本實用新型涉及一種產(chǎn)品下料裝置，尤其涉及一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置，屬于搬運機械臂領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，以往依托人口紅利低成本的生產(chǎn)模式已經(jīng)走到了十字路口，唯一的出路就是利用現(xiàn)代先進的科學(xué)技術(shù)不斷提升企業(yè)的生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。特別是在大型的制造企業(yè)如汽車企業(yè)、船舶企業(yè)、電梯門板生產(chǎn)企業(yè)等，其產(chǎn)品一般都具有質(zhì)量體積大、不易人工搬運等特點，搬運機械臂是代替人工勞動，完成搬運工作的一種機械臂。目前雖然機械臂已廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線上，但很多都是在示教人員的示教編程或離線編程下完成一些預(yù)先設(shè)定的固定動作和功能。如果工件周圍的環(huán)境發(fā)生了變化，則就會導(dǎo)致機械臂抓取任務(wù)的失敗，這種由于機械臂無法識別工件外部環(huán)境變化的缺點極大的限制了機械臂在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

人類依靠自己的眼睛來獲取外部環(huán)境的信息，進而做出各種判斷和動作。機器視覺顧名思義是使機械臂具有像人一樣的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取出有用的信息，從而實現(xiàn)各種檢測、判斷、識別和測量等功能。

在離合器的生產(chǎn)過程中，由于離合器尺寸大、質(zhì)量重，人工勞動強度大，需要機械臂代替人工將離合器從生產(chǎn)流水線線的固定位置轉(zhuǎn)移到位置相對不固定的AGV小車上以進行下一步生產(chǎn)安排。將機器視覺技術(shù)和機械臂技術(shù)相結(jié)合，利用機器視覺的定位功能使機械臂具有自己的“眼睛”來獲取AGV小車的位置信息，引導(dǎo)機械臂完成抓取、下料工作，對提高生產(chǎn)線的效率和擴展機械臂的應(yīng)用范圍都具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為使機械臂能夠通過自己的“眼睛”獲取AGV小車的位置信息，并引導(dǎo)其完成抓取下料任務(wù)，本實用新型提供了一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置，包括視覺定位單元、AGV小車單元、機械臂控制單元和實時監(jiān)控單元，實時監(jiān)控單元通過無線通信模塊與AGV小車單元相連接，實時監(jiān)控單元通過千兆以太網(wǎng)線分別和視覺定位單元、機械臂控制單元相連接。

視覺定位單元由工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭、紅外環(huán)形光源和圖像采集卡組成，其中工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭和紅外環(huán)形光源各兩套安裝在AGV小車兩端特征點的上方，構(gòu)成機械臂手眼系統(tǒng)；工業(yè)鏡頭安裝在工業(yè)相機上，紅外環(huán)形光源安裝在鏡頭下面，且其中心線與鏡頭的中心線保持一致，光源與鏡頭下表面間的距離保持在20±5mm范圍內(nèi)；圖像采集卡安裝在實時監(jiān)控單元的PCI插槽中，圖像采集卡與工業(yè)相機通過千兆以太網(wǎng)線相連接；實現(xiàn)圖像的采集和傳輸功能。

AGV小車單元由AGV車身、車身控制器、磁導(dǎo)引傳感器、地標(biāo)傳感器、角度電位計、安全蔽障傳感器、直流電機調(diào)速器、直流電機、電源模塊、無線通信模塊組成，所述磁導(dǎo)引傳感器、地標(biāo)傳感器、角度電位計、安全蔽障傳感器均連接至車身控制器；車身控制器經(jīng)直流電機調(diào)速器與直流電機相連；無線通信模塊包括無線通訊子模塊與無線通訊主模塊，無線通訊子模塊通過RS-485串口線與車身控制器相連，無線通訊主模塊通過無線通訊實時監(jiān)控單元的工控機連接。

機械臂控制單元由PLC、機械臂、機械臂控制柜、夾爪抓手和示教器組成，機械臂通過電機動力電纜、轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)電纜和用戶電纜連接機械臂控制柜；PLC和機械臂控制柜之間通過以太網(wǎng)連接；夾爪抓手由夾爪支架和夾爪組成，夾爪支架安裝在機械臂末端的法蘭盤位置處，夾爪固定在夾爪支架上；示教器通過通訊電纜和機械臂控制柜相連；機械臂控制柜通過千兆以太網(wǎng)與實時監(jiān)控單位相連接，實現(xiàn)由機械臂根據(jù)接收的AGV小車位置信息準確的放置離合器完成下料的任務(wù)。

實時監(jiān)控單元由工控機和無線通信模塊組成，實時監(jiān)控單元通過無線通信模塊與AGV小車單元相連接，工控機與機械臂控制柜和工業(yè)相機通過千兆以太網(wǎng)連接在一起，負責(zé)與機械臂和工業(yè)相機進行數(shù)據(jù)交換；此外，工控機還提供了人機監(jiān)控界面，實時顯示當(dāng)前下料情況，記錄并保存下料數(shù)據(jù)及圖像等功能。

本實用新型裝置的有益效果：利用機器視覺技術(shù)快速采集AGV小車特征點的圖像，在線穩(wěn)定準確高效的進行AGV小車位置信息的提取，實現(xiàn)視覺引導(dǎo)下的機械臂穩(wěn)定準確放置離合器至AGV小車的功能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。

附圖1是一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置的硬件連接結(jié)構(gòu)圖。

附圖2是一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置的視覺定位原理圖。

附圖3是一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置的下料流程圖。

附圖1中編號1和2是工業(yè)相機、編號3和4是工業(yè)鏡頭、編號5和6是紅外環(huán)形光源、編號7和8是AGV小車的特征孔、編號9是AGV小車、編號10～15是AGV小車車身上放置離合器的六個固定位置、編號16是機械臂控制柜、編號17是PLC、編號18和19是離合器、編號20是來料平臺、編號22是夾爪支架、編號23是夾爪、編號24是機械臂、編號25是圖像采集卡、編號26是工控機。

附圖2中編號1和2是工業(yè)相機、編號3和4是工業(yè)鏡頭、編號5和6是紅外環(huán)形光源、編號7和8是AGV小車的特征孔、編號9是AGV小車、編號10～15是AGV小車車身上放置離合器的六個位置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步說明。

附圖1示出了一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置的硬件連接結(jié)構(gòu)圖，附圖3示出了一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置的下料流程圖。經(jīng)過上一條生產(chǎn)線完成零部件組裝的離合器，需要進入下一條生產(chǎn)線——變速箱組裝。零部件組裝完成的離合器18由托盤承載著依次放置在流水線的來料平臺20上。裝載離合器18的托盤到位后，托盤到位傳感器發(fā)出到位信號。此時判斷AGV小車9是否入庫到位，如果AGV小車9到位，則AGV小車9的到位傳感器發(fā)出到位信號，由PLC17向工控機26發(fā)出獲取AGV小車9位置信息的命令，視覺定位單元的工業(yè)相機1和工業(yè)相機2、紅外環(huán)形光源5和紅外環(huán)形光源6開始工作，工控機26控制工業(yè)相機1和工業(yè)相機2采集圖像，并通過圖像采集卡25將圖片傳送給工控機26進行圖像定位處理，提取AGV小車9的位置信息，如果位置信息提取成功則將位置數(shù)據(jù)反饋給機械臂7，否則人工調(diào)整AGV小車9的位置后重新進行定位，定位成功后啟動機械臂抓取離合器。機械手準確抓取離合器之后，向PLC17發(fā)出離合器抓取到位信號，由PLC17向機械臂7發(fā)出下料命令。機械臂7根據(jù)獲取的位置信息調(diào)整自己的位姿后準確的放置離合器18，完成離合器18的下料任務(wù)。離合器18下料成功后，通過傳感器判斷AGV小車是否放滿，如果未滿，則繼續(xù)執(zhí)行下一個離合器的下料任務(wù)；如果小車已滿，則滿車出庫，空車入庫。機械臂7執(zhí)行完離合器18的下料任務(wù)之后，返回來料平臺20進行下一個離合器19的抓取，并完成其下料任務(wù)，保證整個系統(tǒng)和整條生產(chǎn)線的不間斷運行。

附圖2示出了一種視覺引導(dǎo)下的離合器下料裝置的視覺定位原理圖。AGV小車9的尺寸是2150×950mm，小車上有六個放置離合器的固定位置10～15；視覺定位單元中的工業(yè)相機1和2分別采集AGV小車的兩個特征孔7和8的圖像，通過特征孔7和8獲取AGV小車9的位置信息；工業(yè)鏡頭4和5到AGV小車9的距離是500±10mm，工業(yè)鏡頭4和5下表面到光源6和7的距離是20±5mm。

整個視覺定位過程實時顯示于工控機26的人機界面上，同時將檢測數(shù)據(jù)及圖像進行保存，以便進行數(shù)據(jù)溯源。

本實用新型裝置能夠?qū)崿F(xiàn)視覺引導(dǎo)機械臂快速、準確的完成離合器的下料任務(wù)。

以上是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均屬于實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。