CN203704862U - 一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，在装配工件用机架的上装配机架与下装配平台间设置有全反射棱镜定位检测组件，全反射棱镜定位检测组件的光源照射检测机架组件呈竖立状的设置在下装配平台的一侧，在其机架的中部通过一连接定位块连接设置了一可左右移动的全反射棱镜机架组件。本实用新型通过其设计的全反射棱镜组件配合摄像检测装置和光源照射装置能实时同步位置探测到上下两个待装配工件的装配面的情况，能及时调整装配面，解决了现有技术无法同时对两个待装配工件进行实时观察的缺点，同时也解决了双摄像机需要往复运动，位置精度不稳定的问题，本实用新型能对应不同种类的装配工件，提高了装配工件的压装合格率，使得产品质量提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及装配工件的测量、识别、定位及纠偏领域，尤其涉及一种应用于装配工业自动化的伺服单元装配线的装配工件定位在目标物的空间坐标系内装配的检测装置。
背景技术
目前，随着科技的日新月异，装配工业自动化的高速发展，工件的装配已经早已从旧式的人工装配和机械装配过渡到了由机器视觉技术辅助下的测量、识别、定位及纠偏装配，而就现有技术下机器视觉技术辅助下定位及纠偏的功能应用而言，目前所采用的方法如下所述：
首先以目标物的某一结构特征如齿轮、罩壳、电机等，将这些结构特征做为识别基准，然后通过单照相机拍照及配合成像软件相应的算法进行纠偏，通常只能以定位可靠且相对机床位置度重复性好的零件为基准，最后通过精密机械手矫正其他安装对象的位置姿态，最终才能完成压装过程。
然而，现有技术的这种办法能精确定位的前提在于机械手抓取待装配件时，待装配件必须处于被可靠定位、夹紧的状态，且重复定位时也能精度较好，否则无法完成将其准确定位在目标物的空间坐标系内的目的，尤其是在伺服单元装配线中，由于电机底部花键联轴器和壳体花键联轴器在X-Y平面上有旋转自由度，而每次压装过程中两者花键齿的位置均无重复性，需要实时同步探测、比较计算并旋转电机角度来实现有效认入、压装。而现有技术下哪怕采用双摄像机识别定位也难以做到，其原因就在于装配检测过程中两个摄像机需由电动滑台连接往复运动，位置精度不稳定，需定期对摄像机位置进行标定，且由于连接件刚性不一致导致安装角有误差，无法建立严谨统一的坐标系，使得识别定位误差较大，直接导致装配工件的压装过程不合格率高，产品质量差等问题。
综上所述，现有技术下的机器视觉技术辅助下定位及纠偏方案无法实现装配工件的准确压装。
实用新型内容
为了解决现有技术下的机器视觉技术辅助下定位及纠偏方案无法实现装配工件的准确压装的问题，本实用新型提供了一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，通过该具有探测同步位置功能的全反射棱镜装置，可实现装配工件的实时同步探测、比较计算，然后旋转电机角度来实现装配工件有效认入、压装，且安装定位误差小，装配工件的压装合格率高，产品质量得到了保证，本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置的具体结构如下所述：
一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，包括一装配工件用机架，其特征在于：
所述的装配工件用机架在上装配机架与下装配平台间设置有一全反射棱镜定位检测组件；
所述的全反射棱镜定位检测组件包括光源照射检测机架组件和全反射棱镜机架组件，其中光源照射检测机架组件呈竖立状的设置在下装配平台的一侧，在其机架的中部通过一连接定位块连接设置了一可左右移动的全反射棱镜机架组件。
根据本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其特征在于，所述的光源照射检测机架组件包括检测机架本体、检测机架横梁、摄像检测装置和光源照射装置，其中，检测机架本体呈竖立状的设置在在下装配平台的一侧，在该检测机架本体的顶部设置有可左右微调移动的检测机架横梁，而在检测机架横梁的一端设置有摄像检测装置和光源照射装置，该摄像检测装置和光源照射装置正对了全反射棱镜机架组件的棱镜工作面。
根据本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其特征在于，所述的全反射棱镜机架组件包括棱镜组件支撑架、棱镜组件平移横梁、棱镜定位检测尺和全反射棱镜组件，其中，棱镜组件支撑架呈竖立状，其底端设置在下装配平台上并通过连接定位块与光源照射检测机架组件连接，在该棱镜组件支撑架的顶部设置有棱镜组件平移横梁，该横梁的上部连接设置一棱镜定位检测尺，而在该横梁的一端设置有全反射棱镜组件。
此处设计目的在于，由于整个全反射棱镜机架组件的棱镜组件支撑架通过连接定位块与光源照射检测机架组件连接，故其上下定位不可调整，确保了全反射棱镜机架组件的上下定位准确，不会产生照射偏差，但全反射棱镜机架组件其主要零部件-全反射棱镜组件可以通过棱镜组件平移横梁左右微调平移，应对不同种类装配工件的同时，也能配合棱镜定位检测尺上的刻度精确定位，使其棱镜工作面受到光源照射检测机架组件的摄像检测装置和光源照射装置的摄像观察和光线照射角度准确，防止了可能出现的视线偏差。
根据本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其特征在于，所述的全反射棱镜组件包括全反射棱镜，棱镜固定件、棱镜固定螺栓，棱镜连接支架，其中全反射棱镜为一三角形的全反射棱镜，其反射角度为45°和-45°，全反射棱镜通过棱镜固定螺栓固定在一棱镜固定件上，该棱镜固定件再通过棱镜连接支架与棱镜组件平移横梁的一端连接。
此处设计目的在于，由于全反射棱镜为一三角形的全反射棱镜，其反射角度为45°和-45°，当光源照射装置的光线照射到该全反射棱镜时，光线分为两路，一路反射到上装配机架所夹持的待装配工件的底部，而另一路则直接透过该全反射棱镜照射到下装配平台所夹持的另一部分待装配工件的顶部，此时摄像检测装置只需观察全反射棱镜面所映射的上下两个待装配工件的装配面，就可以同步位置探测上下两个装配面的实时情况，直接解决了现有技术下单照（摄）像机无法同时对两个待装配工件进行实时观察的缺点，同时也解决了双摄像机需要往复运动，位置精度不稳定的问题，克服了之前无法建立严谨的统一坐标系的不足。
使用本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置获得了如下有益效果：
1.本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其结构简单，对原有的装配工件用机架改造加装即可使用；
2.本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，通过其设计的全反射棱镜组件配合摄像检测装置和光源照射装置能实时同步位置探测到上下两个待装配工件的装配面的情况，只需电机旋转微调角度就能及时调整装配面，解决了现有技术无法同时对两个待装配工件进行实时观察的缺点，同时也解决了双摄像机需要往复运动，位置精度不稳定的问题；
3.本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，由于其设计的全反射棱镜组件可左右移动微调，能对应不同种类的装配工件的同时，也防止了识别定位误差大的问题，提高了装配工件的压装合格率，使得产品质量提高。
附图说明
图1为本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置具体安装实施示意图；
图2为本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜组件的具体结构示意图；
图中：1-装配工件用机架，1a-上装配机架，1b-下装配平台，A-全反射棱镜定位检测组件，A1-光源照射检测机架组件，A2-全反射棱镜机架组件，A3-连接定位块，A11-检测机架本体，A12-检测机架横梁，A13-摄像检测装置，A14-光源照射装置，A21-棱镜组件支撑架，A22-棱镜组件平移横梁，A23-棱镜定位检测尺，A24-全反射棱镜组件，A24a-全反射棱镜，A24b-棱镜固定件，A24c-棱镜固定螺栓，A24d-棱镜连接支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜组件做进一步的描述。
实施例
如图1和图2所示，一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，包括一装配工件用机架1，装配工件用机架的上装配机架1a与下装配平台1b间设置有一全反射棱镜定位检测组件A；
全反射棱镜定位检测组件A包括光源照射检测机架组件A1和全反射棱镜机架组件A2，其中光源照射检测机架组件呈竖立状的设置在下装配平台1b的一侧，在其机架的中部通过一连接定位块A3连接设置了一可左右移动的全反射棱镜机架组件。
光源照射检测机架组件A1包括检测机架本体A11、检测机架横梁A12、摄像检测装置A13和光源照射装置A14，其中，检测机架本体呈竖立状的设置在在下装配平台1b的一侧，在该检测机架本体的顶部设置有可左右微调移动的检测机架横梁，而在检测机架横梁的一端设置有摄像检测装置和光源照射装置，该摄像检测装置和光源照射装置正对了全反射棱镜机架组件A2的棱镜工作面。
如图2所示，全反射棱镜机架组件A2包括棱镜组件支撑架A21、棱镜组件平移横梁A22、棱镜定位检测尺A23和全反射棱镜组件A24，其中，棱镜组件支撑架呈竖立状，其底端设置在下装配平台1b上并通过连接定位块A3与光源照射检测机架组件A1连接，在该棱镜组件支撑架的顶部设置有棱镜组件平移横梁，该横梁的上部连接设置一棱镜定位检测尺，而在该横梁的一端设置有全反射棱镜组件。
由于整个全反射棱镜机架组件A2的棱镜组件支撑架A21通过连接定位块A3与光源照射检测机架组件A1连接，故其上下定位不可调整，确保了全反射棱镜机架组件的上下定位准确，不会产生照射偏差，但全反射棱镜机架组件其主要零部件-全反射棱镜组件A24可以通过棱镜组件平移横梁A22左右微调平移，应对不同种类装配工件的同时，也能配合棱镜定位检测尺A23上的刻度精确定位，使其棱镜工作面受到光源照射检测机架组件的摄像检测装置A13和光源照射装置A14的摄像观察和光线照射角度准确，防止了可能出现的视线偏差。
全反射棱镜组件A24包括全反射棱镜A24a，棱镜固定件A24b、棱镜固定螺栓A24c，棱镜连接支架A24d，其中全反射棱镜为一三角形的全反射棱镜，其反射角度为45°和-45°，全反射棱镜通过棱镜固定螺栓固定在一棱镜固定件上，该棱镜固定件再通过棱镜连接支架与棱镜组件平移横梁A22的一端连接。
如图2所示，由于全反射棱镜A24a为一三角形的全反射棱镜，其反射角度为45°和-45°，当光源照射装置A14的光线照射到该全反射棱镜时，光线分为两路，一路反射到上装配机架1a所夹持的待装配工件的底部，而另一路则直接透过该全反射棱镜照射到下装配平台1b所夹持的另一部分待装配工件的顶部，此时摄像检测装置A13只需观察全反射棱镜面所映射的上下两个待装配工件的装配面，就可以同步位置探测上下两个装配面的实时情况，直接解决了现有技术下单照（摄）像机无法同时对两个待装配工件进行实时观察的缺点，同时也解决了双摄像机需要往复运动，位置精度不稳定的问题，克服了之前无法建立严谨的统一坐标系的不足。
本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其结构简单，对原有的装配工件用机架改造加装即可使用，本实用新型通过其设计的全反射棱镜组件配合摄像检测装置和光源照射装置能实时同步位置探测到上下两个待装配工件的装配面的情况，只需电机旋转微调角度就能及时调整装配面，解决了现有技术无法同时对两个待装配工件进行实时观察的缺点，同时也解决了双摄像机需要往复运动，位置精度不稳定的问题；本实用新型其设计的全反射棱镜组件可左右移动微调，能对应不同种类的装配工件的同时，也防止了识别定位误差大的问题，提高了装配工件的压装合格率，使得产品质量提高。
本实用新型的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，适用于各种装配工业自动化的伺服单元装配线的装配工件定位检测领域。
Claims (4)
1.一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，包括一装配工件用机架（1），其特征在于：
所述的装配工件用机架（1）在上装配机架（1a）与下装配平台（1b）间设置有一全反射棱镜定位检测组件（A）；
所述的全反射棱镜定位检测组件（A）包括光源照射检测机架组件（A1）和全反射棱镜机架组件(A2)，其中光源照射检测机架组件呈竖立状的设置在下装配平台（1b）的一侧，在其机架的中部通过一连接定位块（A3）连接设置了一可左右移动的全反射棱镜机架组件。
2.如权利要求1所述的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其特征在于，所述的光源照射检测机架组件（A1）包括检测机架本体（A11）、检测机架横梁（A12）、摄像检测装置（A13）和光源照射装置（A14），其中，检测机架本体呈竖立状的设置在在下装配平台（1b）的一侧，在该检测机架本体的顶部设置有可左右微调移动的检测机架横梁，而在检测机架横梁的一端设置有摄像检测装置和光源照射装置，该摄像检测装置和光源照射装置正对了全反射棱镜机架组件（A2）的棱镜工作面。
3.如权利要求1所述的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其特征在于，所述的全反射棱镜机架组件(A2)包括棱镜组件支撑架（A21）、棱镜组件平移横梁（A22）、棱镜定位检测尺（A23）和全反射棱镜组件（A24），其中，棱镜组件支撑架呈竖立状，其底端设置在下装配平台（1b）上并通过连接定位块（A3）与光源照射检测机架组件（A1）连接，在该棱镜组件支撑架的顶部设置有棱镜组件平移横梁，该横梁的上部连接设置一棱镜定位检测尺，而在该横梁的一端设置有全反射棱镜组件。
4.如权利要求3所述的一种用于同步位置探测的全反射棱镜装置，其特征在于，所述的全反射棱镜组件（A24）包括全反射棱镜（A24a），棱镜固定件（A24b）、棱镜固定螺栓（A24c），棱镜连接支架（A24d），其中全反射棱镜为一三角形的全反射棱镜，其反射角度为45°和-45°，全反射棱镜通过棱镜固定螺栓固定在一棱镜固定件上，该棱镜固定件再通过棱镜连接支架与棱镜组件平移横梁（A22）的一端连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN107634438A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-01-26 | 德尔福连接器系统（南通）有限公司 | 一种采用棱镜影像定位的端子插针装置 |
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| CN107634438B (zh) * | 2017-09-27 | 2024-03-15 | 安波福连接器系统(南通)有限公司 | 一种采用棱镜影像定位的端子插针装置 |
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