CN112140058A

CN112140058A - 一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统及方法

Info

Publication number: CN112140058A
Application number: CN202010977061.9A
Authority: CN
Inventors: 熊八一
Original assignee: Suzhou Huimingyuan Industrial Parts Co ltd
Current assignee: Suzhou Huimingyuan Industrial Parts Co ltd
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2040-09-17
Also published as: CN112140058B

Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统及方法，涉及紧固件拆卸技术领域，为解决现有的基于机器视觉的紧固件自动拆卸装置在拆卸紧固件时容易受物料外部多个紧固件限制，导致套筒与紧固件难以配合，影响装置的正常使用，且装置的长时间使用下距离传感器精度下降，套筒容易与物料发生碰撞，导致机械臂受到震动而损坏，造成不可挽回的损失的问题。所述送料流水线的一侧安装有机械移动控制台，所述机械移动控制台与送料流水线通过连接板连接，所述机械移动控制台上端的前后两端均安装有精控丝杆，所述精控丝杆与机械移动控制台通过轴承连接，所述精控丝杆的外部安装有滑块，所述滑块与精控丝杆通过丝杆轴承连接。

Description

一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统及方法

技术领域

本发明涉及紧固件拆卸技术领域，具体为一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统及方法。

背景技术

紧固件，是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。紧固件，使用行业广泛，包括能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具、液压等等行业，在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面，都可以看到各式各样的紧固件，是应用最广泛的机械基础件，随着制造业的快速发展，产品的更新换代周期越来越短，数量巨大的废弃工件如何妥善处理是目前急切需要面对的问题，在拆解废弃工件的过程中，工件上紧固件的拆卸是关键问题。

但是，现有的基于机器视觉的紧固件自动拆卸装置在拆卸紧固件时容易受物料外部多个紧固件限制，导致套筒与紧固件难以配合，影响装置的正常使用，且装置的长时间使用下距离传感器精度下降，套筒容易与物料发生碰撞，导致机械臂受到震动而损坏，造成不可挽回的损失；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统及方法，以解决上述背景技术中提出的基于机器视觉的紧固件自动拆卸装置在拆卸紧固件时容易受物料外部多个紧固件限制，导致套筒与紧固件难以配合，影响装置的正常使用，且装置的长时间使用下距离传感器精度下降，套筒容易与物料发生碰撞，导致机械臂受到震动而损坏，造成不可挽回的损失的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，包括送料流水线，所述送料流水线的一侧安装有机械移动控制台，所述机械移动控制台与送料流水线通过连接板连接，所述机械移动控制台上端的前后两端均安装有精控丝杆，所述精控丝杆与机械移动控制台通过轴承连接，所述精控丝杆的外部安装有滑块，所述滑块与精控丝杆通过丝杆轴承连接，所述滑块的上端安装有机械臂，所述机械臂与滑块通过螺钉连接，所述机械臂靠近送料流水线一侧的下端安装有旋转盘，所述旋转盘与机械臂通过轴承连接，所述旋转盘的下端安装有外筒，所述外筒与旋转盘通过轴承连接，所述外筒的内部安装有内筒，所述内筒靠近旋转盘的一端安装有条形卡爪，所述条形卡爪与内筒固定连接，所述条形卡爪与外筒通过卡槽连接，所述条形卡爪靠近旋转盘的一端安装有回位弹簧，所述回位弹簧与内筒和外筒均固定连接。

优选的，所述送料流水线另一侧的上端安装有视觉检测支架，所述视觉检测支架与送料流水线通过螺钉连接，所述视觉检测支架的上端安装有清灰电机，所述清灰电机与视觉检测支架通过螺钉连接，所述视觉检测支架的下端安装有旋转杆，所述旋转杆与视觉检测支架通过轴承连接，所述旋转杆一侧的下端安装有清灰毛刷，所述清灰毛刷与旋转杆固定连接，所述旋转杆与清灰电机通过联轴器连接。

优选的，所述视觉检测支架下端面的一侧安装有安装板，所述安装板与视觉检测支架固定连接，所述安装板下端的两侧均安装有工业相机，所述工业相机与安装板固定连接，所述安装板的下端安装有照明灯，所述照明灯与安装板固定连接。

优选的，所述送料流水线上端面的两侧均安装有夹紧气缸，所述夹紧气缸与送料流水线固定连接，所述夹紧气缸的一端安装有夹紧板，所述夹紧板与夹紧气缸通过螺钉连接。

优选的，所述机械移动控制台远离送料流水线的一侧安装有工控箱，所述工控箱与机械移动控制台通过螺钉连接。

优选的，所述旋转盘的下端面安装有补光灯，所述补光灯与旋转盘通过卡扣连接。

优选的，所述旋转盘的下端面安装有距离传感器，所述距离传感器与旋转盘固定连接，所述机械移动控制台的上端安装有限位导轨，所述限位导轨与机械移动控制台通过螺钉连接，所述限位导轨与滑块通过卡槽连接。

优选的，所述旋转盘的上端安装有拆卸电机，所述拆卸电机与旋转盘固定连接，所述拆卸电机与外筒通过联轴器连接，所述机械臂靠近送料流水线一侧的上端安装有套筒更换电机，所述套筒更换电机与机械臂通过螺钉连接，所述套筒更换电机与旋转盘通过联轴器连接，所述送料流水线的一侧安装有流水线电机，所述流水线电机与送料流水线固定连接，所述机械移动控制台远离送料流水线一侧的上端安装有机械移动电机，所述机械移动电机与机械移动控制台通过螺钉连接，所述机械移动电机与精控丝杆通过轴承连接。

一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸方法，包括如下步骤：

步骤一：工作人员将夹紧气缸与装置外接气泵通过橡胶管连接，然后将物料放置在送料流水线上端，并启动流水线电机对其进行运输，当物料移动到工业相机下端时，流水线电机停止运转。

步骤二：接下来夹紧气缸伸长将物料牢牢夹持住，然后工业相机将物料表面紧固件的坐标分布和规格大小拍摄下来并传输至工控箱，经过工控箱分析处理，然后通过控制机械移动电机使其控制精控丝杆旋转从而调整机械臂的位置，然后距离传感器检测出旋转盘到坚固件的距离，接下来启动套筒更换电机，使其根据紧固件的规格，选择合适的内筒。

步骤三：接下来机械臂控制内筒与紧固件接触，并启动拆卸电机带动内筒旋转，将紧固件拆卸下来，旋转盘下端的其余内筒与物料上端的其余紧固件接触时会压缩回位弹簧使内筒回缩入外筒中，不会使机械臂受到冲击力，保证正在使用的内筒能与当前需要拆卸紧固件能顺利配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过安装精控丝杆使其配合机械移动电机可以带动机械臂进行移动，有利于增加装置的灵活性，增加装置的实用性，安装旋转盘便于装置快速更换内筒，有利于提高工作效率，增加装置的实用性，安装内筒可以使其与紧固件配合，可以快速拆除紧固件，保证装置功能性的完整，安装回位弹簧可以使内筒缩回外筒内部，使装置在拆卸紧固件时不受物料外部多个紧固件限制，防止内筒与紧固件难以配合，影响装置的正常使用，且避免内筒容易与物料发生撞击传导至机械臂，导致机械臂受到震动而损坏，造成不可挽回的损失，安装清灰毛刷可以对工业相机下端进行清灰，保证工业相机拍摄图画的高品质，增加装置的实用性，有利于提高装置的精度，增加装置的使用效果；

2、本发明通过安装工业相机可以将物料表面紧固件的分布情况拍摄下来，保证装置功能性的完整，安装夹紧气缸可以通过夹紧板将物料夹紧，防止装置在拆卸紧固件时物料发生晃动，保证装置能稳定快速拆除，安装距离传感器可以检测旋转盘与之间的距离，便于机械臂精确靠近物料，保证装置功能性的完整。

附图说明

图1为本发明的整体主视图；

图2为本发明旋转盘与外筒、内筒、补光灯和距离传感器的连接关系图；

图3为本发明旋转盘与拆卸电机的连接关系图；

图4为本发明外筒与内筒的连接关系图；

图5为图1中A部分放大图。

图中：1、送料流水线；2、视觉检测支架；3、安装板；4、工业相机；5、照明灯；6、流水线电机；7、机械移动控制台；8、精控丝杆；9、机械移动电机；10、限位导轨；11、滑块；12、机械臂；13、套筒更换电机；14、旋转盘；15、拆卸电机；16、外筒；17、内筒；18、补光灯；19、距离传感器；20、回位弹簧；21、条形卡爪；22、夹紧气缸；23、夹紧板；24、清灰电机；25、旋转杆；26、清灰毛刷；27、工控箱。

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。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，包括送料流水线1，送料流水线1的一侧安装有机械移动控制台7，机械移动控制台7与送料流水线1通过连接板连接，机械移动控制台7上端的前后两端均安装有精控丝杆8，安装精控丝杆8使其配合机械移动电机9可以带动机械臂12进行移动，有利于增加装置的灵活性，增加装置的实用性，精控丝杆8与机械移动控制台7通过轴承连接，精控丝杆8的外部安装有滑块11，滑块11与精控丝杆8通过丝杆轴承连接，滑块11的上端安装有机械臂12，机械臂12为现有技术，在此不做过多赘述，机械臂12与滑块11通过螺钉连接，机械臂12靠近送料流水线1一侧的下端安装有旋转盘14，安装旋转盘14便于装置快速更换内筒17，有利于提高工作效率，增加装置的实用性，旋转盘14与机械臂12通过轴承连接，旋转盘14的下端安装有外筒16，外筒16与旋转盘14通过轴承连接，外筒16的内部安装有内筒17，安装内筒17可以使其与紧固件配合，可以快速拆除紧固件，保证装置功能性的完整，内筒17靠近旋转盘14的一端安装有条形卡爪21，条形卡爪21与内筒17固定连接，条形卡爪21与外筒16通过卡槽连接，条形卡爪21靠近旋转盘14的一端安装有回位弹簧20，安装回位弹簧20可以使内筒17缩回外筒16内部，使装置在拆卸紧固件时不受物料外部多个紧固件限制，防止内筒17与紧固件难以配合，影响装置的正常使用，且避免内筒17容易与物料发生撞击传导至机械臂12，导致机械臂12受到震动而损坏，造成不可挽回的损失，回位弹簧20与内筒17和外筒16均固定连接。

进一步，送料流水线1另一侧的上端安装有视觉检测支架2，视觉检测支架2与送料流水线1通过螺钉连接，视觉检测支架2的上端安装有清灰电机24，清灰电机24与视觉检测支架2通过螺钉连接，视觉检测支架2的下端安装有旋转杆25，旋转杆25与视觉检测支架2通过轴承连接，旋转杆25一侧的下端安装有清灰毛刷26，清灰毛刷26与旋转杆25固定连接，旋转杆25与清灰电机24通过联轴器连接，安装清灰毛刷26可以对工业相机4下端进行清灰，保证工业相机4拍摄图画的高品质，增加装置的实用性，有利于提高装置的精度，增加装置的使用效果。

进一步，视觉检测支架2下端面的一侧安装有安装板3，安装板3与视觉检测支架2固定连接，安装板3下端的两侧均安装有工业相机4，工业相机4与安装板3固定连接，安装板3的下端安装有照明灯5，照明灯5与安装板3固定连接，安装工业相机4可以将物料表面紧固件的分布情况拍摄下来，保证装置功能性的完整。

进一步，送料流水线1上端面的两侧均安装有夹紧气缸22，夹紧气缸22与送料流水线1固定连接，夹紧气缸22的一端安装有夹紧板23，夹紧板23与夹紧气缸22通过螺钉连接，安装夹紧气缸22可以通过夹紧板23将物料夹紧，防止装置在拆卸紧固件时物料发生晃动，保证装置能稳定快速拆除。

进一步，机械移动控制台7远离送料流水线1的一侧安装有工控箱27，工控箱27与机械移动控制台7通过螺钉连接，安装工控箱27保证装置稳定运行，保证装置功能性的完整。

进一步，旋转盘14的下端面安装有补光灯18，补光灯18与旋转盘14通过卡扣连接，安装补光灯18可以补充光线，保证距离传感器19的精密性。

进一步，旋转盘14的下端面安装有距离传感器19，距离传感器19与旋转盘14固定连接，机械移动控制台7的上端安装有限位导轨10，限位导轨10与机械移动控制台7通过螺钉连接，限位导轨10与滑块11通过卡槽连接，安装距离传感器19可以检测旋转盘14与之间的距离，便于机械臂12精确靠近物料，保证装置功能性的完整。

进一步，旋转盘14的上端安装有拆卸电机15，拆卸电机15与旋转盘14固定连接，拆卸电机15与外筒16通过联轴器连接，机械臂12靠近送料流水线1一侧的上端安装有套筒更换电机13，套筒更换电机13与机械臂12通过螺钉连接，套筒更换电机13与旋转盘14通过联轴器连接，送料流水线1的一侧安装有流水线电机6，流水线电机6与送料流水线1固定连接，机械移动控制台7远离送料流水线1一侧的上端安装有机械移动电机9，机械移动电机9与机械移动控制台7通过螺钉连接，机械移动电机9与精控丝杆8通过轴承连接，安装套筒更换电机13可以快速更换不同规格的内筒17，便于快速拆卸紧固件，有利于增加装置的工作效率。

一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸方法，包括如下步骤：

步骤一：工作人员将夹紧气缸22与装置外接气泵通过橡胶管连接，然后将物料放置在送料流水线1上端，并启动流水线电机6对其进行运输，当物料移动到工业相机4下端时，流水线电机6停止运转。

步骤二：接下来夹紧气缸22伸长将物料牢牢夹持住，然后工业相机4将物料表面紧固件的坐标分布和规格大小拍摄下来并传输至工控箱27，经过工控箱27分析处理，然后通过控制机械移动电机9使其控制精控丝杆8旋转从而调整机械臂12的位置，然后距离传感器19检测出旋转盘14到坚固件的距离，接下来启动套筒更换电机13，使其根据紧固件的规格，选择合适的内筒17。

步骤三：接下来机械臂12控制内筒17与紧固件接触，并启动拆卸电机15带动内筒17旋转，将紧固件拆卸下来，旋转盘14下端的其余内筒17与物料上端的其余紧固件接触时会压缩回位弹簧20使内筒17回缩入外筒16中，不会使机械臂12受到冲击力，保证正在使用的内筒17能与当前需要拆卸紧固件能顺利配合。

工作原理：使用时，工作人员将夹紧气缸22与装置外接气泵通过橡胶管连接，然后将物料放置在送料流水线1上端，并启动流水线电机6对其进行运输，当物料移动到工业相机4下端时，流水线电机6停止运转，夹紧气缸22伸长将物料牢牢夹持住，然后工业相机4将物料表面紧固件的坐标分布和规格大小拍摄下来并传输至工控箱27，经过工控箱27分析处理，然后通过控制机械移动电机9使其控制精控丝杆8旋转从而调整机械臂12的位置，然后距离传感器19检测出旋转盘14到坚固件的距离，接下来启动套筒更换电机13，使其根据紧固件的规格，选择合适的内筒17，然后机械臂12控制内筒17与紧固件接触，并启动拆卸电机15带动内筒17旋转，将紧固件拆卸下来，旋转盘14下端的其余内筒17与物料上端的其余紧固件接触时会压缩回位弹簧20使内筒17回缩入外筒16中，不会使机械臂12受到冲击力，保证正在使用的内筒17能与当前需要拆卸紧固件能顺利配合，本装置安装精控丝杆8使其配合机械移动电机9可以带动机械臂12进行移动，有利于增加装置的灵活性，增加装置的实用性，安装旋转盘14便于装置快速更换内筒17，有利于提高工作效率，增加装置的实用性，安装内筒17可以使其与紧固件配合，可以快速拆除紧固件，保证装置功能性的完整，安装回位弹簧20可以使内筒17缩回外筒16内部，使装置在拆卸紧固件时不受物料外部多个紧固件限制，防止内筒17与紧固件难以配合，影响装置的正常使用，且避免内筒17容易与物料发生撞击传导至机械臂12，导致机械臂12受到震动而损坏，造成不可挽回的损失，安装清灰毛刷26可以对工业相机4下端进行清灰，保证工业相机4拍摄图画的高品质，增加装置的实用性，有利于提高装置的精度，增加装置的使用效果，安装工业相机4可以将物料表面紧固件的分布情况拍摄下来，保证装置功能性的完整，安装夹紧气缸22可以通过夹紧板23将物料夹紧，防止装置在拆卸紧固件时物料发生晃动，保证装置能稳定快速拆除，安装距离传感器19可以检测旋转盘14与之间的距离，便于机械臂12精确靠近物料，保证装置功能性的完整。

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。

Claims

1.一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，包括送料流水线（1），其特征在于：所述送料流水线（1）的一侧安装有机械移动控制台（7），所述机械移动控制台（7）与送料流水线（1）通过连接板连接，所述机械移动控制台（7）上端的前后两端均安装有精控丝杆（8），所述精控丝杆（8）与机械移动控制台（7）通过轴承连接，所述精控丝杆（8）的外部安装有滑块（11），所述滑块（11）与精控丝杆（8）通过丝杆轴承连接，所述滑块（11）的上端安装有机械臂（12），所述机械臂（12）与滑块（11）通过螺钉连接，所述机械臂（12）靠近送料流水线（1）一侧的下端安装有旋转盘（14），所述旋转盘（14）与机械臂（12）通过轴承连接，所述旋转盘（14）的下端安装有外筒（16），所述外筒（16）与旋转盘（14）通过轴承连接，所述外筒（16）的内部安装有内筒（17），所述内筒（17）靠近旋转盘（14）的一端安装有条形卡爪（21），所述条形卡爪（21）与内筒（17）固定连接，所述条形卡爪（21）与外筒（16）通过卡槽连接，所述条形卡爪（21）靠近旋转盘（14）的一端安装有回位弹簧（20），所述回位弹簧（20）与内筒（17）和外筒（16）均固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述送料流水线（1）另一侧的上端安装有视觉检测支架（2），所述视觉检测支架（2）与送料流水线（1）通过螺钉连接，所述视觉检测支架（2）的上端安装有清灰电机（24），所述清灰电机（24）与视觉检测支架（2）通过螺钉连接，所述视觉检测支架（2）的下端安装有旋转杆（25），所述旋转杆（25）与视觉检测支架（2）通过轴承连接，所述旋转杆（25）一侧的下端安装有清灰毛刷（26），所述清灰毛刷（26）与旋转杆（25）固定连接，所述旋转杆（25）与清灰电机（24）通过联轴器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述视觉检测支架（2）下端面的一侧安装有安装板（3），所述安装板（3）与视觉检测支架（2）固定连接，所述安装板（3）下端的两侧均安装有工业相机（4），所述工业相机（4）与安装板（3）固定连接，所述安装板（3）的下端安装有照明灯（5），所述照明灯（5）与安装板（3）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述送料流水线（1）上端面的两侧均安装有夹紧气缸（22），所述夹紧气缸（22）与送料流水线（1）固定连接，所述夹紧气缸（22）的一端安装有夹紧板（23），所述夹紧板（23）与夹紧气缸（22）通过螺钉连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述机械移动控制台（7）远离送料流水线（1）的一侧安装有工控箱（27），所述工控箱（27）与机械移动控制台（7）通过螺钉连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述旋转盘（14）的下端面安装有补光灯（18），所述补光灯（18）与旋转盘（14）通过卡扣连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述旋转盘（14）的下端面安装有距离传感器（19），所述距离传感器（19）与旋转盘（14）固定连接，所述机械移动控制台（7）的上端安装有限位导轨（10），所述限位导轨（10）与机械移动控制台（7）通过螺钉连接，所述限位导轨（10）与滑块（11）通过卡槽连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统，其特征在于：所述旋转盘（14）的上端安装有拆卸电机（15），所述拆卸电机（15）与旋转盘（14）固定连接，所述拆卸电机（15）与外筒（16）通过联轴器连接，所述机械臂（12）靠近送料流水线（1）一侧的上端安装有套筒更换电机（13），所述套筒更换电机（13）与机械臂（12）通过螺钉连接，所述套筒更换电机（13）与旋转盘（14）通过联轴器连接，所述送料流水线（1）的一侧安装有流水线电机（6），所述流水线电机（6）与送料流水线（1）固定连接，所述机械移动控制台（7）远离送料流水线（1）一侧的上端安装有机械移动电机（9），所述机械移动电机（9）与机械移动控制台（7）通过螺钉连接，所述机械移动电机（9）与精控丝杆（8）通过轴承连接。

9.一种基于机器视觉的紧固件自动拆卸方法，基于权利要求1-8任意一项基于机器视觉的紧固件自动拆卸系统实现，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：工作人员将夹紧气缸（22）与装置外接气泵通过橡胶管连接，然后将物料放置在送料流水线（1）上端，并启动流水线电机（6）对其进行运输，当物料移动到工业相机（4）下端时，流水线电机（6）停止运转；

步骤二：接下来夹紧气缸（22）伸长将物料牢牢夹持住，然后工业相机（4）将物料表面紧固件的坐标分布和规格大小拍摄下来并传输至工控箱（27），经过工控箱（27）分析处理，然后通过控制机械移动电机（9）使其控制精控丝杆（8）旋转从而调整机械臂（12）的位置，然后距离传感器（19）检测出旋转盘（14）到坚固件的距离，接下来启动套筒更换电机（13），使其根据紧固件的规格，选择合适的内筒（17）；

步骤三：接下来机械臂（12）控制内筒（17）与紧固件接触，并启动拆卸电机（15）带动内筒（17）旋转，将紧固件拆卸下来，旋转盘（14）下端的其余内筒（17）与物料上端的其余紧固件接触时会压缩回位弹簧（20）使内筒（17）回缩入外筒（16）中，不会使机械臂（12）受到冲击力，保证正在使用的内筒（17）能与当前需要拆卸紧固件能顺利配合。