一种工业机器人视觉分拣教学设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种工业机器人视觉分拣教学设备，涉及教学设备技术领域。本实用新型专利技术包括用于教学实操的上位机，以及与上位机电连接的工业机器人、传送机构、物料码垛台、自动上料机构和视觉系统，自动上料机构和视觉系统沿传送机构的传送方向依次设置在其上方；视觉系统包括设置在传送机构上的相机架和固定在相机架上的相机罩，相机罩内设置有工业相机，工业相机的镜头延伸出相机罩且朝向所述传送机构，工业相机的镜头前端面设置有呈环形的光源。本实用新型专利技术的视觉系统识别正确率和精度较高，受环境因素影响小。

A Visual Sorting Instruction Equipment for Industrial Robots

The utility model discloses an industrial robot visual sorting teaching equipment, which relates to the technical field of teaching equipment. The utility model comprises an upper computer for teaching operation, an industrial robot, a conveying mechanism, a material palletizing platform, an automatic feeding mechanism and a visual system connected with the upper electromechanical device. The automatic feeding mechanism and a visual system are arranged above the upper computer in turn along the transmission direction of the conveying mechanism. The visual system includes a camera rack arranged on the conveying mechanism and a camera fixed on the camera rack. An industrial camera is arranged in the cover, the lens of the industrial camera extends out of the cover and faces the transmission mechanism, and the front end face of the lens of the industrial camera is provided with an annular light source. The visual system of the utility model has high recognition accuracy and accuracy, and is less affected by environmental factors.

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人视觉分拣教学设备
本技术涉及教学设备
，特别是一种工业机器人视觉分拣教学设备。
技术介绍
随着人工智能的迅猛发展，工业机器人逐渐在工业生产中代替人类做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。然而，工业机器人教学的发展脚步明显滞后于工业机器人的行业发展。作为一个新兴的教育领域，工业机器人实训教学正面临诸多挑战。由于存在一定风险，学生没有机会做近距离的接触拆解实训，而枯燥的理论课程对提高学生实操技能的帮助很有限，学成后的学生能否胜任机器人技术相关岗位还是一个难题。工业机器人教学设备就是在此背景下迅猛发展起来的。要培养能够胜任工业机器人系统维护，系统安装调试，系统集成等应用的综合型技术人才，工业机器人实训教学设备的成熟性非常重要。对学生来说，工业机器人实训教学设备是训练实操技能的重要平台。现有的工业机器人视觉分拣教学设备一般为传送模块、视觉模块、搬运模块等核心模块的集成操作平台。其视觉模块结构较为简单，识别准确率受操作环境的影响较大，识别精度远达不到工作机器人在工业生产中的需求。例如，移动过程中的搬运模块会在视觉模块周围形成不规则的阴影，这些移动的阴影会严重影响视觉模块对传送模块上物料的颜色、形状和其他结构特征的识别。此外，现有的工业机器人视觉分拣教学设备的供料模块一般采用上下叠料，底部推料的方式进行供料，这种供料方式由于最下方的物料承重最大，与其上方物料紧密接触，因此，若物料由于长期使用发生形变或本身存在不符合规格标准的问题，则极易造成最下方的物料卡死，推送装置无法将最下方物料平移推送出去。为了满足教学需求，有必要设计一种受环境因素影响小的工业机器人视觉分拣教学设备。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，本技术提供一种工业机器人视觉分拣教学设备，一方面，这种工业机器人视觉分拣教学设备视觉识别正确率和精度高，受环境因素影响较小；另一方面，这种工业机器人视觉分拣教学设备的自动上料机构对物料规格要求较低，且落料流畅。本技术采用的技术方案如下：一种工业机器人视觉分拣教学设备，包括工业机器人，以及与工业机器人配合的传送机构和物料码垛台，所述传送机构上方沿传送方向依次设置有自动上料机构和视觉系统，还包括用于教学实操的上位机，所述上位机分别与工业机器人、传送机构、物料码垛台、视觉系统和自动上料机构电连接；所述视觉系统包括设置在传送机构上的相机架和固定在相机架上的相机罩，所述相机罩内设置有工业相机，所述工业相机的镜头延伸出相机罩且朝向所述传送机构，所述工业相机的镜头前端面设置有呈环形的光源。所述上位机包括PLC可编程控制器、显示器和操作面板，可以通过对工业机器人在线及离线编程，达到实操练习的目的。由于上述结构的设置，工业相机的镜头前端面的光源可以起到补光的作用。工业机器人移动的阴影投射在工业相机的镜头拍摄范围内时，呈环形的光源可以有效消除阴影，使拍摄范围内的色彩失真降到最低程度，为视觉系统识别的正确率和精度提供保障。进一步地，所述光源的外径与所述工业相机的镜头前端面直径相等，所述光源嵌入所述工业相机的镜头前端面中，所述光源的前端面与工业相机的镜头前端面平齐。由于上述结构的设置，嵌入镜头前端面中的光源，其前端面与镜头前端面平齐，因此在光源工作时，其本身高亮不会在镜头拍摄范围内造成过曝或出现其他扰乱识别的光圈的问题，消除阴影的效果较为理想。进一步地，所述光源的内径与所述工业相机的镜头前端面直径相等，所述光源套设在所述工业相机的镜头前端面外围，所述光源的前端面与工业相机的镜头前端面平齐。由于上述结构的设置，套设在镜头外围的光源，其前端面与镜头前端面平齐，因此在光源工作时，其本身高亮不会在镜头拍摄范围内造成过曝或出现其他扰乱识别的光圈的问题，消除阴影的效果较为理想。进一步地，还包括用于防护的外围框，所述工业机器人、传送机构、物料码垛台、视觉系统和自动上料机构设置在外围框内，所述上位机设置在外围框外部。由于上述结构的设置，外围框可以起到保护操作者人身安全的作用，避免由于编程或其他问题引起教学设备的工业机器人出现误操作。工业机器人的误操作容易对与其配合的传送机构、物料码垛台、自动上料机构或视觉系统造成损坏；严重时，工业机器人的无序误操作还会使其活动范围内的人员生命安全无法得到保障。进一步地，所述物料码垛台包括支撑架A，所述支撑架A顶面相对的两侧分别设置有若干待分拣物料码垛区和若干分类物料码垛区，所述若干分类物料码垛区呈矩形阵列排布。由于上述结构的设置，将待分拣物料码垛区和分类物料码垛区直观的区分开，并将若干分类物料码垛区设置为呈矩形阵列排布，这样有助于直观地展示操作结果，也能降低操作者的编程难度。进一步地，所述传送机构包括支撑架B和架设在支撑架B上的传送带，所述传送带沿其传送方向的末端设置有物料检测传感器。由于上述结构的设置，传送带末端的物料检测传感器可以检测到工位上的物料是否被工业机器人抓取并移送至下一工位，传送带通过与物料检测传感器的配合完成间歇性的输料作业。初始状态下传送带处于静止状态。当物料检测传感器检测到物料信号时，传送带保持静止状态；当物料检测传感器未检测到物料信号时，传送带进入工作状态，将传送带前端的物料输送至靠近物料检测传感器的工位上，使物料检测传感器再次检测到物料信号，随后传送带保持静止状态，等待下一次输料作业。进一步地，所述自动上料机构包括主体，所述主体具有用于承重的基座和基座上方的物料导向件，所述物料导向件内形成有落料通道，所述落料通道贯穿所述物料导向件，所述基座上开设有与落料通道配合的落料口，所述主体上还设置有用于检测物料信号的多级传感组件和根据多级传感组件的物料信号来控制物料从落料口逐个下落的多级气缸组件，所述物料导向件上开设有与多级气缸组件配合的工作窗口，所述工作窗口与落料通道连通。由于上述结构的设置，落料通道内的物料在多级气缸组件的配合下，根据多级传感组件对物料状态的反馈信号，从基座的落料口中逐个向下滑落至传送带。向下滑落的落料方式避免了由于物料变形或规格不标准引起的卡死现象，可以有效降低故障率，保障供料的流畅性。进一步地，所述多级气缸组件包括顶料气缸和位于顶料气缸下方的落料气缸，所述顶料气缸的活塞杆上设置有用于顶住物料的限位件，所述落料气缸的活塞杆上设置有用于承接物料的承接件。由于上述结构的设置，可以实现物料的逐个下落。初始状态下，落料气缸的活塞杆为伸出状态，顶料气缸的活塞杆为回缩状态。当穿过工作窗口并伸入落料通道内的承接件上堆积若干物料后，顶料气缸的活塞杆伸出，限位件将次下方物料顶住，落料气缸的活塞杆回缩，使最下方物料从落料口自然下落至传动带上。完成一次物料下落作业后，落料气缸和顶料气缸的活塞杆再次回复初始状态。整个落料过程无卡顿的隐患。进一步地，所述多级传感组件包括用于检测落料通道内储料情况的第一传感器，用于检测落料通道内紧邻承接件位置的物料情况的第二传感器和用于检测落料口下方物料堆积情况的第三传感器，所述第一传感器位于第二传感器上方。第一传感器和第二传感器可以嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人视觉分拣教学设备，其特征在于，包括工业机器人(1)，以及与工业机器人(1)配合的传送机构(2)和物料码垛台(3)，所述传送机构(2)上方沿传送方向依次设置有自动上料机构(4)和视觉系统(5)，还包括用于教学实操的上位机(6)，所述上位机(6)分别与工业机器人(1)、传送机构(2)、物料码垛台(3)、视觉系统(5)和自动上料机构(4)电连接；所述视觉系统(5)包括设置在传送机构(2)上的相机架(5.1)和固定在相机架(5.1)上的相机罩(5.2)，所述相机罩(5.2)内设置有工业相机(5.3)，所述工业相机(5.3)的镜头延伸出相机罩(5.2)且朝向所述传送机构(2)，所述工业相机(5.3)的镜头前端面设置有呈环形的光源(5.4)。

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人视觉分拣教学设备，其特征在于，包括工业机器人(1)，以及与工业机器人(1)配合的传送机构(2)和物料码垛台(3)，所述传送机构(2)上方沿传送方向依次设置有自动上料机构(4)和视觉系统(5)，还包括用于教学实操的上位机(6)，所述上位机(6)分别与工业机器人(1)、传送机构(2)、物料码垛台(3)、视觉系统(5)和自动上料机构(4)电连接；所述视觉系统(5)包括设置在传送机构(2)上的相机架(5.1)和固定在相机架(5.1)上的相机罩(5.2)，所述相机罩(5.2)内设置有工业相机(5.3)，所述工业相机(5.3)的镜头延伸出相机罩(5.2)且朝向所述传送机构(2)，所述工业相机(5.3)的镜头前端面设置有呈环形的光源(5.4)。2.如权利要求1所述的工业机器人视觉分拣教学设备，其特征在于，所述光源(5.4)的外径与所述工业相机(5.3)的镜头前端面直径相等，所述光源(5.4)嵌入所述工业相机(5.3)的镜头前端面中，所述光源(5.4)的前端面与工业相机(5.3)的镜头前端面平齐。3.如权利要求1所述的工业机器人视觉分拣教学设备，其特征在于，所述光源(5.4)的内径与所述工业相机(5.3)的镜头前端面直径相等，所述光源(5.4)套设在所述工业相机(5.3)的镜头前端面外围，所述光源(5.4)的前端面与工业相机(5.3)的镜头前端面平齐。4.如权利要求1-3任一项所述的工业机器人视觉分拣教学设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天平，吴伟，王爱兵，汪伟，周辉，
申请(专利权)人：陕西大中科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61