一种基于机器视觉的自动上料机器人转让专利
申请号 : CN202010006512.4
文献号 : CN111169983B
文献日 : 2021-03-12
发明人 : 安娟 , 牟海荣 , 李有兵 , 陆蕊
申请人 : 广州城建职业学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于,包括机架(1)、托板(2)、横向移动机构(3)、移动滑台(4)、抓取机械手(5)、翻转机构(6)、视觉检测机构(7)、上料组件(8)以及下料组件(9),所述托板(2)固定于机架(1)两个侧壁之间,所述横向移动机构(3)安装于托板(2)上,所述移动滑台(4)滑动连接于横向移动机构(3)上并能够在横向移动机构(3)的驱动下做往复直线运动,所述抓取机械手(5)的一侧铰接于移动滑台(4)上,所述翻转机构(6)有两个并对称设置于机架(1)的两侧,该翻转机构(6)能够驱动抓取机械手(5)翻转以实现产品的取放,所述视觉检测机构(7)安装于托板(2)的一端并能够实现产品的外观检测,所述上料组件(8)和下料组件(9)分别设置于机架(1)的两端并与翻转机构(6)连接,上料组件(8)用于实现产品的供料,下料组件(9)用于实现产品的存放,且下料组件(9)与视觉检测机构(7)位于同一侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述横向移动机构(3)包括基座(31)、导向杆(32)、丝杠(33)以及横向驱动电机(34),所述基座(31)的上部设有一移动槽(35),所述导向杆(32)有两根并对称设置于移动槽(35)内,所述丝杠(33)转动连接于移动槽(35)内且其一端通过联轴器连接至横向驱动电机(34)的输出端,所述移动滑台(4)通过其上的导向孔滑动连接于导向杆(32)上,所述丝杠(33)穿过移动滑台(4)并与移动滑台(4)上的丝杠螺母螺纹连接以实现移动滑台(4)的往复直线运动。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述抓取机械手(5)包括基板(51)、矩形通气管(52)、吸盘(53)、驱动轴(54)以及驱动块(55),所述基板(51)的顶面设有一矩形槽,所述矩形通气管(52)固定于矩形槽内,所述吸盘(53)有四个并对称设置于矩形通气管(52)上,吸盘(53)与矩形通气管(52)连通,矩形通气管(52)上位于横向驱动电机(34)的一侧连接有进气管(56),进气管(56)的布置方向与导向杆(32)平行并穿过基板(51),基板(51)的一侧通过驱动轴(54)铰接于移动滑台(4)的铰接座上,所述驱动块(55)对称固定于驱动轴(54)的两端。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述驱动块(55)包括一圆柱形的驱动杆(551),驱动杆(551)的圆柱面对称地一体成型有凸耳(552)。
5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述翻转机构(6)包括翻转电机(61)和驱动套筒(62),所述翻转电机(61)安装于机架(1)两侧且其输出轴连接至驱动套筒(62),所述驱动套筒(62)上朝向抓取机械手(5)的一端设有与驱动块(55)相配合的插槽(63)。
6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述上料组件(8)包括料框(81)、顶升组件(82)、主动轮一(83)、主动轮二(84)、从动轮一(85)、从动轮二(86)、传送带一(87)、传送带二(88)、棘轮机构(89)以及立板(810),所述主动轮一(83)同轴设置于翻转电机(61)的输出轴上,主动轮一(83)通过传送带一(87)与从动轮一(85)连接,从动轮一(85)通过连接轴连接至棘轮机构(89)中的摆杆并驱动摆杆转动,棘轮机构(89)中的棘轮与主动轮二(84)同轴设置并转动连接于立板(810)上,主动轮二(84)通过传送带二(88)与从动轮二(86)连接,从动轮一(85)转动连接于机架(1)上,从动轮二(86)转动连接于立板(810)上,所述料框(81)安装于基座(31)的侧面,所述顶升组件(82)滑动连接于料框(81)的底部,顶升组件(82)通过连接块(811)连接至传送带二(88)的侧面并能够跟随传送带二(88)移动;
所述下料组件(9)的结构组成与上料组件(8)相同,其中,下料组件(9)中棘轮的步进方向与上料组件(8)中的棘轮的步进方向相反。
7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述顶升组件(82)包括顶板(821)、导柱(822)以及底板(823),顶板(821)滑动连接于料框(81)内,顶板(821)通过导柱(822)与底板(823)连接,底板(823)的一端与连接块(811)固定连接,导柱(822)滑动连接于料框(81)底部的导向孔内。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动上料机器人,其特征在于:所述视觉检测机构(7)包括L形基台(71)和工业相机(72),所述工业相机(72)安装于L形基台(71)的顶部并用于对产品进行拍摄。
说明书 :
一种基于机器视觉的自动上料机器人
技术领域
背景技术
自动化连续检测,最大限度地保障后续加工能够顺利进行,其中,在自动检测过程中需要一
种自动上料装置来保障连续上料作业。虽然也有部分厂家采用机器人进行自动上料,但是
其采用的机器人多为关节式机械手,该种机械手运行过程较为繁琐,效率仍然较低。
发明内容
侧壁之间,所述横向移动机构安装于托板上,所述移动滑台滑动连接于横向移动机构上并
能够在横向移动机构的驱动下做往复直线运动,所述抓取机械手的一侧铰接于移动滑台
上,所述翻转机构有两个并对称设置于机架的两侧,该翻转机构能够驱动抓取机械手翻转
以实现产品的取放,所述视觉检测机构安装于托板的一端并能够实现产品的外观检测,所
述上料组件和下料组件分别设置于机架的两端并与翻转机构连接,上料组件用于实现产品
的供料,下料组件用于实现产品的存放,且下料组件与视觉检测机构位于同一侧。
移动槽内且其一端通过联轴器连接至横向驱动电机的输出端,所述移动滑台通过其上的导
向孔滑动连接于导向杆上,所述丝杠穿过移动滑台并与移动滑台上的丝杠螺母螺纹连接以
实现移动滑台的往复直线运动。
于矩形通气管上,吸盘与矩形通气管连通,矩形通气管上位于横向驱动电机的一侧连接有
进气管,进气管的布置方向与导向杆平行并穿过基板,基板的一侧通过驱动轴铰接于移动
滑台的铰接座上,所述驱动块对称固定于驱动轴的两端。
合的插槽。
出轴上,主动轮一通过传送带一与从动轮一连接,从动轮一通过连接轴连接至棘轮机构中
的摆杆并驱动摆杆转动,棘轮机构中的棘轮与主动轮二同轴设置并转动连接于立板上,主
动轮二通过传送带二与从动轮二连接,从动轮一转动连接于机架上,从动轮二转动连接于
立板上,所述料框安装于基座的侧面,所述顶升组件滑动连接于料框的底部,顶升组件通过
连接块连接至传送带二的侧面并能够跟随传送带二移动;
内。
路板组件产品的特点,抓取过程采用吸气式,即借助于吸盘实现抓取,对产品的损伤小,报
废率低。
料,放料的同时,顶升组件同步向下移动一个产品厚度的距离,预留产品的放料空间,实现
产品的及时存放,同时,借助于料框,实现了产品的规范摆放,利于后期整理。
附图说明
动轴,55-驱动块,551-驱动杆,552-凸耳,56-进气管,6-翻转机构,61-翻转电机,62-驱动套
筒,63-插槽,7-视觉检测机构,71-L形基台,72-工业相机,8-上料组件,81-料框,82-顶升组
件,821-顶板,822-导柱,823-底板,83-主动轮一,84-主动轮二,85-从动轮一,86-从动轮
二,87-传送带一,88-传送带二,89-棘轮机构,810-立板,811-连接块,9-下料组件。
具体实施方式
9,所述托板2固定于机架1两个侧壁之间,所述横向移动机构3安装于托板2上,所述移动滑
台4滑动连接于横向移动机构3上并能够在横向移动机构3的驱动下做往复直线运动,所述
抓取机械手5的一侧铰接于移动滑台4上,所述翻转机构6有两个并对称设置于机架1的两
侧,该翻转机构6能够驱动抓取机械手5翻转以实现产品的取放,所述视觉检测机构7安装于
托板2的一端并能够实现产品的外观检测,所述上料组件8和下料组件9分别设置于机架1的
两端并与翻转机构6连接,上料组件8用于实现产品的供料,下料组件9用于实现产品的存
放,且下料组件9与视觉检测机构7位于同一侧。
槽35内,所述丝杠33转动连接于移动槽35内且其一端通过联轴器连接至横向驱动电机34的
输出端,所述移动滑台4通过其上的导向孔滑动连接于导向杆32上,所述丝杠33穿过移动滑
台4并与移动滑台4上的丝杠螺母螺纹连接以实现移动滑台4的往复直线运动。
述吸盘53有四个并对称设置于矩形通气管52上,吸盘53与矩形通气管52连通,矩形通气管
52上位于横向驱动电机34的一侧连接有进气管56,进气管56的布置方向与导向杆32平行并
穿过基板51,进气管56连接至抽吸设备,基板51的一侧通过驱动轴54铰接于移动滑台4的铰
接座上,所述驱动块55对称固定于驱动轴54的两端。其中,基板51处于水平状态时,其底面
与移动滑台4的顶面之间会留有一很小的间隙,故会在移动滑台4的顶面设置有垫块,以起
到支撑作用。
一端设有与驱动块55相配合的插槽63。
动轮一83同轴设置于翻转电机61的输出轴上,主动轮一83通过传送带一87与从动轮一85连
接,从动轮一85通过连接轴连接至棘轮机构89中的摆杆并驱动摆杆转动,棘轮机构89中的
棘轮与主动轮二84同轴设置并转动连接于立板810上,主动轮二84通过传送带二88与从动
轮二86连接,从动轮一85转动连接于机架1上,从动轮二86转动连接于立板810上,所述料框
81安装于基座31的侧面,所述顶升组件82滑动连接于料框81的底部,顶升组件82通过连接
块811连接至传送带二88的侧面并能够跟随传送带二88移动;
了示意。主动轮一83与驱动套筒62之间还设置有一个支撑板,用于支撑主动轮一83与驱动
套筒62之间的连接轴。
定连接,导柱822滑动连接于料框81底部的导向孔内。
动上料组件8一侧的翻转电机61,此时的驱动块55位于驱动套筒62的插槽63内,抓取机械手
5翻转180度至上料组件8中料框81的正上方,与此同时,翻转电机61驱动上料组件8中的主
动轮一83同步旋转,主动轮一83带动从动轮一85旋转,从动轮一85带动棘轮机构89中的摆
杆旋转一定角度,带动主动轮二84旋转,主动轮二84带动传送带二88旋转,此时的顶升组件
82向上移动一个产品厚度的距离,位于最上端的产品的顶面与吸盘53接触,进气管56吸气
产生负压,将产品吸住,接着翻转电机61反向翻转180度,抓取机械手5复位,产品位于移动
滑台4的正上方,此时上料组件8中的棘轮不转动并在止回棘爪的作用下确保棘轮不反转;
套筒62套接,工业相机72拍摄产品的图片并上传至后台的云服务器,云服务器做出判断,若
不合格,则控制相关的报警器响起,提醒工人将产品取走,若合格,下料组件9一侧的翻转电
机61启动,驱动抓取机械手5翻转180度至下料组件9中料框81的正上方,与此同时,翻转电
机61驱动下料组件9中的主动轮一83同步旋转,主动轮一83带动从动轮一85旋转,从动轮一
85带动棘轮机构89中的摆杆旋转一定角度,带动主动轮二84旋转,主动轮二84带动传送带
二88旋转,由于下料组件9中棘轮的步进方向与上料组件8中的棘轮的步进方向相反,此时
的顶升组件82向下移动一个产品厚度的距离,进气管56放气,负压消失,产品在重力的作用
下落入料框81内,接着翻转电机61反向翻转180度,抓取机械手5复位,此时上料组件8中的
棘轮不转动并在止回棘爪的作用下确保棘轮不反转;
有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。