用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统技术方案

本发明专利技术公开了用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统，属于机器人清洗机领域。该视觉定位系统包括机器人、用于拍照识别定位缸体的视觉相机以及用于处理视觉相机识别的信息并将处理结果反馈到机器人的处理模块；其中，所述的机器人安装在清洗室内，所述的视觉相机安装在上料输送辊道的上方。本发明专利技术通过在上料抓料位上方设置视觉相机，可以对缸体进行拍照识别、定位，并且将缸体的型号和位置坐标传输给PLC控制器进行分析、计算，可以得出最优化的抓取坐标；另外，PLC控制器通过将最优的抓取坐标传送给机器人，机器人便可控制机器人夹爪的抓料姿态，以便于对缸体进行抓取和夹紧操作，从而大大提高了对缸体的清洗效率和降低清洗成本。

Visual Positioning System for Grabbing Multi-type Cylinder Block and Cylinder Head by Robot Cleaner

The invention discloses a visual positioning system for grasping multi-type cylinder block and cylinder head of a robot cleaning machine, which belongs to the field of a robot cleaning machine. The visual positioning system includes a robot, a visual camera for photographing and identifying the cylinder block, and a processing module for processing the information of the recognition of the visual camera and feeding back the processing results to the robot. The robot is installed in the cleaning room, and the visual camera is installed above the feeding conveyor roller. By setting a visual camera above the grabbing level, the cylinder block can be photographed, identified and positioned, and the type and position coordinates of the cylinder block can be transmitted to the PLC controller for analysis and calculation, and the optimal grabbing coordinates can be obtained. In addition, by transmitting the optimal grabbing coordinates to the robot, the robot can control the grabbing posture of the robot's gripper. In order to grasp and clamp the cylinder block, the cleaning efficiency of the cylinder block is greatly improved and the cleaning cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统
本专利技术涉及机器人清洗机领域，具体是用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统。
技术介绍
汽车发动机的缸体缸盖是发动机中结构最复杂的零件，随着发动机整体质量水平的提高，对发动机缸体缸盖清洁度值越来越高，从而研发了缸体缸盖机器人清洗机设备。机器人清洗机与传统清洗机相比具有更高的柔性度，可将缸体缸盖进行360度无死角清洗，清洗精度成倍提高，机器人拥有更快的清洗速度，直接提高生产效率，设计上可将清洗工艺更佳紧凑、模块化，更能适应汽车行业快速发展。随着汽车的多样化，汽车制造商需要生产更多不同型号的发动机缸体缸盖，针对不同的型号的发动机缸体缸盖的清洗，汽车制造商需要购买对应型号的机器人清洗机，为了提高机器人清洗机对不同型号发动机缸体缸盖的清洗兼容性，机器人清洗机制造商就会设计更加复杂的上料输送抓料位定位工装和机器人夹爪，每次清洗不同型号的发动机缸体缸盖时，通过更换对应的抓料位定位工装和机器人夹爪来实现兼容性。发动机型号的不同，对应发动机的缸体缸盖的结构也不同，而缸体的结构差异性越大，对应设计机器人清洗机的机械定位机构的兼容性就越难，汽车制造商为了满足不同型号发动机缸体缸盖清洗的需要，不得不购买更多对应清洗的清洗机，这样就大大的增加了汽车制造商的采购成本。为了设计出具有兼容更多发动机缸体缸盖的机器人清洗机，清洗机制造商会设计出更复杂的定位机构机器人夹爪，设计开发难度越大，设计时间和设计成本也会随之增加。所以，在需要清洗不同缸体缸盖产品时，以及在清洗下一种型号的发动机缸体缸盖时，安装人员就会拆除上一种型号的上料位定位工装和机器人夹爪，然后安装下一种型号的上料位定位工装和机器人夹爪。如果产品型号变化越频繁，对安装人员定位装置的安装出错率和对定位装置的机械磨损度就会越高，而一旦安装出错和磨损严重就会对设备造成致命的损坏，从而导致设备使用寿命和生产效率会大大减小。此外，当发动机缸体缸盖外形差异性小，产品相似性高，但定位工装不同时，安装人员无法通过肉眼观察辨别出产品的不同，上料输送放入错误型号的缸体缸盖时，清洗设备无识别功能，机器人抓料时也会造成设备损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统，包括机器人、清洗室、上料输送辊道、下料输送辊道、用于拍照识别定位缸体的视觉相机以及用于处理视觉相机识别的信息并将处理结果反馈到机器人的处理模块；其中，所述的机器人安装在清洗室内，所述的上料输送辊道和下料输送辊道分别设在清洗室的两边，所述的视觉相机安装在上料输送辊道的上方。本专利技术采用的一种优选方案，所述机器人的末端设有机器人夹爪。本专利技术采用的另一种优选方案，所述的机器人夹爪与收缩气缸相连接，所述的收缩气缸安装在机器人的末端。本专利技术采用的另一种优选方案，所述上料输送辊道和下料输送辊道的驱动轴与输送电机相连。本专利技术采用的另一种优选方案，所述的上料输送辊道上还设有上料抓料位，所述的视觉相机安装在上料抓料位的正上方。本专利技术采用的另一种优选方案，所述的上料抓料位上方还安装有视觉照明。本专利技术采用的另一种优选方案，所述的处理模块包括视觉相机的控制器以及机器人的控制器，所述的视觉相机的控制器与机器人的控制器进行通信传输。本专利技术采用的另一种优选方案，所述的处理模块还包括PLC控制器，所述的视觉相机通过PLC控制器与机器人进行通信传输。本专利技术还提供上述视觉定位系统的使用方法，具体包括以下步骤：S001、将缸体放置在上料输送辊道上，以任意姿态水平输送到上料抓料位上等待被抓取；S002、对上料抓料位上的缸体进行拍照识别定位，并建立X轴、Y轴坐标系；接着，将视觉相机拍摄的缸体图片映射到坐标系中，得到缸体在坐标系的位置坐标；S003、处理模块将视觉相机的识别信息和得到的位置坐标进行处理，并将处理结果反馈给机器人；S004、机器人控制机器人夹爪伸出清洗室到上料抓料位的缸体的正上方，并根据处理模块的处理结果控制机器人夹爪变换为适应抓取下方缸体的姿态后，进行抓取并夹紧缸体；S005、机器人控制夹有缸体的机器人夹爪返回到清洗室内进行清洗后，再控制机器人夹爪移动到下料输送辊道处将缸体放下，即可完成对缸体的自动清洗工作。本专利技术采用的另一种优选方案，所述步骤S002中的位置坐标包括缸体在X轴、Y轴坐标系中的X坐标、Y坐标和Angle坐标；所述步骤S003中的识别信息包括缸体的型号。本专利技术的提供的上述技术方案，相比于现有技术，具有以下技术效果：本专利技术通过在上料输送辊道的上料抓料位上方设置视觉相机，可以对缸体进行拍照识别、定位，并且将缸体的型号和位置坐标传输给PLC控制器进行分析、计算，从而可以得出最优化的抓取坐标；另外，PLC控制器通过将最优的抓取坐标传送给机器人，通过机器人的高自由度的轴关节变化，可以控制机器人夹爪的抓料姿态，以便于对缸体进行抓取和夹紧操作，不仅可以取消了抓料位的定位工装，还可以避免频繁更换机器人夹爪的问题，从而大大提高了对缸体的清洗效率和降低清洗成本。附图说明图1为用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统的结构示意图。图2为机器人抓取缸体的示意图。图3为缸体输送到抓料位时的示意图。图4为机器人变化抓料姿态时的示意图。图5为机器人开始抓料时的示意图。图6为PLC控制结构的示意图。图中：1-输送电机、2-上料输送辊道、3-缸体、4-视觉照明、5-视觉相机、6-机器人夹爪、7-收缩气缸、8-机器人、9-清洗室、10-下料输送辊道、11-上料抓料位、12-PLC控制器、13-人机界面、14-输入设备。具体实施方式下面的具体实施例是结合本说明书中提供的附图对本申请的技术方案作出的具体、清楚的描述。其中，说明书的附图只是为了用于将本申请的技术方案呈现得更加清楚明了，并不代表实际生产或使用中的形状或大小，以及也不能将附图的标记作为所涉及的权利要求的限制。另外，在本申请的描述中，所采用到的术语应当作广义的理解，对于本领域的技术人员而言，可以根据实际的具体情况来理解术语的具体含义。譬如，本申请中所采用的术语“安装”可以定义为可拆卸的固定安装或者是不可拆卸的固定安装等；所采用的术语“设置”和“设有”，可以定义为接触式设置或者未接触式设置等；所采用的术语“连接”和“相连”可以定义为固定连接或者可活动连接等；所采用的术语“相匹配”可以定义为形状或大小上的相同或相近等；所采用的方位词术语均是以附图为参考或者根据以实际情况以及公知常识所定义的方向为准。实施例1参照附图1-2，该实施例公开了一种用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统，包括机器人8、清洗室9、上料输送辊道2、下料输送辊道10、视觉相机5和处理模块；其中，上述的机器人8安装在清洗室9内，采用现有技术中的史陶比尔TX-200清洗机器人；上述机器人8的末端还设有机器人夹爪6，上述的机器人夹爪6与收缩气缸7的伸缩杆进行固定连接，上述的收缩气缸7安装在机器人8的末端。通过机器人8可以控制机器人夹爪6进行伸缩，以及进行抓取和夹紧缸体3的操作。另外，上述的上料输送辊道2和下料输送辊道1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统，包括机器人（8）、清洗室（9）、上料输送辊道（2）和下料输送辊道（10），所述的机器人（8）安装在清洗室（9）内，所述的上料输送辊道（2）和下料输送辊道（10）分别设在清洗室（9）的两边，其特征在于，还包括用于拍照识别定位缸体（3）的视觉相机（5）以及用于处理视觉相机（5）识别的信息并将处理结果反馈到机器人（8）的处理模块，所述的视觉相机（5）安装在上料输送辊道（2）的上方。

【技术特征摘要】
1.用于机器人清洗机抓取多型号缸体缸盖的视觉定位系统，包括机器人（8）、清洗室（9）、上料输送辊道（2）和下料输送辊道（10），所述的机器人（8）安装在清洗室（9）内，所述的上料输送辊道（2）和下料输送辊道（10）分别设在清洗室（9）的两边，其特征在于，还包括用于拍照识别定位缸体（3）的视觉相机（5）以及用于处理视觉相机（5）识别的信息并将处理结果反馈到机器人（8）的处理模块，所述的视觉相机（5）安装在上料输送辊道（2）的上方。2.根据权利要求1所述的视觉定位系统，其特征在于，所述机器人（8）的末端设有机器人夹爪（6）。3.根据权利要求2所述的视觉定位系统，其特征在于，所述的机器人夹爪（6）与收缩气缸（7）相连接，所述的收缩气缸（7）安装在机器人（8）的末端。4.根据权利要求1所述的视觉定位系统，其特征在于，所述上料输送辊道（2）和下料输送辊道（10）的驱动轴与输送电机（1）相连。5.根据权利要求1所述的视觉定位系统，其特征在于，所述的上料输送辊道（2）上还设有上料抓料位（11），所述的视觉相机（5）安装在上料抓料位（11）的正上方。6.根据权利要求5所述的视觉定位系统，其特征在于，所述的上料抓料位（11）上方还安装有视觉照明（4）。7.根据权利要求1所述的视觉定位系统，其特征在于，所述的处理模块包括视觉相机（5）的控制器以及机器人（8）的控制器，所述的视觉相机（5）的控制器与机器人（8）的控制器进行通信传输。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兴德，
申请(专利权)人：重庆迈纳姆智能装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50