一种电容物料的自动检测与分类装置的制作方法

本发明涉及工智能自动化技术领域，特别是一种电容物料的自动检测与分类装置。

背景技术：

以往，在需要进行材料（如微型化电容）分类抓取的企业以往一直采用人工分类的方法，而由于人工操作的局限性，导致有些方面生产效率很低、误差多、生产成本高，企业的竞争能力差，阻碍了企业的正常发展。

目前，市面上也出现了材料（如微型化电容）分类抓取的设备，但是在使用过程中都无法准确自动识别定位、准确自动抓取多种位姿物料。

视觉系统就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分为cmos和ccd两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统；根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。它在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术，可以在最快的生产线上对产品进行测量、引导、检测和识别，并能保质保量的完成生产任务。

因此，亟待开发一种电容物料的自动检测与分类装置。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种电容物料的自动检测与分类装置。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种电容物料的自动检测与分类装置，包括位于同一平面的上料盒、分料盘、光学平台，还包括设置于光学平台上的用于固定电容物料的检测夹具、与电容物料连接的电容检测仪、设置于光学平台上的用于控制检测夹具的检测夹具控制装置、设置于光学平台上的四轴机器人、固定在四轴机器人第四轴底端的用于抓取电容物料的真空吸嘴、与真空吸嘴连接的负压吸附装置、设置于四轴机器人的第二关节处的下视视觉系统、设置于检测夹具一侧的上视视觉系统、与检测夹具控制装置、四轴机器人、负压吸附装置、下视视觉系统和上视视觉系统连接的安装有视觉处理系统的计算机。

进一步，所述检测夹具控制装置包括设置于光学平台上的夹具固定块，检测夹具嵌入夹具固定块内，所述检测夹具具有两个对称分布用于夹紧电容的夹持顶针，检测夹具控制装置还包括电动推杆和plc控制器，所述电动推杆固定在光学平台上且电动推杆的顶杆与夹持顶针平行，检测夹具的其中一个夹持顶针上垂直固定有拨片，拨片的端部与电动推杆的顶杆处于同一高度，所述电动推杆与plc控制器连接，plc控制器与四轴机器人和计算机连接。

进一步，所述下视视觉系统包括第一相机、第一镜头、第一光源，所述第一镜头安装在第一相机前端后通过相机安装板一起固定于四轴机器人的第二关节处，第一镜头端部垂直朝向光学平台，所述第一光源通过光源固定架固定于相机固定板上；所述四轴机器人和第一相机连接到安装有视觉处理系统的计算机。

进一步，所述上视视觉系统包括第二相机、第二镜头、第二光源，所述第二镜头安装在第二相机前端后通过相机安装板固定于光学平台一侧，第二镜头朝上垂直于光学平台，所述第二光源通过光源固定架安装于光学平台上；所述四轴机器人和第二相机连接到安装有视觉处理系统的计算机。

优选地，所述第一相机是像素为500w的coms相机，第二相机是像素为500w的ccd相机。

优选地，所述第一光源和第二光源均为60度环形光源，所述第一光源与第一相机和第一镜头同轴安装；第二光源与第二相机和第二镜头同轴安装。

优选地，所述第一镜头和第二镜头均为双远心镜头。

优选地，所述电容检测仪采用具有20hz至120mhz的频率范围的电容分选仪。

本发明的工作原理：基于自动化控制原理图，整个测试装置组装完成后，由plc控制系统发出模拟信号，控制四轴机器人手臂和真空吸嘴将物料分拣至相对应的料盘区域。

与现有技术相比，本发明可实现电容等物料的精确分类与自动检测；本发明装置具有自动化程度高、可分拣细小电容物料等优点。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明的检测夹具控制装置的结构示意图。

图4为本发明的下视视觉系统的结构示意图。

图5为本发明的上视视觉系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。

如图1、图2所示，本实施例的一种电容物料的自动检测与分类装置，包括位于同一平面的上料盒1、分料盘8、光学平台2，还包括设置于光学平台2上的用于固定电容物料11的检测夹具5、与电容物料连接的电容检测仪（图中未画出）、设置于光学平台2上的用于控制检测夹具5的检测夹具控制装置9、设置于光学平台2上的四轴机器人7、固定在四轴机器人7第四轴底端的用于抓取电容物料的真空吸嘴10、与真空吸嘴10连接的负压吸附装置（图中未画出）、设置于四轴机器人7的第二关节处的下视视觉系统6、设置于检测夹具5一侧的上视视觉系统4、与检测夹具控制装置9、四轴机器人7、负压吸附装置、下视视觉系统6和上视视觉系统4连接的安装有视觉处理系统的计算机（图中未画出），视觉处理系统采用halcon专业图像处理平台。

本实施例中，根据物料规格的不同，通过设计定制所对应的真空吸嘴10，保持稳定的物料吸取，可根据不同物料方便快捷更换与之相对应的真空吸嘴10。分料盘采用防静电材料定制而成，共分为32个分区。针对同规格不同容值的电容进行无损耗盛装，同时料盘采用分离式限位，可根据储量多少而更换料盒。料盒分布采用4排8列布局方式，使机器人手臂能准确全覆盖32个料盒区域。

如图3所示，所述检测夹具控制装置9包括设置于光学平台2上的夹具固定块，夹具固定块由固定在光学平台2上的左固定块91和右固定块92组成；检测夹具5嵌入左固定块91和右固定块92内，所述检测夹具5具有两个对称分布用于夹紧电容的夹持顶针93，检测夹具控制装置还包括电动推杆95和plc控制器3，所述电动推杆95固定在光学平台2上且电动推杆95的顶杆与夹持顶针93平行，检测夹具5的其中一个夹持顶针93上垂直固定有拨片94，拨片94的端部与电动推杆95的顶杆处于同一高度，所述电动推杆95与plc控制器3连接，plc控制器3与四轴机器人7和计算机连接，计算机可直接显示各部分的相关信息参数，通过与plc控制器建立通讯协议，可将命令传输给plc控制器，plc控制器可根据此命令控制相应设备。同时，plc控制器将读取的各设备状态数据转换成数字信号反馈给计算机。

如图4所示，所述下视视觉系统6包括第一相机62、第一镜头63、第一光源65，所述第一镜头63安装在第一相机62前端后通过相机安装板61一起固定于四轴机器人7的第二关节处，第一镜头63端部垂直朝向光学平台2，所述第一光源65通过光源固定架64固定于相机固定板61上；所述四轴机器人7和第一相机62连接到安装有视觉处理系统的计算机。

如图5所示，所述上视视觉系统4包括第二相机41、第二镜头42、第二光源43，所述第二镜头42安装在第二相机41前端后通过相机安装板61固定于光学平台2一侧，第二镜头42朝上垂直于光学平台2，所述第二光源43通过光源固定架64安装于光学平台2上；所述四轴机器人7和第二相机41连接到安装有视觉处理系统的计算机。

在实际使用过程中，所述第一相机是像素为500w的coms相机，第二相机是像素为500w的ccd相机，所述第一光源和第二光源均为60度环形光源，所述第一光源与第一相机和第一镜头同轴安装；第二光源与第二相机和第二镜头同轴安装，第一镜头和第二镜头均为双远心镜头。

本实施例中，所述电容检测仪采用具有20hz至120mhz的频率范围的电容分选仪，其可在宽阻抗范围内提供出色的0.045%（典型值）基本精度，并且内置40v直流偏置源。等效电路分析功能支持7种不同的多参数模型，可仿真元器件的等效参数值。

本实施例的电容物料的自动检测与分类装置使用时，具体步骤如下：

1）首先，机械手将识别的某个物料抓取至上视系统进行识别并进行位姿调整，完成后，机械手将物料放置到测试夹具装夹位置，通过控制信号传输给推杆并放开拨片，此时测试夹具对待测物料进行有效夹持；

2）其次，待测物料通过夹具顶针已连接至电容分选仪，此时电容分选仪根据实时检测，将数据上传至计算机，计算机根据检测结果、预先设定的分类要求，将归类和操作信号发送plc控制器；

3）plc控制器将真空吸嘴通过机器人移至检测夹具上方，通过plc控制器控制机器人z轴向下运动，此时气控系统产生的负压通过吸嘴将物料吸附，同时z轴提升；

4）由于前期已设置分料盘规格并输入plc控制程序，此时机械手只需将真空吸嘴移至所对应分料盘上方坐标点即可；

5）负压吸附装置关闭，将电容物料准确放入分料盘的对应分区。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。