一种基于机器视觉技术的全自动牙科工具组装设备的制作方法

1.本发明涉及组装设备技术领域，具体为一种基于机器视觉技术的全自动 牙科工具组装设备。


背景技术：

2.现有的牙科工具的两端具有不同的功能，这是在进行组装时，在两端安 装了不同的工具，因此，牙科工具在进行组装时，需要将不同的工具安装到 主体的内部，并保持紧密连接。
3.现有的组装设备存在的缺陷是：
4.1、专利文件cn113814916a公开了组装设备，保护的权项“组装设备包 括：底座、多个限位柱、多个固定限位件以及多个活动限位件。其中，底座 包括中间部分和边缘部分，中间部分包括第一组相邻边和第二组相邻边。多 个限位柱连接于中间部分。多个固定限位件连接于边缘部分，多个固定限位 件处于靠近第一组相邻边的位置。多个活动限位件连接于边缘部分，多个活 动限位件处于靠近第二组相邻边的位置。其中，多个限位柱被配置于对处于 中间部分的第一待组装部件进行限位，多个固定限位件和多个活动限位件被 配置于相互配合以对处于中间部分的第二待组装部件进行位置调整，使得第 二待组装部件与第一待组装部件对齐”，但是其装置不能对其他形状的工件 进行夹持，需要更换不同的夹持组件，不够方便；
5.2、专利文件cn110977382a公开了组装设备，保护的权项“，用于将第 一工件组装在第二工件上，组装设备包括：工作台；料仓，设置在工作台上， 料仓具有多个储料空间，各个储料空间均用于存放多个第一工件；顶升机构， 与工作台连接，顶升机构具有多个顶升部，顶升部沿竖直方向可移动的设置， 多个顶升部与多个储料空间一一对应的设置，各个顶升部用于抬升相应的储 料空间内的第一工件，以将储料空间内顶部的第一工件顶升至预定取料位置； 移载机构，设置在工作台上，移载机构用于带动预定取料位置上的第一工件 移动并将第一工件组装在第二工件上。本发明的组装设备解决了现有技术中 的遥控器组装效率低的问题”，但是其装置缺少对灰尘的检测功能；
6.3、专利文件cn113399983a公开了组装设备，保护的权项“包括主体机 构和顶推件。主体机构内部开设有穿设孔，主体机构具有夹持端，夹持端具 有夹持空间，用于夹持目标元件，夹持空间与穿设孔连通；顶推件的一端为 连接端，用于连接驱动机构，顶推件的另一端为顶推端，顶推件滑动穿设孔， 其中连接端外露于穿设孔的一端，顶推端穿出穿设孔的另一端且位于夹持空 间中，顶推端用于抵持目标元件。上述的组装设备，夹持端的夹持空间配合 顶推件的顶推端压住同轴连接器公头，实现稳定夹持同轴连接器公头，且使 得同轴连接器公头不会发生偏移，保证同轴连接器公头与同轴连接器母头的 准确连接，使得同轴连接器组装生产实现自动化，提高了生产效率与组装的 可靠性”，但是其装置缺少除尘集尘的功能，不能保证设备环境无尘；
7.4、专利文件cn108942132a公开了组装设备，保护的权项“适于将第一 部件组装到
第二部件上。组装模块包括主体部和引导部。在主体部上形成有 用于容纳和定位第二部件的容纳室，在主体部的侧壁上形成有与容纳室连通 的定位槽，用于容纳和定位第一部件的弹性腿部的下端部。引导部的宽度从 其前端向后端逐渐增大，适于逐渐向外扩张第一部件的一对弹性腿部的下端 部之间的距离，使得第一部件的一对弹性腿部的下端部能够沿引导部平滑地 滑动到主体部的侧壁上，并沿主体部的侧壁滑动到定位槽中。当第一部件的 弹性腿部的下端部滑动到定位槽中时，第一部件的一对弹性腿部夹持在第二 部件的侧壁上，并且第二部件上的凸起部装配到第一部件的装配孔中。本发 明的组装设备结构非常简单”，但是其装置缺少对汽缸速度的调节功能。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种基于机器视觉技术的全自动牙科工具组装设 备，以解决上述背景技术中提出的多功能夹持、缺少检测结构、缺少除尘结 构、缺少调节结构的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉技术的 全自动牙科工具组装设备，包括底板、夹持板、检测器和调节器，所述底板 的顶部安装有夹持板，所述底板的顶部安装有伺服压机，所述底板的顶部安 装有多个气缸，所述底板的顶部安装有第一夹持器，所述底板的顶部安装有 第二夹持器，且第一夹持器和第二夹持器安装在夹持板的两侧，所述底板的 顶部安装有手柄上料结构，所述底板的顶部安装有柔性震动上料器，所述底 板的顶部安装有端头定位夹紧器，所述底板的顶部安装有成品下料盘，所述 底板的顶部安装有不合格品下料盘，所述底板的顶部安装有激光打标机；
10.所述夹持板的顶部设有夹持槽，所述夹持板的顶部安装有滑槽，所述滑 槽的底部安装有安装板，安装板的外壁安装有电动伸缩杆，所述夹持槽内壁 贯穿安装有夹持杆，所述夹持杆的一端安装有固定板，所述夹持杆的外壁环 绕安装有第一弹簧，且第一弹簧的一端与夹持槽的外壁连接；
11.所述底板的顶部安装有两组伸缩柱，所述底板的顶部安装有调节器，所 述底板的顶部安装有检测器，所述底板的顶部安装有除尘器，且集尘箱位于 检测器的一侧，所述夹持板的内部后壁安装有第一马达。
12.优选的，所述伸缩柱的顶部安装有支撑板，支撑板的顶部安装有第二马 达，且第二马达的底部延伸出支撑板的底部，第二马达的输出端安装有收线 轴，支撑板的底部安装有两组活动杆，且活动杆为l型，活动杆的一端安装 有防滑板。
13.优选的，所述第一马达的输出端安装有第一往复丝杆，第一往复丝杆的 输出端安装有移动块，且移动块的一端与安装板的外壁连接。
14.优选的，所述检测器的外壁设有贯穿孔，检测器的一侧内壁安装有感光 板，检测器的另一侧内壁安装有光源。
15.优选的，所述集尘箱的内壁安装有收集箱，收集箱的顶部安装有抽气泵， 且抽气泵的输入端延伸进集尘箱的内部，收集箱的内部顶壁安装有防护罩， 且抽气泵的输入端位于防护罩的内部，收集箱的顶部贯穿安装有集尘管，集 尘管的外壁套装有第一控制阀，第一控制阀的顶部安装有伸缩管，且伸缩管 的一端延伸出集尘箱的外壁，所述第一控制阀的外壁安装有第三马达。
16.优选的，所述第三马达的输出端延伸进第一控制阀的内部，第三马达的 输出端安装有第二往复丝杆，且第二往复丝杆的一端与第一控制阀的内壁连 接，第二往复丝杆的外壁安装有封堵块。
17.优选的，所述调节器与气缸之间通过管道连接，调节器的内壁安装有感 应板，调节器的内壁安装有进气管，进气管的外壁安装有第二控制阀，第二 控制阀的底部安装有第四马达，且第四马达的输出端延伸进第二控制阀的内 部，第四马达的输出端安装有调节盘，调节盘的内壁安装有两组通道，通道 的内壁通过轴安装有密封板，密封板的底部安装有第二弹簧。
18.优选的，该组装设备的工作步骤如下：
19.s1、首先启动第二马达，第二马达转动带动收线轴转动，收线轴转动带 动活动杆和防滑板将工件夹持，随后伸缩柱收缩，使得工件落在夹持板上的 夹持槽中，随后启动电动伸缩杆，电动伸缩杆伸长带动夹持杆伸长，夹持杆 带动固定板将工件夹紧，可以将固定板更换为其他形状，启动第一马达，第 一马达转动带动第一往复丝杆转动，第一往复丝杆转动带动移动块移动，移 动块移动带动电动伸缩杆移动，对不同工件夹持时，可以将电动伸缩杆移动 至不同的位置，以便于对多种工件均可以夹持的功能；
20.s2、当装置周围环境中的灰尘较多时，灰尘经过贯穿孔进入到检测器的 内部，检测器内部的光源发出光亮，当灰尘较多时，感光板感应到的光照强 度降低，当灰尘较少时，感光板检测到的光照强度高，灰尘较多时，控制抽 气泵开启；
21.s3、启动抽气泵，抽气泵将收集箱内部的空气抽出，防护罩可以防止灰 尘进入到抽气泵的内部，收集箱内部负压通过集尘管和伸缩管将外界的灰尘 吸入，需要控制吸尘效率时，可以启动第三马达，第三马达转动带动第二往 复丝杆转动，第二往复丝杆转动带动封堵块移动，使得封堵块对集尘管的孔 径进行遮挡，从而控制集尘效率，实现除尘功能；
22.s4、调节气缸的推进速度时，启动第四马达，第四马达转动带动调节盘 转动，调节盘内部的通道孔径不同，一大一小，当需要快速的推进时，将较 大孔径的通道转动至与进气管平行，气流冲击密封板，第二弹簧收缩，使得 空气进入到汽缸的内部，实现调节功能；
23.s5、设备动作描述，设备动作描述：
24.a.人工上料，人工将手柄放入料仓中，一号端头放入振动筛1的小料仓 中，二号端头放入振动筛2的小料仓中。
25.b.1号scara机器人取手柄至夹紧机构(取手柄前，伺服旋转机构带动 手柄每次旋转45度，由视觉判断，光面朝上)，夹紧机构夹紧后再由1号机 器人取振动筛1中的端头放入端头夹紧机构1中，同时2号机器人取2号振 动筛中的端头放入端头夹紧机构2中。
26.c.然后伺服压机动作，将2个端头同时压入手柄两端。
27.d.2号机器取下夹具中的最终成品至打标工位打标，完成后取至下料盘， 整齐摆放至料盘中。
28.e.料盒中积累一定数量的成品后，提示人工取料。
29.f.重复b、c、d、e；
30.如果伺服压机压装过程中，超出设定的压力值、行程值、时间值，设备 将自动判断不合格，机器人2将夹取后直接放入不合格品下料盘。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.1.本发明通过安装有夹持板和夹持槽可以对不同的工件进行夹持，第二 马达转动带动收线轴转动，收线轴转动带动活动杆和防滑板将工件夹持，随 后伸缩柱收缩，使得工件落在夹持板上的夹持槽中，随后启动电动伸缩杆， 电动伸缩杆伸长带动夹持杆伸长，夹持杆带动固定板将工件夹紧，可以将固 定板更换为其他形状，启动第一马达，第一马达转动带动第一往复丝杆转动， 第一往复丝杆转动带动移动块移动，移动块移动带动电动伸缩杆移动，对不 同工件夹持时，可以将电动伸缩杆移动至不同的位置，以便于对多种工件均 可以夹持的功能；
33.2.本发明通过安装有检测器可以对灰尘进行检测，当装置周围环境中的 灰尘较多时，灰尘经过贯穿孔进入到检测器的内部，检测器内部的光源发出 光亮，当灰尘较多时，感光板感应到的光照强度降低，当灰尘较少时，感光 板检测到的光照强度高，灰尘较多时空气抽气泵开启；
34.3.本发明通过安装有集尘箱可以对灰尘进行收集，可以启动第三马达， 第三马达转动带动第二往复丝杆转动，第二往复丝杆转动带动封堵块移动， 使得封堵块对集尘管的孔径进行遮挡，从而控制集尘效率，实现除尘功能；
35.4.本发明通过安装有第二调节阀可以对汽缸速度进行调节，调节气缸的 推进速度时，启动第四马达，第四马达转动带动调节盘转动，调节盘内部的 通道孔径不同，一大一小，当需要快速的推进时，将较大孔径的通道转动至 与进气管平行，气流冲击密封板，第二弹簧收缩，使得空气进入到汽缸的内 部，实现调节功能。
附图说明
36.图1为本发明的俯视部分结构示意图；
37.图2为本发明的整体结构示意图；
38.图3为本发明的夹持板侧视结构示意图；
39.图4为本发明的夹持板俯视结构示意图；
40.图5为本发明的支撑板部分结构示意图；
41.图6为本发明的检测器俯视结构示意图；
42.图7为本发明的集尘箱部分结构示意图；
43.图8为本发明的第一控制阀部分结构示意图；
44.图9为本发明的调节器俯视结构示意图；
45.图10为本发明的第四马达部分结构示意图；
46.图11为本发明的图9中a部分结构示意图。
47.图中：1、底板；101、伺服压机；102、汽缸；103、第二夹持器；104、 第一夹持器；105、手柄上料结构；106、激光打标机；107、不合格品下料盘； 108、成品下料盘；109、端头定位夹紧器；110、柔性震动上料器；2、夹持 板；201、夹持槽；202、滑槽；203、电动伸缩杆；204、夹持杆；205、第一 弹簧；206、固定板；3、伸缩柱；301、支撑板；302、第二马达；303、收线 轴；304、活动杆；305、防滑板；4、检测器；401、贯穿孔；402、感光板； 403、光源；5、集尘箱；501、抽气泵；502、防护罩；503、集尘管；504、 第一控制阀；505、伸缩管；6、调节器；601、感应板；602、进气管；603、 第二控制阀；604、第四马达；605、调节盘；606、通道；607、密封板；608、 第二弹簧；7、第一马达；701、第一往复丝杆；702、移动块；8、第三马达； 801、第二往复丝杆；802、
封堵块。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.实施例1：请参阅图1、2、3、4、5，本发明提供的一种实施例：一种基 于机器视觉技术的全自动牙科工具组装设备，包括底板1、夹持板2、检测器 4和调节器6，底板1的顶部安装有夹持板2，底板1的顶部安装有伺服压机101，底板1的顶部安装有多个气缸102，底板1的顶部安装有第一夹持器104， 底板1的顶部安装有第二夹持器103，且第一夹持器104和第二夹持器103安 装在夹持板2的两侧，底板1的顶部安装有手柄上料结构105，底板1的顶部 安装有柔性震动上料器110，底板1的顶部安装有端头定位夹紧器109，底板 1的顶部安装有成品下料盘108，底板1的顶部安装有不合格品下料盘107， 底板1的顶部安装有激光打标机106，夹持板2的顶部设有夹持槽201，夹持 板2的顶部安装有滑槽202，滑槽202的底部安装有安装板，安装板的外壁安 装有电动伸缩杆203，夹持槽201内壁贯穿安装有夹持杆204，夹持杆204的 一端安装有固定板206，夹持杆204的外壁环绕安装有第一弹簧205，且第一 弹簧205的一端与夹持槽201的外壁连接，底板1的顶部安装有两组伸缩柱3， 底板1的顶部安装有调节器6，底板1的顶部安装有检测器4，底板1的顶部 安装有除尘器5，且集尘箱5位于检测器4的一侧，夹持板2的内部后壁安装 有第一马达7，伸缩柱3的顶部安装有支撑板301，支撑板301的顶部安装有 第二马达302，且第二马达302的底部延伸出支撑板301的底部，第二马达 302的输出端安装有收线轴303，支撑板301的底部安装有两组活动杆304， 且活动杆304为l型，活动杆304的一端安装有防滑板305，第一马达7的输 出端安装有第一往复丝杆701，第一往复丝杆701的输出端安装有移动块702， 且移动块702的一端与安装板的外壁连接，首先启动第二马达302，第二马达 302转动带动收线轴303转动，收线轴303转动带动活动杆304和防滑板305 将工件夹持，随后伸缩柱3收缩，使得工件落在夹持板2上的夹持槽201中， 随后启动电动伸缩杆203，电动伸缩杆203伸长带动夹持杆204伸长，夹持杆 204带动固定板206将工件夹紧，可以将固定板206更换为其他形状，启动第 一马达7，第一马达7转动带动第一往复丝杆701转动，第一往复丝杆701转 动带动移动块702移动，移动块702移动带动电动伸缩杆203移动，对不同 工件夹持时，可以将电动伸缩杆203移动至不同的位置，以便于对多种工件 均可以夹持的功能。
50.实施例2：请参阅图2和图6，本发明提供的一种实施例：一种基于机器 视觉技术的全自动牙科工具组装设备，检测器4的外壁设有贯穿孔401，检测 器4的一侧内壁安装有感光板402，检测器4的另一侧内壁安装有光源403， 当装置周围环境中的灰尘较多时，灰尘经过贯穿孔401进入到检测器4的内 部，检测器4内部的光源发出光亮，当灰尘较多时，感光板402感应到的光 照强度降低，当灰尘较少时，感光板402检测到的光照强度高，灰尘较多时。
51.实施例3：请参阅图7和图8，本发明提供的一种实施例：一种基于机器 视觉技术的全自动牙科工具组装设备，集尘箱5的内壁安装有收集箱，收集 箱的顶部安装有抽气泵501，且抽气泵501的输入端延伸进集尘箱的内部，收 集箱的内部顶壁安装有防护罩502，且
抽气泵501的输入端位于防护罩502的 内部，收集箱的顶部贯穿安装有集尘管503，集尘管503的外壁套装有第一控 制阀504，第一控制阀504的顶部安装有伸缩管505，且伸缩管505的一端延 伸出集尘箱5的外壁，第一控制阀504的外壁安装有第三马达8，第三马达8 的输出端延伸进第一控制阀504的内部，第三马达8的输出端安装有第二往 复丝杆801，且第二往复丝杆801的一端与第一控制阀504的内壁连接，第二 往复丝杆801的外壁安装有封堵块802，启动抽气泵501，抽气泵501将收集 箱内部的空气抽出，防护罩502可以防止灰尘进入到抽气泵501的内部，收 集箱内部负压通过集尘管503和伸缩管505将外界的灰尘吸入，需要控制吸 尘效率时，可以启动第三马达8，第三马达8转动带动第二往复丝杆801转动， 第二往复丝杆801转动带动封堵块802移动，使得封堵块802对集尘管503 的孔径进行遮挡，从而控制集尘效率，实现除尘功能。
52.实施例4：请参阅图9、10、11，本发明提供的一种实施例：一种基于机 器视觉技术的全自动牙科工具组装设备，调节器6与气缸102之间通过管道 连接，调节器6的内壁安装有感应板601，调节器6的内壁安装有进气管602， 进气管602的外壁安装有第二控制阀603，第二控制阀603的底部安装有第四 马达604，且第四马达604的输出端延伸进第二控制阀603的内部，第四马达 604的输出端安装有调节盘605，调节盘605的内壁安装有两组通道606，通 道606的内壁通过轴安装有密封板607，密封板607的底部安装有第二弹簧 608，调节气缸102的推进速度时，启动第四马达604，第四马达604转动带 动调节盘605转动，调节盘605内部的通道606孔径不同，一大一小，当需 要快速的推进时，将较大孔径的通道606转动至与进气管602平行，气流冲 击密封板607，第二弹簧608收缩，使得空气进入到汽缸102的内部，实现调 节功能。
53.进一步，该组装设备的工作步骤如下：
54.s1、首先启动第二马达302，第二马达302转动带动收线轴303转动，收 线轴303转动带动活动杆304和防滑板305将工件夹持，随后伸缩柱3收缩， 使得工件落在夹持板2上的夹持槽201中，随后启动电动伸缩杆203，电动伸 缩杆203伸长带动夹持杆204伸长，夹持杆204带动固定板206将工件夹紧， 可以将固定板206更换为其他形状，启动第一马达7，第一马达7转动带动第 一往复丝杆701转动，第一往复丝杆701转动带动移动块702移动，移动块 702移动带动电动伸缩杆203移动，对不同工件夹持时，可以将电动伸缩杆 203移动至不同的位置，以便于对多种工件均可以夹持的功能；
55.s2、当装置周围环境中的灰尘较多时，灰尘经过贯穿孔401进入到检测 器4的内部，检测器4内部的光源发出光亮，当灰尘较多时，感光板402感 应到的光照强度降低，当灰尘较少时，感光板402检测到的光照强度高，灰 尘较多时；
56.s3、启动抽气泵501，抽气泵501将收集箱内部的空气抽出，防护罩502 可以防止灰尘进入到抽气泵501的内部，收集箱内部负压通过集尘管503和 伸缩管505将外界的灰尘吸入，需要控制吸尘效率时，可以启动第三马达8， 第三马达8转动带动第二往复丝杆801转动，第二往复丝杆801转动带动封 堵块802移动，使得封堵块802对集尘管503的孔径进行遮挡，从而控制集 尘效率，实现除尘功能；
57.s4、调节气缸102的推进速度时，启动第四马达604，第四马达604转动 带动调节盘605转动，调节盘605内部的通道606孔径不同，一大一小，当 需要快速的推进时，将较大孔径的通道606转动至与进气管602平行，气流 冲击密封板607，第二弹簧608收缩，使得空气
进入到汽缸102的内部，实现 调节功能。
58.工作原理，首先启动第二马达302，第二马达302转动带动收线轴303转 动，收线轴303转动带动活动杆304和防滑板305将工件夹持，随后伸缩柱3 收缩，使得工件落在夹持板2上的夹持槽201中，随后启动电动伸缩杆203， 电动伸缩杆203伸长带动夹持杆204伸长，夹持杆204带动固定板206将工 件夹紧，可以将固定板206更换为其他形状，启动第一马达7，第一马达7转 动带动第一往复丝杆701转动，第一往复丝杆701转动带动移动块702移动， 移动块702移动带动电动伸缩杆203移动，对不同工件夹持时，可以将电动 伸缩杆203移动至不同的位置，以便于对多种工件均可以夹持的功能，当装 置周围环境中的灰尘较多时，灰尘经过贯穿孔401进入到检测器4的内部， 检测器4内部的光源发出光亮，当灰尘较多时，感光板402感应到的光照强 度降低，当灰尘较少时，感光板402检测到的光照强度高，灰尘较多时，启 动抽气泵501，抽气泵501将收集箱内部的空气抽出，防护罩502可以防止灰 尘进入到抽气泵501的内部，收集箱内部负压通过集尘管503和伸缩管505 将外界的灰尘吸入，需要控制吸尘效率时，可以启动第三马达8，第三马达8 转动带动第二往复丝杆801转动，第二往复丝杆801转动带动封堵块802移 动，使得封堵块802对集尘管503的孔径进行遮挡，从而控制集尘效率，实 现除尘功能，调节气缸102的推进速度时，启动第四马达604，第四马达604 转动带动调节盘605转动，调节盘605内部的通道606孔径不同，一大一小， 当需要快速的推进时，将较大孔径的通道606转动至与进气管602平行，气 流冲击密封板607，第二弹簧608收缩，使得空气进入到汽缸102的内部，实 现调节功能；
59.s5、设备动作描述，设备动作描述：
60.a.人工上料，人工将手柄放入料仓中，一号端头放入振动筛1的小料仓 中，二号端头放入振动筛2的小料仓中。
61.b.1号scara机器人取手柄至夹紧机构(取手柄前，伺服旋转机构带动 手柄每次旋转45度，由视觉判断，光面朝上)，夹紧机构夹紧后再由1号机 器人取振动筛1中的端头放入端头夹紧机构1中，同时2号机器人取2号振 动筛中的端头放入端头夹紧机构2中。
62.c.然后伺服压机动作，将2个端头同时压入手柄两端。
63.d.2号机器取下夹具中的最终成品至打标工位打标，完成后取至下料盘， 整齐摆放至料盘中。
64.e.料盒中积累一定数量的成品后，提示人工取料。
65.f.重复b、c、d、e；
66.如果伺服压机压装过程中，超出设定的压力值、行程值、时间值，设备 将自动判断不合格，机器人2将夹取后直接放入不合格品下料盘。
67.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范为由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。