CN109909984B - 一种基于机器视觉的led球泡灯基座自动上料装夹机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，包括控制模块、振动送料模块A、机械手模块B、机器视觉模块C、基座夹具模块D和整机台架E；振动送料模块A把球泡灯基座工件按底部朝下顶部朝上的姿态输送至机械手模块B；机器视觉模块C与机械手模块B相邻，当机械手模块B持有球泡灯基座工件时，机器视觉模块C对机械手模块B所持有的球泡灯基座工件底部拍照进行图像采集提取出底部定位孔的位置特征信息；机械手模块B根据控制指令对基座工件的实际位置进行调整，使基座工件底部定位孔处于预设的基准位置，保证基座工件定位孔能与基座夹具模块D中的基座夹具定位销匹配；本发明能在LED灯生产中对LED球泡灯基座进行自动上料装夹。

Description

一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构

技术领域

本发明涉及LED灯具生产技术领域，尤其是一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构。

背景技术

随着科技的发展，社会的进步，绿色环保越来越受到人们的重视，而作为照明技术领域绿色环保的典型代表，LED灯几乎成为了照明领域的首要选择。相比于白炽灯、电子节能灯，LED灯集节能、环保、寿命长、无频闪、绿色等诸多优点于一身，逐渐替代了白炽灯、电子节能灯，成为了人们绿色照明的首选。而LED球泡灯作为LED灯的一种，因其在外形上与传统白炽灯极为相似，小巧精致，得到了广大用户的青睐。LED球泡灯主要由灯罩、基座、灯芯、IC电路板、灯套、螺旋尾座六部分组成，经研究，目前LED球泡灯的生产和装配技术已相当成熟，几乎能实现LED球泡灯的自动化装配，但是由于LED球泡灯的种类较多，其零部件的种类也十分庞杂，针对某一特定的LED球泡灯，在装配过程中仍存在着很多突出的问题，例如在LED球泡灯的装配过程中，LED球泡灯基座从上料到在基座夹具上准确装夹这一过程自动化程度不是很高，影响LED球泡灯后续的装配工作。

发明内容

本发明提出一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，能在LED灯生产中对LED球泡灯基座进行自动上料装夹。

本发明采用以下技术方案。

一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，所述装夹机构包括控制模块、振动送料模块A、机械手模块B、机器视觉模块C、基座夹具模块D和整机台架E；所述振动送料模块A把球泡灯基座工件（7）按底部朝下顶部朝上的姿态输送至机械手模块B；所述机器视觉模块C与机械手模块B相邻，当机械手模块B持有球泡灯基座工件（7）时，机器视觉模块C对机械手模块B所持有的球泡灯基座工件底部拍照进行图像采集，并通过控制模块提取出底部定位孔的位置特征信息；机械手模块B根据控制模块的控制指令对基座工件的实际位置进行调整，使基座工件底部定位孔处于预设的基准位置，保证工件在被机械手模块B送至基座夹具模块D时，所述基座工件定位孔能与基座夹具模块D中的基座夹具定位销一一对应匹配。

所述振动送料模块A包括环形振动盘（2）、直振器（5）、基座轨道（3）、轨道盖板（4）、直振器底座（6）、环形振动盘台架（1）；所述直振器以直振器底座支撑于整机台架E上；所述环形振动盘台架与整机台架E相邻并支撑环形振动盘；

所述环形振动盘与所述环形振动盘台架通过紧固件连接，所述环形振动盘输出端与所述基座轨道始端相连，所述环形振动盘为用于存贮和输送LED球泡灯基座工件的容器，通过调节环形振动盘台架的高度可以改变所述环形振动盘相对于E整机台架的相对高度，从而使所述2环形振动盘与所述3基座轨道能准确对接，使得所述基座工件能经环形振动盘振动后以底部朝下顶部朝上的预设姿态进入基座轨道；

所述轨道盖板与所述基座轨道以紧固件连接；所述直振器上部与所述基座轨道通过紧固件相连，下部与所述直振器底座通过紧固件连接，所述直振器底座与所述整机台架E通过紧固件连接，进入基座轨道的基座工件在所述直振器对基座轨道的振动作用下向基座轨道末端行进；所述轨道盖板位于所述基座轨道上部对基座工件限位，以避免基座工件在随基座轨道振动时产生堆叠或跳出轨道；所述基座轨道末端与机械手模块B相邻。

所述机械手模块B包括用于抓取基座工件的夹指气缸；所述基座轨道末端呈V型的半封闭形以对基座工件进行竖向定位，使定位后的所述基座工件中心轴线与所述机械手模块B中所述夹指气缸初始位置的旋转中心轴线重合；侧边对口开有让位槽，给所述夹指气缸抓取基座留下空间，夹指气缸的两个夹指初始位置与让位槽平齐。

所述机械手模块B包括底板（22）、第一工位定位块（23）、第二工位定位块（24）、支架（18）、筋（21）、第一横移气缸（17）、第一连接板（16）、第二横移气缸（15）、第二连接板（41）、竖移气缸（14）、电机架（13）、步进电机（9）、联轴器（12）、夹指气缸（8）、手指第一V型（10）、手指第二V型（11）、光电传感器（19）、传感器支座（20）；

所述底板与所述整机台架E通过紧固件连接；所述第一工位定位块、第二工位定位块与所述整机台架E通过紧固件连接，第一工位定位块、第二工位定位块通过限制所述底板的位置来保证所述第一横移气缸、第二横移气缸、夹指气缸与基座轨道间的相对位置；

所述支架与所述底板通过紧固件连接，所述筋与所述支架、底板通过紧固件连接以保证支架的刚度，来防止在工作过程中所述夹指气缸与所述基座轨道的相对位置发生改变；

所述第一横移气缸一端与所述支架通过紧固件连接，另一端与所述第二横移气缸通过第一连接板以紧固件连接，所述第二横移气缸一端与竖移气缸通过第二连接板以紧固件连接，所述第一横移气缸的气缸杆、所述第二横移气缸的气缸杆与所述基座轨道平行；

所述光电传感器以传感器支座固定于基座轨道末端；所述手指第一V型、手指第二V型为两个能对基座工件进行定位的V型块；所述手指第一V型、手指第二V型与所述夹指气缸的手部结构连接，用于抓取基座轨道末端处的基座工件并使已抓取的基座工件与夹指气缸的相对位置保持不变；所述夹指气缸经定位板和联轴器与设于电机架一端处的步进电机相连；电机架的另一端处固定有竖移气缸；所述竖移气缸用于带动所述夹指气缸竖直上下移动，完成所述夹指气缸对基座工件的抓取和装夹动作；所述步进电机驱动夹指气缸旋转以调整基座工件的定位孔位置，使定位孔位置与基座夹具（26）处的定位销位置匹配；

所述竖向气缸以第二连接板固定于第二横移气缸一端处；第二横移气缸以第一连接板固定于第一横移气缸的一端处；所述第一横移气缸的另一端固定于支架处；所述第一横移气缸用于将夹指气缸上夹持的基座工件转移至所述机器视觉模块C工业相机（29）镜头的正上方，以使工业相机对所述基座工件进行工件底部的图像采集；所述第二横移气缸用于将位置修正后的基座工件转移至所述基座夹具（26）的正上方。

所述机器视觉模块C包括相机杆底座（30）、相机支撑杆（31）、相机杆连接件（32）、相机连接杆（33）、工业相机（29）、相机镜头（34）、光源（25）、光源固定板（28）、光源调节柱（35）；

所述相机底座与所述整机台架E通过紧固件连接，所述相机支撑杆与所述相机底座通过紧固件连接，所述相机支撑杆用于调整所述工业相机与所述基座工件的相对位置，以使所述基座工件底部能够在所述工业相机内清晰成像，便于后期图像处理提取出定位孔的位置特征信息；

所述相机支撑杆与所述相机连接杆通过所述相机杆连接件连接，所述工业相机与所述相机连接杆通过螺纹配合连接，所述相机连接杆用于调节所述工业相机与所述光源的相对位置，保证所述工业相机与所述光源的中轴线重合，所述工业相机用于采集所述基座工件底部定位孔的图像信息；

所述光源与所述光源固定板连接，所述光源固定板与所述光源调节柱螺钉连接，所述光源调节柱与所述整机台架E通过紧固件连接，所述光源用于对所述基座工件底部打光，使得所述工业相机视野区域明亮从而保证采集的基座工件底部图像清晰，所述光源调节柱用于调节所述光源与所述基座工件间的相对位置，保证基座底部打光充分和均匀。

所述基座夹具模块D包括用于固定基座工件（7）的基座夹具（26）、灯芯夹具定位圆柱销（37）、灯芯夹具定位菱形销（36）、基座定位圆柱销（40）、第一基座定位菱形销（38）、第二基座定位菱形销（39）；

所述基座工件与所述基座夹具通过基座定位圆柱销、第一基座定位菱形销、第二基座定位菱形销和基座工件的定位孔配合实现定位；

所述基座夹具与所述多工位圆盘（27）通过紧固件连接，所述灯芯夹具定位圆柱销、所述灯芯夹具定位菱形销与所述基座夹具销孔配合连接，用于实现所述灯芯夹具（42）在所述基座夹具上的定位；

所述基座夹具一方面作为基座工件的定位夹具；另一方面也作为所述灯芯夹具的定位夹具以保证所述灯芯夹具与基座的相对位置，使得灯芯能通过所述灯芯夹具准确定位在所述基座工件上；所述基座工件在所述基座夹具上装夹完成后，随所述多工位圆盘一起绕圆盘中轴线转动，到达不同工位。

所述灯芯夹具定位圆柱销呈底部直径较小、顶部直径较大的阶梯形，灯芯夹具定位圆柱销底部与所述基座夹具销孔配合连接，顶部与所述灯芯夹具销孔配合实现所述灯芯夹具在所述基座夹具上的定位；

所述灯芯夹具定位菱形销底部为圆柱形，顶部为菱形，底部通过与所述基座夹具销孔配合连接，顶部与所述灯芯夹具销孔配合，实现所述灯芯夹具在所述26基座夹具上的定位。

所述控制模块为工控机；当夹指气缸从基座轨道末端夹持基座工件后，第一横移气缸伸出以使所述夹指气缸夹持的基座工件转移至工业相机镜头的正上方，所述工业相机对基座工件底部进行拍照并将采集所得的图像经网络接口实时传送至工控机；所述工控机的图像处理***对接收到的图像进行分析处理，提取出基座工件底部的定位孔位置特征信息，并将这一位置与预设的基准位置进行比对，从而生成相应的位置修正指令，进而对所述机械手模块B的步进电机进行控制，步进电机通过联轴器与夹指气缸上的定位板相连，从而带动夹指气缸转动，以修正夹指气缸上夹持的基座工件的底部定位孔位置，保证基座工件定位孔与基座夹具处的各定位销所在方位一一对应匹配。

当步进电机的修正动作完成后，所述第二横移气缸伸出，把夹指气缸夹持的基座工件转移至基座夹具正上方；当第二横移气缸伸出到位时，夹指气缸夹持的基座工件的底部各个定位孔与基座夹具上的各定位销处于一一对应的同轴心位置；然后竖移气缸伸出，把夹指气缸夹持的基座工件放置于基座夹具处，此时基座工件与基座夹具间通过销孔配合完成定位；然后手指第一V型、手指第二V型松开基座工件，竖移气缸、第一横移气缸、第二横移气缸回缩复位；多工位圆盘转动使完成定位的基座工件转至下一工序，并使另一基座夹具转至待装夹基座工件的位置。

本发明采用机器视觉技术的方法，通过工业相机对基座工件底部进行拍照并将采集所得的图像经网络接口实时传送至工控机，所述工控机的图像处理***对接收到的图像进行分析处理，提取出基座工件底部的定位孔位置特征信息，并将这一位置与预设的基准位置进行比对，从而生成相应的位置修正指令，进而控制步进电机带动夹指气缸旋转，进而修正基座工件定位孔的位置，使基座工件能够通过工件底部分布的定位孔与基座夹具上的定位销配合准确装夹在基座夹具上，实现了基座上料、位置修正、装夹过程的全自动化，提高了工作效率，减少了生产成本，具有极大的经济效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的示意图；

附图2是本发明的另一示意图；

附图3是振动送料模块A的示意图；

附图4是机械手模块B的示意图；

附图5是机器视觉模块C的示意图；

附图6是基座夹具模块D的示意图；

附图7是基座工件在基座夹具处的装夹示意图；

附图8是基座工件定位孔位置修正的流程示意图；

图中：1-环形振动盘台架；2-环形振动盘；3-基座轨道；4-轨道盖板；5-直振器；6-直振器底座；7-基座工件；8-夹指气缸；9-步进电机；

10-手指第一V型；11-手指第二V型；12-联轴器；13-电机架；14-竖移气缸；15-第二横移气缸；16-第一连接板；17-第一横移气缸；18-支架；19-光电传感器；

20-传感器支座；21-筋；22-底板；23-第一工位定位块；24-第二工位定位块；25-光源；26-基座夹具；27-多工位圆盘；28-光源固定板；29-工业相机；

30-相机杆底座；31-相机支撑杆；32-相机杆连接件；33-相机连接杆；34-相机镜头；35-光源调节柱；36-灯芯夹具定位菱形销；37-灯芯夹具定位圆柱销；38-第一基座定位菱形销；39-第二基座定位菱形销；40-基座定位圆柱销；41-第二连接板；42-灯芯夹具；

100-振动送料模块A；200-机械手模块B；300-机器视觉模块C；400-基座夹具模块D；500-整机台架E。

具体实施方式

如图1-8所示，一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，所述装夹机构包括控制模块、振动送料模块A（100）、机械手模块B（200）、机器视觉模块C（300）、基座夹具模块D（400）和整机台架E（500）；所述振动送料模块A把球泡灯基座工件7按底部朝下顶部朝上的姿态输送至机械手模块B；所述机器视觉模块C与机械手模块B相邻，当机械手模块B持有球泡灯基座工件7时，机器视觉模块C对机械手模块B所持有的球泡灯基座工件底部拍照进行图像采集，并通过控制模块提取出底部定位孔的位置特征信息；机械手模块B根据控制模块的控制指令对基座工件的实际位置进行调整，使基座工件底部定位孔处于预设的基准位置，保证工件在被机械手模块B送至基座夹具模块D时，所述基座工件定位孔能与基座夹具模块D中的基座夹具定位销一一对应匹配。

所述振动送料模块A包括环形振动盘2、直振器5、基座轨道3、轨道盖板4、直振器底座6、环形振动盘台架1；所述直振器以直振器底座支撑于整机台架E上；所述环形振动盘台架与整机台架E相邻并支撑环形振动盘；

所述环形振动盘2与所述环形振动盘台架1通过紧固件连接，所述环形振动盘2输出端与所述基座轨道3始端相连，所述环形振动盘2为用于存贮和输送LED球泡灯基座工件7的容器，通过调节环形振动盘台架1的高度可以改变所述环形振动盘2相对于E整机台架的相对高度，从而使所述2环形振动盘与所述3基座轨道能准确对接，使得所述基座工件7能经环形振动盘2振动后以底部朝下顶部朝上的预设姿态进入基座轨道；

所述轨道盖板4与所述基座轨道3以紧固件连接；所述直振器5上部与所述基座轨道3通过紧固件相连，下部与所述直振器底座6通过紧固件连接，所述直振器底座与所述整机台架E通过紧固件连接，进入基座轨道的基座工件在所述直振器对基座轨道的振动作用下向基座轨道末端行进；所述轨道盖板位于所述基座轨道上部对基座工件限位，以避免基座工件在随基座轨道振动时产生堆叠或跳出轨道；所述基座轨道末端与机械手模块B相邻。

所述机械手模块B包括用于抓取基座工件的夹指气缸；所述基座轨道末端呈V型的半封闭形以对基座工件进行竖向定位，使定位后的所述基座工件中心轴线与所述机械手模块B中所述夹指气缸初始位置的旋转中心轴线重合；侧边对口开有让位槽，给所述夹指气缸抓取基座留下空间，夹指气缸的两个夹指初始位置与让位槽平齐。

所述机械手模块B包括底板22、第一工位定位块23、第二工位定位块24、支架18、筋21、第一横移气缸17、第一连接板16、第二横移气缸15、第二连接板41、竖移气缸14、电机架13、步进电机9、联轴器12、夹指气缸8、手指第一V型10、手指第二V型11、光电传感器19、传感器支座20；

所述底板与所述整机台架E通过紧固件连接；所述第一工位定位块、第二工位定位块与所述整机台架E通过紧固件连接，第一工位定位块、第二工位定位块通过限制所述底板的位置来保证所述第一横移气缸、第二横移气缸、夹指气缸与基座轨道间的相对位置；

所述支架与所述底板通过紧固件连接，所述筋与所述支架、底板通过紧固件连接以保证支架的刚度，来防止在工作过程中所述夹指气缸与所述基座轨道的相对位置发生改变；

所述第一横移气缸一端与所述支架通过紧固件连接，另一端与所述第二横移气缸通过第一连接板以紧固件连接，所述第二横移气缸一端与竖移气缸通过第二连接板以紧固件连接，所述第一横移气缸的气缸杆、所述第二横移气缸的气缸杆与所述基座轨道平行；

所述光电传感器以传感器支座固定于基座轨道末端；所述手指第一V型、手指第二V型为两个能对基座工件进行定位的V型块；所述手指第一V型、手指第二V型与所述夹指气缸的手部结构连接，用于抓取基座轨道末端处的基座工件并使已抓取的基座工件与夹指气缸的相对位置保持不变；所述夹指气缸经定位板和联轴器与设于电机架一端处的步进电机相连；电机架的另一端处固定有竖移气缸；所述竖移气缸用于带动所述夹指气缸竖直上下移动，完成所述夹指气缸对基座工件的抓取和装夹动作；所述步进电机驱动夹指气缸旋转以调整基座工件的定位孔位置，使定位孔位置与基座夹具26处的定位销位置匹配；

所述竖向气缸以第二连接板固定于第二横移气缸一端处；第二横移气缸以第一连接板固定于第一横移气缸的一端处；所述第一横移气缸的另一端固定于支架处；所述第一横移气缸用于将夹指气缸上夹持的基座工件转移至所述机器视觉模块C工业相机29镜头的正上方，以使工业相机对所述基座工件7拍照进行工件底部的图像采集；所述第二横移气缸用于将位置修正后的基座工件转移至所述基座夹具26的正上方。

所述机器视觉模块C包括相机杆底座30、相机支撑杆31、相机杆连接件32、相机连接杆33、工业相机29、相机镜头34、光源25、光源固定板28、光源调节柱35；

所述相机底座与所述整机台架E通过紧固件连接，所述相机支撑杆与所述相机底座通过紧固件连接，所述相机支撑杆用于调整所述工业相机与所述基座工件的相对位置，以使所述基座工件底部能够在所述工业相机内清晰成像，便于后期图像处理提取出定位孔的位置特征信息；

所述相机支撑杆与所述相机连接杆通过所述相机杆连接件连接，所述工业相机与所述相机连接杆通过螺纹配合连接，所述相机连接杆用于调节所述工业相机29与所述光源的相对位置，保证所述工业相机与所述光源的中轴线重合，所述工业相机29用于对所述基座工件7底部进行拍照以采集底部定位孔的图像信息；

所述光源与所述光源固定板连接，所述光源固定板与所述光源调节柱螺钉连接，所述光源调节柱与所述整机台架E通过紧固件连接，所述光源用于对所述基座工件底部打光，使得所述工业相机视野区域明亮从而保证采集的基座工件底部图像清晰，所述光源调节柱用于调节所述光源与所述基座工件间的相对位置，保证基座底部打光充分和均匀。

所述基座夹具模块D包括用于固定基座工件7的基座夹具26、灯芯夹具定位圆柱销37、灯芯夹具定位菱形销36、基座定位圆柱销40、第一基座定位菱形销38、第二基座定位菱形销39；

所述基座工件与所述基座夹具通过基座定位圆柱销、第一基座定位菱形销、第二基座定位菱形销和基座工件的定位孔配合实现定位；

所述基座夹具与所述多工位圆盘27通过紧固件连接，所述灯芯夹具定位圆柱销、所述灯芯夹具定位菱形销与所述基座夹具销孔配合连接，用于实现所述灯芯夹具42在所述基座夹具上的定位；

所述基座夹具一方面作为基座工件的定位夹具；另一方面也作为所述灯芯夹具的定位夹具以保证所述灯芯夹具与基座的相对位置，使得灯芯能通过所述灯芯夹具准确定位在所述基座工件上；所述基座工件在所述基座夹具上装夹完成后，随所述多工位圆盘一起绕圆盘中轴线转动，到达不同工位。

所述灯芯夹具定位圆柱销呈底部直径较小、顶部直径较大的阶梯形，灯芯夹具定位圆柱销底部与所述基座夹具销孔配合连接，顶部与所述灯芯夹具销孔配合实现所述灯芯夹具在所述基座夹具上的定位；

所述灯芯夹具定位菱形销底部为圆柱形，顶部为菱形，底部通过与所述基座夹具销孔配合连接，顶部与所述灯芯夹具销孔配合，实现所述灯芯夹具在所述26基座夹具上的定位。

所述控制模块为工控机；当夹指气缸从基座轨道末端夹持基座工件后，第一横移气缸伸出以使所述夹指气缸夹持的基座工件转移至工业相机镜头的正上方，所述工业相机对基座工件底部进行拍照并将采集所得的图像经网络接口实时传送至工控机；所述工控机的图像处理***对接收到的图像进行分析处理，提取出基座工件底部的定位孔位置特征信息，并将这一位置与预设的基准位置进行比对，从而生成相应的位置修正指令，进而对所述机械手模块B的步进电机进行控制，步进电机通过联轴器与夹指气缸上的定位板相连，从而带动夹指气缸转动，以修正夹指气缸上夹持的基座工件的底部定位孔位置，保证基座工件定位孔与基座夹具处的各定位销所在方位一一对应匹配。

当步进电机的修正动作完成后，所述第二横移气缸伸出，把夹指气缸夹持的基座工件转移至基座夹具正上方；当第二横移气缸伸出到位时，夹指气缸夹持的基座工件的底部各个定位孔与基座夹具上的各定位销处于一一对应的同轴心位置；然后竖移气缸伸出，把夹指气缸夹持的基座工件放置于基座夹具处，此时基座工件与基座夹具间通过销孔配合完成定位；然后手指第一V型、手指第二V型松开基座工件，竖移气缸、第一横移气缸、第二横移气缸回缩复位；多工位圆盘转动使完成定位的基座工件转至下一工序，并使另一基座夹具转至待装夹基座工件的位置。

实施例：

在所述环形振动盘2内放置一定量的LED球泡灯基座工件7，启动所述基座自动上料装夹机构，各模块便相互配合开始工作。所述基座工件在所述环形振动盘的振动作用下沿所述环形振动盘的轨道前进（此时在所述环形振动盘轨道的限制作用下，振动盘轨道上的基座工件只能底部朝下与轨道接触，顶部（带有凸出部位）朝上沿轨道前进），到达所述环形振动盘轨道与所述基座轨道的连接处时，由于所述基座轨道宽度只有单个基座工件直径大小，只能容纳单个基座工件通过，同时在所述轨道盖板的压制作用下，所述基座工件进入所述基座轨道后在轨道内便不会随意跳动，而是单个依次通过，紧挨着排成一排，在所述直振器的振动作用下，所述基座工件在所述基座轨道内继续向前行进至所述基座轨道末端。

所述基座轨道末端呈半封闭状态，末端形状呈V型结构，用于实现对等候区的圆柱形基座工件的定位，使定位后的所述基座工件7中心轴线与所述机械手模块B中所述8夹指气缸的旋转中心轴线重合（所述基座工件7在所述3基座轨道末端位置可以确定，但是基座底部定位孔位置却是不确定的，需要后面利用机器视觉模块C和机械手模块B来进行位置修正）；侧边对口开有让位槽，给所述8夹指气缸抓取基座留下空间，夹指气缸的两个夹指初始位置与让位槽平齐。

此时所述17第一横移气缸、所述15第二横移气缸和所述14竖移气缸均处于收缩状态，所述8夹指气缸手指处于张开状态，且所述10手指第一V型、所述11手指第二V型与所述3基座轨道上的让位槽平齐。当位于所述3基座轨道末端侧边的所述19光电传感器检测到所述7基座工件到位时，发出信号，使所述14竖移气缸伸出，当位于所述14竖移气缸上的磁性开关感应到所述14竖移气缸伸出到位时，发出信号，使所述8夹指气缸上的所述10手指第一V型和所述11手指第二V型合拢，夹紧位于所述3基座轨道末端的基座工件。

此时当位于所述8夹指气缸上的磁性开关感应到手指合拢后，发出信号，控制所述14竖移气缸收缩，当位于所述14竖移气缸上的磁性开关感应到竖移气缸收缩到位后，发出信号，控制所述17第一横移气缸伸出，当位于所述17第一横移气缸上的磁性开关感应到所述17第一横移气缸伸出到位时，发出信号（此时所述8夹指气缸将所述基座工件转移至所述29工业相机的正上方），控制所述29工业相机对基座工件底部进行拍照，并将采集所得的图像经网络接口实时传送至工控机，所述工控机的图像处理***对接收到的图像进行分析处理，提取出基座工件底部的定位孔位置特征信息，并将这一位置与预设的基准位置进行比对，从而生成相应的位置修正指令，进而控制所述机械手模块B的步进电机（此时所述9步进电机通过所述12联轴器与所述8夹指气缸连接，所述12联轴器通过轴承与外壳相连，可保证电机轴的刚度和所述8步进电机运转的稳定性），所述9步进电机通过所述8夹指气缸上的定位板带动夹指气缸转动，从而修正所述7基座工件的定位孔位置，使各定位孔与所述26基座夹具上的定位销位置相对。

位置修正完成后，发出信号，控制15第二横移气缸伸出，将所述7基座工件转移至位于所述27多工位圆盘上所述26基座夹具的正上方，当位于所述15第二横移气缸上的磁性开关感应到第二横移气缸伸出到位时（此时所述7基座工件的定位孔与所述26基座夹具上的定位销一一对应同轴心），发出信号，控制所述14竖移气缸伸出，将所述7基座工件放置在所述26基座夹具上并通过销孔配合实现定位，当位于所述14竖移气缸上的磁性开关感应到所述14竖移气缸伸出到位时，发出信号，控制所述8夹指气缸，使其上的所述10手指第一V型、所述11手指第二V型张开，此时便实现了所述7基座在所述26基座夹具上的装夹。当所述8夹指气缸上的磁性开关感应到所述10手指第一V型、所述11手指第二V型张开到位后，发出信号，控制所述14竖移气缸收缩，当位于所述14竖移气缸上的磁性开关感应到所述14竖移气缸收缩到位时，发出信号，控制所述17第一横移气缸和所述15第二横移气缸收缩，同时控制所述27多工位圆盘转动，所述7基座和所述26基座夹具便随所述27多工位圆盘转动转移至下一工位，当位于所述17第一横移气缸和位于所述15第二横移气缸上的磁性开关均感应到对应气缸收缩到位后，便等待位于所述3基座轨道末端侧边的所述19光电传感器的检测信号，进入下一个周期，依次方式循环工作。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：所述装夹机构包括控制模块、振动送料模块（A）、机械手模块（B）、机器视觉模块（C）、基座夹具模块（D）和整机台架（E）；所述振动送料模块（A）把球泡灯基座工件（7）按底部朝下顶部朝上的姿态输送至机械手模块（B）；所述机器视觉模块（C）与机械手模块（B）相邻，当机械手模块（B）持有球泡灯基座工件（7）时，机器视觉模块（C）对机械手模块（B）所持有的球泡灯基座工件底部拍照进行图像采集，并通过控制模块提取出底部定位孔的位置特征信息；机械手模块（B）根据控制模块的控制指令对基座工件的实际位置进行调整，使基座工件底部定位孔处于预设的基准位置，保证工件在被机械手模块（B）送至基座夹具模块（D）时，所述基座工件定位孔能与基座夹具模块（D）中的基座夹具定位销一一对应匹配；

所述振动送料模块（A）包括环形振动盘（2）、直振器（5）、基座轨道（3）、轨道盖板（4）、直振器底座（6）、环形振动盘台架（1）；所述直振器以直振器底座支撑于整机台架（E）上；所述环形振动盘台架与整机台架（E）相邻并支撑环形振动盘；

所述环形振动盘与所述环形振动盘台架通过紧固件连接，所述环形振动盘输出端与所述基座轨道始端相连，所述环形振动盘为用于存贮和输送LED球泡灯基座工件的容器，通过调节环形振动盘台架的高度可以改变所述环形振动盘相对于整机台架（ E ） 的相对高度，从而使所述环形振动盘（2）与所述基座轨道（3）能准确对接，使得所述基座工件能经环形振动盘振动后以底部朝下顶部朝上的预设姿态进入基座轨道；

所述轨道盖板与所述基座轨道以紧固件连接；所述直振器上部与所述基座轨道通过紧固件相连，下部与所述直振器底座通过紧固件连接，所述直振器底座与所述整机台架（E）通过紧固件连接，进入基座轨道的基座工件在所述直振器对基座轨道的振动作用下向基座轨道末端行进；所述轨道盖板位于所述基座轨道上部对基座工件限位，以避免基座工件在随基座轨道振动时产生堆叠或跳出轨道；所述基座轨道末端与机械手模块（B）相邻；

所述机械手模块（B）包括底板（22）、第一工位定位块（23）、第二工位定位块（24）、支架（18）、筋（21）、第一横移气缸（17）、第一连接板（16）、第二横移气缸（15）、第二连接板（41）、竖移气缸（14）、电机架（13）、步进电机（9）、联轴器（12）、夹指气缸（8）、手指第一V型（10）、手指第二V型（11）、光电传感器（19）、传感器支座（20）；

所述底板与所述整机台架（E）通过紧固件连接；所述第一工位定位块、第二工位定位块与所述整机台架（E）通过紧固件连接，第一工位定位块、第二工位定位块通过限制所述底板的位置来保证所述第一横移气缸、第二横移气缸、夹指气缸与基座轨道间的相对位置；

所述支架与所述底板通过紧固件连接，所述筋与所述支架、底板通过紧固件连接以保证支架的刚度，来防止在工作过程中所述夹指气缸与所述基座轨道的相对位置发生改变；

所述第一横移气缸一端与所述支架通过紧固件连接，另一端与所述第二横移气缸通过第一连接板以紧固件连接，所述第二横移气缸一端与竖移气缸通过第二连接板以紧固件连接，所述第一横移气缸的气缸杆、所述第二横移气缸的气缸杆与所述基座轨道平行；

所述光电传感器以传感器支座固定于基座轨道末端；所述手指第一V型、手指第二V型为两个能对基座工件进行定位的V型块；所述手指第一V型、手指第二V型与所述夹指气缸的手部结构连接，用于抓取基座轨道末端处的基座工件并使已抓取的基座工件与夹指气缸的相对位置保持不变；所述夹指气缸经定位板和联轴器与设于电机架一端处的步进电机相连；电机架的另一端处固定有竖移气缸；所述竖移气缸用于带动所述夹指气缸竖直上下移动，完成所述夹指气缸对基座工件的抓取和装夹动作；所述步进电机驱动夹指气缸旋转以调整基座工件的定位孔位置，使定位孔位置与基座夹具（26）处的定位销位置匹配；

所述竖移气缸以第二连接板固定于第二横移气缸一端处；第二横移气缸以第一连接板固定于第一横移气缸的一端处；所述第一横移气缸的另一端固定于支架处；所述第一横移气缸用于将夹指气缸上夹持的基座工件转移至所述机器视觉模块（C）的工业相机（29）镜头的正上方，以使工业相机对所述基座工件进行工件底部的图像采集；所述第二横移气缸用于将位置修正后的基座工件转移至所述基座夹具（26）的正上方。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：所述机械手模块（B）包括用于抓取基座工件的夹指气缸；所述基座轨道末端呈V型的半封闭形以对基座工件进行竖向定位，使定位后的所述基座工件中心轴线与所述机械手模块（B）中所述夹指气缸初始位置的旋转中心轴线重合；基座轨道侧边对口开有让位槽，给所述夹指气缸抓取基座留下空间，夹指气缸的两个夹指初始位置与让位槽平齐。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：所述机器视觉模块（C）包括相机杆底座（30）、相机支撑杆（31）、相机杆连接件（32）、相机连接杆（33）、工业相机（29）、相机镜头（34）、光源（25）、光源固定板（28）、光源调节柱（35）；

所述相机底座与所述整机台架（E）通过紧固件连接，所述相机支撑杆与所述相机底座通过紧固件连接，所述相机支撑杆用于调整所述工业相机与所述基座工件的相对位置，以使所述基座工件底部能够在所述工业相机内清晰成像，便于后期图像处理提取出定位孔的位置特征信息；

所述相机支撑杆与所述相机连接杆通过所述相机杆连接件连接，所述工业相机与所述相机连接杆通过螺纹配合连接，所述相机连接杆用于调节所述工业相机（29）与所述光源的相对位置，保证所述工业相机与所述光源的中轴线重合，所述工业相机（29）用于采集所述基座工件底部定位孔的图像信息；

所述光源与所述光源固定板连接，所述光源固定板与所述光源调节柱螺钉连接，所述光源调节柱与所述整机台架（E）通过紧固件连接，所述光源用于对所述基座工件底部打光，使得所述工业相机视野区域明亮从而保证采集的基座工件底部图像清晰，所述光源调节柱用于调节所述光源与所述基座工件间的相对位置，保证基座底部打光充分和均匀。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：所述基座夹具模块（D）包括用于固定基座工件（7）的基座夹具（26）、灯芯夹具定位圆柱销（37）、灯芯夹具定位菱形销（36）、基座定位圆柱销（40）、第一基座定位菱形销（38）、第二基座定位菱形销（39）；

所述基座工件与所述基座夹具通过基座定位圆柱销、第一基座定位菱形销、第二基座定位菱形销和基座工件的定位孔配合实现定位；

所述基座夹具与多工位圆盘（27）通过紧固件连接，所述灯芯夹具定位圆柱销、所述灯芯夹具定位菱形销与所述基座夹具销孔配合连接，用于实现灯芯夹具（42）在所述基座夹具上的定位；

所述基座夹具一方面作为基座工件的定位夹具；另一方面也作为所述灯芯夹具的定位夹具以保证所述灯芯夹具与基座的相对位置，使得灯芯能通过所述灯芯夹具准确定位在所述基座工件上；所述基座工件在所述基座夹具上装夹完成后，随所述多工位圆盘一起绕圆盘中轴线转动，到达不同工位。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：所述灯芯夹具定位圆柱销呈底部直径较小、顶部直径较大的阶梯形，灯芯夹具定位圆柱销底部与所述基座夹具销孔配合连接，顶部与所述灯芯夹具销孔配合实现所述灯芯夹具在所述基座夹具上的定位；

所述灯芯夹具定位菱形销底部为圆柱形，顶部为菱形，底部通过与所述基座夹具销孔配合连接，顶部与所述灯芯夹具销孔配合，实现所述灯芯夹具在所述基座夹具（26）上的定位。

6.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：所述控制模块为工控机；当夹指气缸从基座轨道末端夹持基座工件后，第一横移气缸伸出以使所述夹指气缸夹持的基座工件转移至工业相机镜头的正上方，所述工业相机对基座工件底部进行拍照并将采集所得的图像经网络接口实时传送至工控机；所述工控机的图像处理***对接收到的图像进行分析处理，提取出基座工件底部的定位孔位置特征信息，并将这一位置与预设的基准位置进行比对，从而生成相应的位置修正指令，进而对所述机械手模块（B）的步进电机进行控制，步进电机通过联轴器与夹指气缸上的定位板相连，从而带动夹指气缸转动，以修正夹指气缸上夹持的基座工件的底部定位孔位置，保证基座工件定位孔与基座夹具处的各定位销所在方位一一对应匹配。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的LED球泡灯基座自动上料装夹机构，其特征在于：当步进电机的修正动作完成后，所述第二横移气缸伸出，把夹指气缸夹持的基座工件转移至基座夹具正上方；当第二横移气缸伸出到位时，夹指气缸夹持的基座工件的底部各个定位孔与基座夹具上的各定位销处于一一对应的同轴心位置；然后竖移气缸伸出，把夹指气缸夹持的基座工件放置于基座夹具处，此时基座工件与基座夹具间通过销孔配合完成定位；然后手指第一V型、手指第二V型松开基座工件，竖移气缸、第一横移气缸、第二横移气缸回缩复位；多工位圆盘转动使完成定位的基座工件转至下一工序，并使另一基座夹具转至待装夹基座工件的位置。

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