【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光缆盘的上料领域，特别涉及基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统。
技术介绍
1、光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件，光缆主要是由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值，由一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路，其基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。
2、现有技术中，拥有视觉引导的机器人均未在光纤光缆领域应用，其机械手夹具设计不能根据现场线盘形状及重量，结合机器人承受的负载情况进行使用，在对线盘进行抓取时可能会造成损害的现象发生，其次在线盘轴装配方案设计方面不能对线盘的上料位置进行精度较高的定位，不能根据目标点进行有效的位移进行装配工作，且未考虑白天和黑夜光线差异，同时没有考虑人机协助模式，故在人员安全因素考虑较少，机器人不能对人工的位置进行观察和定位。
3、因此，提出基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统来解决上述问题很有必要。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，
4、所述机器人组件的顶部转动连接有旋转底座，所述旋转底座的顶部活动连接有第一连接臂，所述第一连接臂的顶部活动连接有第二连接臂，所述第二连接臂的一端活动连接有液压升降杆，所述第二连接臂的外壁固定连接有相机，所述液压升降杆的一端活动连接有夹具组件；
5、所述空间位置输入模块用于输入对线盘上料、下料和人工的工位位置，所述设置单元用于设置线盘的特征，所述相机数据接入模块用于接收相机拍摄到的上料、下料和人工的工位的位置信息，所述灰度模版匹配单元用于获取线盘平面的位置信息，所述机器人控制单元用于控制机器人组件，所述夹具控制单元用于控制夹具组件。
6、优选的，所述设置单元的输出端与线盘特征输入模块的输入端电性连接，所述线盘特征输入模块和相机数据接入模块的输出端电性连接有对比模块的输入端；
7、所述对比模块基于线盘特征输入模块的线盘特征和相机拍摄到的线盘位置信息进行对比。
8、优选的，所述灰度模版匹配单元包括特征匹配模块和提取模块，所述特征匹配模块包括空间一维滑动模板和空间二维滑动模板，所述提取模块包括原始图像，所述特征匹配模块和提取模块的输出端电性连接有图像匹配模块的输入端；
9、所述空间一维滑动模板和空间二维滑动模板基于空间的一维和二维的滑动模板进行图像的匹配，所述提取模块用于在原始图像中提取线盘的点、线、区域的特征作为匹配基元进行线盘特征的匹配。
10、优选的，所述主控单元的输出端电性连接有机器人控制单元和夹具控制单元的输入端。
11、优选的，所述机器人组件的外侧设置有围栏，所述围栏的右侧转动连接有围栏门，所述控制柜的正面设置有上料架，所述机器人组件的背面设置有线盘。
12、优选的，所述旋转底座的顶部固定连接有第一旋转气缸，所述第一旋转气缸通过第一转轴与第一连接臂固定连接，所述第一连接臂的顶部固定连接有第二旋转气缸，所述第二旋转气缸通过第二转轴与第二连接臂固定连接。
13、优选的，所述第二连接臂的一端固定连接有第三旋转气缸，所述第三旋转气缸通过第三转轴与液压升降杆固定连接，所述液压升降杆的另一端固定连接有第四旋转气缸，所述第四旋转气缸通过第四转轴与夹具组件固定连接，所述旋转底座、第一旋转气缸、第二旋转气缸、第三旋转气缸、液压升降杆、第四旋转气缸的输入端与机器人控制单元的输出端电性连接。
14、优选的，所述夹具组件的一端活动连接有缓冲组件，所述缓冲组件靠近夹具组件的一端固定连接有活动柱，所述活动柱的外壁缠绕有弹簧，所述弹簧的一端与缓冲组件固定连接，所述弹簧的另一端与夹具组件固定连接，所述活动柱的另一端固定连接有限位块，所述限位块活动连接在夹具组件的另一面。
15、优选的，所述夹具组件处安装有直线电机，所述直线电机有三个，所述直线电机的外壁电性连接有滑块，所述滑块的外壁固定连接有夹爪，所述夹爪的一端固定连接有连接座，所述连接座活动连接在夹具组件的外壁，所述夹具组件的外壁固定连接有固定座，所述固定座的内腔中活动连接有导向柱，所述导向柱的另一端与连接座固定连接。
16、有益效果
17、与现有技术相比，本专利技术提供了基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，具备以下有益效果：
18、1、该基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，采用机器视觉对紧套盘具位置进行自动识别，并通过机器学习识别上料位置，实现机器人自动上料，视觉精度满足角度小于2°，位置偏差5mm，机器人组件在确保能够在不破坏紧套盘具的前提下稳定抓取盘具，也不可损坏紧套放线架轴，且夹具组件能够承受500n的抓力，并能够在45s内完成单个头上料工作，系统充分考虑人机协作因素，确保现场安全生产，利用灰度模板匹配等方法获取线轴盘平面位置信息，实现对装配轴的粗定位，根据多目标间先验知识约束获取平面内目标旋转1d角度信息以确定装配柜z轴方向的偏转，结合手眼标定变换矩阵将线盘轴的位姿信息变换至机械臂坐标系实现装配。
19、2、该基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，该机器人组件可以用于光纤光缆领域应用，夹具组件根据现场线盘形状及重量，结合机器人组件承受的负载情况定制的，确保能够在不破坏光纤的前提下稳定抓取线盘，其次在线盘轴装配方案设计方面更是利用灰度模板匹配等方法获取线轴盘平面位置信息，实现对装配轴的粗定位，根据多目标间先验知识约束获取平面内目标旋转1d角度信息以确定装配柜z轴方向的偏转，结合手眼标定变换矩阵将线盘轴的位姿信息变换至机械臂坐标系实现装配。
20、3、该基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，同时考虑到人机协助模式，可以考虑到人员的安全因素，以此可以有效提高线盘抓取的精度和有效性，通过相机和机器人的位置关系，完成相机的标定和机器人手眼标定，测试定位算法在不同光照条件、距离及视角下的线盘目标精度，验证线盘底层视觉特征的有效性，据此获取线盘的位姿信息，将提取的信息发送给六轴机械臂，设计机器人控制程序，实现线盘的抓取。
21、4、该基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，通过设置的旋转底座、第一旋转气缸、第二旋转气缸、第三旋转气缸、液压升降杆、和第四旋转气缸，能对控制的夹具组件进行位置的自由调节，以此可以有效提高对线盘上料的效率，且可以有效减少人工。
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1.基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，包括控制柜(1)和机器人组件(7)，其特征在于：所述控制柜(1)包括主控单元(27)，所述主控单元(27)包括空间位置输入模块、设置单元、相机数据接入模块、灰度模版匹配单元、机器人控制单元和夹具控制单元；
2.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述设置单元的输出端与线盘特征输入模块的输入端电性连接，所述线盘特征输入模块和相机数据接入模块的输出端电性连接有对比模块的输入端；
3.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述灰度模版匹配单元包括特征匹配模块和提取模块，所述特征匹配模块包括空间一维滑动模板和空间二维滑动模板，所述提取模块包括原始图像，所述特征匹配模块和提取模块的输出端电性连接有图像匹配模块的输入端；
4.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述主控单元的输出端电性连接有机器人控制单元和夹具控制单元的输入端。
5.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料
6.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述旋转底座(8)的顶部固定连接有第一旋转气缸(9)，所述第一旋转气缸(9)通过第一转轴与第一连接臂(10)固定连接，所述第一连接臂(10)的顶部固定连接有第二旋转气缸(11)，所述第二旋转气缸(11)通过第二转轴与第二连接臂(12)固定连接。
7.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述第二连接臂(12)的一端固定连接有第三旋转气缸(13)，所述第三旋转气缸(13)通过第三转轴与液压升降杆(14)固定连接，所述液压升降杆(14)的另一端固定连接有第四旋转气缸(15)，所述第四旋转气缸(15)通过第四转轴与夹具组件(16)固定连接，所述旋转底座(8)、第一旋转气缸(9)、第二旋转气缸(11)、第三旋转气缸(13)、液压升降杆(14)、第四旋转气缸(15)的输入端与机器人控制单元的输出端电性连接。
8.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述夹具组件(16)的一端活动连接有缓冲组件(20)，所述缓冲组件(20)靠近夹具组件(16)的一端固定连接有活动柱(18)，所述活动柱(18)的外壁缠绕有弹簧(19)，所述弹簧(19)的一端与缓冲组件(20)固定连接，所述弹簧(19)的另一端与夹具组件(16)固定连接，所述活动柱(18)的另一端固定连接有限位块(17)，所述限位块(17)活动连接在夹具组件(16)的另一面。
9.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述夹具组件(16)处安装有直线电机(22)，所述直线电机(22)有三个，所述直线电机(22)的外壁电性连接有滑块(23)，所述滑块(23)的外壁固定连接有夹爪(21)，所述夹爪(21)的一端固定连接有连接座(24)，所述连接座(24)活动连接在夹具组件(16)的外壁，所述夹具组件(16)的外壁固定连接有固定座(26)，所述固定座(26)的内腔中活动连接有导向柱(25)，所述导向柱(25)的另一端与连接座(24)固定连接。
...【技术特征摘要】
1.基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，包括控制柜(1)和机器人组件(7)，其特征在于：所述控制柜(1)包括主控单元(27)，所述主控单元(27)包括空间位置输入模块、设置单元、相机数据接入模块、灰度模版匹配单元、机器人控制单元和夹具控制单元；
2.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述设置单元的输出端与线盘特征输入模块的输入端电性连接，所述线盘特征输入模块和相机数据接入模块的输出端电性连接有对比模块的输入端；
3.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述灰度模版匹配单元包括特征匹配模块和提取模块，所述特征匹配模块包括空间一维滑动模板和空间二维滑动模板，所述提取模块包括原始图像，所述特征匹配模块和提取模块的输出端电性连接有图像匹配模块的输入端；
4.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述主控单元的输出端电性连接有机器人控制单元和夹具控制单元的输入端。
5.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述机器人组件(7)的外侧设置有围栏(4)，所述围栏(4)的右侧转动连接有围栏门(3)，所述控制柜(1)的正面设置有上料架(2)，所述机器人组件(7)的背面设置有线盘(6)。
6.根据权利要求1所述的基于视觉引导的机器人光缆半成品盘上料系统，其特征在于：所述旋转底座(8)的顶部固定连接有第一旋转气缸(9)，所述第一旋转气缸(9)通过第一转轴与第一连接臂(10)固定连接，所述第一连接臂(10)的顶部固定连接有第二旋转气缸(11)，所述第二旋转气缸(11)通过第二转轴与第二连接臂(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，王新争，杨明，孙浩辉，徐克然，张志达，张景瑞，余彬，
申请(专利权)人：江苏亨通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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