一种激光视觉自动钻孔装置的制作方法

本实用新型涉及智能制造领域，尤其涉及一种激光视觉自动钻孔装置。

背景技术：

随着经济的发展，人口老龄化的加剧，人力成本越来越高，新一代工业革命呼之欲出，这就是工业4.0。目前，机器人钻孔、锁螺丝已取得大范围应用，但是应用的方式比较简单，只能先固定工件，然后机器人采用点位记忆模式工作，对于位置不固定的工件无能为力。对于跨度非常大(例如卡车、高铁、飞机)或具有倾斜面弧面的工件就更束手无策。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种激光视觉自动钻孔装置，针对现有技术中的不足，采用视觉和激光二重定位的方式，解决了传统钻孔装置对位置不固定、跨度非常大或具有倾斜面弧面的工件无法加工的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种激光视觉自动钻孔装置，包括机械臂移动轨道、底座、六轴机械臂、定位钻孔机构；所述底座安装于所述机械臂移动轨道上；所述六轴机械臂底部安装于所述底座上，所述六轴机械臂前端安装所述定位钻孔机构；所述定位钻孔机构包括激光测距仪、面光源、相机、钻枪；所述激光测距仪和相机分别位于所述钻枪的两侧；所述面光源为环形，环绕所述相机设置；所述机械臂移动轨道底部设置有锚固支架，所述机械臂移动轨道上相互平行间隔设置有两条直线导轨，所述底座的两侧活动卡设于所述直线导轨上；两所述直线导轨之间设置有丝杆，所述丝杆与所述底座活动连接，在所述丝杆的一端安装有伺服电机，所述伺服电机通过所述丝杆驱动所述底座沿所述直线导轨运动。

作为本实用新型的一种优选方案，还包括控制系统；所述控制系统包括处理器模块、图像处理模块、激光测距模块、伺服控制模块、机械臂控制模块、安全模块；所述处理器模块用于控制所述图像处理模块、激光测距模块、伺服控制模块、机械臂控制模块、安全模块的工作，所述图像处理模块用来处理相机拍摄的图片，识别待钻孔位置；所述激光测距模块采集并分析激光测距仪的数据，用来测距及进行钻头垂直工作面调整；所述伺服控制模块用来控制所述六轴机械臂在所述机械臂移动轨道上移动；所述机械臂控制模块用来控制所述六轴机械臂按照处理器模块计算出来的位置动作，所述安全模块用来保证在做业过程中对人、机、料进行安全防护，实现紧急制动。

作为本实用新型的一种优选方案，在所述直线导轨和丝杆外部套设有波纹伸缩管；所述波纹伸缩管与所述底座连接。

通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：本实用新型结构合理，适应非常大的跨度，因采用视觉和激光二重定位，允许工件一定程度的姿态随意性，允许工作面未知角度的倾斜甚至弧面，可以准确找到打孔位置并垂直工作面打孔，适用范围广，加工的孔径精度高。本实用新型可以有效降低人工成本，降低劳动强度，提高工作效率，保证作业品质。

附图说明

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1、图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的控制系统的原理图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.底座 2.六轴机械臂 3.定位钻孔机构

4.机械臂移动轨道 5.波纹伸缩管 6.直线导轨

7.丝杆 8.伺服电机 9.钻枪

10.激光测距仪 11.面光源 12.相机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

结合图1至图3，本实用新型提供了一种激光视觉自动钻孔装置，包括机械臂移动轨道4、底座1、六轴机械臂2、定位钻孔机构3；底座1安装于机械臂移动轨道4上；六轴机械臂2底部安装于底座1上，六轴机械臂2前端安装定位钻孔机构3；定位钻孔机构3包括激光测距仪10、面光源11、相机12、钻枪9；激光测距仪10和相机12分别位于钻枪9的两侧；面光源11为环形，环绕相机12设置；相机12优选使用高清相机。机械臂移动轨道4底部设置有锚固支架，机械臂移动轨道4上相互平行间隔设置有两条直线导轨6，底座1的两侧活动卡设于直线导轨6上；两直线导轨6之间设置有丝杆7，丝杆7与底座1活动连接，在丝杆7的一端安装有伺服电机8，伺服电机8通过丝杆7驱动底座1沿直线导轨6运动。在直线导轨6和丝杆7外部套设有波纹伸缩管5；波纹伸缩管5与底座1连接。

本实用新型通过控制系统实现总控。控制系统包括处理器模块、图像处理模块、激光测距模块、伺服控制模块、机械臂控制模块、安全模块；处理器模块用于控制图像处理模块、激光测距模块、伺服控制模块、机械臂控制模块、安全模块的工作，图像处理模块用来处理相机12拍摄的图片，识别待钻孔位置；激光测距模块采集并分析激光测距仪10的数据，用来测距及进行钻头垂直工作面调整；伺服控制模块用来控制六轴机械臂2在机械臂移动轨道4上移动；机械臂控制模块用来控制六轴机械臂2按照处理器模块计算出来的位置动作，安全模块用来保证在做业过程中对人、机、料进行安全防护，实现紧急制动。

本实用新型采用车辆视觉加激光引导的自动钻孔技术，实现自动钻孔依照如下步骤：

第一步，管理人员需要对相机12进行标定，使相机12坐标和六轴机械臂2坐标实现统一或对接。

第二步，学习需要钻孔的区域，使视觉记忆并识别这些区域。

第三步，规划六轴机械臂2移动线路及定位点，使六轴机械臂2依照设定进行初步定位。

第四步，机器人每到一个钻孔区域，首先视觉引导六轴机械臂2找到准确的钻孔位置，然后激光测距仪10采用三点测距法调整六轴机械臂2上的钻枪9进行姿态调整，保证垂直下钻。

第五步，重复三、四步，依次将每个钻孔区域作业完。

通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构合理，适应非常大的跨度，因采用视觉和激光二重定位，允许工件一定程度的姿态随意性，允许工作面未知角度的倾斜甚至弧面，可以准确找到打孔位置并垂直工作面打孔，适用范围广，加工的孔径精度高。本实用新型可以有效降低人工成本，降低劳动强度，提高工作效率，保证作业品质。

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。