CN214187197U - 一种智能化零件装配机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种智能化零件装配机器人，属于自动化装配领域。该机器人包括台面分布有导轨的工作台和固定于其上的机械臂和导轨架，导轨架垂直固定于导轨区域内与工作台一边平行；还包括固定于工作台一端且位于导轨区域内的待装配零件盒、位于机械臂和导轨架之间的零件收纳通道和固定于工作台一侧壁上的废品收纳盒；还包括固定于待装配零件盒上方的第一固定相机、固定于零件收纳通道一侧与第一固定相机对角分布的第二固定相机以及分别置于导轨和导轨架上位于零件收纳通道上自由移动的第一移动相机和第二移动相机。本实用新型的智能化零件装配机器人可同时实现对待装配零件进行自动化定位和智能化检测，精准且高效。

Description

一种智能化零件装配机器人

技术领域

本实用新型属于自动化装配领域，具体涉及一种智能化零件装配机器人。

背景技术

在机械产品的生产加工装配过程中，需要使用大量标准件。传统的工件分拣有人工分拣和机器分拣两种方式。人工分拣是工人用眼睛完成对工件的识别与定位，进而进行分拣工作，这种方式工作效率低下且难以保证工作质量，因此对标准件的自动化识别分类是发展的必然趋势。目前常见的自动化零件装配生产线大多是利用固定编程来控制机器人运动轨迹，即将零件摆放在固定位置后利用机器人进行装配，但是零件传送到固定位置时可能会出现偏差从而导致装配失败，一方面批量生产的标准件摆放朝向方向不确定，另一方面位置零件定位位置出现偏差。另外，零件有可能在传送过程发生了损坏。为了解决这一问题本实用新型利用计算机视觉对待装配标准件进行朝向摆放识别设计，根据定位位置引导机器人进行零件分类、检测和装配。

实用新型内容

为克服现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种智能化零件装配机器人，实现零件自动定位与智能化检测。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能化零件装配机器人，包括工作台和固定于所述工作台上的机械臂和导轨架，所述工作台的台面上分布有导轨，所述导轨架垂直固定于所述导轨区域内与所述工作台一边平行；

还包括固定于所述工作台上的待装配零件盒、零件收纳通道和废品收纳盒，所述待装配零件盒固定于所述工作台一端且位于所述导轨区域内，所述零件收纳通道位于所述机械臂和所述导轨架之间，所述废品收纳盒固定于所述工作台一侧壁上；

还包括固定于所述待装配零件盒上方的第一固定相机、固定于所述零件收纳通道一侧与所述第一固定相机对角分布的第二固定相机以及分别置于所述导轨和导轨架上自由移动的第一移动相机和第二移动相机，且所述第二固定相机、第一移动相机和第二移动相机分别位于所述零件收纳通道的三个维度上。

优选地，所述第一固定相机由工业镜头和LED光源组成。

优选地，所述第一移动相机、第二移动相机和第二固定相机均由高清工业镜头和LED光源组成。

优选地，所述待装配零件盒根据零件型号和摆放方向被设置有若干不同规格的零件通道。

优选地，所述机械臂外接有若干控制电机，可实现多自由度控制。

优选地，所述零件收纳通道为带内轨道的滑坡结构，且外接有红外传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一方面利用固定相机和零件收纳通道对待装配零件进行自动化定位，一方面利用移动相机结合深度学习神经网络对零件进行图像采集、图像预处理、轮廓提取和目标物对象缺陷检测的智能化检测，精准且高效。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型的一实施例中智能化零件装配机器人的结构示意图；

图2是本实用新型的一实施例中智能化零件装配机器人的工作流程图；

附图标记如下：1-工作台、2-机械臂、3-第一固定相机、4-待装配零件盒、5-零件收纳通道、6-废品收纳盒、7-第一移动相机，8-第二移动相机，9-第二固定相机、10-导轨架、11-导轨。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

参见图1，示例性地描述了一种智能化零件装配机器人，包括工作台1和固定于工作台1上的机械臂2和导轨架10，工作台1的台面上分布有导轨11，导轨架10垂直固定于导轨11区域内与工作台1一边平行；

还包括固定于工作台1上的待装配零件盒4、零件收纳通道5和废品收纳盒6，待装配零件盒4固定于工作台1一端且位于导轨11区域内，零件收纳通道5位于机械臂2和导轨架10之间，废品收纳盒6固定于工作台1一侧壁上；

还包括固定于工作台1上的第一固定相机3、第一移动相机7、第二移动相机8和第二固定相机9，第一固定相机3固定于待装配零件盒4上方，第二固定相机9固定于零件收纳通道5一侧与第一固定相机3对角分布，第一移动相机7和第二移动相机8分别置于导轨11和导轨架10上自由移动，且第二固定相机9、第一移动相机7和第二移动相机8分别位于零件收纳通道5内待装配零件的三个维度上。

一实施例中，第一固定相机3由工业镜头和LED光源组成。

一实施例中，第一移动相机7、第二移动相机8和和第二固定相机9均由高清工业镜头和LED光源组成。

一实施例中，待装配零件盒4根据零件型号和摆放方向被设置有若干不同规格的零件通道。

一实施例中，机械臂2外接有若干控制电机，可实现多自由度控制。

一实施例中，零件收纳通道5为带内轨道的滑坡结构，且外接有红外传感器，零件平缓沿内轨道向下递进，用于判断是否有零件。

上述智能化零件装配机器人的工作流程如下：第一固定相机3拍摄收集待装配零件盒4的图像，对所收集图像进行图像去噪处理，对图像内不同型号的零件以及它们的摆放方向进行分类并收集它们的位姿信息，如特殊螺母的正面及反面、螺栓零件的螺杆朝向等。利用所收集的位姿信息通过机械臂2将零件摆正并放入零件收纳通道5中，对零件收纳通道5内的零件逐一进行缺陷检测，利用第一移动相机7、第二移动相机8和第二固定相机9收集待检测零件三个方向上的图像进行检测，若零件合格，则通过设定好的程序调用机械臂2进行装配，若零件存在缺陷，则放入废品收纳盒6中。

如图2所示，待装配零件通过第一固定相机和零件收纳通道进行自动化定位的过程如下：1)图像数据库准备：通过手工拍摄待装配零件搜集建立原始图片库，经过预处理后数据集按固定比率9：1分为训练集和测试集，在原始数据库上使用旋转和镜像操作增加数据库；2)数据库标记：利用Label Img标记训练集和测试集中不同型号的零件以及它们不同的摆放方向，如特殊螺母的正面及反面、螺栓零件的螺杆朝向等；3)将收集数据库投入训练，并将训练好的卷积神经网络模型进行测试，避免欠拟合与过拟合，实现对零件的识别分类以及判断摆放方向。

如图2所示，待装配零件通过第二固定相机、第一移动相机和第二移动相机结合深度学习神经网络进行零件缺陷检测的过程如下：1)图像的预处理设计：为后续任务能够更好地提取边缘信息，消除零件图像受到的干扰，采取图像增强、滤波去噪；2)零件的边缘信息提取：对预处理的零件图像进行二值化，之后对二值图像进行边缘检测，获得零件三个维度上的轮廓；3)目标物对象缺陷检测：将一获得的轮廓特征与目标物对象特征库进行比对，对目标物进行轮廓缺损检测、轮廓尺寸精度检测。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能化零件装配机器人，其特征在于，包括工作台和固定于所述工作台上的机械臂和导轨架，所述工作台的台面上分布有导轨，所述导轨架垂直固定于所述导轨区域内与所述工作台一边平行；

还包括固定于所述工作台上的待装配零件盒、零件收纳通道和废品收纳盒，所述待装配零件盒固定于所述工作台一端且位于所述导轨区域内，所述零件收纳通道位于所述机械臂和所述导轨架之间，所述废品收纳盒固定于所述工作台一侧壁上；

还包括固定于所述待装配零件盒上方的第一固定相机、固定于所述零件收纳通道一侧与所述第一固定相机对角分布的第二固定相机以及分别置于所述导轨和导轨架上自由移动的第一移动相机和第二移动相机，且所述第二固定相机、第一移动相机和第二移动相机分别位于所述零件收纳通道的三个维度上。

2.根据权利要求1所述的智能化零件装配机器人，其特征在于，所述第一固定相机由工业镜头和LED光源组成。

3.根据权利要求1所述的智能化零件装配机器人，其特征在于，所述第一移动相机、第二移动相机和和第二固定相机均由高清工业镜头和LED光源组成。

4.根据权利要求1所述的智能化零件装配机器人，其特征在于，所述待装配零件盒根据零件型号和摆放方向被设置有若干不同规格的零件通道。

5.根据权利要求1所述的智能化零件装配机器人，其特征在于，所述机械臂外接有若干控制电机。

6.根据权利要求1所述的智能化零件装配机器人，其特征在于，所述零件收纳通道为带内轨道的滑坡结构，且外接有红外传感器。

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