所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述第二步进电机的输出端连接有同轴法兰，所述同轴法兰与所述三爪气缸相连接。

7.根据权利要求1所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述承载架上安装有传感器组，所述传感器组包括三个U型传感器。

8.根据权利要求1所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述光源固定支架包括圆形法兰、安装在所述圆形法兰上的竖直杆、安装在所述竖直杆上的直角转接器、安装在所述直角转接器上的水平杆、安装在所述水平杆上的支架以及与所述支架相连接的固定架，所述光源与所述固定架相连接。

9.根据权利要求1所述的零件抓取旋转剔除一体化装置，其特征在于，所述相机固定支架包括相机调节器、安装在所述相机调节器上的相机固定板，所述相机安装在所述相机固定板上。

10.一种零件抓取旋转剔除一体化装置的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述装置，包括以下步骤：

(1)使光源固定在光源固定支架上，并调节光源对准抓取机构，将镜头安装在相机上，并将相机固定在相机固定支架上，调节相机固定支架使得成像清晰；

(2)启动光源和相机，升降机构带动旋转机构和抓取机构上升，旋转机构进行旋转复位，水平移动机构带动承载平台移动进行复位，使承载平台位于原点位置；

(3)当零件到达零件平台时，升降机构带动旋转机构和抓取机构下降，抓取机构抓取零件，升降机构带动旋转机构和抓取机构上升，然后旋转机构旋转至少360°；

(4)水平移动机构带动承载平台左移或右移，抓取机构松开零件，零件掉落。

Images