基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置的制作方法

1.本实用新型涉及机器视觉领域，尤其是基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置。


背景技术：

2.电脑作为日常生活和工作的必需品之一，在生活中扮演着非常重要的角色，随着科技的发展进步，电脑的生产制造过程也变得更加自动化、智能化，在电脑组装生产中有一个重要环节，就是电脑背板的组装，在电脑背板组装完成后，需要将电脑背板通过螺丝进行紧固，在传统的生产工艺流程中，通过人工手动完成螺丝装配，这种方法的生产效率低而且成本高。
3.随着自动化生产技术的发展，使用机械臂代替人工完成螺丝装配成为电脑生产商的首选，这样人工只需要将电脑背板组装好之后放置在对应工装位置，启动机械臂完成螺丝装配，相比于人工装配提升工作效率，然而，采用这种螺丝装配的方法还是需要人工的参与，同时对于装配精度要求高的产品，工装精度不能达到精度要求的情况下就会导致装配不准确的问题，进而会产生不良品，因此，需要一种既能满足高精度装配需求、又能提升装配效率的装置适应智能化生产的要求。


技术实现要素：

4.为了实现上述智能化生产装置，本实用新型提出一种基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，这种设备采用五组装置对电脑背板分区域装配螺丝，极大地提升了装配效率，同时采用机器视觉组件检测电脑背板，检测精度高，对于检测精度要求高的生产场景能够满足生产需求，根据机器视觉组件的检测结果引导螺丝装配机器人完成螺丝装配，提升螺丝装配的准确率。
5.本实用新型采用的技术方案为：基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，包括机械框架、输送线、顶升装置、第一固定气缸、第二固定气缸、机器视觉组件、螺丝装配机械臂、控制系统、气动系统；
6.所述的机械框架、顶升装置、第一固定气缸、第二固定气缸、机器视觉组件、螺丝装配机械臂共有五组，等距离安装在输送线两侧；
7.所述的顶升装置安装在输送线中间位置，所述的第一固定气缸安装在输送线右侧，所述的第二固定气缸安装在输送线左侧，位于第一固定气缸左前方位置，所述的机器视觉组件安装在机械框架上，位于输送线上方，所述的螺丝装配机械臂安装在输送线右侧；
8.所述的顶升装置包括顶升气缸、检测板、气管、顶升电磁阀、位置传感器，所述的顶升气缸固定安装在输送线中间位置，所述的检测板安装在顶升气缸上方，所述的顶升电磁阀通过气管连接顶升气缸，所述的位置传感器安装在输送线上；
9.所述的第一固定气缸包括第一气缸固定板、第一气缸、气管、第一电磁阀，所述的第一气缸固定板固定安装在输送线右侧，所述的第一气缸安装在第一气缸固定板上，所述的第一电磁阀通过气管连接第一气缸；
10.所述的第二固定气缸包括第二气缸固定板、第二气缸、气管、第二电磁阀，所述的第二气缸固定板固定安装在输送线左侧，所述的第二气缸安装在第二气缸固定板上，所述的第二电磁阀通过气管连接第二气缸；
11.所述的机器视觉组件包括横杆、移动板、电机、相机安装支架、工业相机、工业镜头、光源安装支架、视觉光源，所述的横杆安装在机械框架上，与输送线平行，所述的移动板安装在横杆上，所述的电机安装在横杆一端的上方位置，所述的相机安装支架安装在移动板右侧上方，所述的工业相机安装在相机安装支架上，工业镜头连接工业相机，所述的光源安装支架安装在移动板右侧，位于相机安装支架下方，所述的视觉光源安装在光源安装支架上；
12.所述的螺丝装配机械臂包括机械臂安装台、机械臂、螺丝装配器，所述的机械臂安装台安装在输送线右侧，所述的机械臂安装在机械臂安装台上，所述的螺丝装配器安装在机械臂上；
13.所述的控制系统包括计算机、plc可编程逻辑控制器、光源控制器，所述的计算机连接plc可编程逻辑控制器，所述的plc可编程逻辑控制器连接计算机、位置传感器、电机、工业相机、光源控制器、机械臂、螺丝装配器、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁，所述的光源控制器连接视觉光源；
14.所述的气动系统包括气泵、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、压力表、气路管道，所述的气路管道连接气泵、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、压力表、顶升气缸、第一气缸、第二气缸。
15.进一步地，所述的机械框架上安装有透明材料。
16.进一步地，所述的机器视觉组件的横杆内侧开设凹槽。
17.进一步地，所述的机器视觉组件的工业镜头为远心镜头，视觉光源为环形光源。
18.进一步地，所述的螺丝装配机械臂的螺丝装配器为一个或多个。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，所述的机械框架、顶升装置、第一固定气缸、第二固定气缸、机器视觉组件、螺丝装配机械臂共有五组，等距离安装在输送线两侧，采用五组装置完成螺丝装配，对电脑背板进行分区域检测装配，能够大幅度提升装配效率。
21.本实用新型基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，所述的机器视觉组件安装在机械框架上，位于输送线上方，所述的螺丝装配机械臂安装在输送线右侧，机器视觉组件用于检测输送线传输的电脑背板，根据机器视觉组件的检测结果，螺丝装配机械臂完成螺丝装配，采用机器视觉组件引导螺丝装配机械臂完成螺丝装配，相比于人工装配效率提升，同时机器视觉组件检测精度高，能够满足螺丝装配精度要求高的生产场景，提高装配准确率。
22.本实用新型基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，机器视觉组件的移动板安装在横杆上，移动板在横杆上的初始位置可以根据检测的电脑背板的区域位置进行调整，调整到合适的初始位置，在检测时能够提升检测效率，进而提升电脑背板的螺丝装配效率。
23.本实用新型基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，螺丝装配机械臂的螺丝装配器为一个或多个，满足不同规格螺丝的装配需求，使得该装置的应用范围更广。
附图说明
24.图1为本实用新提出的基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置的三维结构示意图；
25.图2为本实用新提出的基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置的一组装置三维结构示意图；
26.图3为本实用新提出的基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置的顶升装置三维结构示意图；
27.图4为本实用新提出的基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置的机器视觉组件三维结构示意图；
28.图5为本实用新提出的基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置的控制系统流程图。
29.附图标记说明
30.100
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机械框架，200
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输送线，300
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顶升装置，310
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顶升气缸，320
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检测板，400
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第一固定气缸，410
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第一气缸固定板，420
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第一气缸，500
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第二固定气缸，510
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第二气缸固定板，520
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第二气缸，600
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机器视觉组件，610
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横杆，620
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移动板，630
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电机，640
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相机安装支架，650
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工业相机，660
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工业镜头，670
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光源安装支架，680
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视觉光源，700
‑
螺丝装配机械臂，710
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机械臂安装台，720
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机械臂，730
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螺丝装配器。
具体实施方式
31.下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：
32.需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构，比例，大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰，比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
33.同时，本说明书中所引用的如“上”，“下”，“左”，“右”，“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
34.如图1～5所示，其示出了本实用新型的具体实施方式：本实用新型公开的基于机器视觉的电脑背板螺丝装配装置，包含：机械框架100、输送线200、顶升装置300、第一固定气缸400、第二固定气缸500、机器视觉组件600、螺丝装配机械臂700、控制系统、气动系统。
35.如图1所示，所述的机械框架100、顶升装置300、第一固定气缸400、第二固定气缸500、机器视觉组件600、螺丝装配机械臂700共有五组，等距离安装在输送线200两侧。
36.在本实用新型当中，采用五组机器视觉组件600对电脑背板分区域检测，根据机器视觉组件600的检测结果引导螺丝装配机械臂700完成螺丝装配，五组装置同时工作，能够极大地提升装配效率。
37.优选的，所述的机械框架100上安装有透明材料，通过安装透明材料将该装置保护起来，在外面能够清楚的观察电脑背板的螺丝装配过程，同时有利于现场作业人员的安全。
38.如图2所示，所述的顶升装置300安装在输送线200中间位置，所述的第一固定气缸
400安装在输送线200右侧，所述的第二固定气缸500安装在输送线200左侧，位于第一固定气缸400左前方位置，所述的机器视觉组件600安装在机械框架100上，位于输送线200上方，所述的螺丝装配机械臂700安装在输送线200右侧。
39.在本实用新型当中，所述的顶升装置300用于将在输送线200上电脑背板升起，所述的第一固定气缸400和第二固定气缸500对顶升装置300升起后的电脑背板进行固定，所述的机器视觉组件600进行相应区域的螺孔位置采集，根据机器视觉组件600的螺孔位置信息，所述的螺丝装配机械臂700进行螺丝装配，完成电脑背板的螺丝装配。
40.如图3所示，所述的顶升装置300包括顶升气缸310、检测板320、气管、顶升电磁阀、位置传感器，所述的顶升气缸310固定安装在输送线200中间位置，所述的检测板320安装在顶升气缸310上方，所述的顶升电磁阀通过气管连接顶升气缸310，所述的位置传感器安装在输送线200上。
41.在本实用新型当中，当电脑背板在输送线200上流动至检测板320右侧位置时，位置传感器发送信号给plc可编程逻辑控制器，plc可编程逻辑控制器控制顶升电磁阀打开，顶升气缸310向上运动一段距离，放置在检测板320上的电脑背板处于待装配螺丝的状态。
42.如图2所示，所述的第一固定气缸400包括第一气缸固定板410、第一气缸420、气管、第一电磁阀，所述的第一气缸固定板410固定安装在输送线200右侧，所述的第一气缸420安装在第一气缸固定板410上，所述的第一电磁阀通过气管连接第一气缸420；
43.所述的第二固定气缸500包括第二气缸固定板510、第二气缸520、气管、第二电磁阀，所述的第二气缸固定板510固定安装在输送线200左侧，所述的第二气缸520安装在第二气缸固定板510上，所述的第二电磁阀通过气管连接第二气缸520。
44.在本实用新型当中，放置有电脑背板的顶升装置300运动到准确位置后，plc可编程逻辑控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀打开，第一气缸420和第二气缸520向前移动，固定放置在检测板320上的电脑背板，螺丝装配完成后，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第一气缸420和第二气缸520向后移动，之后顶升电磁阀关闭，电脑背板重新回到输送线200上，进行下一工位的装配或装配完成，所述的第一气缸固定板410用于固定第一气缸420，所述的第二气缸固定板510用于固定第二气缸520。
45.如图3所示，所述的机器视觉组件600包括横杆610、移动板620、电机630、相机安装支架640、工业相机650、工业镜头660、光源安装支架670、视觉光源680，所述的横杆610安装在机械框架100上，与输送线200平行，所述的移动板620安装在横杆610上，所述的电机630安装在横杆610的一端上方位置，所述的相机安装支架640安装在移动板620右侧上方，所述的工业相机650安装在相机安装支架640上，工业镜头660连接工业相机650，所述的光源安装支架670安装在移动板620右侧，位于相机安装支架640下方，所述的视觉光源680安装在光源安装支架670上。
46.优选的，所述的机器视觉组件600的横杆610内侧开设凹槽。
47.优选的，所述的机器视觉组件600的工业镜头660为远心镜头，视觉光源680为环形光源。
48.在本实用新型当中，安装在横杆610上的移动板620根据检测的电脑背板的区域不同，可以按照就近原则设置不同的起始位置，节省时间，提升检测效率，可以根据不同的装配精度要求选择不同的工业相机650和工业镜头660，远心镜头能满足高精度检测要求，实
现高精度要求的螺丝装配，可以根据电脑背板的颜色选择不同颜色的视觉光源以提高检测精度，进而引导螺丝装配机械臂700完成螺丝装配。
49.如图2所示，所述的螺丝装配机械臂700包括机械臂安装台710、机械臂720、螺丝装配器730，所述的机械臂安装台710安装在输送线200右侧，所述的机械臂720安装在机械臂安装台710上，所述的螺丝装配器730安装在机械臂720上。
50.优选的，所述的螺丝装配机械臂700的螺丝装配器730为一个或多个。
51.在本实用新型当中，机械臂720根据机器视觉组件600检测到的螺孔位置进行运动，运动到指定位置后，螺丝装配器730完成电脑背板的螺丝装配，对于不同规格的螺丝装配，可以通过多个螺丝装配器730实现，能够适应更多螺丝装配的场景需求。
52.如图5所示，所述的控制系统包括计算机、plc可编程逻辑控制器、光源控制器，所述的计算机连接plc可编程逻辑控制器，所述的plc可编程逻辑控制器连接计算机、位置传感器、电机630、工业相机650、光源控制器、机械臂720、螺丝装配器730、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁，所述的光源控制器连接视觉光源680。
53.在本实用新型当中，所述的计算机控制连接plc可编程逻辑控制器，所述的plc可编程逻辑控制器控制连接位置传感器、电机630、工业相机650、光源控制器、机械臂720、螺丝装配器730、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁，所述的光源控制器控制连接视觉光源680。
54.所述的气动系统包括气泵、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、压力表、气路管道，所述的气路管道连接气泵、顶升电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、压力表、顶升气缸310、第一气缸420、第一气缸420。
55.在本实用新型当中，气泵通过气路管道先连接空气过滤器和压力表，然后连接入顶升电磁阀，第一电磁阀，第二电磁阀，其中顶升电磁阀连接顶升气缸310，第一电磁阀连接第一气缸420，第二电磁阀连接第一气缸420。
56.上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
57.不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。