3D视觉自动识别抓取上料系统的制作方法

3d视觉自动识别抓取上料系统
技术领域
1.本实用新型涉及3d视觉自动识别抓取上料系统。


背景技术：

2.自动化生产设备中，经常通过机械手进行取料以及下料，针对于汽车配件，特征是汽车的壳件或者钣金件而言，其形状不规则，且其体积较大，在取料时无法通过一般的机械手进行夹取，需要专门研发特定的机械手进行搬运，但是现有技术中，通过普通的机械手在搬运的过程中，进行对位不准确，无法顺利抓取，或者抓取位置不对，在下料时，放置位置不精准，影响后续的加工工序。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种3d视觉自动识别抓取上料系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：3d视觉自动识别抓取上料系统，包括：取料平台：
5.包括：第一传输区、第二传输区和排空区，第一传输区向第二传输区传输工件，第二传输区向排空区传输空的货架；且第一传输区和第二传输区上分别设置有横向传输带以及加强传输带，横向传输带及加强传输带相平行，第一传输区和第二传输区上的加强传输带直线靠近分布；所述的第二传输区和排空区之间设置有竖向传输带；
6.加工平台，设置有夹持装置；
7.送料机械手，包括：
8.多轴活动臂、安装于多轴活动臂末端的抓取组件以及3d视觉装置；所述的抓取组件对称分布有两组， 3d视觉装置分布在两组抓取组件之间靠近任意一组抓取组件设置。
9.进一步的技术方案中，所述的两组抓取组件通过安装支架共同安装于多轴活动臂上；所述的抓取组件至少包括：第一取料臂和第二取料臂，第一取料臂和第二取料臂均具有远离安装支架向前直线伸出或倾斜伸出的取料端，所述的第一取料臂和第二取料臂在横向以及竖向空间上交错设置。
10.进一步的技术方案中，所述的3d视觉装置包括：主机以及摄像头，摄像头抓取视觉特征并传输至主机中进行分析，控制多轴活动臂调节位置。
11.进一步的技术方案中，所述的3d视觉装置至少两次抓取工件的视觉特征，第一次为远距离抓取，第二次为近距离抓取。
12.进一步的技术方案中，所述的横向传输带具有左右对称的两条，加强传输带亦具有左右对称的两条；横向传输带和加强传输带通过统一的驱动装置驱动运行；且加强传输带长度小于横向传输带，加强传输带与横向传输带带面持平。
13.进一步的技术方案中，其特征在于：所述的驱动装置包括：电机、倾斜设置的传输带组件以及传动轴，所述的横向传输带、加强传输带、传输带组件的一端均连接于传动轴，所述的电机带动传输带组件转动，继而传动传动轴、横向传输带、加强传输带。
14.进一步的技术方案中，所述的传输带组件外设置有一防护壳；所述的横向传输带外侧设置有挡板。
15.进一步的技术方案中，所述的加工平台上设置有升降架及所述夹持装置；升降架包括：支架板以及驱动气缸；所述夹持装置包括：驱动气缸以及夹持臂，夹持臂上至少设置有两个接触点。
16.进一步的技术方案中，所述的加工平台上设置有与夹持装置对应的支撑块；或所述的夹持装置上设置有与夹持装置对应的支撑块；支撑块固定设置。
17.进一步的技术方案中，所述的夹持臂与支撑块之间留有夹持间隙，且夹持臂与支撑块之间点接触定位。
18.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型具有以下有益技术效果：
19.本实用新型的送料机械手上设置有特殊的抓取组件以及3d视觉装置，工件为不规则的结构，3d视觉装置能够实现精确的定位，保证正确抓取工件；而抓取组件是根据工件是结构而特定制成的，通过至少四个抓取点平稳抓取工件；最后，第一传输区和第二传输区均具有横向传输带和加强传输带，能够有效地实现第一传输区和第二传输区之间位置的切换。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为取料平台的结构示意图；
23.图3为加工平台的结构示意图；
24.图4为多轴活动臂的结构示意图；
25.图5为抓取组件与3d视觉装置的结构示意图；
26.图6为工件的示意图。
具体实施方式
27.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
28.本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.3d视觉自动识别抓取上料系统，包括：取料平台100、加工平台200和送料机械手300，送料机械手300是在取料平台100和加工平台200之间搬运工件400的。
31.所述的取料平台100具有高进度金属制成的支架，支架的具体结构如图2所示，大致的呈l型分布的，设置有第一传输区110、第二传输区120和排空区130，其中，第二传输区120位于第一传输区110 和排空区130之间；第一传输区110向第二传输区120传输工件，第二传输区120向排空区130传输空的货架；在图1和图2中，货架并未画出，货架是用于整齐放置工件400的，货架至少顶部和/或侧面为敞口结构，方便送料机械手300抓取工件。
32.所述的第一传输区110和第二传输区120上分别设置有横向传输带140以及加强传输带150，横向传输带140及加强传输带150相平行，横向传输带140具有左右对称的两条，加强传输带150亦具有左右对称的两条；横向传输带140和加强传输带150通过统一的驱动装置170驱动运行；且加强传输带150 长度小于横向传输带140。
33.如图3所示，横向传输带140分布在第一传输区110的边缘上，货架是支撑在横向传输带140上，通过横向传输带140从第一传输区110向第二传输区120传输。
34.所述的加强传输带150分布在横向传输带140的内侧，并且靠近于第二传输区120设置。加强传输带150是用于当载有工件400的货架在第一传输区110和第二传输区120之间切换位置的时候，能够起到辅助切换的作用。
35.所述的驱动装置170包括：电机171、倾斜设置的传输带组件172以及传动轴173，所述的横向传输带140、加强传输带150、传输带组件172的一端均连接于传动轴173，所述的电机171带动传输带组件 172转动，继而传动传动轴173、横向传输带140、加强传输带150，使横向传输带140和加强传输带150 同步运行。所述的传输带组件172外设置有一防护壳174，防护壳是对传输带组件172进行保护的；所述的横向传输带140外侧设置有挡板175，挡板175能够确保货架的运输方向是直线运输，防止跑偏或跌落。
36.载有工件400的货架的重量相对较大，因而通过加强传输带150的设置，更好地完成区域的切换。
37.从图3可以看出，第二传输区120上的第一传输区110上的横向传输带140、加强传输带150是相对分布的，其结构是相同的；两者的横向传输带140在同一直线上，两者的加强传输带150在同一直线上，并且两者间是驱动装置170也是相对的，大致可以说的对称分布。
38.上述的横向传输带140、加强传输带150、传输带组件172均是包括两端的传动轮以及传动带，传动带可以是皮带或者是链条结构，有足够的摩擦力带动载有工件400的货架移动。
39.所述的第二传输区120和排空区130之间设置有竖向传输带160，竖向传输带160设置于第二传输区 120的左右两侧，与横向传输带140相垂直，并且其中一条竖向传输带160位于第一传输区110、第二传输区120的横向传输带140之间，作为分隔。竖向传输带160也是包括两端的传动轮以及传动带，传动带可以是皮带或者是链条结构，有足够的摩擦力带动载有工件400的货架移动。
40.那么，整体的传输是，第一传输区110的载有工件400的货架通过横向传输带140和
加强传输带150 传输至第二传输区120，等待送料机械手300的抓取，当工件400抓取完毕后，第二传输区120上的空货架通过竖向传输带160传输至排空区130，然后，重复上述；至于载有工件400的货架如何运输至第一传输区110、空的货架如何送出排空区130不做具体限定，可以是手动传输，也可以是通过其它的机械手运输。
41.上述的横向传输带140和竖向传输带160上可以设置有位置传感器。
42.如图4所示，所述的多轴活动臂310可以是四轴机械臂或者是六轴机械臂，能够实现多方位、多角度的移动，而四轴机械臂、六轴机械臂已经被广泛应用于自动化生产线上，应当为本领域技术人员所知悉，这里不做详细的赘述；其包含有有旋转、上下摆动、左右摆动等动作，本实用新型中送料机械手 300的不同之处是在于安装在多轴活动臂310末端的抓取组件320以及3d视觉装置330，下面对抓取组件320以及3d视觉装置330具体详述。
43.所述的抓取组件320对称分布有两组，两组抓取组件320通过安装支架340共同安装于多轴活动臂 310上；
44.如图5所示，所述的抓取组件320至少包括：第一取料臂321和第二取料臂322，第一取料臂321和第二取料臂322均具有远离安装支架340向前直线伸出或倾斜伸出的取料端3211、3221，所述的第一取料臂321和第二取料臂322在横向以及竖向空间上交错设置，能够正确夹持工件400。
45.所述的3d视觉装置330分布在两组抓取组件320之间靠近任意一组抓取组件320设置，3d视觉装置330包括：主机331以及摄像头332，摄像头332抓取视觉特征并传输至主机331中进行分析，控制多轴活动臂300调节位置；所述的3d视觉装置330至少两次抓取工件的视觉特征，第一次为远距离抓取，第二次为近距离抓取。
46.如图1、图5和图6所示，所述的工件400上设置有多个孔以及通槽，而工件400的右侧具有识别孔 410，在送料机械手300向取料平台100移动时，远距离先第一次粗略工件400上的识别孔410，大致确定送料机械手300的运行方位，而当靠近工件400时，则第二次精确识别识别孔410，从而精确地确定送料机械手300的运行方位，通过抓取组件320抓取工件400。
47.而上述的第一取料臂321和第二取料臂322的交错设置，是能够适应于工件400上的孔以及通槽，能够进入孔及通槽中进行抓取。抓取组件320对称分布有两组，则至少有四个抓取点，能够平稳地抓取工件400。
48.所述的加工平台200上设置有升降架220及所述夹持装置210；升降架220包括：支架板以及驱动气缸；所述夹持装置210包括：驱动气缸211以及夹持臂212，夹持臂212上至少设置有两个接触点；加工平台220上设置有与夹持装置210对应的支撑块；或所述的夹持装置210上设置有与夹持装置210对应的支撑块；支撑块固定设置。所述的夹持臂212与支撑块230之间留有夹持间隙，且夹持臂与支撑块之间点接触定位，定位效果好。当送料机械手300将工件400运输至加工平台200后，通过夹持装置210 对工件400夹持定位，然后后续通过点焊设备进行加工，点焊加工完毕后，通过升降架220将工件400 升起，便于后续操作。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。