CN215280716U - 一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动装配设备领域，尤其涉及到一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，包括传送带；检测组件，检测组件包括设置在传送带上方的工业3D摄像头；设置在传送带一侧的抓取组件，抓取组件位于工业3D摄像头的右侧，且抓取组件包括机械手一和设置在机械手一输出端上的固定夹；设置在抓取组件右侧的固定组件，固定组件包括机械手二和设置在机械手二输出端上的圆饼状固定块；设置在抓取组件右侧的拧紧组件，拧紧组件与固定组件关于传送带对应设置，且拧紧组件包括机械手三和设置在机械手三输出端上的电钻。本实用新型用机械代替人工，不仅提升了生产效率，也改善了人工安装时螺丝容易产生偏移，进而影响产品质量的问题。

Description

一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置

技术领域

本实用新型涉及自动装配设备领域，尤其涉及到一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置。

背景技术

纯化柱是用于一种用于各种净水设备中的核心净水组件，由于其滤水效果好，可更换性高，故而广泛应用于实验室等场所的滤水。

目前，纯化柱端盖的组装大多仍然使用人工组装的方式，其主要步骤为：首先由人工挑选与纯化柱主体规格一致的端盖，再将端盖放置在纯化柱主体上，然后由操作工人使用电钻将端盖紧固在纯化柱主体上，完成组装。由于待装配的纯化柱主体具有不同的型号，与之对应的端盖的尺寸也存在差异，人工在装配时需要先分辨不同型号的纯化柱主体再选择对应型号的端盖，所以存在装配效率低、工人的工作强度大；另外人工安装过程，也容易产生螺丝安装偏移的问题。这极大的影响了纯化柱的装配合格率。因此，我们有必要设计一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，包括传送带，还包括，检测组件，所述检测组件包括设置在所述传送带上方的工业3D摄像头；设置在所述传送带一侧的抓取组件，所述抓取组件位于所述工业3D摄像头的右侧，所述抓取组件包括机械手一和设置在所述机械手一输出端上的固定夹；设置在所述抓取组件右侧的固定组件，所述固定组件包括机械手二和设置在所述机械手二输出端上的圆饼状固定块；设置在所述抓取组件右侧的拧紧组件，所述拧紧组件与所述固定组件关于所述传送带对应设置，且所述拧紧组件包括机械手三和设置在所述机械手三输出端上的电钻。

上述技术方案中：传送带用来运送纯化柱主体，使纯化柱主体在各组件的工作位置间流转；检测组件用以识别纯化柱主体的型号，通过工业3D摄像头获取纯化柱主体的图像信息，处理、分析后与预先存储的型号数据进行比对，就可获知到当前纯化柱主体的型号；抓取组件用于夹取对应型号的端盖，并放置到纯化柱主体上端的开口处；固定组件将端盖初步压入纯化柱主体上的开口内，实现定位；再由拧紧组件上的电钻拧入螺钉，实现端盖的固定。

本实用新型的进一步设置为：所述传送带两侧分别设置有工作平台一和工作平台二，所述抓取组件和所述拧紧组件设置在所述工作平台一上，所述固定组件设置在所述工作平台二上；

上述技术方案中：由于固定组件和拧紧组件之间需要一定程度地配合，所以需要对应设置，因此拧紧组件设置在工作平台一上，而固定组件设置在工作平台二上。

本实用新型的进一步设置为：所述检测组件还包括分别设置在所述传送带两侧的两个安装竖板，且所述安装竖板的底部与所述传送带的两侧面固定连接，所述工业3D摄像头架设在两个所述安装竖板之间。

上述技术方案中：两个安装竖板用于支撑工业3D摄像头，也为了使得工业3D摄像头的位置位于传送带上方，以便于工业3D摄像头采集纯化柱主体的完整图像信息。

本实用新型的进一步设置为：抓取组件还包括一转台，转台固定设置于工作平台一上，机械手一与转台的转动端连接。

上述技术方案中，机械手一通过转台与工作平台一转动连接，使得机械手一可以沿竖直转轴360°转动，从而既能到达夹取端盖的位置，也能到达放置端盖的位置。

本实用新型的进一步设置为：所述固定组件还包括固定设置在所述工作平台二上的滑轨二和滑动设置在所述滑轨二中的滑块二，所述机械手二转动设置在所述滑块二上。

上述技术方案中：滑轨二和滑台二使得固定组件能水平移动，而机械手二转动设置在滑块二上，所以机械手二能沿竖直转轴转动，这就使得机械手二更加灵活，工作范围更大。

本实用新型的进一步设置为：所述拧紧组件还包括固定设置在所述工作平台一上的滑轨一和滑动设置在所述滑轨一中的滑块一，所述机械手三转动设置在所述滑块一上。

上述技术方案中：滑轨一和滑台一使得拧紧组件能水平移动，而机械手三转动设置在滑块一上，所以机械手三能沿竖直转轴转动，这就使得机械手三更加灵活，工作范围更大。

本实用新型的进一步设置为：所述传送带的侧面还设置有照明光源，所述照明光源的底部与所述传送带的侧面固定连接。

上述技术方案中：设置照明光源的原因是为了增加纯化柱主体的光照，使得工业3D摄像头获取到的纯化柱主体的图像更加清晰，也使得本装置可以在光照较差的环境中使用。

本实用新型的进一步设置为：所述工作平台一上设置有至少一个容纳盒。

上述技术方案中：设立多个容纳盒可以将不同型号的端盖分门别类的放置在不同的容纳盒中，这样设置不仅可以增加端盖放置的数量，减少操作工添加端盖的次数，也更加便于抓取组件抓取端盖。

本实用新型公开了一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，与现有技术相比：

1)使用自动化机械代替人工，提升了工作效率；

2)采用图像识别技术，自动选取正确型号的端盖，进一步提升了工作效率；

3)由于采用自动化机械安装螺丝，使得螺丝的安装更规范，减少了螺丝的偏移以及由于施力过大产生的螺丝滑丝等缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为工作平台一的立体图；

图3为传送带的立体图；

图4为工作平台二的立体图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：10-传送带；101-安装竖板；102-照明光源；20-检测组件；201-工业3D摄像头；30-抓取组件；301-机械手一；302-固定夹；303-转台；40-固定组件；401-机械手二；402-固定块；403-滑轨二；404-滑块二；50- 拧紧组件；501-机械手三；502-电钻；503-滑轨一；504-滑块一；60-工作平台一；70- 工作平台二；80-容纳盒；

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型公开了一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：

如图1～4所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，包括传送带10，还包括：检测组件20，所述检测组件20包括设置在所述传送带10上方的工业3D摄像头201；设置在所述传送带10一侧的抓取组件30，所述抓取组件30 位于所述工业3D摄像头201的右侧，所述抓取组件30包括机械手一301和设置在所述机械手一301输出端上的固定夹302；设置在所述抓取组件30右侧的固定组件40，所述固定组件40包括机械手二401和设置在所述机械手二401输出端上的圆饼状固定块402；设置在所述抓取组件30右侧的拧紧组件50，所述拧紧组件50与所述固定组件40 关于所述传送带10对应设置，且所述拧紧组件50包括机械手三501和设置在所述机械手三501输出端上的电钻502。其中，传送带10包括支撑架和两个与支撑架转动连接的辊轴，且辊轴为水平设置，两个辊轴互相平行；两个辊轴通过带体连接，实现带传动，所述的带体首尾相接形成闭环，两个辊轴设置在带体形成的闭环内，且辊轴与带体内面紧密接触，使得带体绷紧；传送带10还包括一电机，所述电机的输出端经由减速机减速后与辊轴的轴端通过皮带轮连接；所述带体为履带状且其外表面均匀设置有若干供纯化柱主体竖直放置的工装(图1、3中未画出)，所述的工装中部具有一竖直的孔洞，该孔洞的直径与纯化柱主体的直径对应，使得纯化柱主体可竖直放置在孔洞中。

如图1所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述传送带10两侧分别设置有工作平台一60和工作平台二70。其中，工作平台一60由支架一支撑，工作平台二70由支架二支撑，所述的工作平台一60的下表面还设置有控制柜，所述控制柜中设置有PLC控制器，该PLC控制器与检测组件20、抓取组件30、拧紧组件50、固定组件40以及传送带10的电机电性连接，实现信号的输入、处理和输出以控制各组件的状态或运动；

如图1、2、4所示，所述抓取组件30和所述拧紧组件50设置在所述工作平台一 60上，所述固定组件40设置在所述工作平台二70上。其中，传送带10带体自左向右运动，所以抓取组件30的位置位于检测组件20右侧，固定组件40的位置位于抓取组件30右侧，拧紧组件50的位置位于固定组件40的略微右侧，由于拧紧组件50与固定组件40本身具有一定体积，所以将拧紧组件50和固定组件40分别设置在传送带10两侧；除上述放置方案外，也可将抓取组件30和固定组件40设置在工作平台一60上，拧紧组件50设置在工作平台二70上，只要保持抓取组件30、固定组件40和拧紧组件 50之间的相对位置关系即可；若传送带10的运动方向改变，则也应改变抓取组件30、固定组件40和拧紧组件50，只要保证纯化柱主体经过各组件的顺序不变即可。

如图1、3所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述检测组件20还包括分别设置在所述传送带两侧的两个安装竖板101，且所述安装竖板101的底部与所述传送带的两侧面固定连接，所述工业3D摄像头201架设在两个所述安装竖板101之间。其中，安装竖板101与传送带10的支撑架连接，且两个所述安装竖板101靠近传送带10的侧面上都设置有矩形凹槽，所述工业3D摄像头201两端放置在所述矩形凹槽中。

如图1、2所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述抓取组件30还包括一转台303，所述转台303固定设置于所述工作平台一60上，所述机械手一301与所述转台303的转动端连接。其中，转台303为电动转台303，且由PLC控制器控制；抓取组件30中的固定夹302包括：可对向转动的两个连接块，两个所述连接块靠近机械手一301的一端与所述机械手一301的输出端连接，两个所述连接块远离机械手一301的一端都固定连接有一夹持块，两个夹持块对称设置且夹持块上设置有卡槽。

如图1、2所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述拧紧组件50还包括固定设置在所述工作平台一60上的滑轨一503和滑动设置在所述滑轨一503中的滑块一504，所述机械手三501转动设置在所述滑块一504。其中，滑轨一503的走向与所述传送带10的走向一致，且滑轨一503由PLC控制器控制。

如图1、4所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述固定组件40还包括固定设置在所述工作平台二70上的滑轨二403和滑动设置在所述滑轨二403中的滑块二404，所述机械手二401转动设置在所述滑块二404上。其中，滑轨二403的走向与所述传送带10的走向一致，且滑轨二403由PLC控制器控制。

如图1、3所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述传送带的侧面还设置有照明光源102，所述照明光源102的底部与所述传送带的侧面固定连接。其中，照明光源102的数量为一个，且所述照明光源102采用柱状光源，发射平行光，对纯化柱主体的照明更加均匀，使得工业3D摄像头201采集到的图像更清晰、易识别；也可在传送带10的两侧面分别设置一个或多个照明光源102，以进一步提升照明效果。

如图1、2所示，本实用新型提出的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置：所述工作平台一60上设置有至少一个容纳盒80。其中，容纳盒80为长方形壳体，其宽度略大于所述端盖的直径，其高度低于所述端盖的直径，同一型号的端盖依次排列在同一容纳盒80中；容纳盒80的位置位于所述抓取组件30的左侧。

上述的机械手一301、机械手二401和机械手三501都选用品牌为伯朗特的型号为28500PZ1508的工业机械手；上述的工业3D摄像机采用，品牌为知微传感的型号为D130S 的工业3D摄像机。

本实用新型的工作原理为：

a)纯化柱主体竖直固定在传送带上，从左至右运动；

b)工业3D摄像头采集纯化柱主体的图像信息，处理、分析后与预存的图像信息对比，获知到纯化柱主体的型号；

c)将型号信息发送至PLC控制器，由PLC控制器控制各组件实现下述功能；

d)抓取组件抓取对应型号的端盖，放置到纯化柱主体的开口处；

e)固定组件通过固定块下压，将端盖初步固定到纯化柱主体上；

f)拧紧组件的电钻移动到端盖上的螺丝的位置，再上螺丝拧紧，牢固固定。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，包括传送带(10)，其特征在于，还包括：

检测组件(20)，所述检测组件(20)包括设置在所述传送带上方的工业3D摄像头(201)；

设置在所述传送带(10)一侧的抓取组件(30)，所述抓取组件(30)位于所述工业3D摄像头(201)的右侧，且所述抓取组件(30)包括机械手一(301)和设置在所述机械手一(301)输出端上的固定夹(302)；

设置在所述抓取组件(30)右侧的固定组件(40)，所述固定组件(40)包括机械手二(401)和设置在所述机械手二(401)输出端上的圆饼状固定块(402)；

设置在所述抓取组件(30)右侧的拧紧组件(50)，所述拧紧组件(50)与所述固定组件(40)关于所述传送带(10)对应设置，且所述拧紧组件(50)包括机械手三(501)和设置在所述机械手三(501)输出端上的电钻(502)。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述传送带(10)两侧分别设置有工作平台一(60)和工作平台二(70)。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述抓取组件(30)和所述拧紧组件(50)设置在所述工作平台一(60)上，所述固定组件(40)设置在所述工作平台二(70)上。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述检测组件(20)还包括分别设置在所述传送带(10)两侧的两个安装竖板(101)，且所述安装竖板(101)的底部与所述传送带(10)的两侧面固定连接，所述工业3D摄像头(201)架设在两个所述安装竖板(101)之间。

5.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述抓取组件(30)还包括一转台(303)，所述转台(303)固定设置于所述工作平台一(60)上，所述机械手一(301)与所述转台(303)的转动端连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述拧紧组件(50)还包括固定设置在所述工作平台一(60)上的滑轨一(503)和滑动设置在所述滑轨一(503)中的滑块一(504)，所述机械手三(501)转动设置在所述滑块一(504)上。

7.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述固定组件(40)还包括固定设置在所述工作平台二(70)上的滑轨二(403)和滑动设置在所述滑轨二(403)中的滑块二(404)，所述机械手二(401)转动设置在所述滑块二(404)上。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述传送带(10)的侧面还设置有照明光源(102)，所述照明光源(102)的底部与所述传送带(10)的侧面固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的纯化柱端盖自动装配装置，其特征在于：所述工作平台一(60)上设置有至少一个容纳盒(80)。

Images