一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站及方法技术

本发明专利技术公开了一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站及方法，工作站包括工作台、工件移栽机构、工业机器人、视觉引导粗定位模块、视觉引导精定位模块、螺丝锁付机构、力控感知引导模块、螺丝供料机构以及控制系统；工件由移栽机构输送至待锁付区后，工业相机采集的图像数据经过视觉引导系统计算出工件坐标，再发送给工业机器人并引导其携带螺丝锁付机构进入工件锁付区；然后工业机器人末端固定的精定位视觉引导系统通过图像采集计算出螺孔的准确坐标，二次引导机器人将螺丝锁付机构的锁付批头移动至螺孔正上方；最后力控感知引导模块在微螺丝锁付过程中通过力控检测结果调整机器人姿态，完成锁付作业。本发明专利技术能够提高锁付质量和效率。锁付质量和效率。锁付质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站及方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人领域，尤其涉及一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站及方法。

技术介绍

[0002]螺丝锁付是当下制造业领域中必不可少的重要环节，在不同行业的制造环节和场景下都是极为关键的自动化生产步骤。尤其是，随着近些年来，智能电子产品的日益普及和应用，3C行业中，针对小尺寸螺丝，尤其是针对手机类电子产品中经常使用的微螺丝的自动化锁付，更是智能制造装备领域的关键技术方向。
[0003]在智能电子产品组装生产过程中，所需螺丝数量大，且自身尺寸小，人工需要全天持续工作，既需要人眼专注于螺丝定位，又要实时把握锁付状态，除了作业强度高易疲劳外，还会出现其他问题：长时间专注微小螺丝孔，会造成持续的神经紧张状态，对身心健康都是一种危害；人工完成微螺丝锁付操作，工人的个人水平直接影响锁付效率和质量，人员技术经验依赖性高，产品质量无法统一，产品性能无法保证，生产计划难以规划；而传统螺丝锁付工作站虽然解决了人工操作带来的问题，但又存在工件定位精度差，且不能应用于螺孔位置精度不统一的工件等现场问题。
[0004]随着生产过程自动化、智能化程度越来越高，微螺丝锁付更智能化的操作工作站的出现也就显得愈加有必要，既可以降低产线对人类劳动力的依赖，又可以减轻工人的劳动强度，更重要的是能够提升锁付质量，提高锁付效率和锁付质量跟踪与追溯的数字化管理水平。

技术实现思路

[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何提高锁付质量和效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站，包括工作台、工件移栽机构、工业机器人、视觉引导粗定位模块、视觉引导精定位模块、螺丝锁付机构、力控感知引导模块、螺丝供料机构以及控制系统；工件由移栽机构输送至待锁付区后，工业相机采集的图像数据经过视觉引导系统计算出工件坐标，再发送给工业机器人并引导其携带螺丝锁付机构进入工件锁付区；然后工业机器人末端固定的精定位视觉引导系统通过图像采集计算出螺孔的准确坐标，二次引导机器人将螺丝锁付机构的锁付批头移动至螺孔正上方；最后力控感知引导模块在微螺丝锁付过程中通过力控检测结果调整机器人姿态，完成锁付作业。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述工作台具有安装面，于所述安装面上设计进行直线往复运动的滑动模组，与所述滑动模组呈机械固定的有工件快速上下料的移栽工装，所述移栽机构整体固定在工作台上。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述工业机器人包括六个关节，每个关节由电机和
减速器组成转动的动力装置，所述工业机器人适于生产线上人机协同作业。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述视觉引导粗定位模块包括工业视觉相机、光源和视觉算法软件，所述工业视觉相机通过支架固定于所述的工作台，对工件进行图像数据采集，由所述光源为工业视觉相机采集数据提供环境光，实现图像数据的采集效果，所述视觉算法软件内置于控制系统，接收图像数据并进行自研算法计算工件的平面坐标，最后发送给所述工业机器人实现机器人对工件的定位引导功能。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述视觉引导精定位模块包括工业视觉相机、光源和视觉算法软件，所述工业视觉相机通过转接机构固定于所述的工业机器人末端，对工件上的待锁付螺纹孔进行图像数据采集，由所述光源为相机采集数据提供强光，实现图像数据的采集效果，所述视觉算法软件内置于控制系统，接收图像数据并进行自研算法计算待锁付螺孔的平面坐标，最后发送给所述工业机器人，实现机器人对螺孔的精准定位引导功能。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述螺丝锁付机构通过转接机构固定于所述的工业机器人末端，在所述螺丝供料机构上拾取微螺丝，并随所述工业机器人末端到达待锁付螺孔位置，并由所述控制系统控制螺丝锁付机构执行锁付动作。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述力控感知引导模块包括力矩传感器和力控算法软件，力矩传感器固定于所述工业机器人，末端法兰与转接机构之间，采集所述工业机器人末端反作用力，再由力控算法软件根据反作用力进行所述工业机器人锁付姿态的调整，所述力控感知引导模块高频监控锁付过程及扭矩，完成微螺丝的灵活锁付作业。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述螺丝供料机构是一个整齐有序摆放了一批微螺丝的固定机构，给所述的螺丝锁付机构提供微螺丝，用于工件的锁付。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站还包括用于人机交互的触摸屏，所述触摸屏与控制系统连接，包括开关机按钮、急停按钮、暂停触键、进退触键、移栽速度调节进度条，还具备显示器的视觉图像、力控监控曲线的显示功能。
[0015]本专利技术还提供了一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站的工作方法，，工件由移栽机构输送至待锁付区后，工业相机采集的图像数据经过视觉引导系统计算出工件坐标，再发送给工业机器人并引导其携带螺丝锁付机构进入工件锁付区；然后工业机器人末端固定的精定位视觉引导系统通过图像采集计算出螺孔的准确坐标，二次引导机器人将螺丝锁付机构的锁付批头移动至螺孔正上方；最后力控感知引导模块在微螺丝锁付过程中通过力控检测结果调整机器人姿态，完成锁付作业。
[0016]技术效果：
[0017]本专利技术提供的微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站及其工作方法，具备粗定位和精定位的双视觉定位引导模块，粗定位与精定位功能结合，粗定位相机为眼在手外的固定安装方式，精定位相机为眼在手上安装于机器人手臂上放入方式，视觉引导粗定位引导模块以更大的视野快速覆盖待锁付区域，保证较大的视觉定位范围；视觉引导精定位模块在粗定位的基础上在精细区域内锁定螺孔位置，充分利用相机的高像素实现精准定位；力控感知引导模块对锁付过程的高频监控，对螺丝异常受力情况进行及时调整，恢复正常锁付状态，保障锁付最终质量；
[0018]通过上述结构设计，采用视觉二次定位和力矩控制方法，在螺孔定位和锁付过程控制两方面结合使用，能够实现微螺丝高精高效的智能锁付作业；本专利技术实现了微螺丝的智能锁付，人工只需将待锁付工件的快速放入移栽结构的工件定位夹具上，然后再将完成的工件取下即可，整个过程都实现了智能作业，不仅减轻人工劳动力，使生产规范化和统一化，相对于传统自动化锁付，还能够通过力矩监控和自我调节系统避免浮锁、滑锁事故的发生，更高精更智能。
[0019]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例中一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站原理图；
[0021]图2为本专利技术实施例中一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例中视觉引导精定位模块、力控感知模块及锁付机构的硬件安装于机器人的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站，其特征在于，包括工作台、工件移栽机构、工业机器人、视觉引导粗定位模块、视觉引导精定位模块、螺丝锁付机构、力控感知引导模块、螺丝供料机构以及控制系统；工件由移栽机构输送至待锁付区后，工业相机采集的图像数据经过视觉引导系统计算出工件坐标，再发送给工业机器人并引导其携带螺丝锁付机构进入工件锁付区；然后工业机器人末端固定的精定位视觉引导系统通过图像采集计算出螺孔的准确坐标，二次引导机器人将螺丝锁付机构的锁付批头移动至螺孔正上方；最后力控感知引导模块在微螺丝锁付过程中通过力控检测结果调整机器人姿态，完成锁付作业。2.如权利要求1所述的微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站，其特征在于，所述工作台具有安装面，于所述安装面上设计进行直线往复运动的滑动模组，与所述滑动模组呈机械固定的有工件快速上下料的移栽工装，所述移栽机构整体固定在工作台上。3.如权利要求1所述的微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站，其特征在于，所述工业机器人包括六个关节，每个关节由电机和减速器组成转动的动力装置，所述工业机器人适于生产线上人机协同作业。4.如权利要求1所述的微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站，其特征在于，所述视觉引导粗定位模块包括工业视觉相机、光源和视觉算法软件，所述工业视觉相机通过支架固定于所述的工作台，对工件进行图像数据采集，由所述光源为工业视觉相机采集数据提供环境光，实现图像数据的采集效果，所述视觉算法软件内置于控制系统，接收图像数据并进行自研算法计算工件的平面坐标，最后发送给所述工业机器人实现机器人对工件的定位引导功能。5.如权利要求1所述的微螺丝视力混合引导机器人智能锁付工作站，其特征在于，所述视觉引导精定位模块包括工业视觉相机、光源和视觉算法软件，所述工业视觉相机通过转接机构固定于所述的工业机器人末端，对工件上的待锁付螺纹孔进行图像数据采集，由所述光源为相机采集数据提供强光，实现图像数据的采集效果，所述视觉算法软件内置于控制系统，接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄春刚，袁鑫，张国良，徐静雯，
申请(专利权)人：上海智能制造功能平台有限公司，
类型：发明
国别省市：