一种基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统的制作方法

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统。

背景技术：

风力发电机现场吊装施工时，需要将风机轮毂与发电机、叶片进行组装，而轮毂轴承螺栓的拧紧目前基本依靠人工实现，费时费力。也有一些单位自主设计了一些风力发电机组轮毂轴承螺栓的拧紧设备，但这些设备定位过程需要人为地识别，自动化程度较低。在自动化程度不断提高的今天，设计并开发一套可以自主完成风力发电机组轮毂轴承螺栓拧紧工作的控制系统十分必要。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统，克服现有依靠人工和半自动化拧紧设备存在的浪费人力、工作效率低等问题。

本实用新型提供的基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统，包括主控部分、执行机构，还包括视觉导航部分，所述视觉导航部分包括用于采集并传送目标螺栓图像的图像传感器，用于处理目标螺栓图像、获取目标螺栓几何图形及目标螺栓位置坐标的图像处理器。

进一步的，所述主控部分包括控制器、与控制器连接的驱动器、与驱动器连接的驱动模块。

进一步的，所述执行机构为与驱动模块连接的电机。

进一步的，所述基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统还包括与控制器通讯连接的条形码扫描器或二维码扫描器。

更进一步的，所述图像传感器还用于采集并传送轮毂图像，所述图像处理器还用于处理轮毂图像、获取轮毂叶片连接孔的直径。

优选的，所述图像传感器为3D摄像机。

本实用新型的有益效果：

基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统属于全自动化控制系统，无需人为识别目标螺栓位置，无需人力执行拧紧动作，在减少人力的同时，大大提高了工作效率，视觉导航部分能够精确获取目标螺栓位置信息，便于主控部分准确控制拧紧设备对准目标螺栓执行拧紧动作。

附图说明

图1是基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统结构示意图，

图2是轮毂轴承螺栓自动拧紧设备结构示意图。

1、控制器，2、驱动器，3、驱动模块，4、图像处理器，5、条形码扫描器，6、电机，7、图像传感器，8、二维码扫描器；

6-1、电机，6-2、电机，6-3、电机，6-4、电机，6-5、电机，6-6、电机，6-7、电机，6-8、电机；

Ⅰ、悬臂，Ⅱ、轮毂，Ⅲ、套筒，Ⅳ、目标螺栓，Ⅴ、旋转平台，Ⅵ、轮毂轴承螺栓自动拧紧设备。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

实施例一

参照图1，所述基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统包括设置于控制柜内部的控制器1，与控制器1连接的两个驱动器2，与两个驱动器2连接的六个驱动模块3，与控制器1通过以太网通信连接的图像处理器4，还包括设置于控制柜外部的与控制器1通过以太网通信连接的条形码扫描器5，与六个驱动模块3连接的十二个电机6，与图像处理器4通过以太网通讯连接的图像传感器7，本实施例图像传感器7采用3D摄像机。

参照图2，所述十二个电机6分为六组，其中一组电机6-1控制悬臂Ⅰ前后运动的粗调和微调，一组电机6-2控制悬臂Ⅰ的伸缩，实现悬臂Ⅰ长度的改变以适应不同机型轮毂Ⅱ的叶片连接孔的直径，一组电机6-3控制套筒Ⅲ拧紧目标螺栓Ⅳ，一组电机6-4控制放置轮毂Ⅱ的旋转平台Ⅴ旋转完成三面目标螺栓Ⅳ的拧紧，除了这四组电机(6-1、6-2、6-3、6-4)之外，还有一个电机6-5控制悬臂Ⅰ的上下移动，一个电机6-6控制悬臂Ⅰ的旋转，一个电机6-7控制轮毂轴承螺栓自动拧紧设备Ⅵ的工位行走，还有一个电机6-8空位，以备其他需要。

所述基于视觉导航的轮毂轴承螺栓自动拧紧控制系统的工作流程为：

S1、系统初始化检测工作环境是否安全，

S2、通过条形码扫描器5识别轮毂Ⅱ机型，

S3、控制器1调用该机型轮毂参数并控制电机6-1带动悬臂Ⅰ运动到图像传感器7能拍摄到目标螺栓Ⅳ的大概位置，

S4、图像传感器7给目标螺栓Ⅳ拍照获取目标螺栓图像，图像处理器4对图像传感器7传送的目标螺栓图像进行分析处理后获取目标螺栓Ⅳ几何图形及位置坐标信息，并将这些信息发送给控制器1，控制器1根据目标螺栓Ⅳ位置坐标信息驱动电机6-1、6-2、6-5相互配合使套筒Ⅲ对准目标螺栓Ⅳ，

S5、控制器1控制电机6-3、6-4完成拧紧动作，

S6、若控制器1检测到拧紧没有完成，驱动电机6-6旋转设定角度，返回步骤S4，若控制器1检测到拧紧已经完成，则控制电机6-7行走到下一工位，并返回步骤S2。

实施例二

与实施例一的不同之处在于，本实施例采用二维码扫描器8识别轮毂机型。

实施例三

与实施例一和实施例二不同之处在于，本实施例通过图像传感器7直接采集轮毂图像(本实施例图像传感器7也采用3D摄像机)，并把轮毂图像传送至图像处理器4，图像处理器4对轮毂图像进行分析处理、获取轮毂Ⅱ叶片连接孔直径，从而识别轮毂Ⅱ机型。