一种基于视觉传感器的智能抛光打磨系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，包括一加工带、一机器人子系统、一视觉子系统与一处理器，其特征在于，所述加工带用于实现工件在所述加工带上的传输；所述视觉子系统用于获取所述加工带上与所述机器人子系统工作区域图像数据，并将获取的数据传送至所述处理器；所述机器人子系统与加工带配合实现工件在所述加工带与所述机器人子系统之间的转移，所述机器人子系统与所述处理器配合对工件进行打磨、抛光。本实用新型所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，能够基于视觉系统，获取加工带上的物件信息判断哪里工件不足，并且将工件定点、定量投放在抛光机器人的面前，提高了效率，减少了能耗。
【专利说明】
一种基于视觉传感器的智能抛光打磨系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及器件加工后处理设备领域，特别是一种基于视觉传感器的智能抛光打磨系统。
技术背景
[0002]打磨、抛光是机械加工的重要步骤，传统抛光、打磨工艺流程主要依靠人工手动完成，或依靠依赖人工上料的半自动加工线来完成。这种加工方式由于要靠人工进行检验，所以加工速度较低、精度依赖工人的主观判断与经验积累。
[0003]并且由于抛光打磨过程中，被打磨、抛光物品会有碎肩产生，目前抛光打磨主要使用液体研磨液、抛光液，能够将打磨抛光产生的碎肩包容在研磨液、抛光液中，但是仍然避免不了研磨碎肩粉尘、研磨液粉尘进入空气当中，工人吸入对身体造成伤害。
[0004]所以打磨、抛光工艺流程需要进行全自动化、无人化改造。
[0005]目前打磨、抛光车间部分操作仍然无法脱离人工操作，这部分主要包括，控制加工带或者传送带上的待加工、加工完毕工件的上下料，以及抛光打磨工艺菜单的确定。
[0006]鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。
【实用新型内容】
[0007]为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，包括一加工带、一机器人子系统、一视觉子系统与一处理器，其特征在于，
[0008]所述加工带用于实现工件在所述加工带上的传输；
[0009]所述视觉子系统用于获取所述加工带上与所述机器人子系统工作区域图像数据，并将获取的数据传送至所述处理器；
[0010]所述机器人子系统与加工带配合实现工件在所述加工带与所述机器人子系统之间的转移，所述机器人子系统与所述处理器配合对工件进行打磨、抛光。
[0011]较佳的，所述机器人子系统包括一排件机器人、若干上下料机器人与若干抛光机器人；
[0012]所述排件机器人位于所述加工带一端并设置成为能够接受所述处理器指令将工件放置于所述加工带上；
[0013]所述上下料机器人位于加工带旁并设置成为能够接受所述处理器指令，并依据该指令将工件从所述加工带移至所述抛光机器人或从所述抛光机器人处移至所述加工带；
[0014]所述抛光机器人位于加工带旁，能够接受所述上下料机器人送来工件并进行打磨、抛光处理动作。
[0015]较佳的，所述视觉子系统包括一传送带相机、若干抛光相机；
[0016]所述传送带相机能够获取所述加工带表面图像，并且传送至所述处理器；
[0017]所述抛光相机能够获取所述抛光机器人工作区域图像，并且传送至所述处理器。
[0018]较佳的，每个所述抛光相机均与一个所述抛光机器人、一个所述上下料机器人唯一对应成组。
[0019]较佳的，所述抛光相机能够获取工件轮廓数据并传送至所述处理器，所述处理器生成工艺菜单并控制所述抛光机器人进行抛光动作。
[0020]较佳的，所述抛光机器人包括一操作头，作为打磨和/或抛光过程中的接触头。
[0021]较佳的，所述操作头内部具有一能够容纳一弹性珠并使其随所述操作头旋转而自由运动的腔室，所述腔室内还包括一压力传感器，所述弹性珠能够在所述腔室的运动过程中，撞击所述压力传感器，所述压力传感器将检测到的数据传送至所述抛光机器人的一内置处理器中，所述内置处理器根据数据对当前打磨和/或抛光过程中的压力进行修正。
[0022]较佳的，所述内腔由所述操作头的一支杆连接的一转座与所述操作头工作时与工件接触的一抛光界面围合而成，所述抛光界面位于所述操作头上，在远离所述支杆方向具有弧度，并且能够在抛光和/或打磨过程中，受到压力在接触表面位置产生内凹，并将转化为所述腔室截面的缩小。
[0023]较佳的，所述压力传感器为设置在腔室内的压电传感器。
[0024]较佳的，所述压电传感器包括布满整个腔室内壁的压电薄膜。
[0025]与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于:
[0026]本实用新型所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，能够基于视觉系统，获取加工带上的物件信息判断哪里工件不足，并且将工件定点、定量投放在抛光机器人的面前，提高了效率，减少了能耗;利用抛光相机监控物件轮廓，自动生成工艺菜单，能够做到智能、自适应;在抛光头中设置空腔-弹性珠-压力传感器结构，压力测试精度高、成本低。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型所述系统结构图；
[0028]图2为本实用新型操作头剖面结构图；
[0029]图3为本实用新型操作头部分剖开结构图。
【具体实施方式】
[0030]为便于本领域技术人员对本实用新型的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对【具体实施方式】进行如下描述。
[0031]请参见图1所示，图1为本实用新型所述基于视觉传感器的智能抛光打磨系统结构图。
[0032]本实用新型所述抛光打磨系统包括加工带1、机器人子系统、视觉子系统与处理器4。
[0033]所述加工带I能够将工件从所述加工带一端传送到另一端，开始的一端称为始端，终点的一端称为终端。
[0034]机器人子系统与所述加工带I相配合，能够将工件从所述加工带外至所述加工带I内的上料、将工件从所述加工带内至所述加工带I外的下料，并能够完成工件的打磨、抛光。
[0035]视觉子系统与机器人子系统、加工带相配合，能够监视工件位置、监视抛光打磨进程，并且将其所获取的图像数据送至所述处理器4供其进行处理。
[0036]所述处理器4与所述视觉子系统、所述机器人子系统连接，能够接受所述视觉子系统传送来的图像数据，并且对图像数据进行分析处理，根据分析处理结果控制所述机器人子系统的动作。
[0037]其中，所述机器人子系统包括一排件机器人22、若干上下料机器人21与若干抛光机器人23 ；
[0038]所述视觉子系统包括一传送带相机31、若干抛光相机32。
[0039]所述传送带相机31设置于能够获取所述加工带上全部位置图像的位置，将所述加工带I上时时图像数据传送给所述处理器4。
[0040]所述排件机器人22设置于所述加工带I的始端，其能够将待加工的工件置于所述加工带I之上。所述派件机器人22并不是按照固定模式进行排件，而是按照所述处理器4对根据目前加工带I上的工件数量与抛光机器人的抛光处理能力分析得到的指令进行排件，这样，在所述各抛光机器人23面前工件较多的情况下，不向所述加工带I上面排件，在所述抛光及机器人23面前工件较少的情况下，所述处理器4向所述排件机器人发出排件指令。
[0041]所述处理器4能够根据所述传送带相机31传送来的图像数据，分辨出所述加工带上哪个位置的所述抛光机器人23面前需要输送更多的待处理工件。
[0042]所述抛光机器人23与所述抛光相机32—一对应，设置在所述加工带I旁边；
[0043]所述上下料机器人21设置在所述加工带I相对于所述抛光机器人23相对的一侧，其能够将待加工工件从所述加工带I上送至与其对应的所述抛光机器人。
[0044]所述抛光相机32能够对与其对应的所述抛光机器人23与所述上下料机器人21进行监控。首先，抛光机器人23获取所述上下料机器人21传送来的待加工工件，所述抛光相机32对待加工工件进行轮廓识别，将轮廓图像数据传送至所述处理器4中，所述处理器4根据轮廓设定抛光打磨工艺菜单(工艺菜单指抛光打磨过程中所涉及的工艺参数，包括打磨路径、打磨厚度、压力、时间等)，并将该工艺菜单传送至所述抛光机器人23例如内置处理器的结构进行监督执行;其次，其能够监控所述抛光机器人23对正在加工的工件的加工进度，加工完成后，处理器4会向所述上下料机器人21发出指令，所述上下料机器人21将加工好的工件从所述抛光机器人23处卸下，并将待加工工件装设在所述抛光机器人23上。
[0045]所述抛光机器人23上设置有操作头。
[0046]请参见图2、图3所示，其分别为所述抛光机器人23的操作头剖面结构示意图及抛光头部分剖开图。
[0047]所述操作头包括一支杆2301、一转座2302、一弹性珠2303、一压力传感器2304、一抛光界面2305。
[0048]图2为所述操作头剖面结构图。
[0049]所述抛光机器人本体伸出一支杆2301，所述支杆2301能够在所述抛光机器人23的带动下进行转动。
[0050]所述支杆2301与所述转座2302进行连接，所述转座2302为所述操作头的主体结构，其呈一饼状结构，与所述支杆2301相接的一面为平面，另一面呈非正球面。
[0051 ]所述转座2302之外有一抛光界面2305，所述抛光界面2305采用软质材料制成，该软质材料能够保持其固定形状，但是在受到较大压力的情况下会产生一定的形变。用于套接打磨刷或抛光刷。所述抛光界面为一罩状结构，设置于所述转座2302之外，内壁轮廓与外币轮廓相同并且与所述转座背支杆面轮廓匹配，其内壁能够与所述支杆背支杆面轮廓之间形成宽度平均的通道2307。
[0052]所述转座2302与所述抛光界面2305之间固定连接，其连接采用实体固定连接，在下部形成下连接部2306，在上部形成上连接部，上连接部与所述下连接部2306之间形成通道2307，所述通道2307被夹在所述转座与所述抛光界面之间，均有较为平均的宽度。
[0053]所述转座2302外壁与所述抛光界面2305不连接处，也就是所述通道2307的内壁采用较为粗糙的材质构成或涂刷。所述通道内壁2307中设置一弹性珠。
[0054]请参见图3所示，其为操作头立体图部分剖开图。
[0055]所述通道2307中设置一弹性珠2303，并且在通道的靠外侧的一段上设置有一压力传感器2304，所述压力传感器2304凸出于所述靠外侧的内壁，将所述通道2307的该部分内径变窄。
[0056]所述弹性珠2303能够在所述通道2307中进行滚动，并且能够随着打磨或者抛光过程中的转动，在所述通道2307中进行滚动，并且，打磨过程中与正在加工的工件之间的压力不同，所述抛光界面2305会产生程度不同的形变，所述通道2307的位置对应所述操作头的圆滑段，该圆滑段是打磨、抛光过程中主要使用的位置。所以所述抛光界面2305所产生的形变会传导至所述通道2307中，间接导致所述通道2307的形变。
[0057]所述通道2307内壁材质较为粗糙，所述弹性珠2303材质较为光滑，可以使所述弹性珠2303在所述通道2307内进行滑动的过程中保持较低的速度，并且能够尽量保持所述弹性珠2303的磨损程度为最小，但无论怎样，所述通道2307内壁的表面摩擦系数都应当比所述弹性珠2303的表面摩擦系数小。
[0058]所述通道2307内径宽度与所述弹性珠2303直径大概等同，并且略大于所述弹性珠2303直径，可以使所述的弹性珠2303顺利地在所述通道2307中进行滑动。在抛光打磨过程中，由所述抛光界面2305所产生的形变导致的通道2307的内径变化引起所述弹性珠2303在所述通道2307内移动速度的变化，这种移动速度的变化能够带来所述弹性珠2307冲量的变化，所以在不同的打磨压力下，打磨压力的变化体现为所述通道2307的变化，所述通道2307内径的变化转化为所述弹性珠2307冲量，所述弹性珠冲量的变化转换为所述弹性珠2303冲击到所述压力传感器2304时所述压力传感器2304侦测到的压力测试数据。
[0059]所述压力传感器2304将其获取的压力数据通过电连接传送至所述抛光机器人23的内置处理器，所述内置处理器能够将当前获取的压力数据与所述处理器4传送过来的预设压力数据进行比较、修正。
[0060]作为另外一种优选的方案，所述压力传感器2304为压电传感器。当使用压电传感器时，可以在所述通道2307内腔的足够大的范围内，甚至可以在所述通道2307内腔整个布满压电薄膜结构。并将压电薄膜进行分块与所述抛光机器人23的例如内置处理器电连接，所述内置处理器能够检测所述压电传感器或者压电薄膜的传感数据，并且与预设工艺菜单进行比较、修正。此种布满整个宿舍通道2307内腔的压力传感器结构，能够做到低测试间隔的压力测试数据获取，提高了测试精度。
[0061]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变和修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，包括一加工带、一机器人子系统、一视觉子系统与一处理器，其特征在于， 所述加工带用于实现工件在所述加工带上的传输； 所述视觉子系统用于获取所述加工带上与所述机器人子系统工作区域图像数据，并将获取的数据传送至所述处理器； 所述机器人子系统与加工带配合实现工件在所述加工带与所述机器人子系统之间的转移，所述机器人子系统与所述处理器配合对工件进行打磨、抛光； 所述处理器与所述视觉子系统、所述机器人子系统连接，能够接受所述视觉子系统传送来的图像数据，并且对图像数据进行分析处理，根据分析处理结果控制所述机器人子系统的动作。2.如权利要求1所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述机器人子系统包括一排件机器人、若干上下料机器人与若干抛光机器人； 所述排件机器人位于所述加工带一端并设置成为能够接受所述处理器指令将工件放置于所述加工带上； 所述上下料机器人位于加工带旁并设置成为能够接受所述处理器指令，并依据该指令将工件从所述加工带移至所述抛光机器人或从所述抛光机器人处移至所述加工带； 所述抛光机器人位于加工带旁，能够接受所述上下料机器人送来工件并进行打磨、抛光处理动作。3.如权利要求2所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述视觉子系统包括一传送带相机、若干抛光相机； 所述传送带相机能够获取所述加工带表面图像，并且传送至所述处理器； 所述抛光相机能够获取所述抛光机器人工作区域图像，并且传送至所述处理器。4.如权利要求3所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，每个所述抛光相机均与一个所述抛光机器人、一个所述上下料机器人唯一对应成组。5.如权利要求3所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述抛光相机能够获取工件轮廓数据并传送至所述处理器，所述处理器生成工艺菜单并控制所述抛光机器人进行抛光动作。6.如权利要求5所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述抛光机器人包括一操作头，作为打磨和/或抛光过程中的接触头。7.如权利要求6所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述操作头内部具有一能够容纳一弹性珠并使其随所述操作头旋转而自由运动的腔室，所述腔室内还包括一压力传感器，所述弹性珠能够在所述腔室的运动过程中，撞击所述压力传感器，所述压力传感器将检测到的数据传送至所述抛光机器人的一内置处理器中，所述内置处理器根据数据对当前打磨和/或抛光过程中的压力进行修正。8.如权利要求7所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述内腔由所述操作头的一支杆连接的一转座与所述操作头工作时与工件接触的一抛光界面围合而成，所述抛光界面位于所述操作头上，在远离所述支杆方向具有弧度，并且能够在抛光和/或打磨过程中，受到压力在接触表面位置产生内凹，并将转化为所述腔室截面的缩小。9.如权利要求7所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述压力传感器为设置在腔室内的压电传感器。10.如权利要求9所述的基于视觉传感器的智能抛光打磨系统，其特征在于，所述压电传感器包括布满整个腔室内壁的压电薄膜。
【文档编号】B24B49/02GK205520871SQ201620011837
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】蒋晓明, 毕齐林, 赫亮, 刘晓光
【申请人】广东省自动化研究所