本发明专利技术涉及一种制芯机器人自动化取芯系统及方法，其中系统包括：计算机以及与计算机通讯连接的深度相机以及夹撑取机器人；所述深度相机用于采集制芯机制成的砂芯的深度图像并传输至所述计算机；所述夹撑取机器人包括机械臂以及设置于机械臂末端的执行机构，所述执行机构用于拾取砂芯和砂芯垫板，所述机械臂用于带动执行机构移动；所述计算机包括目标识别单元和取芯控制单元和机器人执行单元；所述目标识别单元根据深度图像识别当前制成的砂芯的信息；所述取芯控制单元根据砂芯的信息生成对应的取芯控制程序并传递给所述机器人执行单元；所述机器人执行单元用于控制夹撑取机器人根据对应的取芯控制程序执行对应的取芯动作。作。作。
【技术实现步骤摘要】
一种制芯机器人自动化取芯系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种制芯机器人自动化取芯系统及方法，属于智能制造和机器人领域。
技术介绍
[0002]当前，汽车零部件的制动盘行业，机器人装备使用率极低，在铸造工部的制芯工艺、下芯工艺几乎完全是人工；加工工部的粗加工、精加工、动平衡、检测、涂装等人工率几乎100％，故在该行业机器人具有良好的机遇，潜能巨大。对于制动盘行业，铸造工部的人工制芯率高于99％。由于制芯过程采用三乙胺，损害工人的视力、呼吸和生育机能，导致制芯工部环境最恶劣，严重损害工人身心健康，违背劳动法与职业健康相关政策。制芯工部的工资水平较高，与此相对应的是制芯工人的缺少，行业内中大型企业迫切需要实现制芯的自动化。改造现有制芯设备，开发制芯机器人装备实现机器换人，迫在眉睫。
技术实现思路
[0003]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种制芯机器人自动化取芯系统和方法，可以实现制芯机器人的自动化运行、砂芯的视觉检测和定位、砂芯的自动化夹取和撑取操作。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种制芯机器人自动化取芯系统，包括：
[0006]计算机以及与计算机通讯连接的深度相机以及夹撑取机器人；
[0007]所述深度相机和夹撑取机器人设置于制芯机的砂芯出口处；
[0008]所述深度相机用于采集制芯机制成的砂芯的深度图像并传输至所述计算机；
[0009]所述夹撑取机器人包括机械臂以及设置于机械臂末端的执行机构，所述执行机构用于拾取砂芯和砂芯垫板，所述机械臂用于带动执行机构移动；
[0010]所述计算机包括目标识别单元和取芯控制单元和机器人执行单元；所述目标识别单元根据深度图像识别当前制成的砂芯的信息；所述取芯控制单元根据砂芯的信息生成对应的取芯控制程序并传递给所述机器人执行单元；所述机器人执行单元用于控制夹撑取机器人根据对应的取芯控制程序执行对应的取芯动作。
[0011]作为优选实施方式，所述执行机构包括连接装置、砂芯垫板拾取装置和取芯装置；
[0012]所述连接装置一端与所述机械臂的末端连接，另一端与所述砂芯垫板拾取装置和取芯装置连接；
[0013]所述砂芯垫板拾取装置包括用于吸附砂芯垫板的真空吸盘组；
[0014]所述取芯装置包括夹撑取装置，通过所述夹撑取装置夹取或撑取砂芯。
[0015]作为优选实施方式，所述连接装置包括法兰盘、气缸以及延长杆，所述法兰盘一端与机械臂末端固定连接，另一端与气缸固定连接；所述延长杆的一端与所述气缸的输出杆固定连接，另一端与所述砂芯垫板拾取装置和取芯装置固定连接。
[0016]作为优选实施方式，所述砂芯垫板拾取装置包括结构框架、真空吸盘组、垫板识别红外传感器、位置传感器以及连接块；
[0017]所述真空吸盘组固定设置于所述结构框架的一端面；
[0018]所述垫板识别红外传感器固定设置于所述结构框架的侧部，用于检测砂芯垫板是否被有效拾取；
[0019]所述位置传感器固定设置于所述结构框架的侧部，用于检测真空吸盘组的压缩位移信息；
[0020]所述连接块固定设置于所述结构框架的侧部，用于与连接装置固定连接。
[0021]作为优选实施方式，所述取芯装置包括控制阀、滑动块组、夹撑取装置和砂芯识别红外传感器；
[0022]所述控制阀与所述连接块固定连接；
[0023]所述滑动块组包括两滑块，两滑块分别与所述控制阀的阀门两活动端固定连接；
[0024]所述夹撑取装置与所述滑动块组固定连接，所述控制阀通过滑块控制所述夹撑取装置的开闭，对砂芯进行夹取或撑取操作；
[0025]所述砂芯识别红外传感器固定设置于所述结构框架的侧部，用于检测砂芯是否被夹撑取装置拾取。
[0026]作为优选实施方式，所述夹撑取装置包括两“L”形的夹取移动板；
[0027]所述夹取移动板的一端面与所述滑块固定连接，另一端面在靠近另一夹取移动板的一侧开始有圆弧形的豁口；
[0028]所述夹取移动板的另一端面的底部固定设置有圆弧形的撑取板，所述撑取板的圆弧与所述豁口的圆弧方向一致。
[0029]一种制芯机器人自动化取芯方法，基于本专利技术任一实施例所述的一种制芯机器人自动化实现，包括以下步骤：
[0030]通过深度相机采集制芯机制成的砂芯的深度图像并传输至所述计算机；
[0031]所述计算机通过目标识别单元根据深度图像识别当前制成的砂芯的信息，并将砂芯的信息传递给所述取芯控制单元；所述砂芯的信息包括砂芯的型号和重量信息；
[0032]所述取芯控制单元根据砂芯的型号和重量信息，生成对应的取芯控制程序并传递给所述机器人执行单元，所述取芯控制程序包括取芯方式、力参数信息以及机器人运动规划；
[0033]所述机器人执行单元根据取芯控制程序，控制夹撑取机器人按照取芯方式、力参数信息以及机器人运动规划拾取砂芯以及砂芯垫板，并运送至指定位置。
[0034]作为优选实施方式，所述目标识别单元基于预训练好的目标识别网络；将深度图像输入目标识别网络，输出砂芯的型号信息；
[0035]根据砂芯的型号信息，确定砂芯的类别，类别包括芯头型和内孔型；
[0036]对类别为芯头型的砂芯，通过深度图像识别出包括芯头的外径和砂芯的整体直径的尺寸信息；对类别为内孔型的砂芯，通过深度图像识别出包括内孔的内径和砂芯的整体直径的尺寸信息；
[0037]根据尺寸信息计算砂芯的重量信息。
[0038]本专利技术具有如下有益效果：
[0039]1、本专利技术一种制芯机器人自动化取芯系统和方法，可以实现制芯机器人的自动化运行、砂芯的视觉检测和定位、砂芯的自动化夹取和撑取操作。
[0040]2、本专利技术一种制芯机器人自动化取芯系统和方法，在执行机构和机械臂直接设置可延长的连接装置，可增加机械臂的臂展。
[0041]3、本专利技术一种制芯机器人自动化取芯系统和方法，执行机构包括砂芯垫板拾取装置和砂芯拾取装置，通过一个机构即可实现对砂芯或砂芯垫板的拾取。
[0042]4、本专利技术一种制芯机器人自动化取芯系统和方法，砂芯拾取装置中包括支撑取装置，可以以夹芯头或撑内孔的方式对不同型号的砂芯进行拾取，通用性强。
附图说明
[0043]图1为本专利技术实施例中制芯机器人自动化系统的结构及使用场景示意图；
[0044]图2为本专利技术实施例中执行机构的结构示意图；
[0045]图3为本专利技术实施例中连接装置的结构示意图；
[0046]图4为本专利技术实施例中砂芯垫板拾取装置的结构示意图；
[0047]图5为本专利技术实施例中砂芯拾取装置的结构示意图；
[0048]图6为本专利技术实施例中夹撑取装置的结构示意图；
[0049]图7为本专利技术实施例中制芯机器人自动化取芯的方法流程图。
[0050]图中附图标记为：
[0051]1、计算机；2、深度相机；2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制芯机器人自动化取芯系统，其特征在于，包括：计算机(1)以及与计算机(1)通讯连接的深度相机(2)以及夹撑取机器人；所述深度相机(2)和夹撑取机器人设置于制芯机(4)的砂芯出口处；所述深度相机(2)用于采集制芯机(4)制成的砂芯的深度图像并传输至所述计算机(1)；所述夹撑取机器人包括机械臂(31)以及设置于机械臂(31)末端的执行机构(32)，所述执行机构(32)用于拾取砂芯和砂芯垫板(5)，所述机械臂(31)用于带动执行机构(32)移动；所述计算机(1)包括目标识别单元和取芯控制单元和机器人执行单元；所述目标识别单元根据深度图像识别当前制成的砂芯的信息；所述取芯控制单元根据砂芯的信息生成对应的取芯控制程序并传递给所述机器人执行单元；所述机器人执行单元用于控制夹撑取机器人根据对应的取芯控制程序执行对应的取芯动作。2.根据权利要求1所述的一种制芯机器人自动化取芯系统，其特征在于：所述执行机构(32)包括连接装置(321)、砂芯垫板拾取装置(322)和取芯装置(323)；所述连接装置(321)一端与所述机械臂(31)的末端连接，另一端与所述砂芯垫板拾取装置(322)和取芯装置(323)连接；所述砂芯垫板拾取装置(322)包括用于吸附砂芯垫板(5)的真空吸盘组(3222)；所述取芯装置(323)包括夹撑取装置(3233)，通过所述夹撑取装置(3233)夹取或撑取砂芯。3.根据权利要求2所述的一种制芯机器人自动化取芯系统，其特征在于：所述连接装置(321)包括法兰盘(3211)、气缸(3212)以及延长杆(3213)，所述法兰盘(3211)一端与机械臂(31)末端固定连接，另一端与气缸(3212)固定连接；所述延长杆(3213)的一端与所述气缸(3212)的输出杆固定连接，另一端与所述砂芯垫板拾取装置(322)和取芯装置(323)固定连接。4.根据权利要求2所述的一种制芯机器人自动化取芯系统，其特征在于：所述砂芯垫板拾取装置(322)包括结构框架(3221)、真空吸盘组(3222)、垫板识别红外传感器(3223)、位置传感器(3224)以及连接块(3225)；所述真空吸盘组(3222)固定设置于所述结构框架(3221)的一端面；所述垫板识别红外传感器(3223)固定设置于所述结构框架(3221)的侧部，用于检测砂芯垫板(5)是否被有效拾取；所述位置传感器(3224)固定设置于所述结构框架(3221)的侧部，用于检测真空吸盘组(3222)的压缩位移信息；所述连接块(3225)固定设置于所述结构框架(3221)的侧部...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹剑，陈成军，张超，张浩，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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