一种视觉引导下的离合器下料装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种视觉引导下的离合器下料装置，由视觉定位单元、AGV小车单元、机械臂控制单元和实时监控单元构成，实时监控单元由工控机和无线通信模块组成，视觉定位单元主要由工业相机、工业镜头、红外环形光源和图像采集卡组成，用于图像的采集与定位处理，AGV小车单元用于机械臂放置离合器实现下料承载。机械臂控制单元主要由PLC、机械臂、机械臂控制柜、夹爪抓手和示教器组成，用于实现离合器的抓取和下料。本实用新型专利技术装置能实现视觉引导下的机械手稳定准确放置离合器完成自动下料的功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种产品下料装置，尤其涉及一种视觉引导下的离合器下料装置，属于搬运机械臂领域。
技术介绍
随着我国工业的快速发展，以往依托人口红利低成本的生产模式已经走到了十字路口，唯一的出路就是利用现代先进的科学技术不断提升企业的生产效率、保证产品的数量和质量。特别是在大型的制造企业如汽车企业、船舶企业、电梯门板生产企业等，其产品一般都具有质量体积大、不易人工搬运等特点，搬运机械臂是代替人工劳动，完成搬运工作的一种机械臂。目前虽然机械臂已广泛应用在工业生产线上，但很多都是在示教人员的示教编程或离线编程下完成一些预先设定的固定动作和功能。如果工件周围的环境发生了变化，则就会导致机械臂抓取任务的失败，这种由于机械臂无法识别工件外部环境变化的缺点极大的限制了机械臂在工业生产中的应用。人类依靠自己的眼睛来获取外部环境的信息，进而做出各种判断和动作。机器视觉顾名思义是使机械臂具有像人一样的视觉功能，从客观事物的图像中提取出有用的信息，从而实现各种检测、判断、识别和测量等功能。在离合器的生产过程中，由于离合器尺寸大、质量重，人工劳动强度大，需要机械臂代替人工将离合器从生产流水线线的固定位置转移到位置相对不固定的AGV小车上以进行下一步生产安排。将机器视觉技术和机械臂技术相结合，利用机器视觉的定位功能使机械臂具有自己的“眼睛”来获取AGV小车的位置信息，引导机械臂完成抓取、下料工作，对提高生产线的效率和扩展机械臂的应用范围都具有重要的意义。
技术实现思路
为使机械臂能够通过自己的“眼睛”获取AGV小车的位置信息，并引导其完成抓取下料任务，本技术提供了一种视觉引导下的离合器下料装置。本技术所采用的技术方案是：一种视觉引导下的离合器下料装置，包括视觉定位单元、AGV小车单元、机械臂控制单元和实时监控单元，实时监控单元通过无线通信模块与AGV小车单元相连接，实时监控单元通过千兆以太网线分别和视觉定位单元、机械臂控制单元相连接。视觉定位单元由工业相机、工业镜头、红外环形光源和图像采集卡组成，其中工业相机、工业镜头和红外环形光源各两套安装在AGV小车两端特征点的上方，构成机械臂手眼系统；工业镜头安装在工业相机上，红外环形光源安装在镜头下面，且其中心线与镜头的中心线保持一致，光源与镜头下表面间的距离保持在20±5mm范围内；图像采集卡安装在实时监控单元的PCI插槽中，图像采集卡与工业相机通过千兆以太网线相连接；实现图像的采集和传输功能。AGV小车单元由AGV车身、车身控制器、磁导引传感器、地标传感器、角度电位计、安全蔽障传感器、直流电机调速器、直流电机、电源模块、无线通信模块组成，所述磁导引传感器、地标传感器、角度电位计、安全蔽障传感器均连接至车身控制器；车身控制器经直流电机调速器与直流电机相连；无线通信模块包括无线通讯子模块与无线通讯主模块，无线通讯子模块通过RS-485串口线与车身控制器相连，无线通讯主模块通过无线通讯实时监控单元的工控机连接。机械臂控制单元由PLC、机械臂、机械臂控制柜、夹爪抓手和示教器组成，机械臂通过电机动力电缆、转数计数电缆和用户电缆连接机械臂控制柜；PLC和机械臂控制柜之间通过以太网连接；夹爪抓手由夹爪支架和夹爪组成，夹爪支架安装在机械臂末端的法兰盘位置处，夹爪固定在夹爪支架上；示教器通过通讯电缆和机械臂控制柜相连；机械臂控制柜通过千兆以太网与实时监控单位相连接，实现由机械臂根据接收的AGV小车位置信息准确的放置离合器完成下料的任务。实时监控单元由工控机和无线通信模块组成，实时监控单元通过无线通信模块与AGV小车单元相连接，工控机与机械臂控制柜和工业相机通过千兆以太网连接在一起，负责与机械臂和工业相机进行数据交换；此外，工控机还提供了人机监控界面，实时显示当前下料情况，记录并保存下料数据及图像等功能。本技术装置的有益效果：利用机器视觉技术快速采集AGV小车特征点的图像，在线稳定准确高效的进行AGV小车位置信息的提取，实现视觉引导下的机械臂稳定准确放置离合器至AGV小车的功能。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。附图1是一种视觉引导下的离合器下料装置的硬件连接结构图。附图2是一种视觉引导下的离合器下料装置的视觉定位原理图。附图3是一种视觉引导下的离合器下料装置的下料流程图。附图1中编号1和2是工业相机、编号3和4是工业镜头、编号5和6是红外环形光源、编号7和8是AGV小车的特征孔、编号9是AGV小车、编号10～15是AGV小车车身上放置离合器的六个固定位置、编号16是机械臂控制柜、编号17是PLC、编号18和19是离合器、编号20是来料平台、编号22是夹爪支架、编号23是夹爪、编号24是机械臂、编号25是图像采集卡、编号26是工控机。附图2中编号1和2是工业相机、编号3和4是工业镜头、编号5和6是红外环形光源、编号7和8是AGV小车的特征孔、编号9是AGV小车、编号10～15是AGV小车车身上放置离合器的六个位置。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。附图1示出了一种视觉引导下的离合器下料装置的硬件连接结构图，附图3示出了一种视觉引导下的离合器下料装置的下料流程图。经过上一条生产线完成零部件组装的离合器，需要进入下一条生产线——变速箱组装。零部件组装完成的离合器18由托盘承载着依次放置在流水线的来料平台20上。装载离合器18的托盘到位后，托盘到位传感器发出到位信号。此时判断AGV小车9是否入库到位，如果AGV小车9到位，则AGV小车9的到位传感器发出到位信号，由PLC17向工控机26发出获取AGV小车9位置信息的命令，视觉定位单元的工业相机1和工业相机2、红外环形光源5和红外环形光源6开始工作，工控机26控制工业相机1和工业相机2采集图像，并通过图像采集卡25将图片传送给工控机26进行图像定位处理，提取AGV小车9的位置信息，如果位置信息提取成功则将位置数据反馈给机械臂7，否则人工调整AGV小车9的位置后重新进行定位，定位成功后启动机械臂抓取离合器。机械手准确抓取离合器之后，向PLC17发出离合器抓取到位信号，由PLC17向机械臂7发出下料命令。机械臂7根据获取的位置信息调整自己的位姿后准确的放置离合器18，完成离合器18的下料任务。离合器18下料成功后，通过传感器判断AGV小车是否放满，如果未满，则继续执行下一个离合器的下料任务；如果小车已满，则满车出库，空车入库。机械臂7执行完离合器18的下料任务之后，返回来料平台20进行下一个离合器19的抓取，并完成其下料任务，保证整个系统和整条生产线的不间断运行。附图2示出了一种视觉引导下的离合器下料装置的视觉定位原理图。AGV小车9的尺寸是2150×950mm，小车上有六个放置离合器的固定位置10～15；视觉定位单元中的工业相机1和2分别采集AGV小车的两个特征孔7和8的图像，通过特征孔7和8获取AGV小车9的位置信息；工业镜头4和5到AGV小车9的距离是500±10mm，工业镜头4和5下表面到光源6和7的距离是20±5mm。整个视觉定位过程实时显示于工控机26的人机界面上，同时将检测数据及图像进行保存，以便进行数据溯源。本技术装置能够实现视觉引导机械臂快速、准确的完成离合器的下料任务。以上是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉引导下的离合器下料装置，其特征在于，该装置由视觉定位单元、AGV小车单元、机械臂控制单元和实时监控单元构成；实时监控单元由工控机和无线通信模块组成，实时监控单元通过无线通信模块与AGV小车单元相连接，通过千兆以太网线分别与视觉定位单元、机械臂控制单元相连接。

【技术特征摘要】
1.一种视觉引导下的离合器下料装置，其特征在于，该装置由视觉定位单元、AGV小车单元、机械臂控制单元和实时监控单元构成；实时监控单元由工控机和无线通信模块组成，实时监控单元通过无线通信模块与AGV小车单元相连接，通过千兆以太网线分别与视觉定位单元、机械臂控制单元相连接。2.根据权利要求1所述一种视觉引导下的离合器下料装置，其特征在于，视觉定位单元由工业相机、工业镜头、红外环形光源和图像采集卡组成，其中工业相机、工业镜头和红外环形光源各两套安装在AGV小车两端特征点的上方；工业镜头安装在工业相机上，红外环形光源安装在工业镜头下面，且其中心线与工业镜头的中心线保持一致，红外环形光源与工业镜头下表面间的距离保持在20±5mm范围内；工业镜头到AGV小车的距离是500±10mm；图像采集卡安装在实时监控单元的PCI插槽中，图像采集卡与工业相机通过千兆以太网线相连接。3.根据权利要求1所述一种视觉引导下的离合器下料装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丰，秦朗朗，王振宇，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32