1.本实用新型涉及一种板材成型装置,尤其是涉及一种基于视觉识别的板材成型装置。
背景技术:2.在木质家具的生产过程中,需要将木材原料加工为等厚度的初级板材原料,之后再通过初级板材原料进行多环节的冲裁加工、修边加工,得到最后的板材成品。
3.在现有的生产的过程中,生产线操作者根据每道冲裁加工工艺、修边加工工艺的尺寸需求来进行具体的加工把控,在冲裁过程中逐步通过冲裁设备上的基准线进行把控,并在修边过程中凭借经验进行倒角程度合打磨弧度控制,这样各工艺环节的操作误差会构成累计误差,使得板材成品的成型品质难以提升。
4.因此,如何从整体上进行板材成型的品质控制,避免累计误差的产生,是目前板材成型装置需要改进的出发点。
技术实现要素:5.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于视觉识别的板材成型装置,将板材成型过程中的冲裁加工工艺、修边加工工艺规整至一个自动化操作工艺,并配合视觉信息获取组件实现精确的板材尺寸信息、位置信息和姿态信息,实现了一步化的精确板材成型。
6.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
7.本实用新型中基于视觉识别的板材成型装置,包括壳体、连杆式夹持组件、视觉信息获取组件和切割组件,其中具体地:
8.连杆式夹持组件包括对称设于壳体顶部和底部的夹持臂,板材夹持于两个夹持臂之间,通过两个夹持臂的运动实现板材的升降、倾斜和平移动作;
9.视觉信息获取组件设于所述壳体的顶部和侧部,视觉信息获取组件自侧部视角获得板材在特定位置和姿态下的前、后、左、右视图,自顶部视角获得板材在特定位置和姿态下的俯视图,视觉信息获取组件根据板材在特定位置和姿态下的前、后、左、右、俯视图确定板材的空间位置信息;
10.切割组件包括设于所述壳体底部的导轨、设于导轨上的移动单元、设于移动单元上的切割单元,所述切割单元对处于特定位置和姿态下的板材进行切割。
11.进一步地,所述夹持臂包括依次连接的旋转电机、第一电缸、第一连杆、第二连杆和夹持板;
12.所述旋转电机设于壳体底部;
13.所述第一电缸设于所述旋转电机的旋转轴上;
14.所述第一连杆的一端铰接于所述第一电缸的推进杆上,另一端铰接于第二连杆的一端上,夹持板连接于第二连杆的另一端上,所述板材夹持于上下两块夹持板之间。
15.进一步地,所述第一连杆的一端设有水平朝向的第一铰接轴,所述第一铰接轴铰接于所述第一电缸的推进杆上。
16.进一步地,所述第二连杆的一端设有水平朝向的第二铰接轴,所述第二铰接轴铰接于所述第一连杆的一端。
17.进一步地,所述夹持臂还包括第一伺服电机和第二伺服电机;
18.所述第一伺服电机的输出轴和第二伺服电机的输出轴分别与所述第一铰接轴和第二铰接轴传动连接。
19.进一步地,所述视觉信息获取组件包括分别阵列式排布于所述壳体顶壁和侧壁的顶部拍摄单元和环向拍摄单元。
20.进一步地,所述顶部拍摄单元和环向拍摄单元均为摄像机。
21.进一步地,所述导轨为直线导轨,所述移动单元为设于所述直线导轨上的gav小车。
22.进一步地,所述切割单元为水切割机。
23.进一步地,所述基于视觉识别的板材成型装置还包括微处理器,所述微处理器分别与所述连杆式夹持组件、视觉信息获取组件和切割组件电连接。
24.与现有技术相比,本实用新型具有以下技术优势:
25.1)本技术方案中基于视觉识别的板材成型装置将板材成型过程中的冲裁加工工艺、修边加工工艺规整至一个自动化操作工艺,并配合视觉信息获取组件实现精确的板材尺寸信息、位置信息和姿态信息,实现了一步化的精确板材成型。
26.2)本技术方案中的连杆式夹持组件和切割组件相互配合,共享实时的板材在特定位置和姿态下的前、后、左、右、俯视图确定板材的空间位置信息,实现更加高效和精准的配合模式,以此实现一步化的精确板材成型。
27.3)本技术方案中通过板材倾斜过程使得切割单元的竖直切割模式能够实现板材的倒角过程,并通过动态原位的倾斜-切割过程,实现更加顺滑无毛边的倒角形态。
附图说明
28.图1为本技术方案中基于视觉识别的板材成型装置的结构示意图。
29.图中:1、板材,2、壳体,3、环向拍摄单元,4、顶部拍摄单元,5、旋转电机,6、移动单元,7、第二电缸,8、第一电缸,9、第一铰接轴,10、切割单元,11、第一连杆,12、第二铰接轴,13、夹持板,14、导轨,15、第二连杆。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
31.实施例1
32.本实用新型中基于视觉识别的板材成型装置,包括壳体2、连杆式夹持组件、视觉信息获取组件和切割组件,参见图1。
33.连杆式夹持组件包括对称设于壳体2顶部和底部的夹持臂,板材1夹持于两个夹持臂之间,通过两个夹持臂的运动实现板材1的升降、倾斜和平移动作;夹持臂包括依次连接的旋转电机5、第一电缸8、第一连杆11、第二连杆15和夹持板13;旋转电机5设于壳体2底部;
第一电缸8设于所述旋转电机5的旋转轴上;第一连杆11的一端铰接于所述第一电缸8的推进杆上,另一端铰接于第二连杆15的一端上,夹持板13连接于第二连杆15的另一端上,所述板材1夹持于上下两块夹持板13之间。第一连杆11的一端设有水平朝向的第一铰接轴9,第一铰接轴9铰接于所述第一电缸8的推进杆上。第二连杆15的一端设有水平朝向的第二铰接轴12,第二铰接轴12铰接于所述第一连杆11的一端。夹持臂还包括第一伺服电机和第二伺服电机,均设于壳体2内部,第一伺服电机的输出轴和第二伺服电机的输出轴分别与所述第一铰接轴9和第二铰接轴12传动连接。
34.视觉信息获取组件设于所述壳体2的顶部和侧部,视觉信息获取组件自侧部视角获得板材1在特定位置和姿态下的前、后、左、右视图,自顶部视角获得板材1在特定位置和姿态下的俯视图,视觉信息获取组件根据板材1在特定位置和姿态下的前、后、左、右、俯视图确定板材1的空间位置信息,基于视觉识别的板材成型装置还包括微处理器,微处理器分别与所述连杆式夹持组件、视觉信息获取组件和切割组件电连接,具体选型时,微处理器可选用arm处理器或者x86架构的处理器。视觉信息获取组件包括分别阵列式排布于所述壳体2顶壁和侧壁的顶部拍摄单元4和环向拍摄单元3。顶部拍摄单元4和环向拍摄单元3均为摄像机。
35.切割组件包括设于壳体2底部的导轨14、设于导轨上的移动单元6、设于移动单元上的切割单元10,所述切割单元10对处于特定位置和姿态下的板材1进行切割。导轨14为直线导轨,导轨14包括可设置为,移动单元6为设于所述直线导轨上的gav小车。切割单元10与移动单元6之间设有第二电缸7。具体选型时,切割单元10为水切割机。
36.在具体运行时,首先通过工业机器人将板材1放置并夹持于上下两块夹持板13之间,通过第一电缸8的调节实现稳定的夹持力度,并使得连杆式夹持组件具有充足的操作空间,之后微处理器读取预设的板材目标成型信息,并转换为板材的3d轮廓点的坐标集,视觉信息获取组件自侧部视角获得板材1在特定位置和姿态下的前、后、左、右视图,自顶部视角获得板材1在特定位置和姿态下的俯视图,并对各个视图基于rgb值的不同进行边界轮廓点的拟合赋值,得到各个视图中板材1的轮廓坐标点集,通过预设的比例尺换算关系获得各个轮廓点的坐标信息,视觉信息获取组件根据板材1在特定位置和姿态下的前、后、左、右、俯视图确定板材1的空间位置信息,并拟合至同一坐标体系中,微处理器向第一伺服电机、第二伺服电机、移动单元6、切割单元10发出指令,使得第一伺服电机、第二伺服电机的输出轴通过减速电机减速后,通过链条、柔性皮带或柔性齿条等适宜传动部件带动第一铰接轴9和第二铰接轴12运作,实现夹持臂运动,此时上下夹持臂按照预设的程序配合运作,实现板材1的升降、倾斜和平移动作。板材1升降和平移是为了迎合切割组件对板材的切割过程,移动单元6也可实时基于板材1在特定位置和姿态下的前、后、左、右、俯视图确定板材1的空间位置信息,并基于微处理器的指令,实现更高效的配合过程。板材1倾斜的过程是使得切割单元10的竖直切割模式能够实现板材1的倒角过程,并通过动态原位的倾斜-切割过程,实现更加顺滑无毛边的倒角形态。当切割单元10需要进行直线轨迹切割时,通过旋转电机5的旋转调整夹持臂的方向,使得板材1上待切割的方向与导轨14的方向平行即可。
37.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本实用新型不限于上述
实施例,本领域技术人员根据本实用新型的揭示,不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。