一种基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置，属于视觉检测技术领域，其包括：柜体；定位组件，可拆卸地安装在柜体的上端，用于装载机动臂的夹持和定位；单悬臂机器人，安装在柜体上；CCD相机，可转动地安装在单悬臂机器人上，用于对位于定位组件上的装载机动臂进行数据采集；控制组件，设置在柜体内，用于控制单悬臂机器人带动CCD相机相对位于定位组件上的装载机动臂移动，并控制CCD相机对装载机动臂进行数据采集。本实用新型专利技术可以在实验室环境中进行视觉检测装置的算法研究，使用其进行前期算法验证，降低研发人员和工程师的工作强度，提高研发效率，并且为今后在工厂中建设大型检测装置提供了理论依据。在工厂中建设大型检测装置提供了理论依据。在工厂中建设大型检测装置提供了理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置


[0001]本技术属于视觉检测
，具体涉及一种基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置。

技术介绍

[0002]中国科学院沈阳自动化研究所技术了适合大型产品几何参数检测的方法，通过将结构光测量头连接到机器人末端，由机器人带动扫描头完成产品外形高精度尺寸测量。通过对端点圆周的扫描，得到其点云数据，将其拟合成椭圆，就可以得到圆心。通过对圆心的拟合可以得到一条线段，再将另一端点投影到该直线，就可以得到模型同轴度误差如图1所示。
[0003]吉林大学技术了一种基于结构光视觉的矩形花键轴同轴度及键位置度测量方法，主要利用机器视觉、相机标定等，获得摄像机参数、线结构光平面、花键轴轴线方程，通过以轴线方向移动激光器,获得每个工位上线结构光光平面方程及轴上光条图像，通过线结构光平面和花键平面，按照最小包容平面原则就可以得到花键轴同轴度如图2所示。
[0004]此外，还有类似的技术，如：轴承同轴度检测系统、一种车轮自动检测装置和一种螺旋输送系统同轴度和平面度动态定量测量装置等。
[0005]现有技术包括以下验证方法：
[0006]仿真模拟验证：在电脑上将控制算法通过第三方仿真软件(例如：ADAMS、ROBOTICS YOOLBOX、ROS Gazebo等)进行仿真，运行仿真软件，使程序算法在搭建的虚拟环境下运行以此验证基于视觉的装载机动臂检测装置程序算法。
[0007]2.实物验证：将控制算法写入基于机器视觉的装载机动臂检测装置实物中，工程师或研发人员通过上位机对该装置发送指令，以此验证视觉检测装置程序算法。
[0008]3.检测对比验证：对视觉检测装置得到的数据进行处理，并与接触式机械臂测量结果做对比，以此验证视觉检测装载机动臂同轴度装置程序算法。
[0009]对于上述验证方法总结如下：
[0010]1.仿真模拟验证，优点是装置反应速度快，检测效率高，参数可调范围大。缺点是在计算机上的模拟软件中，影响因素较少，无法与真实环境相比，这就导致了该装置的可靠度降低。
[0011]2.实物验证，优点是工程师或研发人员可以在室内进行装置算法验证，把驱动、通信、参数调节等具体问题考虑进去，实验室环境下的实物验证要比仿真模拟可靠性高。缺点是检测装置的相机是靠单悬臂机器人夹持移动到指定检测工位，单悬臂机器人紧固到一平面上，要求该平面的平行度精度很高。因此想要得到较为准确的同轴度误差就要保证测量装置的精度相当高，否则会造成较大误差。由于工业检测环境复杂，光照条件无法达到很好的控制，因此就会影响相机采集的图像质量，进而为后续的视觉算法处理带来困难。
[0012]3.检测对比验证，优点是通过对比与接触式机械臂得到的同轴度结果，验证视觉检测装置得到的同轴度结果，进而验证该模型算法的可靠性，并且视觉检测效率高于接触
时测量。缺点是精度比接触式要略低。

技术实现思路

[0013]为了解决上述问题，本技术采取了如下技术方案：
[0014]一种基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置，包括:
[0015]柜体，用于固定支撑；
[0016]定位组件，所述定位组件可拆卸地安装在所述柜体的上端，用于装载机动臂的夹持和定位；
[0017]单悬臂机器人，所述单悬臂机器人安装在所述柜体上；
[0018]CCD相机，所述CCD相机可转动地安装在所述单悬臂机器人上，用于对位于所述定位组件上的所述装载机动臂进行数据采集；
[0019]控制组件，所述控制组件设置在所述柜体内，用于控制所述单悬臂机器人带动所述CCD相机相对位于所述定位组件上的所述装载机动臂移动，并控制所述CCD相机对所述装载机动臂进行数据采集。
[0020]进一步地，所述单悬臂机器人包括支撑架、X轴总成、Y轴总成和Z轴总成，所述支撑架安装在所述柜体的上端；所述Y轴总成固定设置在所述支撑架的上端；所述X轴总成沿第一方向可滑动地设置于所述Y轴总成上；所述Z轴总成沿第二方向可滑动地设置于所述X轴总成上。
[0021]进一步地，所述Y轴总成包括固定安装在所述支撑架上的Y轴导轨，所述Y轴导轨的一侧设置有可相对其滑动的第一滑块，所述X轴总成固定安装在所述第一滑块上；所述Y轴导轨的一端端部设置第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设置有第一丝杠，所述第一丝杠与所述Y轴导轨转动连接，所述第一滑块内设置有第一螺母，所述第一丝杠与所述第一螺母配合。
[0022]进一步地，所述X轴总成包括通过第一安装架固定安装在所述第一滑块上的X轴导轨和设置在所述X轴导轨一侧的第一拖链，所述X轴导轨的另一侧设置有可相对其滑动的第二滑块，所述Z轴总成固定安装在所述第二滑块上；所述X轴导轨的一端端部设置第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设置有第二丝杠，所述第二丝杠与所述X轴导轨转动连接，所述第二滑块内设置有第二螺母，所述第二丝杠与所述第二螺母配合。
[0023]进一步地，所述Z轴总成包括通过第二安装架固定安装在所述第二滑块上的Z轴导轨和设置在所述Z轴导轨一侧的第二拖链，所述Z轴导轨的一端设置旋转组件，所述CCD相机安装所述旋转组件上。
[0024]进一步地，所述旋转组件包括安装板、第三驱动电机和安装座，所述第三驱动电机安装在所述安装板上，所述安装板固定安装在所述Z轴导轨上；所述第三驱动电机的驱动端穿过所述安装板与所述安装座固定连接，所述CCD相机安装在所述安装座上。
[0025]进一步地，所述控制组件包括设置于所述柜体上端一侧的视觉检测人机交互界面以及设置在柜体内的电机驱动器和工控机，所述工控机包括负责视觉检测动臂同轴度装置的伺服运动的控制器线路和用于带动所述CCD相机运动到指定的拍摄工位上的运动模块；
[0026]所述电机驱动器分别与所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机电连接，用于控制所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机的启停；
[0027]所述控制器线路包括主控制器、串口通信总线以及通过所述串口通信总线与所述主控制器电连接的伺服电机控制器、数模转换控制器、机器视觉控制器和相机旋转控制器；
[0028]所述运动模块包括运动板卡，所述运动板卡与所述工控机的主控制器、所述电机驱动器电连接。
[0029]进一步地，还包括激光跟踪仪和设置在所述定位组件周边的若干个靶球，所述激光跟踪仪用于测量所述靶球的中心。
[0030]有益效果：
[0031]本技术技术通过对系统设备、工艺流程进行优化，解决了现有系统存在的缺陷，实现了工艺的优化，技术效果如下：
[0032]1、可以在实验室环境中进行视觉检测装置的算法研究，使用其进行前期算法验证，降低研发人员和工程师的工作强度，提高研发效率，并且为今后在工厂中建设大型检测装置提供了理论依据。
[0033]2、采用伺服电机控制单悬臂机器人带动相机拍摄的方法，实现了对被测工件的快速检测，相比较采用只采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置，其特征在于，包括:柜体，用于固定支撑；定位组件，所述定位组件可拆卸地安装在所述柜体的上端，用于装载机动臂的夹持和定位；单悬臂机器人，所述单悬臂机器人安装在所述柜体上；CCD相机，所述CCD相机可转动地安装在所述单悬臂机器人上，用于对位于所述定位组件上的所述装载机动臂进行数据采集；控制组件，所述控制组件设置在所述柜体内，用于控制所述单悬臂机器人带动所述CCD相机相对位于所述定位组件上的所述装载机动臂移动，并控制所述CCD相机对所述装载机动臂进行数据采集。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置，其特征在于，所述单悬臂机器人包括支撑架、X轴总成、Y轴总成和Z轴总成，所述支撑架安装在所述柜体的上端；所述Y轴总成固定设置在所述支撑架的上端；所述X轴总成沿第一方向可滑动地设置于所述Y轴总成上；所述Z轴总成沿第二方向可滑动地设置于所述X轴总成上。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置，其特征在于，所述Y轴总成包括固定安装在所述支撑架上的Y轴导轨，所述Y轴导轨的一侧设置有可相对其滑动的第一滑块，所述X轴总成固定安装在所述第一滑块上；所述Y轴导轨的一端端部设置第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设置有第一丝杠，所述第一丝杠与所述Y轴导轨转动连接，所述第一滑块内设置有第一螺母，所述第一丝杠与所述第一螺母配合。4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的装载机动臂同轴度检测装置，其特征在于，所述X轴总成包括通过第一安装架固定安装在所述第一滑块上的X轴导轨和设置在所述X轴导轨一侧的第一拖链，所述X轴导轨的另一侧设置有可相对其滑动的第二滑块，所述Z轴总成固定安装在所述第二滑块上；所述X轴导轨的一端端部设置第二驱动电机，所述第二驱动电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，惠翔禹，梁蔓安，顾同成，黄龙，何心，杨宇恒，李铮，苏来博，徐武彬，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：