CN113650309A - 一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备及方法,包括支架、桁架、冲压机构、连接件下料机构、采集机构、辅助定位机构、工控机,均设于支架上,工控机与第一驱动电机、平面移动机构、连接件下料机构、采集机构和辅助定位机构电信号连接,本发明整体结构设置合理,上、下料操作合理,通过采集机构、冲压机构、连接件下料机构的设置,基于视觉采集与处理,可自动控制装配线进行自动的工作,进行连接件下料机构中连接件的供料与定位、冲压机构的定位与冲压装配;通过辅助定位机构的设置,可通过视觉采集、计算与处理,可辅助减小两个保温型钢桁架楼承板之间的距离,提高了连接后的紧固性。
Description
技术领域
本发明涉及楼承板装配技术领域,具体为一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备及方法。
背景技术
随着社会的发展,楼承板在建筑施工行业中的应用也越来越广泛,其具有施工成本低,工期短,结构强度高等优点。保温挤塑板作为钢筋桁架楼承板,其主要由三个钢桁架焊接腹杆钢筋,腹杆钢筋的底部焊接扁铁,再将保温挤塑板作为底板,固定在扁铁的下方,保温挤塑板、钢筋桁架楼承板成型安装后在建筑施工后,成品不仅具有保温、隔热隔音的效果,且可以直接用于建筑的吊顶施工装修工作。
但是现有的保温型钢桁架楼承板在实际装配过程中,往往需要对多组的保温型钢桁架楼承板进行组装,现有市面上还没有针对保温型钢桁架楼承板组装的设备,采用传统的人工拼装,不仅组装效率低下,费时费力,难以实现量产,并且因组装人员的不同组装时,工艺不统一,其质量、结构强度难以保障。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的组装操作繁琐,费时费力,难以实现大规模的量产等缺陷,提供一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备及方法。所述一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备及方法具有自动装配的功能,实现高自动化的装配操作,提高了装配效率,自动化程度高,以及具有对装配时缝隙过大的处理等特点。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备及方法,包括
支架,所述支架呈水平线性的依次设有进料导辊组、装配工位导辊组和向下倾斜的出料导辊组,所述装配工位导辊组设为冲压装配工位,且装配工位导辊组传动连接安装在所述支架下的第一驱动电机;
桁架,设于支架的上方,所述桁架上设有平面移动机构;
冲压机构,设于桁架的正下方,所述冲压机构的顶部固定连接平面移动机构;
连接件下料机构,数量至少两个并设于桁架的下方,且连接件下料机构通过连接杆安装在所述冲压机构的侧壁;
采集机构,包括第一相机和第二相机,所述第一相机和第二相机设于支架上,且位于所述进料导辊组和装配工位导辊组之间的连接处设置;
辅助定位机构包括第一辅助定位导辊和第二辅助定位导辊;以及
工控机,设于支架上,并与第一驱动电机、平面移动机构、连接件下料机构、采集机构和辅助定位机构电信号连接;
其中,所述支架上的进料导辊组、装配工位导辊组和向下倾斜的出料导辊组能够控制楼承板在水平位置上运动,采集机构能够对冲压装配工位上的楼承板进行拍照、采集、图像转换、计算,辅助定位机构使得两个楼承板做相互靠近的运动,对应的冲压机构和连接件下料机构在冲压装配工位上运动,进行给料连接件主体和冲压。
优选的,所述平面移动机构主要由x轴框架和y轴框架呈垂直交叉状组成,所述x轴框架和y轴框架均安装在所述桁架的顶部;
所述x轴框架和y轴框架的端部均固定安装有第一伺服电机,所述第一伺服电机的输出轴上均对应的安装有丝杆;
所述y轴框架设于x轴框架的下方,且y轴框架中的丝杆上传动连接有导块,所述冲压机构的顶端固定连接导块的外壁,所述y轴框架与x轴框架相邻的一侧壁通过导块活动连接。
基于上述,平面移动机构可通过x轴框架和y轴框架的设置,通过对应的第一伺服电机进行转动控制,通过丝杆与导块之间的啮合传动,可实现y轴框架在x轴框架的下方进行x轴的移动,以及y轴框架下的导块在y轴框架下进行y轴的移动,以此实现对连接件下料机构和冲压机构工作。
优选的,所述连接件下料机构包括连接件存储仓体、第二伺服电机、第一旋转板、连接轴、第二旋转板、连接件主体;
所述连接件存储仓体的顶部通过安装杆固定连接冲压机构,所述第二伺服电机安装在连接件存储仓体的侧壁上,且第二伺服电机的输出轴上固定安装第一旋转板,所述第一旋转板的底部中心固定安装有连接轴,所述连接轴的底端固定安装第二旋转板,所述第一旋转板和第二旋转板上均开设有缺口;
所述连接件存储仓体的底端输入口设于第一旋转板的上方,间距设在2-3CM;
所述连接件主体呈层叠状的设在连接件存储仓体中。
基于上述,连接件下料机构可通过工控机的控制,第二伺服电机进行步进式的转动,常态下,连接件存储仓体中的连接件主体落在使得第一旋转板的顶部,第二伺服电机可带动第一旋转板、连接轴、第二旋转板转动,此时,连接件主体可通过缺口部落至第二旋转板的顶面上,同时,连接件存储仓体中的连接件主体再次落在使得第一旋转板的顶部,再次进行转动第二伺服电机,使得首个在第二旋转板上的连接件主体通过缺口部落下至待安装的楼承板上表面,同理第二个连接件主体落至第二旋转板的顶面上,以此类推进行连接件主体的给料操作。
优选的,所述第一旋转板和第二旋转板的上表面均为光滑面设置,所述第一旋转板和第二旋转板的缺口部为相互对立设置,且缺口部面积为正面积的四分之一设置。
基于上述,第一旋转板和第二旋转板的缺口部结构设置合理,可以实现对连接件主体的控制给料操作。
优选的,所述连接轴的高度高于连接件主体的厚度,并为两倍所述连接件主体的厚度设置。
基于上述,连接轴的设置,使得第一旋转板和第二旋转板之间的间距设置合理,掉落迅速,减小了误差。
优选的,所述第一辅助定位导辊设于所述进料导辊组和装配工位导辊组之间的连接处,所述第二辅助定位导辊设于装配工位导辊组与出料导辊组之间的连接处;
所述第一辅助定位导辊和第二辅助定位导辊的高度为一致设置并高于进料导辊组、装配工位导辊组和向下倾斜的出料导辊组;
所述第一辅助定位导辊和第二辅助定位导辊的输入轴均穿过支架并连接第二驱动电机,所述第二驱动电机固定安装在支架的底部外壁上。
基于上述,通过第一辅助定位导辊和第二辅助定位导辊的设置,不仅可实现对楼承板的进料与出料的导料工作,并且在通过视觉处理后,使得上方的两个楼承板做相对方向的运动,进而可辅助减小两个保温型钢桁架楼承板之间的距离,提高了连接后的紧固性,具有自动化程度高,误差小,精度高等优点。
优选的,一种应用于基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,包括以下步骤:
S101:进料导辊组进料,通过工控机控制第一驱动电机工作,将第一楼承板输送至冲压工位的一侧,然后再将第二楼承板输送至第一楼承板的连接部的侧壁;
S102:工控机提取采集机构中第一相机和第二相机独立位置的单独图像,进行采集相机标定,获得采集相机的内部参数矩阵和转换矩阵;
S103:通过采集机构对两个楼承板主体之间缝隙在冲压工位上的位置成像,之后将采集到的图像传送到工控机中,通过工控机内的图像处理模块将图像进行转换,对楼承板主体之间缝隙特征进行提取,进行判断,并根据标定所得的转换矩阵计算出待安装连接件的世界坐标;类似地,计算出连接件下料机构世界坐标;工控机依照得到的连接件安装位置的世界坐标、连接件下料机构的世界坐标,控制x轴框架和y轴框架中的第一伺服电机,可控制冲压机构上的连接件下料机构以及冲压机构动作,将连接件下料机构运输至预定冲压位置进行下料连接件主体;
S104:再结合两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,控制第一伺服电机工作来实现x轴框架和y轴框架在桁架上运动,实现桁架平面的移动,冲压机构并在Z轴上下移动来实现对连接件对冲压装配操作;
S105:再次通过工控机使第一驱动电机控制装配工位导辊组转动,以及第二驱动电机控制第二辅助定位导辊转动导料机构工作,将第一楼承板、第二楼承板输送出冲压装配工位,出料导辊组进行下料操作。
优选的,在步骤S103中,工控机依照得到两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,根据设定的阀值进行判断,缝隙过大则通过工控机控制第二驱动电机,控制辅助定位机构对两个楼承板主体远离一侧壁进行导料移动,以减小两个楼承板主体之间的缝隙,再次通过采集机构对辅助定位后的两个楼承板主体之间的缝隙进行再次的再次判断是否满足两个楼承板主体之间间距的阀值,以此循环控制辅助辅助定位机构进行辅助定位操作,直至两个楼承板主体之间间距满足。
优选的,在步骤S102中,XY轴机械手运动平台复位,连接件下料机构复位,通过OPenCV的矩阵转换函数,计算出连接件下料机构的世界坐标。
优选的,在步骤103中;
待测量两个楼承板主体之间的真实间距设为:D;
等效成像面上的测定间距数值设为:d;
待测量楼承板的焦距设为:F;
摄采集相机镜头的焦距设为:f。
基于上述,整体操作方法简单便捷,自动化程度高,装配效率高,减少人力资源的投入,节约设备运维成本。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明整体结构设置合理,上、下料操作合理,通过采集机构、冲压机构、连接件下料机构的设置,基于视觉采集与处理,可自动控制装配线进行自动的工作,进行连接件下料机构中连接件的供料与定位、冲压机构的定位与冲压装配,避免了人工操作的繁琐,自动化程度高;
2、通过辅助定位机构的设置,可通过视觉采集、计算与处理,可辅助减小两个保温型钢桁架楼承板之间的距离,提高了连接后的紧固性,有利于楼承板安装装配后的整体强度,综上所述,此基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备具有自动化程度高,误差小,精度高,装配效率高,减少人力资源的投入,节约设备运维成本等优点。
附图说明
图1为本发明保温型钢桁架楼承板的装配设备整体结构示意图;
图2为本发明实施例1的使用流程框图;
图3为本发明保温型钢桁架楼承板的装配设备的正视图;
图4为本发明图1中A处的放大图;
图5为本发明保温型钢桁架楼承板的装配设备的侧视图;
图6为本发明保温型钢桁架楼承板的装配设备的后视图;
图7为本发明保温型钢桁架楼承板的装配设备的另一视角整体结构示意图;
图8为本发明桁架的传动结构示意图;
图9为本发明连接件下料机构的结构示意图;
图10为本发明连接件下料机构的正视图;
图11为本发明相机工作原理图;
图12为本发明实施例2的使用流程框图;
图13为本发明实施例1、2两个楼承板与连接件主体装配后的结构示意图。
图中标号:
1、支架;11、进料导辊;12、出料导辊;13、冲压装配工位;14、装配工位导辊;14a、第一驱动电机;
2、桁架;2a、第一伺服电机;2b、丝杆;21、x轴框架;22、y轴框架;23、导块;
3、冲压机构;
4、连接件下料机构;41、连接件存储仓体;42、第二伺服电机;43、第一旋转板;44、连接轴;45、第二旋转板;46、连接件主体;
5、采集机构;51、第一相机;52、第二相机;
6、辅助定位机构;6a、第二驱动电机;61、第一辅助定位导辊;62、第二辅助定位导辊。
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以及图13,本发明提供一种技术方案:包括支架1,支架1呈水平线性的依次设有进料导辊组11、装配工位导辊组14和向下倾斜的出料导辊组12,装配工位导辊组14设为冲压装配工位13,且装配工位导辊组14传动连接安装在支架1下的第一驱动电机14a;
请参阅图1-8,桁架2,设于支架1的上方,桁架2上设有平面移动机构;
具体的,平面移动机构主要由x轴框架21和y轴框架22呈垂直交叉状组成,x轴框架21和y轴框架22均安装在桁架2的顶部;x轴框架21和y轴框架22的端部均固定安装有第一伺服电机2a,第一伺服电机2a的输出轴上均对应的安装有丝杆2b;y轴框架22设于x轴框架21的下方,且y轴框架22中的丝杆2b上传动连接有导块23,冲压机构3的顶端固定连接导块23的外壁,y轴框架22与x轴框架21相邻的一侧壁通过导块23活动连接。
基于上述,平面移动机构可通过x轴框架21和y轴框架22的设置,通过对应的第一伺服电机2a进行转动控制,通过丝杆2b与导块23之间的啮合传动,可实现y轴框架22在x轴框架21的下方进行x轴的移动,以及y轴框架22下的导块23在y轴框架22下进行y轴的移动,以此实现对连接件下料机构4和冲压机构3工作。
请参阅图1-7,冲压机构3,设于桁架2的正下方,冲压机构3的顶部固定连接平面移动机构;冲压机构3可实现对连接件主体46的冲压操作,通过销钉将连接件主体46固定在两个钢桁架楼承板之间,完成对钢桁架楼承板的装配组合;
请参阅图1-7、9、10,连接件下料机构4,数量至少两个并设于桁架2的下方,且连接件下料机构4通过连接杆安装在冲压机构3的侧壁;
具体的,连接件下料机构4包括连接件存储仓体41、第二伺服电机42、第一旋转板43、连接轴44、第二旋转板45、连接件主体46;连接件存储仓体41的顶部通过安装杆固定连接冲压机构3,第二伺服电机42安装在连接件存储仓体41的侧壁上,且第二伺服电机42的输出轴上固定安装第一旋转板43,第一旋转板43的底部中心固定安装有连接轴44,连接轴44的底端固定安装第二旋转板45,第一旋转板43和第二旋转板45上均开设有缺口;连接件存储仓体41的底端输入口设于第一旋转板43的上方,间距设在2-3CM;连接件主体46呈层叠状的设在连接件存储仓体41中。
连接件下料机构4可通过工控机的控制,第二伺服电机42进行步进式的转动,常态下,连接件存储仓体41中的连接件主体46落在使得第一旋转板43的顶部,第二伺服电机42可带动第一旋转板43、连接轴44、第二旋转板45转动,此时,连接件主体46可通过缺口部落至第二旋转板45的顶面上,同时,连接件存储仓体41中的连接件主体46再次落在使得第一旋转板43的顶部,再次进行转动第二伺服电机42,使得首个在第二旋转板45上的连接件主体46通过缺口部落下至待安装的楼承板上表面,同理第二个连接件主体46落至第二旋转板45的顶面上,以此类推进行连接件主体46的给料操作。
进一步的,第一旋转板43和第二旋转板45的上表面均为光滑面设置,连接件主体46在第一旋转板43和第二旋转板45转动时,可在其表面进行滑动,滑动至缺口部进行下料操作,第一旋转板43和第二旋转板45的缺口部为相互对立设置,且缺口部面积为正面积的四分之一设置。第一旋转板43和第二旋转板45的缺口部结构设置合理,可以实现对连接件主体46的控制给料操作,下料结构整体设置合理,能够适用于扁长状连接件的存储与下料操作。
进一步的,连接轴44的高度高于连接件主体46的厚度,并为两倍连接件主体46的厚度设置。连接轴44的设置,使得第一旋转板43和第二旋转板45之间的间距设置合理,掉落迅速,减小了误差。
请参阅图1-7,采集机构5,包括第一相机51和第二相机52,第一相机51和第二相机52设于支架上,且位于进料导辊组11和装配工位导辊组14之间的连接处设置;第一相机51和第二相机52的两个相机设置,可在计算处理时,进行多组数据的采集工作,并进行均和计算,提高了采集数据的准确性,且减小了采集的误差。
请参阅图1-7,辅助定位机构6包括第一辅助定位导辊61和第二辅助定位导辊62;
具体的,第一辅助定位导辊61设于进料导辊组11和装配工位导辊组14之间的连接处,第二辅助定位导辊62设于装配工位导辊组14与出料导辊组12之间的连接处;第一辅助定位导辊61和第二辅助定位导辊62的高度为一致设置并高于进料导辊组11、装配工位导辊组14和向下倾斜的出料导辊组12;第一辅助定位导辊61和第二辅助定位导辊62的输入轴均穿过支架1并连接第二驱动电机6a,第二驱动电机6a固定安装在支架1的底部外壁上。
通过第一辅助定位导辊61和第二辅助定位导辊62的设置,不仅可实现对楼承板的进料与出料的导料工作,并且在通过视觉处理后,使得上方的两个楼承板做相对方向的运动,进而可辅助减小两个保温型钢桁架楼承板之间的距离,提高了连接后的紧固性,具有自动化程度高,误差小,精度高等优点。
工控机,设于支架1上,并与第一驱动电机14a、平面移动机构、连接件下料机构4、采集机构5和辅助定位机构6电信号连接;
其中,支架1上的进料导辊组11、装配工位导辊组14和向下倾斜的出料导辊组12能够控制楼承板在水平位置上运动,采集机构5能够对冲压装配工位13上的楼承板进行拍照、采集、图像转换、计算,辅助定位机构6使得两个楼承板做相互靠近的运动,对应的冲压机构3和连接件下料机构4在冲压装配工位13上运动,进行给料连接件主体46和冲压。
请参阅1-7,具体的,一种应用于基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,包括以下步骤:
S101:进料导辊组11进料,通过工控机控制第一驱动电机14a工作,将第一楼承板输送至冲压工位的一侧,然后再将第二楼承板输送至第一楼承板的连接部的侧壁;
S102:工控机提取采集机构5中第一相机51和第二相机52独立位置的单独图像,进行采集相机标定,获得采集相机的内部参数矩阵和转换矩阵;
S103:通过采集机构5对两个楼承板主体之间缝隙在冲压工位上的位置成像,之后将采集到的图像传送到工控机中,通过工控机内的图像处理模块将图像进行转换,对楼承板主体之间缝隙特征进行提取,进行判断,并根据标定所得的转换矩阵计算出待安装连接件的世界坐标;类似地,计算出连接件下料机构4世界坐标;工控机依照得到的连接件安装位置的世界坐标、连接件下料机构4的世界坐标,控制x轴框架21和y轴框架22中的第一伺服电机2a,可控制冲压机构3上的连接件下料机构4以及冲压机构3动作,将连接件下料机构4运输至预定冲压位置进行下料连接件主体46;
S104:再结合两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,控制第一伺服电机2a工作来实现x轴框架21和y轴框架22在桁架2上运动,实现桁架2平面的移动,冲压机构3并在Z轴上下移动来实现对连接件对冲压装配操作;
S105:再次通过工控机使第一驱动电机14a控制装配工位导辊组14转动,以及第二驱动电机6a控制第二辅助定位导辊62转动导料机构工作,将第一楼承板、第二楼承板输送出冲压装配工位13,出料导辊组12进行下料操作。
较佳的,所述S102中标定是采用棋盘格式的标定方法,标定块为正方形单位为10mm的平面,将其原点与对应的世界坐标原点重合,然后采用OpenCV中的标定函数进行标定;x轴框架21和y轴框架22可在桁架上复位,连接件下料机构4,通过OPenCV的矩阵转换函数,计算出连接件下料机构4的世界坐标。
进一步的,在步骤S103中,工控机依照得到两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,根据设定的阀值进行判断,缝隙过大则通过工控机控制第二驱动电机6a,控制辅助定位机构6对两个楼承板主体远离一侧壁进行导料移动,以减小两个楼承板主体之间的缝隙,再次通过采集机构5对辅助定位后的两个楼承板主体之间的缝隙进行再次的再次判断是否满足两个楼承板主体之间间距的阀值,以此循环控制辅助辅助定位机构进行辅助定位操作,直至两个楼承板主体之间间距满足。
参考图11需要注意的是:在步骤103中;待测量两个楼承板主体之间的真实间距设为:D;等效成像面上的测定间距数值设为:d;待测量楼承板的焦距设为:F;摄采集相机镜头的焦距设为:f。及得到了公式一:,及通过待测量楼承板的焦距设为:F;摄采集相机镜头的焦距设为:f;等效成像面上的测定间距数值设为:d;可以计算出待测量两个楼承板主体之间的真实间距设为:D;根据两个楼承板主体之间的真实间距D,进行间距阀值的判断,是否满足两个楼承板主体之间间距的阀值;
若满足之间进行步骤S103中连接件下料机构4的给料,以及步骤S104中冲压机构3的平面移动动作,冲压机构3并在Z轴上下移动来实现对连接件对冲压装配操作;若不满足,则通过工控机依照得到两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,控制第二驱动电机6a,控制辅助定位机构6对两个楼承板主体远离的一侧壁进行导料移动,以减小两个楼承板主体之间的缝隙,再判断是否满足两个楼承板主体之间间距的阀值,进行连接件的给料与冲压工作。整体操作方法简单便捷,自动化程度高,装配效率高,减少人力资源的投入,节约设备运维成本。
实施例2:
包括支架1、桁架2、冲压机构3、连接件下料机构4、采集机构5、辅助定位机构6以及工控机,桁架2、冲压机构3、连接件下料机构4、采集机构5、辅助定位机构6以及工控机均设于支架1上,与实施例1的结构功能相同;
参考图12,具体的,一种应用于基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,首先进行两个楼承板进料输送;再进行相机进行成像;其次根据标定计算出连接件、连接件运输机构的世界坐标;然后控制连接件运输机构动作,将连接件运输至预定冲压位置;控制冲压机构运动再对连接件进行冲压装配操作;最后两个楼承板出料输送。
其中,辅助定位机构6主要功能为对两个楼承板的运输与导料,与实施例1不同的是通过相机的标定、采集、计算、处理,可直接进行冲压连接件主体46的送料与冲压机构3的冲压工作;辅助定位机构6可辅助楼承板进行进出料工作,若两个楼承板之间的缝隙在导料机构的作用下,间距较小,或楼承板安装时的间距问题不影响两个楼承板之间的安装强度,可优选实施例2;
实施例1相比较实施例2,辅助定位机构6具有对楼承板的辅助定位功能,可根据工控机的控制,可辅助减小两个保温型钢桁架楼承板之间的距离,提高了连接后的紧固性与冲压装配的精度,误差小,精度高,所以一般状态下优选实施例1。
基于上述,本发明整体结构设置合理,上、下料操作合理,通过采集机构、冲压机构、连接件下料机构的设置,基于视觉采集与处理,可自动控制装配线进行自动的工作,进行连接件下料机构中连接件的供料与定位、冲压机构的定位与冲压装配,避免了人工操作的繁琐,自动化程度高;同时通过辅助定位机构的设置,可通过视觉采集、计算与处理,可辅助减小两个保温型钢桁架楼承板之间的距离,提高了连接后的紧固性,有利于提高楼承板安装装配后的整体强度,综上所述,此基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备具有自动化程度高,误差小,精度高,装配效率高,减少人力资源的投入,节约设备运维成本等优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备,其特征在于:包括
支架(1),所述支架(1)呈水平线性的依次设有进料导辊组(11)、装配工位导辊组(14)和向下倾斜的出料导辊组(12),所述装配工位导辊组(14)设为冲压装配工位(13),且装配工位导辊组(14)传动连接安装在所述支架(1)下的第一驱动电机(14a);
桁架(2),设于支架(1)的上方,所述桁架(2)上设有平面移动机构;
冲压机构(3),设于桁架(2)的正下方,所述冲压机构(3)的顶部固定连接平面移动机构;
连接件下料机构(4),数量至少两个并设于桁架(2)的下方,且连接件下料机构(4)通过连接杆安装在所述冲压机构(3)的侧壁;
采集机构(5),包括第一相机(51)和第二相机(52),所述第一相机(51)和第二相机(52)设于支架上,且位于所述进料导辊组(11)和装配工位导辊组(14)之间的连接处设置;
辅助定位机构(6)包括第一辅助定位导辊(61)和第二辅助定位导辊(62);以及
工控机,设于支架(1)上,并与第一驱动电机(14a)、平面移动机构、连接件下料机构(4)、采集机构(5)和辅助定位机构(6)电信号连接;
其中,所述支架(1)上的进料导辊组(11)、装配工位导辊组(14)和向下倾斜的出料导辊组(12)能够控制楼承板在水平位置上运动,采集机构(5)能够对冲压装配工位(13)上的楼承板进行拍照、采集、图像转换、计算,辅助定位机构(6)使得两个楼承板做相互靠近的运动,对应的冲压机构(3)和连接件下料机构(4)在冲压装配工位(13)上运动,进行给料连接件主体(46)和冲压。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备,其特征在于:所述平面移动机构主要由x轴框架(21)和y轴框架(22)呈垂直交叉状组成,所述x轴框架(21)和y轴框架(22)均安装在所述桁架(2)的顶部;
所述x轴框架(21)和y轴框架(22)的端部均固定安装有第一伺服电机(2a),所述第一伺服电机(2a)的输出轴上均对应的安装有丝杆(2b);
所述y轴框架(22)设于x轴框架(21)的下方,且y轴框架(22)中的丝杆(2b)上传动连接有导块(23),所述冲压机构(3)的顶端固定连接导块(23)的外壁,所述y轴框架(22)与x轴框架(21)相邻的一侧壁通过导块(23)活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备,其特征在于:所述连接件下料机构(4)包括连接件存储仓体(41)、第二伺服电机(42)、第一旋转板(43)、连接轴(44)、第二旋转板(45)、连接件主体(46);
所述连接件存储仓体(41)的顶部通过安装杆固定连接冲压机构(3),所述第二伺服电机(42)安装在连接件存储仓体(41)的侧壁上,且第二伺服电机(42)的输出轴上固定安装第一旋转板(43),所述第一旋转板(43)的底部中心固定安装有连接轴(44),所述连接轴(44)的底端固定安装第二旋转板(45),所述第一旋转板(43)和第二旋转板(45)上均开设有缺口;
所述连接件存储仓体(41)的底端输入口设于第一旋转板(43)的上方,间距设在2-3CM;
所述连接件主体(46)呈层叠状的设在连接件存储仓体(41)中。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备,其特征在于:所述第一旋转板(43)和第二旋转板(45)的上表面均为光滑面设置,所述第一旋转板(43)和第二旋转板(45)的缺口部为相互对立设置,且缺口部面积为正面积的四分之一设置。
5.根据权利要求3所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备,其特征在于:所述连接轴(44)的高度高于连接件主体(46)的厚度,并为两倍所述连接件主体(46)的厚度设置。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备,其特征在于:所述第一辅助定位导辊(61)设于所述进料导辊组(11)和装配工位导辊组(14)之间的连接处,所述第二辅助定位导辊(62)设于装配工位导辊组(14)与出料导辊组(12)之间的连接处;
所述第一辅助定位导辊(61)和第二辅助定位导辊(62)的高度为一致设置并高于进料导辊组(11)、装配工位导辊组(14)和向下倾斜的出料导辊组(12);
所述第一辅助定位导辊(61)和第二辅助定位导辊(62)的输入轴均穿过支架(1)并连接第二驱动电机(6a),所述第二驱动电机(6a)固定安装在支架(1)的底部外壁上。
7.一种应用于所述权利要求1-6任意一项的基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
S101:进料导辊组(11)进料,通过工控机控制第一驱动电机(14a)工作,将第一楼承板输送至冲压工位的一侧,然后再将第二楼承板输送至第一楼承板的连接部的侧壁;
S102:工控机提取采集机构(5)中第一相机(51)和第二相机(52)独立位置的单独图像,进行采集相机标定,获得采集相机的内部参数矩阵和转换矩阵;
S103:通过采集机构(5)对两个楼承板主体之间缝隙在冲压工位上的位置成像,之后将采集到的图像传送到工控机中,通过工控机内的图像处理模块将图像进行转换,对楼承板主体之间缝隙特征进行提取,进行判断,并根据标定所得的转换矩阵计算出待安装连接件的世界坐标;类似地,计算出连接件下料机构(4)世界坐标;工控机依照得到的连接件安装位置的世界坐标、连接件下料机构(4)的世界坐标,控制x轴框架(21)和y轴框架(22)中的第一伺服电机(2a),可控制冲压机构(3)上的连接件下料机构(4)以及冲压机构(3)动作,将连接件下料机构(4)运输至预定冲压位置进行下料连接件主体(46);
S104:再结合两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,控制第一伺服电机(2a)工作来实现x轴框架(21)和y轴框架(22)在桁架(2)上运动,实现桁架(2)平面的移动,冲压机构(3)并在Z轴上下移动来实现对连接件对冲压装配操作;
S105:再次通过工控机使第一驱动电机(14a)控制装配工位导辊组(14)转动,以及第二驱动电机(6a)控制第二辅助定位导辊(62)转动导料机构工作,将第一楼承板、第二楼承板输送出冲压装配工位(13),出料导辊组(12)进行下料操作。
8.根据权利要求7所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,其特征在于:在步骤S103中,工控机依照得到两个楼承板主体之间的缝隙世界坐标,根据设定的阀值进行判断,缝隙过大则通过工控机控制第二驱动电机(6a),控制辅助定位机构(6)对两个楼承板主体远离一侧壁进行导料移动,以减小两个楼承板主体之间的缝隙,再次通过采集机构(5)对辅助定位后的两个楼承板主体之间的缝隙进行再次的再次判断是否满足两个楼承板主体之间间距的阀值,以此循环控制辅助辅助定位机构进行辅助定位操作,直至两个楼承板主体之间间距满足。
9.根据权利要求7所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,其特征在于:在步骤S102中,XY轴机械手运动平台复位,连接件下料机构(3)复位,通过OPenCV的矩阵转换函数,计算出连接件下料机构(3)的世界坐标。
10.根据权利要求7所述的一种基于视觉处理的保温型钢桁架楼承板的装配设备的使用方法,其特征在于,在步骤103中;
待测量两个楼承板主体之间的真实间距设为:D;
等效成像面上的测定间距数值设为:d;
待测量楼承板的焦距设为:F;
摄采集相机镜头的焦距设为:f。
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- 2021-08-19 CN CN202110954360.5A patent/CN113650309A/zh active Pending
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CN115648644A (zh) * | 2022-09-26 | 2023-01-31 | 清华大学 | 基于视觉的自适应压装装置及方法 |
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