CN118083505A - 一种视觉定位装置及辅助料框周转工件连续加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种视觉定位装置及辅助料框周转工件连续加工方法,包括:视觉定位装置框架,视觉定位装置框架至少具备一横梁,横梁覆盖第一视觉定位点和第二视觉定位点;设于横梁上、且能够沿横梁平移的双工位运动机构;以及设于双工位运动机构上的视觉相机光源部件,其中,视觉相机光源部件对第一视觉定位点或第二视觉定位点处的工件实施视觉定位。本发明通过视觉定位装置解决料框周转工件在原拿原放情况下,最后一件工件与下一框第一个工件之间有间隔等待时间的问题,实现料框工件的连续加工;视觉定位装置实现单视觉相机对双料框工位的辅助定位,结构简单可靠,成本相对更低。

Description

一种视觉定位装置及辅助料框周转工件连续加工方法
技术领域
本发明涉及机器人视觉定位的技术领域,具体涉及一种视觉定位装置及辅助料框周转工件连续加工方法。
背景技术
在自动化生产行业中通常会用标准料箱作为常用的存储及周转设备,通过各式智能物流运输设备将料框流转至各步加工的上料工位,再机器人将标准料箱中工件抓取至加工工位进行加工,待加工完毕,再放回料箱进行料箱流转,直至最后工件加工完毕。典型的智能料框周转工件连续加工生产线一般包含机器人、工件夹持手爪、视觉定位装置、加工机床、进出料辊道线、辅助工艺设备、安全防护围栏及电控系统等。料框周转工件连续加工的一般流程为:进料辊道线上料框至机器人抓取位固定,视觉装置辅助定位后,机器人通过工件夹持手爪从定位点抓取工件至加工机床进行加工,加工完毕后将工件放回周转料框,从出料辊道线下料,完成整个智能料框周转工件连续加工工序。
传统生产行业中,标准料箱流转及工件上下料主要通过人工或者半自动的人机结合方式,工作量大并且效率低,随着机器人技术的广泛应用,通过机器人对料框中工件进行夹持流转加工,能提高效率,减轻人工工作强度,但是一般料框周转工件连续加工生产线中料框周转工件重复定位精度低,抓取及放置容易出现空夹误夹及放不回现象,且料框周转工件在原拿原放情况下,最后一件工件与下一框第一个工件之间有间隔时间,不能实现连续加工,视觉只能实现固定工位辅助定位,多料框工位需要多视觉定位,导致成本较高。
发明内容
本发明提供了一种视觉定位装置及采用该种视觉定位装置的辅助料框周转工件连续加工方法,用于解决第一料框内的最后一个工件与第二料框内的第一个工件之间具有间隔等待时间的问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种视觉定位装置,其中,包括:
视觉定位装置框架,所述视觉定位装置框架至少具备一横梁,所述横梁覆盖第一视觉定位点和第二视觉定位点;
设于所述横梁上、且能够沿所述横梁平移的双工位运动机构;
以及设于所述双工位运动机构上的视觉相机光源部件,其中,所述视觉相机光源部件对所述第一视觉定位点或所述第二视觉定位点处的工件实施视觉定位。
上述的视觉定位装置,其中,所述视觉定位装置框架包括:
框架固定地脚;
固定于所述框架固定地脚上的呈n字型的视觉支架;
固定于所述视觉支架的所述横梁的上表面的运动机构挂板;
固定于所述运动机构挂板上的机构安装板;
其中,所述机构安装板沿平行于所述横梁的方向布置且位于所述横梁的侧面。
上述的视觉定位装置,其中,所述双工位运动机构包括:
固定于所述机构安装板上的气缸固定支架;
安装于所述气缸固定支架上的无杆气缸;
沿平行于所述横梁的方向布置且固定于所述机构安装板上的导轨;
与所述导轨相匹配的滑块。
上述的视觉定位装置,其中,所述双工位运动机构还包括:
固定于所述视觉支架上的拖链安装板;以及
一端与所述拖链安装板固定连接的线缆拖链。
上述的视觉定位装置,其中,所述双工位运动机构还包括:
固定于所述视觉支架上的电气安装支架;
安装于所述电气安装支架上的电气盒和控制电磁阀。
上述的视觉定位装置,其中,所述视觉相机光源部件包括:
分别与所述滑块和所述无杆气缸相连接的光源固定支架;
固定于所述光源固定支架上的光源支架固定板、光源支架镜像固定板、以及气缸连接板,其中,所述气缸连接板连接所述光源固定支架和所述无杆气缸;
通过相机固定支架连接至所述光源固定支架的视觉相机;
通过光源安装板连接至所述光源固定支架的条形光源。
上述的视觉定位装置,其中,所述视觉相机光源部件还包括:
与所述气缸连接板固定连接的线缆固定支架,其中,所述线缆拖链的另一端与所述线缆固定支架相连接。
一种辅助料框周转工件连续加工方法,其中,采用上述任意一项所述的视觉定位装置,所述辅助料框周转工件连续加工方法包括:
S1:第一料框进入所述第一视觉定位点,第二料框进入进料处;
S2:所述视觉相机光源部件对所述第一料框实施视觉定位,对所述第一料框中的工件进行加工;
S3:所述第一料框进入所述第二视觉定位点,所述视觉相机光源部件随行并运动至所述第二视觉定位点以对所述第一料框实施视觉定位,所述第二料框进入所述第一视觉定位点;
S4:将加工完成的工件放回至所述第一料框;
S5:所述视觉相机光源部件运动至所述第一视觉定位点以对所述第二料框实施视觉定位,对所述第二料框中的工件进行加工。
上述的辅助料框周转工件连续加工方法,其中,包括:
S6:第三料框进入所述进料处,所述第一料框进入出料处,所述第二料框进入所述第二视觉定位点,所述视觉相机光源部件随行并运动至所述第二视觉定位点以对所述第一料框实施视觉定位,所述第三料框进入所述第一视觉定位点。
本发明由于采用了上述技术,使之与现有技术相比具有的积极效果是:
本发明的视觉定位装置及其辅助料框周转工件连续加工方法即可解决料框周转工件重复定位精度低的问题,通过视觉辅助定位,实现机器人对料框工件的精确定位,使机器人可以顺利抓取及放置工件;同时通过视觉定位装置解决料框周转工件在原拿原放情况下,最后一件工件与下一框第一个工件之间有间隔等待时间的问题,实现料框工件的连续加工;视觉定位装置实现单视觉相机对双料框工位的辅助定位,结构简单可靠,成本相对更低。
附图说明
图1为本发明的视觉定位装置的示意图。
图2为本发明的视觉定位装置的主视示意图。
图3为本发明的视觉定位装置的侧视示意图。
图4为本发明的视觉定位装置的俯视示意图。
图5为本发明的视觉定位装置的第一视觉定位点的示意图。
图6为本发明的视觉定位装置的第二视觉定位点的示意图。
图7为本发明的视觉定位装置的辅助料框周转工件连续加工方法的示意图。
图8为本发明的视觉定位装置的辅助料框周转工件连续加工方法的工位示意图。
说明书附图中的标记包括:
1、视觉定位装置框架;11、运动机构挂板;12、框架固定地脚;13、视觉支架;14、机构安装板;2、双工位运动机构;21、电气盒;22、线缆拖链;23、无杆气缸;24、气缸固定支架;25、导轨;26、滑块;27、控制电磁阀;28、电气安装支架;29、拖链安装板;3、视觉相机光源部件;31、气缸连接板;32、线缆固定支架;33、光源安装板;34、条形光源;35、光源支架固定板;36、视觉相机;37、相机固定支架;38、光源固定支架;39、光源支架镜像固定板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的描述中,需要理解的是,“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”、“横向”、“竖向”等术语所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发明,而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。
需要特别说明的是,本发明中的“水平”、“垂直”均用于说明大致位置关系,而并非严格的“水平面”或“竖直面”。
请参见图1至图8所示,示出一种较佳实施例的视觉定位装置,包括:视觉定位装置框架1,视觉定位装置框架1至少具备一横梁,横梁覆盖第一视觉定位点和第二视觉定位点;设于横梁上、且能够沿横梁平移的双工位运动机构2;以及设于双工位运动机构2上的视觉相机光源部件3,其中,视觉相机光源部件3对第一视觉定位点或第二视觉定位点处的工件实施视觉定位。
其中,视觉定位装置框架1用于搭载固定双工位运动机构2,视觉相机光源部件3布置于双工位运动机构2上,视觉相机光源部件3具备用于提供视觉的视觉相机和用于提供照明的光源。
视觉相机光源部件3对料框内的工件实施视觉拍照辅助定位,当环境较暗时,光源辅助视觉相机拍照。
进一步,作为一种较佳的实施例,视觉定位装置框架1包括:框架固定地脚12;固定于框架固定地脚12上的呈n字型的视觉支架13;固定于视觉支架13的横梁的上表面的运动机构挂板11;固定于运动机构挂板11上的机构安装板14。
进一步,作为一种较佳的实施例,其中,机构安装板14沿平行于横梁的方向布置且位于横梁的侧面。
进一步,作为一种较佳的实施例,双工位运动机构2包括:
固定于机构安装板14上的气缸固定支架24;安装于气缸固定支架24上的无杆气缸23;沿平行于横梁的方向布置且固定于机构安装板14上的导轨25;与导轨25相匹配的滑块26。
进一步,作为一种较佳的实施例,双工位运动机构2还包括:固定于视觉支架13上的拖链安装板29;以及一端与拖链安装板29固定连接的线缆拖链22。
进一步,作为一种较佳的实施例,双工位运动机构2还包括:固定于视觉支架13上的电气安装支架28;安装于电气安装支架28上的电气盒21和控制电磁阀27。
进一步,作为一种较佳的实施例,视觉相机光源部件3包括:分别与滑块26和无杆气缸23相连接的光源固定支架38;固定于光源固定支架38上的光源支架固定板35、光源支架镜像固定板39、以及气缸连接板31。
进一步,作为一种较佳的实施例,其中,气缸连接板31连接光源固定支架38和无杆气缸23。
进一步,作为一种较佳的实施例,视觉相机光源部件3包括:通过相机固定支架37连接至光源固定支架38的视觉相机36。
进一步,作为一种较佳的实施例,视觉相机光源部件3包括:通过光源安装板33连接至光源固定支架38的条形光源34。
进一步,作为一种较佳的实施例,视觉相机光源部件3还包括:与气缸连接板31固定连接的线缆固定支架32,其中,线缆拖链22的另一端与线缆固定支架32相连接。
本发明提供了一种辅助料框周转工件连续加工方法,包括:
S1:第一料框进入第一视觉定位点,第二料框进入进料处;
S2:视觉相机光源部件对第一料框实施视觉定位,对第一料框中的工件进行加工;
S3:第一料框进入第二视觉定位点,视觉相机光源部件随行并运动至第二视觉定位点以对第一料框实施视觉定位,第二料框进入第一视觉定位点;
S4:将加工完成的工件放回至第一料框;
S5:视觉相机光源部件运动至第一视觉定位点以对第二料框实施视觉定位,对第二料框中的工件进行加工;
S6:第三料框进入进料处,第一料框进入出料处,第二料框进入第二视觉定位点,视觉相机光源部件随行并运动至第二视觉定位点以对第二料框实施视觉定位,第三料框进入第一视觉定位点。
更具体的,本发明提供了一种辅助料框周转工件连续加工方法,其采用上述的视觉定位装置,其中,请参见图7、图8所示,视觉定位装置框架1的横梁在第一视觉定位点B和第二视觉定位点C之间延伸,并且通过双工位运动机构2携带视觉相机光源部件3在第一视觉定位点B的上方和第二视觉定位点C的上方往返运动。
进一步的,还涉及位于第一视觉定位点B的一侧的进料处A、以及位于第二视觉定位点C的一侧的出料处D。
进一步的,进料处A、第一视觉定位点B、第二视觉定位点C、以及出料处D呈矩形阵列。
本实施例的辅助料框周转工件连续加工方法包括:
A1:第一料框进入第一视觉定位点B,第二料框进入进料处A;
A2:视觉相机光源部件对第一料框实施视觉定位,机器人对第一料框中的多个工件依次进行加工;
A3:机器人加工至第一料框中的最后一个工件时,机器人抓取该第一料框中的最后一个工件,第一料框进入第二视觉定位点C,视觉相机光源部件随行并运动至第二视觉定位点C以对第一料框实施视觉定位,第二料框进入第一视觉定位点B;
A4:机器人将加工完成的该第一料框中的最后一个工件放回至第一料框;
A5、视觉相机光源部件运动至第一视觉定位点B以对第二料框实施视觉定位,机器人对第二料框中的多个工件依次进行加工;
A6、第三料框进入进料处A,第一料框进入出料处D,第二料框进入第二视觉定位点C,视觉相机光源部件随行并运动至第二视觉定位点C以对第二料框实施视觉定位,第三料框进入第一视觉定位点B。
在本实施例中,“第一料框从第一视觉定位点B运动至第二视觉定位点C”的过程、“第二料框从进料处A运动至第一视觉定位点B”的过程、以及“第一料框中的最后一个工件的加工”的过程,上述三个过程同步地进行,并且在第一料框中的最后一个工件加工完毕后,机器人能够直接从位于第一视觉定位点B钟的第二料框中抓取第二料框中的第一个工件进行加工,而不需要额外的等待时间。
具体的,在A2中,机器人抓取第一料框中的一个工件、对第一料框中的一个工件实施加工、在完成该第一料框中的一个工件的加工后将该第一料框中的一个工件放回至第一料框,重复上述步骤,直至第一料框剩余最后一个工件。
具体的,第一料框中的最后一个工件在第一视觉定位点B处的第一料框中被抓取,被加工,并被放回第二视觉定位点C处的第一料框中。
具体的,每一个料框中的最后一个工件均在第一视觉定位点B处被抓取,并被放回第二视觉定位点C处的同一个料框中,期间视觉相机光源部件跟随该同一个料框运动。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种视觉定位装置,其特征在于,包括:
视觉定位装置框架,所述视觉定位装置框架至少具备一横梁,所述横梁覆盖第一视觉定位点和第二视觉定位点;
设于所述横梁上、且能够沿所述横梁平移的双工位运动机构;
以及设于所述双工位运动机构上的视觉相机光源部件,其中,所述视觉相机光源部件对所述第一视觉定位点或所述第二视觉定位点处的工件实施视觉定位。
2.根据权利要求1所述的视觉定位装置,其特征在于,所述视觉定位装置框架包括:
框架固定地脚;
固定于所述框架固定地脚上的呈n字型的视觉支架;
固定于所述视觉支架的所述横梁的上表面的运动机构挂板;
固定于所述运动机构挂板上的机构安装板;
其中,所述机构安装板沿平行于所述横梁的方向布置且位于所述横梁的侧面。
3.根据权利要求2所述的视觉定位装置,其特征在于,所述双工位运动机构包括:
固定于所述机构安装板上的气缸固定支架;
安装于所述气缸固定支架上的无杆气缸;
沿平行于所述横梁的方向布置且固定于所述机构安装板上的导轨;
与所述导轨相匹配的滑块。
4.根据权利要求3所述的视觉定位装置,其特征在于,所述双工位运动机构还包括:
固定于所述视觉支架上的拖链安装板;以及
一端与所述拖链安装板固定连接的线缆拖链。
5.根据权利要求3所述的视觉定位装置,其特征在于,所述双工位运动机构还包括:
固定于所述视觉支架上的电气安装支架;
安装于所述电气安装支架上的电气盒和控制电磁阀。
6.根据权利要求4所述的视觉定位装置,其特征在于,所述视觉相机光源部件包括:
分别与所述滑块和所述无杆气缸相连接的光源固定支架;
固定于所述光源固定支架上的光源支架固定板、光源支架镜像固定板、以及气缸连接板,其中,所述气缸连接板连接所述光源固定支架和所述无杆气缸;
通过相机固定支架连接至所述光源固定支架的视觉相机;
通过光源安装板连接至所述光源固定支架的条形光源。
7.根据权利要求6所述的视觉定位装置,其特征在于,所述视觉相机光源部件还包括:
与所述气缸连接板固定连接的线缆固定支架,其中,所述线缆拖链的另一端与所述线缆固定支架相连接。
8.一种辅助料框周转工件连续加工方法,其特征在于,采用权利要求1至7中任意一项所述的视觉定位装置,所述辅助料框周转工件连续加工方法包括:
S1:第一料框进入所述第一视觉定位点,第二料框进入进料处;
S2:所述视觉相机光源部件对所述第一料框实施视觉定位,对所述第一料框中的工件进行加工;
S3:所述第一料框进入所述第二视觉定位点,所述视觉相机光源部件随行并运动至所述第二视觉定位点以对所述第一料框实施视觉定位,所述第二料框进入所述第一视觉定位点;
S4:将加工完成的工件放回至所述第一料框;
S5:所述视觉相机光源部件运动至所述第一视觉定位点以对所述第二料框实施视觉定位,对所述第二料框中的工件进行加工。
9.根据权利要求1所述的辅助料框周转工件连续加工方法,其特征在于,包括:
S6:第三料框进入所述进料处,所述第一料框进入出料处,所述第二料框进入所述第二视觉定位点,所述视觉相机光源部件随行并运动至所述第二视觉定位点以对所述第二料框实施视觉定位,所述第三料框进入所述第一视觉定位点。
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