一种视觉检测工位的制作方法

本实用新型涉及工业自动化测量领域，具体涉及一种视觉检测工位。

背景技术：

机器人技术因其精度高、重复性好已经被广泛应用于自动化生产线的各个领域，而在线视觉检测技术有力的保障了产品在尺寸控制、精度定位、功能匹配和自动化检测方面的精度成为现今智能制造领域广为流传的手段；随着工业自动化水平的不断提升，高节拍、柔性化的需求不断增加，将二者相结合是一种必然趋势。

由于机器人运动通常较为迅速，且携带的传感器重量较大，当视觉检测工位内有人员误进入，极易发生碰伤事故，安全性低，并且检测工位若处于开放式的环境也可能与其他机器发生碰撞，检测精度受损，因此为了保障测量精度及人员安全，往往会在厂房内专门建立机器人检测工位，传统的检测工位只是建立简易的围栏，单纯将工位与外界隔离开，当工作人员需要进入到工位内进行操作或检修时，进入到围栏内时，机器人仍然在运转，需要操作控制器机器人才会停止运动，安全性低；同时，控制器通常裸露在检测工位内部，容易受到工业现场复杂环境的干扰，影响工作性能和使用寿命。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种视觉检测工位，包括用于固定被测物的支撑台、机器人、机器人导轨或机器人安装台、连接在机器人末端的视觉传感器以及围栏；

所述机器人安装在所述机器人导轨或机器人安装台上；所述视觉传感器安装在机器人末端，对被测物拍摄，获取图像信息；

所述围栏设置在所述视觉检测工位的外周，包括本体、光栅监控模块，以及设置于本体上的安全门和安全柜；

所述光栅监控模块包括发射端和接收端；所述发射端发射出的激光投射到所述接收端，形成光栅；控制器设置于所述安全柜内，用于实现光栅被阻断时向机器人发送信号，停止机器人的工作。

光栅构成检测工位的安全屏障，当有人进入时，所述光栅被阻断，发送异常信号给控制器，机器人停止运动，避免人员被机器运转所伤，保障了人员安全；当人员离开后，再重新操作控制器，调节机器人继续工作；

进一步，为了增加安全性，防止其他人员在不知情的情况下重新启动机器人，在所述围栏内人工划定有危险区域，在危险区域的四周/局部分散安装有激光扫描测距仪；所述激光扫描测距仪与控制器连接，实时向其发送信息，所述控制器与机器人连接，互相传递信息，所述机器人依据接收到的信息工作/停止。

本实用新型的另一种设计：一种视觉检测工位，包括用于固定被测物的支撑台、机器人、机器人导轨或机器人安装台、连接在机器人末端的视觉传感器以及围栏，所述围栏具有安全门；

所述机器人固定在所述机器人导轨或机器人安装台上；所述视觉传感器通过机器人的旋转平移对被测物拍摄，获取图像信息；

所述围栏设置在所述视觉检测工位的外周，其内侧人工划定有危险区域，在危险区域的四周/局部分散安装有1~8个激光扫描测距仪；所述激光扫描测距仪与控制器连接，实时向其发送信息，所述控制器与机器人连接，互相传递信息，所述机器人依据接收到的信息工作/停止。

进一步，所述激光扫描测距仪用于检测进入围栏的人员所在位置，判断所述激光扫描测距仪用于检测有无人员进入危险区；当检测到有人进去危险区域时，信号传输到控制器，调整机器人停止运动；人员离开后重新操作控制器启动机器人，机器人才会恢复运转，因此保证了人员不被伤害；

所述危险区域由工作人员划定，优选为机器人运动区域的外围1-3米是危险区域；

优选，所述激光扫描测距仪数量为四个，分别设置在以危险区域为中心的四个角上。

进一步，两种设计中，优选，所述机器人轨道为两条，两条轨道上分别安装机器人；或者一条轨道上安装机器人，另一条轨道上固定被测物。

根据测量需要，机器人可以通过导轨进行位置移动，扩大了机器人的移动范围；

进一步，两种设计中，所述围栏对应所述机器人运动轨迹的位置上设有一个或多个开口，所述开口处设置升降门，开口的另一侧设置有于固定被测物的支撑台；当需要测量开口另一侧的被测物时，工作人员控制升降门降落，机器人伸入到开口另一侧测量。

进一步，两种设计中，还包括机器人温度补偿装置，所述机器人温度补偿装置安装于所述机器人的一侧，包括底座和设置于底座上的基准球。

进一步，所述底座选用大理石或碳纤维材料，从而减小温度变化对基准球的绝对位置的影响。

由于工业机器人在连续高速运动过程中会产生非常明显的温度误差，即机器人经过一段时间连续的高速运动之后，机器人末端TCP（Tool Center Point，工具末端中心点）会产生非常明显的位置漂移；每隔一段时间，机器人带动视觉传感器对所述基准球进行测量，通过实时获取的基准球坐标与机器人冷却时获取的基准球坐标作对比，能够计算出机器人的位置漂移并补偿到机器人运动学模型中；

进一步，两种设计中，还包括标定装置，所述标定装置安装在所述机器人的一侧，用于视觉传感器的标定。

进一步，两种设计中，所述支撑台为旋转台；将被测物置于所述旋转台，能够进行旋转从而在保持视觉传感器位置不动的状态下，也可以实现对被测物的多角拍摄；

进一步，两种设计中，所述支撑台为固定于地面的安装平台，所述安装平台上面还设置有用于固定工件的夹具，所述夹具上具有固定销。

进一步，所述安全门包括感应装置，所述感应装置设置于安全门的开合处，包括接触端、感应端，所述接触端位于开合处一侧，所述感应端位于开合处另一侧，当所述接触端插入到所述感应端时，安全门闭合，发送信号给控制器，控制机器人运动；当所述接触端与所述感应端分开时，安全门是打开状态，则发送信号给控制器，停止机器人运动；

所述接触端上还设置有门栓，所述门栓用于悬挂安全锁，当工作人员在门栓上悬挂安全锁后，所述接触端将不能再插入到所述感应端。

有益效果是：本实用新型公开的一种视觉检测工位，利用光栅监控能够实时、准确得知工位内有无人员进去；激光扫描测距仪能够有效检测工位的危险区域是否有人活动，及时停止机器人运动，提高了安全性，同时，安全门不仅能够简明提示外部人员，工位内是否有人，还能够保证工作人员进入工位后机器人及时停止运转；控制器安放在安全柜内避免受到外界环境的影响，提高稳定性及使用寿命；此外，本实用新型的安全工位还具有标定装置和温度补偿装置，使得在检测过程中，视觉传感器和机器人能够实时进行调整，保证测量精度；本实用新型提供的工位，可实现多种组合方式，满足多种应用要求。本视觉检测工位组合性好、定制度高、安全性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中视觉检测工位示意图；

图2为本实用新型实施例2中视觉检测工位示意图；

图3为本实用新型实施例3中视觉检测工位示意图。

图中：1机器人、2视觉传感器、3被测物、4安装平台、41夹具、5机器人导轨、51机器人安装台、6围栏本体、61安全柜、62安全门、63发射端、64接收端、65光栅、66升降门、7标定装置、8温度补偿装置、9旋转台、10激光扫描测距仪。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细描述。

实施例1

如图1所示，一种视觉检测工位，包括用于固定被测物的支撑台、机器人1、机器人导轨5、连接在机器人末端的视觉传感器2以及围栏；

机器人1安装在机器人导轨5上；视觉传感器2通过机器人带动对被测物进行拍摄，获取图像信息；

围栏设置在视觉检测工位的外周，包括本体6、光栅监控模块，以及设置于本体上的安全门62和安全柜61；

光栅监控模块包括发射端63和接收端64；发射端63发射出的激光条投射到接收端64，形成光栅；控制器设置于安全柜61内，用于实现光栅被阻断时向机器人发送信号，停止机器人的工作。

机器人导轨5为两条，两条轨道上分别安装机器人；

围栏对应机器人运动轨迹的位置上设有开口，开口的另一侧设置有用于固定被测物的旋转台9，本实施例中，旋转台9上的被测物为汽车零部件，开口处设置有升降门，当机器人需要伸出开口进行测量时，工作人员控制升降门降落；

还包括机器人温度补偿装置8，机器人温度补偿装置8安装于机器人的一侧，每个机器人匹配一个，包括底座和设置于底座上的基准球。

还包括标定装置7，标定装置安装在机器人的一侧，用于视觉传感器2的标定。

本实施例中，围栏内部还设置有固定于地面的安装平台4，安装平台上面还有用于固定工件的夹具41，夹具上设置定位销；本实施例中，被测物为汽车白车身，检测时，白车身被放置在安装平台4上，由夹具41和定位销进行固定，再由机器人带动视觉传感器进行实时检测。

进一步，安全门62包括感应装置，感应装置设置于安全门的开合处，包括接触端、感应端，接触端位于开合处一侧，感应端位于开合处另一侧，当所述接触端插入到所述感应端时，安全门闭合，发送信号给控制器，控制机器人运动；当接触端与感应端分开时，安全门62是打开状态，则发送信号给控制器，停止机器人运动；

其中，接触端上还设置有门栓，门栓用于悬挂安全锁，当工作人员进入工位时，需要在门栓上悬挂安全锁，此时，接触端将不能再插入到所述感应端。

实施例2

如图2所示，一种视觉检测工位，包括用于固定被测物的旋转台9、机器人1、机器人安装台51、连接在机器人末端的视觉传感器2以及围栏；

机器人1安装在机器人安装台51上；视觉传感器2通过机器人1的旋转平移对被测物拍摄，获取图像信息；

围栏设置在视觉检测工位的外周，包括本体、光栅监控模块，以及设置于本体上的安全门和安全柜61；

光栅监控模块包括发射端63和接收端64；发射端63发射出的光栅投射到接收端64，形成光栅65；控制器设置于安全柜61内，用于实现光栅被阻断时向机器人发送信号，停止机器人的工作。

本实施例中，旋转台上的被测物为汽车零部件，机器人带动视觉传感器2对汽车零部件进行检测；

本实施例工位包括机器人温度补偿装置8，机器人温度补偿装置8安装于机器人的一侧，包括底座和设置于底座上的基准球。

实施例3

如图3所示，一种视觉检测工位，包括用于固定被测物3的旋转台9、机器人1、机器人导轨5、连接在机器人末端的视觉传感器2以及围栏；

机器人1安装在机器人导轨5上；视觉传感器2通过机器人1的旋转平移对被测物拍摄，获取图像信息；

围栏设置在视觉检测工位的外周，包括本体6、设置于本体上的安全门62和存放控制器的安全柜61；

围栏内侧人工划定机器人检测范围外的2米之内为危险区域，在危险区域的四周安装有激光扫描测距仪10；本实施例中，激光扫描测距仪10数量为四个，分别设置在以危险区域为中心的四个角上；激光扫描测距仪10测量人员距离，

实时向控制器发送信息，判断人员所处位置，若处于危险区域内，控制器与机器人1通讯，机器人1依据接收到的信息停止，当人员离开后，重新操作控制器调整机器人开始工作。

本实施例，还包括机器人温度补偿装置8，机器人温度补偿装置8安装于机器人的一侧，包括底座和设置于底座上的基准球。

还包括标定装置7，标定装置安装在机器人的一侧，用于视觉传感器的标定。

进一步，安全门62包括感应装置，感应装置设置于安全门的开合处，包括接触端、感应端，接触端位于开合处一侧，感应端位于开合处另一侧，当所述接触端插入到所述感应端时，安全门闭合，发送信号给控制器，控制机器人运动；当接触端与感应端分开时，安全门62是打开状态，则发送信号给控制器，停止机器人运动；

其中，接触端上还设置有门栓，门栓用于悬挂安全锁，当工作人员进入工位时，需要在门栓上悬挂安全锁，此时，接触端将不能再插入到所述感应端。

实施例4

本实施例采用光栅监控模块和激光扫描测距仪结合的方式，具体而言，一种视觉检测工位，包括用于固定被测物的旋转台9、机器人1、机器人安装台51、连接在机器人末端的视觉传感器2以及围栏；

机器人1安装在机器人安装台51上；视觉传感器2通过机器人1的旋转平移对被测物拍摄，获取图像信息；

围栏设置在视觉检测工位的外周，包括本体、光栅监控模块，以及设置于本体上的安全门和安全柜61；

光栅监控模块包括发射端63和接收端64；发射端63发射出的光栅投射到接收端64，形成光栅65；控制器设置于安全柜61内，用于实现光栅被阻断时向机器人发送信号，停止机器人的工作。

此外，在围栏内侧人工划定机器人检测范围外的1米之内为危险区域，在危险区域的四周安装有激光扫描测距仪10；本实施例中，激光扫描测距仪10数量为四个，分别设置在以危险区域为中心的四个角上；激光扫描测距仪10测量人员距离；

激光扫描测距仪10实时向控制器发送信息，判断人员所处位置，若处于危险区域内，控制器与机器人1通讯，机器人1依据接收到的信息停止，当人员离开后，重新操作控制器调整机器人开始工作。

本实施例，还包括机器人温度补偿装置8，机器人温度补偿装置8安装于机器人的一侧，包括底座和设置于底座上的基准球。

还包括标定装置7，标定装置安装在机器人的一侧，用于视觉传感器的标定。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的，如可以采用选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。