基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线。它包括送料检测搬运单元组件和回转装配卸料系统，回转装配卸料系统包括铆钉装配组件、回转组件、铆接组件和卸料组件，送料检测搬运单元组件通过计算机图像识别得到片状带孔零件的随机位置并进行对准，使用多个气缸和真空吸盘进行搬运工作；采用气动回转分度盘实现多个工作位置的并行工作；整个流水线安置于一个工作平台底板上，四个检测搬运单元和一个铆接组件、一个卸料组件间隔60度均布于工作平台底板的同心圆上。本发明专利技术自动化程度高，能够基本替代人力的重复性操作，结构紧凑，生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种针对一系列需要对孔叠加并铆接成型的零件加工装配过程，基于机器视觉检测零件位置，采用以回转分度盘为核心的多工位并行工作的流水线设计，实现零件的高效、全自动装配。
技术介绍
目前，针对直径在20_30mm左右的薄型片状带孔零件的装配过程，由于装配孔和装配轴、销钉之间具有很小的间隙，并且初始安装孔的位置不确定，故很难通过机械方式实现对于随机角度位置的待装配零件的全自动装配。而对于具有巨大产量的某种片状叠加装配的部件而言，只能够通过人工的方式进行。但是这种简单重复的装配过程对于操作工人而言单调而枯燥，随着我国劳动力成本的不断上涨，工人对工作条件和福利权益等要求不断提升，这种机械式的重复人力劳作急需被自动设备所取代以解放更多的劳动力，以促进产业结构调整的落实和提升制造业的自动化程度。机器视觉技术近年来有了快速而广泛的发展，但由于计算速度和算法优劣乃至系统结构上的缺陷，基于机器视觉的针对于本类大批量圆形薄片状零件的快速装配流水线系统并没有被开发出来，其加工装配过程依然依赖简单人力进行。
技术实现思路
为了解决目前针对某种滑块零件生产过程依赖人工进行简单重复操作的现状，提升相关制造行业的自动化程度，本专利技术的目的是提供一种。一种基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，包括送料检测搬运单元组件和回转装配卸料系统，所述的回转装配卸料系统包括铆钉装配组件、回转组件、铆接组件和卸料组件，所述的送料检测搬运单元组件通过计算机图像识别得到片状带孔零件的随机位置并进行对准，使用多个气缸和真空吸盘进行搬运工作；采用气动回转分度盘实现多个工作位置的并行工作；整个流水线安置于一个工作平台底板上，四个检测搬运单元和一个铆接组件、一个卸料组件间隔60度均布于工作平台底板的同心圆上。所述的送料检测搬运单元组件包括送料气缸、上下搬运气缸、前后搬运气缸、摄像头移动气缸及摄像头、孔位校正步进电机；支撑横梁和支撑立柱组成门框结构，前后搬运气缸位于门框结构上方，摄像头和摄像头搬运气缸安置于门框结构中段通过摄像头移动缸安装件与门框相连，且摄像头搬运气缸运动方向与前后搬运气缸的运动方向平行，与门框结构的框架平面垂直；上下搬运气缸通过搬运缸导向机构、搬运气缸支架与前后搬运气缸相连，搬运缸导向机构通过导向机构安装件安装于支撑横梁上。安置于前后搬运气缸的活塞杆末端与前后搬运气缸垂直，且与工作平台底板垂直；上下搬运气缸为方形中空双出头活塞杆结构，活塞杆末端均接有真空转接件，上下搬运气缸下端接有真空转接件和真空吸盘用于吸取片状带孔零件，上下搬运气缸初始位置正对于回转校正步进电机所带动的托盘；片状带孔零件放置于料筒中，料筒通过料筒转接筒、料筒支座与送料导向板相连。送料气缸通过送料推送气缸安装件A、送料推送缸安装件B安置于一个安装在门框结构下方的送料导向板上，导向板通过导向板支座和导向板支座安装座安装于工作平台底板上，片状带孔零件沿此送料导向板在送料推送气缸的推送作用下沿滑道移动至回转校正部分，也就是在电机的作用下转动到装配位置，所述的校正部分由轴承、轴承套A、轴承套B、零件限位座组成；步进电机与一个托盘相连，托盘中有开孔在旋转期间真空吸附片状带孔零件于托盘表面使其能够跟随托盘旋转到规定的角度。所述的铆钉装配组件包括铆钉推送气缸、铆钉分离气缸A和铆钉分离气缸B、 铆钉承接气缸和无杆气缸、铆钉装配平行气爪和铆钉装配导向气缸；铆钉进入铆钉滑道等待装配，铆钉滑道通过铆钉滑轨支撑与铆钉推送导向块相连，铆钉分离气缸A、B通过一个分离机构支架安置于滑道两侧，铆钉推送气缸通过铆钉推送气缸安装件与铆钉推送导向块相连，铆钉推送气缸安置于滑道正下方且与流水线底板平面平行；铆钉滑道的末端使用一个与铆钉承接气缸相连的滑落承接件用于确保铆钉在滑落之后不至于倾覆并能顺利在之后通过铆钉推送气缸推送到平行气爪等待抓取的位置；无杆气缸在两端均有无杆气缸支架设于回转平台之上，并与流水线底板平面平行；无杆气缸的滑块通过无杆气缸转接件与抓手上下移动缸相连，抓手上下移动缸又与平行气爪相连，平行气爪末端安装有根据铆钉实际大小设计加工的抓取手指零件；抓手上下移动缸带动平行气爪和被抓取的铆钉上下移动；无杆气缸的运行方向与送料检测搬运单元组件中的前后搬运气缸运行方向垂直。整个系统通过铆钉推送支座与工作平台底板相连。所述的铆接组件包括倍力气缸和倍力气缸支架，倍力气缸末端装有倍力缸导向座和铆接压头。所述的卸料组件包括卸料气缸和其附带的真空吸盘；卸料气缸活塞杆为中空结构，通以真空后并通过末端的吸盘在铆接后的下一个位置移除零件，其通过一根卸料支撑型材和安装连接件固定在流水线底板上。所述的回转组件，采用气动回转分度盘产生多个工作位置，回转分度盘中央为回转台导气阀用于在回转平台上供气，气动回转分度盘上装有回转平台，其外观为带有六个豁口的圆形，每个凸出部分的中央安装有一个铆接承接座并通过铆接承接座限位座防止其发生旋转；以此方式产生的每个工作位置对应一个片状带孔零件的送料检测搬运单元； 每个检测单元布置有上下移动、前后移动的气缸用于搬运零件，并配合真空吸盘吸附片状带孔零件使其随活塞杆一同移动。一种基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配方法，流水线工作流程分为铆钉零件进料、片状带孔零件送料、片状带孔零件孔位检测、铆钉零件装配、片状带孔零件装配、成品部件铆接、成品部件卸料共7个部分I、铆钉零件进料，铆钉零件不断通过外接的振动料斗和轨道进入铆钉零件的装配滑道等待被分离；在导轨下方铆钉与铆钉分离气缸A、B交替动作产生一对与队列分离的铆钉， 在重力的作用下自然滑落至滑落承接件以避免铆钉倾覆，并配合承接铆钉气缸的上下动作来保证铆钉能够在铆钉推送气缸的作用下在铆钉推送导向块中被顺利推出到铆钉推送挡块所限定的位置；随后铆钉推送气缸退回，铆钉承接气缸复位准备开始下一个铆钉进料过2、片状带孔零件进料，此过程在四个送料检测搬运单元组件中针对四个片状带孔零件同时独立地完成；首先片状带孔零件叠加放置在料筒中，当送料指令发出后，每个片状带孔零件在送料推片、料筒支座的配合下被送料推送气缸沿送料导板推出；并落至片状带孔零件限位座中位于与步进电机带动的托盘上；3、片状带孔零件检测，此过程在四个送料检测搬运单元组件中针对四个片状带孔零件同时独立地完成；当检测指令发出，摄像头移动气缸带动摄像头运动至检测位置，摄像头拍照后发送至工控机进行处理，同时摄像头移动气缸带动摄像头退回；工控机处理完毕后将四路转角数据发送至四个步进电机控制器，控制器驱动步进电机将待装配的片状带孔零件旋转至正确的装配位置；4、铆钉零件装配，为了避免运动部件发生干涉，铆钉的装配必须在摄像头退回后进行； 当铆钉装配指令发出，抓手上下移动缸向下运动，带动通过气爪转接件带动的平行气爪位于夹取位置；随后平行气爪带动手指零件夹取铆钉，抓手上下移动缸向上运动，随后无杆气缸动作将铆钉搬运至装配位置，抓手上下移动缸向下运动并且平行气爪释放铆钉，放置于铆接承接座表面上的两个圆形凹槽内；随后各个缸不互相干涉地依次复位；5、片状带孔零件装配，此过程在四个送料检测搬运单元组件中针对四个片状带孔零件同时独立地完成；当装配指令发出后，上下搬运气缸向下动作至吸取位置；随后真空吸盘通以真空，上下搬运气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，其特征是，它包括送料检测搬运单元组件和回转装配卸料系统，所述的回转装配卸料系统包括铆钉装配组件、回转组件、铆接组件和卸料组件，所述的送料检测搬运单元组件通过计算机图像识别得到片状带孔零件的随机位置并进行对准，使用多个气缸和真空吸盘(6)进行搬运工作；采用气动回转分度盘(27)实现多个工作位置的并行工作；整个流水线安置于一个工作平台底板(38)上，四个检测搬运单元和一个铆接组件、一个卸料组件间隔60度均布于工作平台底板(38)的同心圆上。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，其特征是，它包括送料检测搬运单元组件和回转装配卸料系统，所述的回转装配卸料系统包括铆钉装配组件、回转组件、铆接组件和卸料组件，所述的送料检测搬运单元组件通过计算机图像识别得到片状带孔零件的随机位置并进行对准，使用多个气缸和真空吸盘(6)进行搬运工作；采用气动回转分度盘(27)实现多个工作位置的并行工作；整个流水线安置于一个工作平台底板(38)上，四个检测搬运单元和一个铆接组件、一个卸料组件间隔60度均布于工作平台底板(38)的同心圆上。2.根据权利要求I所述的基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，其特征是，所述的送料检测搬运单元组件包括送料气缸(13)、上下搬运气缸(4)、前后搬运气缸(5)、摄像头移动气缸(8)及摄像头(7)、孔位校正步进电机(56);支撑横梁(2)和支撑立柱⑶组成门框结构，前后搬运气缸(55)位于门框结构上方，摄像头(7)和摄像头搬运气缸(8)安置于门框结构中段通过摄像头移动缸安装件(9)与门框相连，且摄像头搬运气缸(8)运动方向与前后搬运气缸(55)的运动方向平行，与门框结构的框架平面垂直；上下搬运气缸(4)通过搬运缸导向机构(36)、搬运气缸支架(35)与前后搬运气缸(55)相连，搬运缸导向机构(36)通过导向机构安装件(37)安装于支撑横梁(2)上，安置于前后搬运气缸(55)的活塞杆末端与前后搬运气缸(55)垂直，且与工作平台底板(38)垂直；上下搬运气缸(4)为方形中空双出头活塞杆结构，活塞杆末端均接有真空转接件(34)，上下搬运气缸(4)下端接有真空转接件(5)和真空吸盘(6)用于吸取片状带孔零件，上下搬运气缸(4)初始位置正对于回转校正步进电机(56)所带动的托盘；片状带孔零件放置于料筒(I)中，料筒(I)通过料筒转接筒(41)、料筒支座(10)与送料导向板(11)相连，送料气缸(13)通过送料推送气缸安装件A(12)、送料推送缸安装件B(14)安置于一个安装在门框结构下方的送料导向板(11)上，导向板(11)通过导向板支座(15)和导向板支座安装座(16)安装于工作平台底板(38)上，片状带孔零件沿此送料导向板(11)在送料推送气缸(13)的推送作用下沿滑道移动至回转校正部分，也就是在电机的作用下转动到装配位置，所述的校正部分由轴承、轴承套A(17)、轴承套B(18)、零件限位座(19)组成；步进电机(56)与一个托盘相连，托盘中有开孔在旋转期间真空吸附片状带孔零件于托盘表面使其能够跟随托盘旋转到规定的角度。3.根据权利要求I所述的基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，其特征是，所述的铆钉装配组件包括铆钉推送气缸(58)、铆钉分离气缸A(52)和铆钉分离气缸B(53)、铆钉承接气缸(20)和无杆气缸(42)、铆钉装配平行气爪(54)和铆钉装配导向气缸(44);铆钉进入铆钉滑道(30)等待装配，铆钉滑道(30)通过铆钉滑轨支撑(24)与铆钉推送导向块(22)相连，铆钉分离气缸A (52)、B (53)通过一个分离机构支架(26)安置于滑道两侧，铆钉推送气缸(58)通过铆钉推送气缸安装件(59)与铆钉推送导向块(22)相连，铆钉推送气缸(58)安置于滑道正下方且与流水线底板平面平行；铆钉滑道(30)的末端使用一个与铆钉承接气缸(20)相连的滑落承接件(47)用于确保铆钉在滑落之后不至于倾覆并能顺利在之后通过铆钉推送气缸(58)推送到平行气爪(54)等待抓取的位置；无杆气缸(42)在两端均有无杆气缸支架(57)设于回转平台(29)之上，并与流水线底板平面平行；无杆气缸(42)的滑块通过无杆气缸转接件(43)与抓手上下移动缸(44)相连，抓手上下移动缸(44)又与平行气爪(54)相连，平行气爪(54)末端安装有根据铆钉实际大小设计加工的抓取手指零件(46);抓手上下移动缸(44)带动平行气爪(54)和被抓取的铆钉上下移动；无杆气缸(42)的运行方向与送料检测搬运单元组件中的前后搬运气缸(55)运行方向垂直，整个系统通过铆钉推送支座(23)与工作平台底板(38)相连。4.根据权利要求I中所述的基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，其特征是，所述的铆接组件包括倍力气缸(32)和倍力气缸支架(25)，倍力气缸(32)末端装有倍力缸导向座(31)和铆接压头(60)。5.根据权利要求I中所述的基于机器视觉的针对片状带孔零件铆接装配流水线，其特征是，所述的卸料组件包括卸料气缸(48)和其附带的真空吸盘；卸料气缸(48)活...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚策，陶国良，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：