CN207104333U - 一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统 - Google Patents

Abstract

一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，涉及智能制造加工技术领域。包括表面光整加工刀具库、摄像头、控制器、电源插拔装置、插接电源以及机械手；所述表面光整加工刀具库用于放置多个不同种类的电动执行刀具，电动执行刀具上分别设置有电源插座；所述电源插拔装置用于将插接电源插入电动执行刀具的电源插座上或从电动执行刀具的电源插座上拔出插接电源；摄像头用于对工件表面质量进行图像的采集，并将图像信息传送至控制器。本实用新型提供了一种表面光整加工刀具库与机器视觉系统所提供的反馈回路相结合，形成了刀具库的自适应选择和系统的自适应加工。

Description

一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统

技术领域

本实用新型涉及智能制造加工技术领域，具体的说，涉及一种基于视觉系统的自适应表面光整加工系统和加工方法。

背景技术

在现有的表面光整加工领域，智能技术已经广泛应用，但依然存在很多技术难题。一方面，加工系统较难实现主动选择加工方法和加工装置，例如去毛刺机器人等智能设备，会夹持末端执行器进行表面光整加工，但是执行器的动力系统搭载在机械手上，所以在进行加工时，机械手上只能夹持固定的某一个执行器进行相同工序或相同质量要求的加工，若工件有较难加工的位置或者表面质量要求较高的位置，通常会采用人工选择、人工换装不同的执行器，开始下一道工序进行加工；另一方面，对于工件加工质量的检测与评定，依然依赖于人工，加工前，通过人工对工件毛刺的大小、厚度、加工位置和表面光整度的观察来判断使用何种刀具，在加工结束后，通常会通过人工检测加工质量，如果某些部位加工不符合要求，甚至无法返工成为废品。这些技术难题会降低生产效率、降低产品的合格率，同时也极大地增加生产成本。

实用新型内容

本发明的目的是提供一种基于视觉系统的自适应表面光整加工系统，可以有效解决背景技术中的问题。

实现上述目的的技术方案是：一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：包括表面光整加工刀具库、摄像头、控制器、电源插拔装置、插接电源以及机械手；

所述表面光整加工刀具库用于放置多个不同种类的电动执行刀具，电动执行刀具上分别设置有电源插座，电源插座上设置有电源插孔；

所述电源插拔装置用于将插接电源插入电动执行刀具的电源插座上或从电动执行刀具的电源插座上拔出插接电源；

摄像头用于对工件表面质量进行图像的采集，并将图像信息传送至控制器；

控制器用于根据摄像头采集的图像信息，控制电源插拔装置将插接电源插入至相应电动执行刀具的电源插孔内，再控制机械手抓取对应电动执行刀具对工件进行加工。

进一步地，所述表面光整加工刀具库包括箱体，箱体内转动设置有刀盘，箱体上安装有驱动刀盘转动的第一电机。

进一步地，电动执行刀具包括电动执行器，电动执行器的输出端连接有表面光整加工刀具，表面光整加工刀具分为去毛刺刀具、抛光刀具。

进一步地，电动执行器包括圆柱形壳体，圆柱形壳体的内安装有高速主轴，高速主轴的输出端向外伸出圆柱形壳体、并连接表面光整加工刀具，电源插座连接在圆柱形壳体的尾端中心，电源插座与高速主轴的电源接线端电连接。

进一步地，所述电源插拔装置安装在箱体内的刀盘一侧，包括上下对称设置的齿条，齿条上设置有可以沿齿条左右位移的安装座，安装座内安装有分别与两侧齿条对应的两台相背设置的第二电机，第二电机的输出端分别连接有啮合在对应齿条上的齿轮，安装座的中心安装有升降气缸，升降气缸上安装有固定板，升降气缸的输出端安装有升缩板，升缩板和固定板前后设置；

固定板上连接有用于夹紧电动执行器的两个相互配合的第一夹爪，第一夹爪的一端转动连接在固定板的两侧、另一端设置有夹紧电动执行器的圆形孔；升缩板上连接有用于夹紧插接电源的两个相互配合的第二夹爪，第二夹爪的一端转动连接在伸缩板的两侧、另一端设置有夹紧插接电源的圆形孔；

升缩板上还安装有伸缩气缸，伸缩气缸的输出端连接有连接座，连接座通过支座安装有滑动轴，滑动轴与第一夹爪之间设置有第一V形推杆组件，滑动轴与第二夹爪之间设置有第二V形推杆组件，第一V形推杆组件包括两根第一推杆，两根第一推杆的一端穿置在滑动轴上，另一端分别与两个第一夹爪转动连接，第二V形推杆组件包括两根第二推杆，两根第二推杆的一端穿置在滑动轴上，另一端分别与两个第二夹爪转动连接。

进一步地，所述插接电源设置在箱体内包括插头和螺旋弹簧电缆，螺旋弹簧电缆的一端与插头电连接、另一端用于连接供电电源。

进一步地，所述机械手的末端安装有转动气缸，所述摄像头安装在转动气缸的输出端。

本实用新型将机器视觉系统应用于表面光整加工中，通过对工件表面图像的采集和处理形成反馈回路，同时，本实用新型提供了一种表面光整加工刀具库，包含了刚性、浮动式去毛刺和表面抛光等各功能执行器，与机器视觉系统所提供的反馈回路相结合，形成了刀具库的自适应选择和系统的自适应加工。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为电源插拔装置的结构示意图；

图3为电动执行刀具的结构示意图；

图4为图3的剖视图。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型包括表面光整加工刀具库1、摄像头2、控制器3、电源插拔装置4、插接电源5以及机械手6，机械手6的末端安装有转动气缸61，转动气缸61的输出端安装有摄像头2。

表面光整加工刀具库1包括箱体11，箱体11内转动设置有刀盘12，箱体11上安装有驱动刀盘12转动的第一电机（图中未示出），刀盘12上设置有多个用于放置不同种类电动执行刀具7的容置孔14，电动执行刀具13的尾端向外伸出容置孔14，便于机械手6抓取。

本实施例中所述的刀盘12本领域技术人员熟知的公知技术，具体结构在此不再赘述。

电动执行刀具7包括圆柱形的电动执行器71，电动执行器71的输出端连接有表面光整加工刀具（图中未示出），表面光整加工刀具分为去毛刺刀具、抛光刀具。

电动执行器71包括圆柱形壳体72，圆柱形壳体72的外周设置有便于机械手6抓取的环形槽73，圆柱形壳体72的内安装有高速主轴74，高速主轴74的输出端向外伸出圆柱形壳体72、并连接表面光整加工刀具（图中未示出），圆柱形壳体72的尾端中心连接有电源插座75，电源插座75上设置有电源插孔，电源插座75与高速主轴74的电源接线端电连接。

插接电源5设置在箱体内包括插头51和螺旋弹簧电缆52，螺旋弹簧电缆52的一端与插头51电连接、另一端用于连接供电电源。

电源插拔装置4与其中一个容置孔14相配合，用于将插头51插入该容置孔14内的电动执行刀具7的电源插座75上、或从该容置孔14内的电动执行刀具7上拔出插头51。

电源插拔装置4安装在箱体内、并位于与其相配合的容置孔14的一侧，包括上下对称设置的齿条41，齿条41上设置有可以沿齿条41左右位移的安装座42，安装座42内安装有分别与两侧齿条41对应的两台相背设置的第二电机（图中未示出），第二电机的输出端分别连接有啮合在对应齿条41上的齿轮43，安装座42的中心安装有升降气缸44，升降气缸44上安装有固定板45，升降气缸44的输出端安装有升缩板46，升缩板46和固定板45前后设置。

固定板45上连接有用于夹紧电动执行器71的两个相互配合的第一夹爪47，第一夹爪47的一端转动连接在固定板45的两侧、另一端设置有夹紧电动执行器71的圆形孔48；升缩板46上连接有用于夹紧插头51的两个相互配合的第二夹爪49，第二夹爪49的一端转动连接在伸缩板46的两侧、另一端设置有夹紧插头51的圆形孔410。

升缩板46上还安装有伸缩气缸411，伸缩气缸411的输出端连接有连接座412，连接座412上通过支座418连接有滑动轴413，滑动轴413与第一夹爪47之间设置有第一V形推杆组件414，滑动轴413与第二夹爪49之间设置有第二V形推杆组件415，第一V形推杆组件414包括两根第一推杆416，两根第一推杆416的一端穿置在滑动轴413.上，另一端分别与两个第一夹爪47转动连接，第二V形推杆组件415包括两根第二推杆417，两根第二推杆417的一端穿置在滑动轴413上，另一端分别与两个第二夹爪49转动连接。

进一步地，支座418设置有两个，布置在第二推杆417穿置在滑动座413上的一端的两侧，使得伸缩气缸411带动升缩板46伸缩的同时，通过支座418推动第二V形推杆组件415同步伸缩。

在本实施例中，控制器3可以采用现有技术中常用的单片机。

本实用新型用于对夹装在工装8上的工件9进行加工处理，具体工作过程为：

加工开始前，摄像头2沿预定加工轨迹对工件表面质量进行图像的采集，图像信号传输到控制器3中，控制器3根据图像信号来确认该采用的电动执行刀具7、并通过电源插拔装置4将插头51插入该电动执行刀具7的电源插头75内。

机械手6夹持该连接好插接电源5的电动执行刀具7、并位移至工件上方，同时转动气缸61驱动摄像头2转动至镜头背向工件9的方向，以保护摄像头2。

机械手6通过电动执行刀具7按照加工轨迹对工件进行加工，加工结束后，机械手将电动执行刀具7放回至刀盘12上。

摄像头2的镜头旋转至朝向工件，对加工后的工件表面进行检测，并对图像分析和处理，若未能符合工件的加工要求，系统将选择出合适的电动执行器71，对未满足要求的部位进行重点加工，并在结束后进行检测，循环往复，直至工件达到加工要求，输出工件进入下一道加工工序。

本实施例中的电源插拔装置4的工作原理为：

第一电机驱动刀盘12转动，将待插接插接电源5的电动执行刀具7转动至与电源插拔装置4对应的位置，同时第一夹爪47、第二夹爪49处于张开状态、并且插头51容置在第二夹爪49的圆形孔410内。

第二电机驱动安装座42向左位移，使第一夹爪47的圆形孔48套置在电动执行刀具7上，再驱动伸缩气缸411回缩，通过第一V形推杆组件414带动第一夹爪47夹紧电动执行刀具7，避免电动执行刀具7轴向位移，通过第二V形推杆组件415带动第二夹爪49夹紧插头51。

升降气缸44回缩带动插头51插入对应电动执行刀具7的电源插座75上。

拔出电动执行刀具7上插头51的原理与插入插头51的过程相反，在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：包括表面光整加工刀具库、摄像头、控制器、电源插拔装置、插接电源以及机械手；

所述表面光整加工刀具库用于放置多个不同种类的电动执行刀具，电动执行刀具上分别设置有电源插座，电源插座上设置有电源插孔；

所述电源插拔装置用于将插接电源插入电动执行刀具的电源插座上或从电动执行刀具的电源插座上拔出插接电源；

摄像头用于对工件表面质量进行图像的采集，并将图像信息传送至控制器；

控制器用于根据摄像头采集的图像信息，控制电源插拔装置将插接电源插入至相应电动执行刀具的电源插孔内，再控制机械手抓取对应电动执行刀具对工件进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：所述表面光整加工刀具库包括箱体，箱体内转动设置有刀盘，箱体上安装有驱动刀盘转动的第一电机。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：电动执行刀具包括电动执行器，电动执行器的输出端连接有表面光整加工刀具，表面光整加工刀具分为去毛刺刀具、抛光刀具。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：电动执行器包括圆柱形壳体，圆柱形壳体的内安装有高速主轴，高速主轴的输出端向外伸出圆柱形壳体、并连接表面光整加工刀具，电源插座连接在圆柱形壳体的尾端中心，电源插座与高速主轴的电源接线端电连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：所述电源插拔装置安装在箱体内的刀盘一侧，包括上下对称设置的齿条，齿条上设置有可以沿齿条左右位移的安装座，安装座内安装有分别与两侧齿条对应的两台相背设置的第二电机，第二电机的输出端分别连接有啮合在对应齿条上的齿轮，安装座的中心安装有升降气缸，升降气缸上安装有固定板，升降气缸的输出端安装有升缩板，升缩板和固定板前后设置；

固定板上连接有用于夹紧电动执行器的两个相互配合的第一夹爪，第一夹爪的一端转动连接在固定板的两侧、另一端设置有夹紧电动执行器的圆形孔；升缩板上连接有用于夹紧插接电源的两个相互配合的第二夹爪，第二夹爪的一端转动连接在伸缩板的两侧、另一端设置有夹紧插接电源的圆形孔；

升缩板上还安装有伸缩气缸，伸缩气缸的输出端连接有连接座，连接座通过支座安装有滑动轴，滑动轴与第一夹爪之间设置有第一V形推杆组件，滑动轴与第二夹爪之间设置有第二V形推杆组件，第一V形推杆组件包括两根第一推杆，两根第一推杆的一端穿置在滑动轴上，另一端分别与两个第一夹爪转动连接，第二V形推杆组件包括两根第二推杆，两根第二推杆的一端穿置在滑动轴上，另一端分别与两个第二夹爪转动连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：所述插接电源设置在箱体内包括插头和螺旋弹簧电缆，螺旋弹簧电缆的一端与插头电连接、另一端用于连接供电电源。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉系统的自适应表面光整加工系统，其特征在于：所述机械手的末端安装有转动气缸，所述摄像头安装在转动气缸的输出端。