本實(shí)用新型涉及用于機(jī)器人打磨過程中的檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于機(jī)器人打磨的在線視覺檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)器視覺技術(shù)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個重要分支，在近三十年中有迅猛的發(fā)展。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息自動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，易于同設(shè)計(jì)信息及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，機(jī)器視覺系統(tǒng)被廣泛用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的檢測方式是將加工好的零部件裝夾到測試系統(tǒng)，用測量裝置直接接觸測量，測量精度低，效率低，難以實(shí)現(xiàn)自動化。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)能夠不接觸工件，通過照相機(jī)攝取檢測圖像，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)對圖像數(shù)字信號進(jìn)行處理，從而得到所需要的各種目標(biāo)圖像特征值，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模式識別，坐標(biāo)計(jì)算，灰度分布圖等多種功能。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)能夠根據(jù)其檢測結(jié)果快速地顯示圖象，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)布指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以配合其完成位置調(diào)整，好壞篩選，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等自動化流程。只需對工件進(jìn)行掃描，根據(jù)其檢測結(jié)果快速地顯示圖象，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)布指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以配合其完成相應(yīng)調(diào)整，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等自動化流程，與傳統(tǒng)檢測方式相比較，機(jī)器視覺的最大優(yōu)點(diǎn)是非接觸，精確，快速，可靠，以及信息數(shù)字化。

現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人打磨系統(tǒng)中，打磨零件的表面質(zhì)量檢測需要采用離線方式，機(jī)器人工作程序設(shè)定后，必須等到加工結(jié)束后取下工件進(jìn)行測量才知道加工結(jié)果，就會出現(xiàn)反復(fù)裝夾，既降低了加工精度，又浪費(fèi)時(shí)間，降低生產(chǎn)率，無法真正實(shí)現(xiàn)加工的自動化，目前也有在打磨工位增加三坐標(biāo)測量儀來實(shí)現(xiàn)在線測量，但這種方法不僅對現(xiàn)場要求高，而且成本高，檢測速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種用于機(jī)器人打磨的在線視覺檢測系統(tǒng)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：所述的一種用于機(jī)器人打磨的在線視覺檢測系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括三維激光測量機(jī)構(gòu)和二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)，二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述的三維激光測量機(jī)構(gòu)包括工控機(jī)，工控機(jī)與信號處理器相連，信號處理器與安裝在位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)上的三維激光攝像頭相連，工控機(jī)分別與二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к壓蚘方向?qū)к壍目刂谱冾l電機(jī)相連，鍵盤和顯示器與工控機(jī)相連；二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к壈惭b在Y方向?qū)к壣稀?/p>

所述的位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)包括安裝在二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к壣系牡鬃?，支撐軸通過底部法蘭安裝在底座上，支撐軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)接頭，卡座通過卡柄安裝在轉(zhuǎn)接頭上，卡柄上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，支座安裝在轉(zhuǎn)軸上，支座上設(shè)置有用于安裝三維激光攝像頭的連接板。

所述的卡柄端部還設(shè)置有用于緊固卡座和卡柄的旋鈕，旋緊旋鈕實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接頭相對于支撐軸固定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)卡柄對轉(zhuǎn)軸的夾緊定位；所述的支座通過螺釘與轉(zhuǎn)軸固定相連，連接板通過螺釘與支座固定相連。

所述的三維激光測量機(jī)構(gòu)的三維激光攝像頭通過螺釘固定在位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的連接板上，工件放置在三維激光攝像頭掃描范圍內(nèi)，通過位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)三維激光攝像頭對工件單個檢測位置的掃描檢測；當(dāng)需要對工件表面多個測量位置整體測量時(shí)，通過二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к壓蚘方向?qū)к壍囊苿觼韺?shí)現(xiàn)，二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к壓蚘方向?qū)к壴谶\(yùn)動時(shí)的變頻電機(jī)的編碼信號通過工控機(jī)實(shí)施采集，從而獲得三維激光攝像頭沿工件二維表面移動進(jìn)行采樣測量，掃描的信息通過信號處理器處理后傳遞到工控機(jī)中的圖像分析軟件中，通過對掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分析獲得工件表面質(zhì)量的對應(yīng)評價(jià)，對應(yīng)的測量結(jié)果經(jīng)工控機(jī)傳輸?shù)綑C(jī)器人控制柜，機(jī)器人根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整繼續(xù)加工或停止。

本實(shí)用新型的有益效果是：所述的一種用于機(jī)器人打磨的在線視覺檢測系統(tǒng)，其通過在機(jī)器人打磨過程中引入視覺檢測機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人打磨檢測自動化，解決人工檢測帶來的重新定位誤差和時(shí)間浪費(fèi)。該裝置對打磨結(jié)果實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)打磨結(jié)果不合格時(shí)，機(jī)器人打磨系統(tǒng)會調(diào)整程序繼續(xù)打磨，直到加工出合格品。很好的解決了機(jī)器人打磨的加工與檢測問題，實(shí)現(xiàn)了打磨、檢測的自動化過程，有效的提高了加工質(zhì)量和效率。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型圖2的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型圖4的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示：1.Y方向?qū)к墸?.X方向?qū)к墸?.底座；4.底部法蘭；5.支撐軸；6.轉(zhuǎn)接頭；7.卡座；8.卡柄；9.支座；10.旋鈕；11.轉(zhuǎn)軸；12.連接板；13.三維激光攝像頭；14.鍵盤；15.顯示器；16.工控機(jī)；17.信號處理器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1至5所示，所述的一種用于機(jī)器人打磨的在線視覺檢測系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括三維激光測量機(jī)構(gòu)和二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)，二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述的三維激光測量機(jī)構(gòu)包括工控機(jī)16，工控機(jī)16與信號處理器17相連，信號處理器17與安裝在位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)上的三維激光攝像頭13相連，工控機(jī)16分別與二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к?和Y方向?qū)к?的控制變頻電機(jī)相連，鍵盤14和顯示器15與工控機(jī)16相連；二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к?安裝在Y方向?qū)к?上。

進(jìn)一步，所述的位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)包括安裝在二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к?上的底座3，支撐軸5通過底部法蘭4安裝在底座3上，支撐軸5上設(shè)置有轉(zhuǎn)接頭6，卡座7通過卡柄8安裝在轉(zhuǎn)接頭6上，卡柄8上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸11，支座9安裝在轉(zhuǎn)軸11上，支座9上設(shè)置有用于安裝三維激光攝像頭13的連接板12。

進(jìn)一步，所述的卡柄8端部還設(shè)置有用于緊固卡座7和卡柄8的旋鈕10，旋緊旋鈕10實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接頭6相對于支撐軸5固定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)卡柄8對轉(zhuǎn)軸11的夾緊定位；所述的支座9通過螺釘與轉(zhuǎn)軸11固定相連，連接板12通過螺釘與支座9固定相連。

進(jìn)一步，所述的三維激光測量機(jī)構(gòu)的三維激光攝像頭13通過螺釘固定在位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的連接板12上，工件放置在三維激光攝像頭13掃描范圍內(nèi)，通過位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)三維激光攝像頭對工件單個檢測位置的掃描檢測；當(dāng)需要對工件表面多個測量位置整體測量時(shí)，通過二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к?和Y方向?qū)к?的移動來實(shí)現(xiàn)，，二維運(yùn)動機(jī)構(gòu)的X方向?qū)к?和Y方向?qū)к?在運(yùn)動時(shí)的變頻電機(jī)的編碼信號通過工控機(jī)16實(shí)施采集，從而獲得三維激光攝像頭13沿工件二維表面移動進(jìn)行采樣測量，掃描的信息通過信號處理器處理后傳遞到工控機(jī)16中的圖像分析軟件中，通過對掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分析獲得工件表面質(zhì)量的對應(yīng)評價(jià)，對應(yīng)的測量結(jié)果經(jīng)工控機(jī)傳輸?shù)綑C(jī)器人控制柜，機(jī)器人根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整繼續(xù)加工或停止。

所述的三維激光測量機(jī)構(gòu)的三維激光攝像頭13為圖像獲取設(shè)備，其是由分布于其上的各個像元的光敏二極管的線性陣列或矩形陣列構(gòu)成，通過順序輸出每個二極管的電壓脈沖，實(shí)現(xiàn)將圖像光信號轉(zhuǎn)換成電信號的目的。輸出的電壓脈沖序列可以直接以RS-170制式輸入標(biāo)準(zhǔn)電視顯示器，或者輸入計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，進(jìn)行數(shù)值化處理。圖像處理由圖像信號處理器完成，然后信號處理器將信號傳送到COGNEX圖像分析軟件，軟件可以通過分析所攝取的圖片得到被測物體的相關(guān)幾何物理信息。輸出顯示直接在顯示器上完成。

以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。