CN112620951B - 基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，包括基座，设于所述基座上的输送机构、扫码机构、镭雕机构、一级传送机构和视觉机构，具体地，视觉机构的识别范围包括取料区、扫码区和回料区。本发明通过视觉机构识别判断流经取料区和回料区的物料盒是否放置有物料，并将对应的判断结果发送给一级传送机构使一级传送机构执行相应的操作，实现物料在输送机构和镭雕机构之间的输送，同时，通过扫码机构对流经扫码区的物料盒进行扫码并将对应的扫码信息发送给镭雕机构实现物料的镭雕。综上可知，输送机构、扫码机构、镭雕机构、一级传送机构和视觉机构配合完成了物料的自动化镭雕，提高了工作效率以及提高了生产的稳定性和产品的合格率。

Description

基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备
【技术领域】
本申请涉及自动化设备领域，尤其涉及基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备。
【背景技术】
激光镭雕是一种利用激光束在物质表面打上标记的工艺。现有的激光镭雕采用人工操作，工人在激光镭雕工位上完成上料、镭雕、下料、人眼检测、装入包装吸塑盒一系列工序。工人作业强度高、工作效率低，有时工人不注意还会出现位置没放好或重复扫码导致产品报废的问题。
【发明内容】
本发明针对人工镭雕作业强度高、工作效率低、且易出错导致产品报废的问题作出改进，提供基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，包括基座和设于所述基座上用于输送物料盒的输送机构，所述输送机构一侧设有用于镭雕物料的镭雕机构，所述输送机构一侧设有扫码机构，所述扫码机构用于扫取物料盒上的条码并将条码信息发送至所述镭雕机构，所述输送机构一侧设有一级传送机构，所述一级传送机构用于将未镭雕的物料由所述输送机构上的物料盒移至所述镭雕机构或将已镭雕的物料由所述镭雕机构移回所述输送机构上空置的物料盒内，所述输送机构一侧设有视觉机构，所述视觉机构用于识别判断所述输送机构上的物料盒是否放置有物料并将判断结果传送至所述一级传送机构，所述扫码机构和所述一级传送机构在所述输送机构的两侧相对设置，所述镭雕机构与所述一级传送机构相对所述扫码机构同侧设置。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述视觉机构在所述输送机构上形成的识别范围包括取料区、扫码区和回料区，所述扫码机构设置在所述扫码区的一侧。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述镭雕机构一侧设有二级传送机构，所述二级传送机构用于将未镭雕物料由所述一级传送机构移至所述镭雕机构下方或将已镭雕物料由所述镭雕机构下方移至所述一级传送机构一侧。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述二级传送机构包括多个用于夹持物料的夹头和使多个所述夹头依次转至所述镭雕机构下方的旋转机构，所述旋转机构包括转盘和设置在所述基座上驱动所述转盘在水平面上转动的旋转动力机构，多个所述夹头在所述转盘的周侧方向上间隔设置。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述输送机构包括输送带和驱动所述输送带传动的输送动力机构，所述输送带上设有用于定位物料盒的一级定位机构和二级定位机构。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述一级定位机构包括多个在所述输送带的输送方向上间隔设置的间隔条，所述二级定位机构包括两可相向靠近或相对远离的定位条，两所述定位条在垂直于所述输送机构输送方向的方向上相对设置，两所述定位条位于所述输送机构的相对两侧，一所述定位条上设有驱动其移动靠近或远离另一所述定位条的推杆。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述扫码机构包括设置在所述基座上的第一支撑架和设置在所述第一支撑架上设有扫码枪，所述第一支撑架上设有沿所述输送机构的输送方向延伸的滑槽，所述扫码枪上设有可沿所述滑槽滑动的滑座，所述滑座可相对所述第一支撑架在竖直面上转动。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述视觉机构包括用于获取物料盒图像信息的摄影设备，所述摄影设备上连接有用于识别判断图像信息并将判断结果传送至所述一级传送机构的主机，所述主机上设有显示屏，所述视觉机构还包括设置在所述基座上并与所述输送带相对设置的面光源，所述面光源用于向所述输送带投射光线，所述摄影设备贯穿所述面光源设置。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述一级传送机构包括设置在所述基座上的机械臂和设置在所述机械臂上用于夹持物料的转送夹具，所述镭雕机构包括设置在所述基座上并位于所述二级传送机构上方的镭雕机。
作为上述基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的一种改进，所述基座上设有位于所述扫码机构下方使物料盒上条码自由端与竖直面形成夹角的吹气机构。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供了基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，包括输送机构、扫码机构、镭雕机构、一级传送机构和视觉机构，具体地，视觉机构的识别范围包括取料区、扫码区和回料区。本发明通过视觉机构识别判断流经取料区和回料区的物料盒是否放置有物料，并将对应的判断结果发送给一级传送机构使一级传送机构执行相应的操作，实现物料在输送机构和镭雕机构之间的输送，同时，通过扫码机构对流经扫码区的物料盒进行扫码并将对应的扫码信息发送给镭雕机构实现物料的镭雕。综上可知，输送机构、扫码机构、镭雕机构、一级传送机构和视觉机构配合完成了物料的自动化镭雕，提高了工作效率以及提高了生产的稳定性和产品的合格率。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的立体图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图；
图5为本申请基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的立体图；
图6为图5中D处的局部放大图；
图7为本申请基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备中扫码机构的剖视图；
图8为本申请基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的立体图；
图9为图8中E处的局部放大图。
【具体实施方式】
为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1-9所示的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，包括基座1和设于所述基座1上用于输送物料盒的输送机构2，所述输送机构2一侧设有用于镭雕物料的镭雕机构4，所述输送机构2一侧设有扫码机构3，所述扫码机构3用于扫取物料盒上的条码并将条码信息发送至所述镭雕机构4，所述输送机构2一侧设有一级传送机构5，所述一级传送机构5用于将未镭雕的物料由所述输送机构2上的物料盒移至所述镭雕机构4或将已镭雕的物料由所述镭雕机构4移回所述输送机构2上对应空置的物料盒内，所述输送机构2一侧设有视觉机构6，所述视觉机构6用于识别判断所述输送机构2上的物料盒是否放置有物料并将判断结果传送至所述一级传送机构5。具体地，所述视觉机构6在所述输送机构2上形成的识别范围包括取料区01、扫码区02和回料区03，所述取料区01、所述扫码区02和所述回料区03在所述输送机构2的输送方向上依次设置，所述扫码机构3位于所述扫码区02一侧。
本发明的操作步骤如下：放置有未镭雕物料的物料盒随所述输送机构2按固定距离朝所述视觉机构6间断式移动；当物料盒进入到所述取料区01时，所述视觉机构6对物料盒进行识别判断，当判断结果为物料盒中放置有物料时，所述视觉机构6将判断结果发送给所述一级传送机构5，所述一级传送机构5启动，将未镭雕的物料由所述输送机构2上的物料盒移至所述镭雕机构4；随后，空物料盒随所述输送机构2移入所述扫码区02，所述扫码机构3扫取物料盒上的条码并将条码信息传送给所述镭雕机构4；所述镭雕机构4接收条码信息并将对应的条码镭雕在物料上；随后，空物料盒随所述输送机构2移入所述回料区03，所述视觉机构6对物料盒进行识别判断，当判断结果为物料盒缺少物料时，所述视觉机构6将判断结果发送给所述一级传送机构5，所述一级传送机构5启动，将已镭雕的物料由所述镭雕机构4移回所述输送机构2上空置的物料盒内。
综上可知，本发明通过所述视觉机构6识别判断流经所述取料区01和所述回料区03的物料盒是否放置有物料，并将对应的判断结果发送给所述一级传送机构5使所述一级传送机构5执行相应的操作，实现物料在所述输送机构2和所述镭雕机构4之间的输送，同时，通过所述扫码机构3对流经所述扫码区02的物料盒进行扫码并将对应的扫码信息发送给所述镭雕机构4实现物料的镭雕。综上可知，所述输送机构2、所述扫码机构3、所述镭雕机构4、所述一级传送机构5和所述视觉机构6配合完成了物料的自动化镭雕，提高了工作效率、提高了生产的稳定性以及提高了产品合格率。
具体地，所述扫码机构3和所述一级传送机构5在所述输送机构2的两侧相对设置，所述镭雕机构4与所述一级传送机构5相对所述扫码机构3同侧设置。此设置，有利于对物料盒的扫码、移送与镭雕，使操作更简便。
进一步地，所述镭雕机构4一侧设有二级传送机构7，所述二级传送机构7用于将未镭雕物料由所述一级传送机构5移至所述镭雕机构4下方或将已镭雕物料由所述镭雕机构4下方移至所述一级传送机构5一侧。具体地，所述二级传送机构7包括多个用于夹持物料的夹头71和使多个所述夹头71依次转至所述镭雕机构4下方的旋转机构72。
具体操作步骤如下：所述一级传送机构5将未镭雕的物料由所述输送机构2上的物料盒移至一所述夹头71上，所述旋转机构72使夹持有未镭雕物料的所述夹头71转动到所述镭雕机构4下方，所述镭雕机构4接收到所述扫码机构3的扫码信息后对物料进行镭雕，物料镭雕完成后，所述旋转机构72启动使夹持有已镭雕物料的所述夹头71朝所述一级传送机构5的方向转动，所述一级传送机构5将已镭雕的物料由所述夹头71移回所述输送机构2上相对应的空置物料盒内。综上可知，多个所述夹头71的设置提高了物料镭雕的速度，减少加工的等待时间，进一步提高生产效率。
具体地，所述旋转机构72包括设置在所述基座1上的旋转动力机构722，所述旋转动力机构722上设有在其驱动下在水平面上转动的转盘721，多个所述夹头71在所述转盘721的周侧方向上间隔设置。此结构实现了所述夹头71的转动，且结构简单，实施方便。
具体地，所述夹头71的数量可以为两个，两所述夹头71在所述转盘721上相对设置。此结构使两所述夹头71可反复交替移至所述镭雕机构4下方，结构简单紧凑。
具体地，所述镭雕机构4包括设置在所述基座1上并位于所述二级传送机构7上方的镭雕机41，所述镭雕机41系统与所述扫码机构3系统相连接，所述镭雕机41为现有的镭雕机。
具体地，所述夹头71包括设置在所述转盘721上的夹持动力机构712，所述夹持动力机构712上设有在其驱动下可相向靠近或相对远离以夹持或释放物料的夹具711。所述夹持动力机构712为气缸，此结构简单，实施方便。
进一步地，所述转盘721上设有用于定位物料的定位块90，所述定位块90位于两所述夹具711之间，优选地，两所述夹具711相向靠近夹紧物料时分别贴合在所述定位块90两侧。当所述一级传送机构5将物料移送至所述二级传送机构7时，物料被先放置在所述定位块90上，随后两所述夹具711相向靠近夹紧物料。由此可知，所述定位块90起到了加固定位的作用，提高了操作稳定性和精准度。
进一步地，所述定位块90上设有用于卡放物料的第一让位槽200，所述第一让位槽200朝下延伸；所述夹具711上设有用于卡放物料的第二让位槽300，所述第二让位槽300朝下延伸；两所述夹具711贴合在所述定位块90两侧时，所述第一让位槽200和所述第二让位槽300形成与物料形状配合的凹槽。此结构可进一步提高夹持的稳定性和精准度。
具体地，所述输送机构2包括输送带21和驱动所述输送带21传动的输送动力机构22，具体地，所述输送动力机构22包括张紧在所述输送带21上的主动轮和从动轮，所述主动轮上设有电机，具体地，所述电机为步进电机，具体地，步进电机使所述输送带21每次移动一个物料盒的距离。此结构实现了物料盒的精确输送，进一步提高设备操作的稳定性和准确性。
进一步地，所述输送机构2上设有一级定位机构60，具体地，所述一级定位机构60包括设置在所述输送带21上的多个间隔条20，多个所述间隔条20在所述输送带21的输送方向上间隔设置，物料盒放置在两所述间隔条20之间。由图可知，所述间隔条20对物料盒起到了定位和固定的作用，提高物料盒的稳定性。
进一步地，所述取料区01、所述扫码区02和所述回料区03沿所述输送机构2的输送方向延伸的长度均等于两所述间隔条20的间距，此结构，有利于提高所述视觉机构6的识别精度和提高所述一级传送机构5的抓放精度。
进一步地，所述输送机构2上设有用于物料盒定位的二级定位机构30，所述二级定位机构30包括两可相向靠近或相对远离的定位条301，两所述定位条301在垂直于所述输送机构2输送方向的方向上相对设置，两所述定位条301位于所述输送机构2的相对两侧。此结构使物料盒实现纵横两个方向的定位固定，进一步提高稳定性。
具体地，一所述定位条301上设有驱动其移动靠近或远离另一所述定位条301的推杆302，所述定位条301沿所述输送机构2的输送方向延伸。此为所述二级定位机构30的一种实施方式，此结构简单，且实施方便。
进一步地，所述基座1上设有吹气机构500，所述吹气机构500位于所述扫码机构3下方，所述吹气机构500使物料盒上条码自由端与竖直面形成夹角。具体地，所述吹气机构500包括设置在所述定位条301上的软管，优选地，所述软管设置在可移动的所述定位条301上，所述软管上连接有调速节流阀。因条码标签常竖直贴于盒子侧面，当物料盒移至所述扫码机构3下方时，所述软管吹出的气体使条码自由端与竖直面形成夹角，便于所述扫码机构3扫码，提高扫码操作的稳定性。
具体地，所述扫码机构3包括设置在所述基座1上的第一支撑架31和设置在所述第一支撑架31上设有扫码枪32，所述第一支撑架31和所述扫码枪32上设有使所述扫码枪32沿所述第一支撑架31滑动的一级滑动机构70，所述一级滑动机构70包括设置在所述第一支撑架31上的滑槽40和设置在所述扫码枪32上可沿所述滑槽40滑动的滑座50，所述滑槽40沿所述输送机构2的输送方向延伸。此结构实现了所述扫码枪32在水平方向上的移动，使其可灵活调节与物料盒间的位置关系，提高扫码的精确度。
进一步地，所述滑座50可相对所述第一支撑架31在竖直面上转动。此结构实现了所述扫码枪32在竖直方向上的移动，使其可灵活调节与物料盒间的位置关系，进一步提高扫码的精确度。
具体地，所述滑座50上设有用于夹持所述扫码枪32的扫码夹持机构80，所述扫码夹持机构80包括设置在所述滑座50上左夹头81和可移动靠近或远离所述左夹头81的右夹头82。此结构实现了所述扫码枪32的固定，同时可实现所述扫码枪32的更换，使设备使用更灵活方便。
具体地，所述基座1上设有第二支撑件100，所述视觉机构6包括设置在所述第二支撑件100上的面光源64，所述面光源64与所述输送带21相对设置用于向所述输送带21投射光线，所述第二支撑件100上设有贯穿所述面光源64设置用于获取物料盒图像信息的摄影设备61，所述摄影设备61上连接有用于识别判断图像信息并将判断结果传送至所述一级传送机构5的主机62，所述主机62上设有显示屏63，所述摄影设备61的识别范围包括所述取料区01、所述扫码区02和所述回料区03。其中，所述主机62内设有用于识别判断图像信息并将判断结果传送至所述一级传送机构5的操作软件，此操作软件为现有的操作软件。综上可知，此结构实现了物料盒图像信息的采集与判断，并实现了将判断结果发送至所述一级传送机构5使所述一级传送机构5执行相应的操作，且结构简单，实施方便。其中，所述面光源64的设置有利于提高所述摄影设备61的拍摄质量，从而提高所述主机62识别判断的准确性。
具体地，所述一级传送机构5包括设置在所述基座1上的机械臂51和设置在所述机械臂51上用于夹持物料的转送夹具52。具体地，所述机械臂51为现有的四轴机器人，所述转送夹具52为吸盘。此结构实现了物料在所述输送机构2与所述二级传送机构7之间的转运，且结构简单，实施方便。
应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法、结构等近似、雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，包括基座(1)和设于所述基座(1)上用于输送物料盒的输送机构(2)，所述输送机构(2)一侧设有用于镭雕物料的镭雕机构(4)，所述输送机构(2)一侧设有扫码机构(3)，所述扫码机构(3)用于扫取物料盒上的条码并将条码信息发送至所述镭雕机构(4)，所述输送机构(2)一侧设有一级传送机构(5)，所述一级传送机构(5)用于将未镭雕的物料由所述输送机构(2)上的物料盒移至所述镭雕机构(4)或将已镭雕的物料由所述镭雕机构(4)移回所述输送机构(2)上空置的物料盒内，所述输送机构(2)一侧设有视觉机构(6)，所述视觉机构(6)用于识别判断所述输送机构(2)上的物料盒是否放置有物料并将判断结果传送至所述一级传送机构(5)，所述扫码机构(3)和所述一级传送机构(5)在所述输送机构(2)的两侧相对设置，所述镭雕机构(4)与所述一级传送机构(5)相对所述扫码机构(3)同侧设置，所述视觉机构(6)在所述输送机构(2)上形成的识别范围包括取料区(01)、扫码区(02)和回料区(03)，所述扫码机构(3)设置在所述扫码区(02)的一侧；所述输送机构(2)包括输送带(21)和驱动所述输送带(21)传动的输送动力机构(22)；
所述视觉机构(6)包括用于获取物料盒图像信息的摄影设备(61)，所述摄影设备(61)上连接有用于识别判断图像信息并将判断结果传送至所述一级传送机构(5)的主机(62)，所述主机(62)上设有显示屏(63)，所述视觉机构(6)还包括设置在所述基座(1)上并与所述输送带(21)相对设置的面光源(64)，所述面光源(64)用于向所述输送带(21)投射光线，所述摄影设备(61)贯穿所述面光源(64)设置；
所述基座(1)上设有位于所述扫码机构(3)下方使物料盒上条码自由端与竖直面形成夹角的吹气机构(500)；
其中，该基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备的操作步骤如下：首先，放置有未镭雕物料的物料盒随所述输送机构(2)朝所述视觉机构(6)移动；接着，物料盒进入所述取料区(01)，所述视觉机构(6)对物料盒进行识别判断，当判断结果为物料盒中放置有物料时，所述视觉机构(6)将判断结果发送给所述一级传送机构(5)；接着，所述一级传送机构(5)启动将未镭雕的物料由所述输送机构(2)上的物料盒移至所述镭雕机构(4)；接着，空物料盒随所述输送机构(2)移入所述扫码区(02)，所述扫码机构(3)扫取物料盒上的条码并将条码信息传送给所述镭雕机构(4)；接着，所述镭雕机构(4)接收条码信息并将对应的条码镭雕在物料上；接着，空物料盒随所述输送机构(2)移入所述回料区(03)，所述视觉机构(6)对物料盒进行识别判断，当判断结果为物料盒缺少物料时，所述视觉机构(6)将判断结果发送给所述一级传送机构(5)，所述一级传送机构(5)启动将已镭雕的物料由所述镭雕机构(4)移回所述输送机构(2)上空置的物料盒内。
2.根据权利要求1所述的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，所述镭雕机构(4)一侧设有二级传送机构(7)，所述二级传送机构(7)用于将未镭雕物料由所述一级传送机构(5)移至所述镭雕机构(4)下方或将已镭雕物料由所述镭雕机构(4)下方移至所述一级传送机构(5)一侧。
3.根据权利要求2所述的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，所述二级传送机构(7)包括多个用于夹持物料的夹头(71)和使多个所述夹头(71)依次转至所述镭雕机构(4)下方的旋转机构(72)，所述旋转机构(72)包括转盘(721)和设置在所述基座(1)上驱动所述转盘(721)在水平面上转动的旋转动力机构(722)，多个所述夹头(71)在所述转盘(721)的周侧方向上间隔设置。
4.根据权利要求1所述的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，所述输送带(21)上设有用于定位物料盒的一级定位机构(60)和二级定位机构(30)。
5.根据权利要求4所述的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，所述一级定位机构(60)包括多个在所述输送带(21)的输送方向上间隔设置的间隔条(20)，所述二级定位机构(30)包括两可相向靠近或相对远离的定位条(301)，两所述定位条(301)在垂直于所述输送机构(2)输送方向的方向上相对设置，两所述定位条(301)位于所述输送机构(2)的相对两侧，一所述定位条(301)上设有驱动其移动靠近或远离另一所述定位条(301)的推杆(302)。
6.根据权利要求1所述的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，所述扫码机构(3)包括设置在所述基座(1)上的第一支撑架(31)和设置在所述第一支撑架(31)上设有扫码枪(32)，所述第一支撑架(31)上设有沿所述输送机构(2)的输送方向延伸的滑槽(40)，所述扫码枪(32)上设有可沿所述滑槽(40)滑动的滑座(50)，所述滑座(50)可相对所述第一支撑架(31)在竖直面上转动。
7.根据权利要求2所述的基于视觉系统的柔性化自动镭雕设备，其特征在于，所述一级传送机构(5)包括设置在所述基座(1)上的机械臂(51)和设置在所述机械臂(51)上用于夹持物料的转送夹具(52)，所述镭雕机构(4)包括设置在所述基座(1)上并位于所述二级传送机构(7)上方的镭雕机(41)。
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