一种工业配电箱的螺丝智能安装设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种工业配电箱的螺丝智能安装设备及方法，其中工业配电箱的螺丝智能安装设备包括中控模块、取料模块、传输模块及装配模块；中控模块分别与取料模块、传输模块及安装模块电连接，用于控制各模块的工作；取料模块包括取料机械手及安装在取料机械手上的第一相机，传输模块包括螺丝轨道及安装在螺丝轨道端部的第二相机；装配模块包括装配机械手及安装在装配机械手上的第三相机。本发明专利技术提供的工业配电箱的螺丝智能安装设备及方法，解决了螺丝安装灵活度不高，通用性低的问题，并且螺丝的检测功能较为完善，螺丝安装的数量较多，提高了经济效益，在提高了螺丝安装效率的同时也提高了螺丝安装的成功率。同时也提高了螺丝安装的成功率。同时也提高了螺丝安装的成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种工业配电箱的螺丝智能安装设备及方法


[0001]本专利技术涉及螺丝智能安装
，具体来说，涉及一种工业配电箱的螺丝智能安装设备及方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的飞速发展，工业配电箱在工业上需求日益增多，配电箱内部结构错综复杂，螺丝繁多，人工进行安装螺丝往往需要很长时间，安装的质量也不高，这大大影响了生产速度，产品经济效益也会受到巨大的影响。此外，在螺丝安装的过程中，工作人员需要肉眼来辨别检验螺丝的型号与品质，这样就会带来人工进行的比如时间长，错误率高，产品不良等一系列问题。总而言之，人工进行配电箱螺丝安装会有诸多不便。
[0003]目前也存在一些自动锁螺丝机，但均需要大量的人工辅助操作来完成，自动化程度不高，且功能单一，难以适配不同型号的螺丝，难以实现螺丝的视觉检测，使螺丝品质可能达不到要求，比如螺牙，螺帽上出现小面积脏污，断牙状况，导致螺丝拧取不到位，这必然会影响产品的良品率。
[0004]此外，配电箱内部结构错综复杂，螺丝种类繁多，仅依赖人工辅助，会使速度大大降低，并且错误率很高；最重要的一点是不能针对多种不同型号的螺丝进行拧取，不能根据生产模式的变化做出快速、准确的调整。在实际生产过程中，根据配电箱内部结构要求的不同，或者是需安装的螺丝型号的不同，就会产生不同螺丝外形螺帽、螺牙的构造不同与配电箱内部螺丝孔位的不同等问题，会加大视觉处理算法的难度。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种工业配电箱的螺丝智能安装设备，包括中控模块、取料模块、传输模块及装配模块；
[0006]所述中控模块分别与所述取料模块、传输模块及安装模块电连接，用于控制各模块的工作；
[0007]所述取料模块包括取料机械手及安装在所述取料机械手上的第一相机，所述传输模块包括螺丝轨道及安装在所述螺丝轨道端部的第二相机；所述装配模块包括装配机械手及安装在所述装配机械手上的第三相机；
[0008]所述第一相机用于拍摄螺丝的螺帽部分图像，并将图像传输至中控模块，以判断螺丝型号是否符合要求；所述第二相机用于拍摄螺丝的侧面图像，并将图像传输至中控模块，以检测螺丝的品质是否合格；所述第三相机用于拍摄配电箱的图像，并将图像传输至中控模块，以确定配电箱中需要装配螺丝的位置；
[0009]所述取料机械手能够在所述中控模块的控制下运动，所述取料机械手用于将所需型号的螺丝从初始存放螺丝的取料位运送至所述第二相机旁的检测位，并在完成检测后，将检测合格的螺丝运送至所述螺丝轨道上方的容器内，将检测不合格的螺丝运送至外部的废料收集容器内；
[0010]所述螺丝轨道用于在所述中控模块的控制下工作，以带动其上方的容器在第一位置与第二位置之间运动；
[0011]所述装配机械手用在所述中控模块的控制下，取出所述螺丝轨道上的容器内的螺丝，并在配电箱上完成装配。
[0012]在一些实施例中，所述第一相机、第二相机与第三相机的镜头前均装设有白色环形光源。
[0013]在一些实施例中，还包括机柜，所述取料模块、传输模块及装配模块均安装在所述机柜的上方，所述中控模块安装在所述机柜的柜体内部。
[0014]在一些实施例中，所述取料机械手包括立柱、第一臂、第二臂与电磁铁；所述立柱的底端固定安装在所述机柜上，且所述立柱的一侧形成有滑轨结构，所述第一臂的内端安装在所述立柱的滑轨结构上，使得所述第一臂能够沿所述立柱的滑轨结构上下运动，所述第一臂的外端与所述第二臂的内端通过转轴可转动地连接，所述电磁铁设置在所述第二臂的外端下方，通过控制电磁铁的通断能够实现对螺丝的吸取与放下，所述第一相机安装在所述第二臂的外端的延伸区域。
[0015]在一些实施例中，所述装配机械手包括底座、第三臂、第四臂与夹持装置；所述底座固定安装在所述机柜上，所述第三臂的内端通过转轴可转动地安装在所述底座的上方，所述第三臂的外端与所述第四臂的内端通过转轴可转动地连接，所述夹持装置安装在所述第四臂的外端下方，所述第三相机安装在所述第四臂的外端的延伸区域。
[0016]在一些实施例中，所述中控模块包括第一工控机和第二工控机，所述第一工控机通过第一集线器与所述取料模块及传输模块有线连接，所述第二工控机通过第二集线器与所述装配模块有线连接。
[0017]本专利技术另一方面提供了一种工业配电箱的螺丝智能安装方法，其特征在于，采用上述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，且包括如下步骤：
[0018]S1、对中控模块进行初始化调节；
[0019]S2、根据待装配的配电箱的结构，在中控模块中设定所需的若干种螺丝的型号以及每种型号的螺丝所需的数目，并在中控模块中设定若干种与待装配的螺丝型号相匹配的螺帽模板，并设置相关参数；
[0020]S3、将装有足量的待装配螺丝的螺丝载盘送至取料位，将待装配的配电箱送至装配位并固定好，确定需要首先完成装配的螺丝型号；
[0021]S4、中控模块控制控制取料机械手完成一个螺丝的取料，步骤S4具体包括：
[0022]S41、取料机械手运动至螺丝载盘上方，第一相机先拍摄螺丝载盘中的一个螺丝的螺帽图像，并将拍取的图像传输至中控模块；
[0023]S42、中控模块通过模板匹配算法，将拍取得到的螺帽图像与预存的螺帽模板图像进行对比，根据对比结果来判断待测螺丝是否为当前所需的型号，若是则直接进入步骤S43，若否则第一相机拍摄螺丝载盘中下一个螺丝的螺帽图像并进行判断，直到找到当前所需型号的螺丝后，进入步骤S43；
[0024]S43、取料机械手将螺丝移至第二相机的镜头正对的位置，由第二相机拍摄螺丝的侧面图像，并将拍取的图像传输至中控模块；
[0025]S44、中控模块根据拍摄得到的螺丝的侧面图像来进行尺寸检测和缺陷检测，以检
测螺丝的品质是否合格，若合格，则通过取料机械手将螺丝放置到螺丝轨道上方的容器内，再进入步骤S5，若不合格，则通过取料机械手将螺丝运送至外部的废料收集容器内，并进入步骤S45；
[0026]S45、取料机械手返回取料位，第一相机拍摄螺丝载盘中下一个螺丝的螺帽图像，并将拍取的图像传输至中控模块；
[0027]S46、重复步骤S42
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S45，直到找到合格的所需型号的螺丝，并通过取料机械手将螺丝放置到螺丝轨道上方的容器内，进入步骤S5；
[0028]S5、螺丝轨道工作，以将装有螺丝的容器运送至装配机械手旁；
[0029]S6、装配机械手取出容器中的螺丝并将螺丝装备至配电箱中匹配的螺丝孔内，螺丝轨道将空的容器运送回取料机械手旁；
[0030]S7、在中控模块中记录完成装配的当前型号的螺丝数加一，并判断完成装配的当前型号的螺丝数是否达到预设的所需数目，若否则返回步骤S4，若是则进入步骤S8；
[0031]S8、判断完成装配的每种型号的螺丝数是否均达到了预设的所需数目，若是则完成配电箱的螺丝安装，若否则切换待装配的螺丝型号，然后返回步骤S4。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，包括中控模块、取料模块、传输模块及装配模块；所述中控模块分别与所述取料模块、传输模块及安装模块电连接，用于控制各模块的工作；所述取料模块包括取料机械手(4)及安装在所述取料机械手(4)上的第一相机(1)，所述传输模块包括螺丝轨道(5)及安装在所述螺丝轨道(5)端部的第二相机(2)；所述装配模块包括装配机械手(6)及安装在所述装配机械手(6)上的第三相机(3)；所述第一相机(1)用于拍摄螺丝的螺帽部分图像，并将图像传输至中控模块，以判断螺丝型号是否符合要求；所述第二相机(2)用于拍摄螺丝的侧面图像，并将图像传输至中控模块，以检测螺丝的品质是否合格；所述第三相机(3)用于拍摄配电箱的图像，并将图像传输至中控模块，以确定配电箱中需要装配螺丝的位置；所述取料机械手(4)能够在所述中控模块的控制下运动，所述取料机械手(4)用于将所需型号的螺丝从初始存放螺丝的取料位运送至所述第二相机(2)旁的检测位，并在完成检测后，将检测合格的螺丝运送至所述螺丝轨道(5)上方的容器内，将检测不合格的螺丝运送至外部的废料收集容器内；所述螺丝轨道(5)用于在所述中控模块的控制下工作，以带动其上方的容器在第一位置与第二位置之间运动；所述装配机械手(6)用在所述中控模块的控制下，取出所述螺丝轨道(5)上的容器内的螺丝，并在配电箱上完成装配。2.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述第一相机(1)、第二相机(2)与第三相机(3)的镜头前均装设有白色环形光源。3.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，还包括机柜(7)，所述取料模块、传输模块及装配模块均安装在所述机柜(7)的上方，所述中控模块安装在所述机柜(7)的柜体内部。4.根据权利要求3所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述取料机械手(4)包括立柱(43)、第一臂(41)、第二臂(42)与电磁铁(44)；所述立柱(43)的底端固定安装在所述机柜(7)上，且所述立柱(43)的一侧形成有滑轨结构，所述第一臂(41)的内端安装在所述立柱(43)的滑轨结构上，使得所述第一臂(41)能够沿所述立柱(43)的滑轨结构上下运动，所述第一臂(41)的外端与所述第二臂(42)的内端通过转轴可转动地连接，所述电磁铁(44)设置在所述第二臂(42)的外端下方，通过控制电磁铁(44)的通断能够实现对螺丝的吸取与放下，所述第一相机(1)安装在所述第二臂(42)的外端的延伸区域。5.根据权利要求3所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述装配机械手(6)包括底座(61)、第三臂(62)、第四臂(63)与夹持装置(64)；所述底座(61)固定安装在所述机柜(7)上，所述第三臂(62)的内端通过转轴可转动地安装在所述底座(61)的上方，所述第三臂(62)的外端与所述第四臂(63)的内端通过转轴可转动地连接，所述夹持装置(64)安装在所述第四臂(63)的外端下方，所述第三相机(3)安装在所述第四臂(63)的外端的延伸区域。6.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，其特征在于，所述中控模块包括第一工控机和第二工控机，所述第一工控机通过第一集线器与所述取料模块及传输模
块有线连接，所述第二工控机通过第二集线器与所述装配模块有线连接。7.一种工业配电箱的螺丝智能安装方法，其特征在于，采用如权利要求1
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6任一项所述的工业配电箱的螺丝智能安装设备，且包括如下步骤：S1、对中控模块进行初始化调节；S2、根据待装配的配电箱的结构，在中控模块中设定所需的若干种螺丝的型号以及每种型号的螺丝所需的数目，并在中控模块中设定若干种与待装配的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张法全，孙成路，沈满德，周利兵，周扬，汪存超，吴子豪，陈庭威，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：