CN113282058A - 一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，包括工业机器人控制***、3D视觉检测***、激光刻印读取存储***、安全防护***、上下料伺服控制***、工装夹具快换***、工位识别检测***、储压吹气清扫***、工位远程I/O***、第一工业交换机、第一可编程控制器、人机界面、电磁阀、传感器，所述上下料伺服控制***的控制端连接到第一可编程控制器的输入和输出端，所述工位识别检测***的输出端连接到可编码程控制器模拟量处理单元输入端，所述储压吹气清扫***的控制端连接到第一可编程控制器输入和输出端。本发明，实现自动化智能作业，大大减少了人工成本，降低了不良率，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及视觉检测激光刻印机器人应用多工位混合加工技术领域，具体为一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***。
背景技术
工业机器人应用、3D视觉检测处理、激光刻印读取存储、动态信息交互是一种视觉检测机器人自动调整多工位混合柔性加工***的主要核心技术。目前，市场上只有单一产品实现自动化加工的设备并且不能实现自动拍照数据处理、夹爪快速切换、机器人姿态自动调整抓取、加工尺寸自动检测、激光刻印读取存储等多品种混合柔性加工的过程，加工完成后只能依靠手动卡尺或尺规进行测量。在本发明作出之前，这几种功能还没有同时具备在同一台自动化***中，单一产品的加工设备是通过手动或半自动操作机床完成加工的过程，不能实现人机交互；单独的工件检测是通过手动卡尺或尺规测量检验，测量方式落后且精度不高。这种结构的不足是操作繁琐，精度不高，适用性不强，以上两类设备严重制约了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，包括工业机器人控制***、3D视觉检测***、激光刻印读取存储***、安全防护***、上下料伺服控制***、工装夹具快换***、工位识别检测***、储压吹气清扫***、工位远程I/O***、第一工业交换机、第一可编程控制器、人机界面、电磁阀、传感器，工业机器人控制器、 3D视觉控制器、激光刻印控制器、条码读取器、安全防护***、第一可编程控制器、人机界面、机床远程I/O***通过通讯接口与第一工业交换机连接，第七轴伺服驱动器通过通讯接口与机器人控制器连接，所述第七轴伺服驱动器用于驱动地轨轴进行定位，所述地轨轴上安装有六轴机器人，所述3D视觉控制器通过专用电缆与3D工业相机连接，所述激光刻印控制器通过专用电缆与刻印头连接，所述上下料伺服控制***的控制端连接到第一可编程控制器的输入和输出端，所述工位识别检测***的输出端连接到可编码程控制器模拟量处理单元输入端，所述储压吹气清扫***的控制端连接到第一可编程控制器输入和输出端，所述工装夹具快换***与机器人控制器做信号交互，所述电磁阀、传感器与第一可编程控制器连接控制。
优选的，所述人机界面是显示触摸型，所述通讯接口是RJ45以太网口。
优选的，所述工业机器人控制***为六轴工业机器人控制***和第七轴地轨控制***，所述第七轴地轨伺服驱动器安装于工业机器人电控柜内并通过通讯口并入工业机器人控制***进行整体控制。
优选的，所述的3D视觉检测***为高精度三维图像检测处理***，所述3D 工业相机安装在上料平台上方，所述3D视觉控制器安装在控制柜内。
优选的，所述激光刻印读取存储***为激光刻印机加条码读取器，所述激光刻印头安装于下料平台上方，所述激光刻印控制器安装在控制柜内，所述激光刻印读取存储***与激光刻印头并排安装。
优选的，所述安全防护***为安全激光控制器和激光扫描头，所述安全激光控制器通过专用电缆与激光扫描头连接，所述安全激光控制器通过通讯接口与第一工业交换机连接，所述激光扫描头安装于待防护区域，所述安全激光控制器安装在控制柜内。
优选的，所述上下料伺服控制***为第一可编程控制器控制伺服驱动电机进行精准定位，伺服驱动控制器的驱动输出端连接到伺服电机，伺服驱动控制器信号输入端连接到可编程控制器输出端。
优选的，所述工位识别检测***为模拟量处理单元和飞行时间激光传感器，所述飞行时间激光传感器安装于地轨一侧，所述模拟量处理单元安装在控制柜内。
优选的，所述的储压吹气清扫***为储压罐加吹气清扫装置，所述储压罐是储存气压确保吹气清扫时的气压足够大。
优选的，所述工位远程I/O***是由第二可编程控制器、第二工业交换机和远程I/O设备组成，所述远程I/O设备与第二可编程控制器进行动态信息交互。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明，利用工业机器人应用、3D视觉检测、激光刻印读码、安全区域防护、远程I/O控制、动态信息交互等技术并在其原有基础上进行二次开发。通过工业交换机进行各智能单元间的动态信息交互；通过3D视觉检测***实现对产品三维数据的记录、分析、处理；通过工业机器人高定位精度，实现拍照及抓取位置精准定位；通过激光刻印读码***进行二维码的刻印，利用读码枪进行读取存储；通过安全防护***对防护区域进行实时扫描，并可对进入防护区域内的物体瞬间拍照进行记录；该***以实现自动化智能作业，大大减少了人工成本，降低了不良率，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的***框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，主要由工业机器人控制***、3D视觉检测***、激光刻印读取***、安全防护***、上下料伺服控制***、工位识别检测***、储压吹气清扫***、工位远程I/O***、工业交换机、可编程控制器、人机界面、电磁阀、传感器等组成。工业机器人控制器、视觉控制器、激光刻印控制器、读码器、安全激光控制器、可编程控制器、人机界面、远程I/O***通过通讯接口与工业交换机连接；机器人地轨轴伺服驱动器通过通讯接口与机器人控制器连接；视觉控制器通过专用电缆与3D工业相机连接；激光刻印控制器通过专用电缆与刻印头连接；安全激光控制器通过专用电缆与激光扫描头连接；上下料伺服驱动器控制端连接到可编程控制器输入输出端；工位识别检测输出端连接到可编程控制器模拟量处理单元输入端；储压吹气清扫控制端连接到可编程控制器输入输出端。
人机界面是显示触摸型，如触屏手机、一体式触摸屏液晶显示器等，通讯接口是RJ45以太网口。
工业机器人姿态自动调整是由3D工业相机拍照，视觉控制器对相片进行数据分析处理，动态信息交互进行数据共享传输，可编程控制器调用机器人对应程序，机器人执行端夹爪快速切换并调整姿态进行抓取。
在实际使用中，通过人机界面设置***相关工艺参数，比如机器人运行速度、机器人姿态位置、机器人示教器显示亮度、对比度、3D视觉程序切换、上下料输送速度、各工位选择使用、各工位位置、手动操作功能设定等参数，并通过RJ45以太网通讯接口传送给可编程控制器。可编程控制器通过合成计算出运行结果，通过RJ45以太网通讯口下发给各***控制单元。多种运行模式保存在人机界面内，需要时直接调用即可；可通过人机界面监视各***的运行参数，比如机器人运行速度、机器人各轴运行速度、角度、坐标位置、电流、3D视觉判定结果、地轨位置识别判定、激光刻印读取存储、伺服电机转速、电流、电压、转矩等参数。
上料输送端产品类别及抓取时的姿态是由3D工业相机拍照、视觉控制器进行数据分析处理并传输给机器人控制器及可编程控制器进行相对应机器人程序的调用、夹爪的快速切换、机器人抓取姿态的自动调整最终确保抓取产品时的一致性，可实现多种产品的混合抓取；工作区域的安全防护是由可编程控制器控制安全激光扫描仪对防护区域进行实时扫描，可最多实现32个防护区域的自由切换，并可对进入防护区域内的物体瞬间拍照进行记录，可大幅削减分析设备停止原因的时间，方便安全数据的管理；产品的可追溯性是通过激光刻印二维码并利用条码读取器进行读取存储，确保产品的唯一性，便于产品库存查询及出厂后的质量管控；各工位识别检测是由模拟量处理单元控制飞行时间激光传感器对机器人地轨行进距离及所处工位进行检测确认，实现闭环控制；各工位远程I/0***是由可编程控制器与远程I/O设备进行通讯，实现地址映射，进行远程实时控制；该***涉及到工业机器人应用、3D视觉检测开发、激光刻印读取、安全区域防护、远程I/O控制、动态信息交互、可编程控制器梯形图编程、模拟量处理、伺服定位、人机交互、自动上下料等多个领域。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于包括工业机器人控制***、3D视觉检测***、激光刻印读取存储***、安全防护***、上下料伺服控制***、工装夹具快换***、工位识别检测***、储压吹气清扫***、工位远程I/O***、第一工业交换机、第一可编程控制器、人机界面、电磁阀、传感器，工业机器人控制器、3D视觉控制器、激光刻印控制器、条码读取器、安全防护***、第一可编程控制器、人机界面、机床远程I/O***通过通讯接口与第一工业交换机连接，第七轴伺服驱动器通过通讯接口与机器人控制器连接，所述机器人地轨轴伺服驱动器用于驱动地轨轴进行定位，所述地轨轴上安装有六轴机器人，所述3D视觉控制器通过专用电缆与3D工业相机连接，所述激光刻印控制器通过专用电缆与刻印头连接，所述上下料伺服控制***的控制端连接到第一可编程控制器的输入和输出端，所述工位识别检测***的输出端连接到可编码程控制器模拟量处理单元输入端，所述储压吹气清扫***的控制端连接到第一可编程控制器输入和输出端，所述工装夹具快换***与机器人控制器做信号交互，所述电磁阀、传感器与第一可编程控制器连接控制。
2.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述人机界面是显示触摸型，所述通讯接口是RJ45以太网口。
3.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述工业机器人控制***为六轴工业机器人控制***和第七地轨轴控制***，所述第七地轨轴伺服驱动器安装于工业机器人电控柜内并通过通讯口并入工业机器人控制***进行整体控制。
4.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述的3D视觉检测***为高精度三维图像检测处理***，所述3D工业相机安装在上料平台上方，所述3D视觉控制器安装在控制柜内。
5.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述激光刻印读取存储***为激光刻印机加条码读取器，所述激光刻印头安装于下料平台上方，所述激光刻印控制器安装在控制柜内，所述激光刻印读取存储***与激光刻印头并排安装。
6.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述安全防护***为安全激光控制器和激光扫描头，所述安全激光控制器通过专用电缆与激光扫描头连接，所述安全激光控制器通过通讯接口与第一工业交换机连接，所述激光扫描头安装于待防护区域，所述安全激光控制器安装在控制柜内。
7.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述上下料伺服控制***为第一可编程控制器控制伺服驱动电机进行精准定位，伺服驱动控制器的驱动输出端连接到伺服电机，伺服驱动控制器信号输入端连接到可编程控制器输出端。
8.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述工位识别检测***为模拟量处理单元和飞行时间激光传感器，所述飞行时间激光传感器安装于地轨一侧，所述模拟量处理单元安装在控制柜内。
9.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述的储压吹气清扫***为储压罐加吹气清扫装置，所述储压罐是储存气压确保吹气清扫时的气压足够大。
10.根据权利要求1所述的一种视觉检测机器人姿态调整多工位混合柔性加工***，其特征在于：所述工位远程I/O***是由第二可编程控制器、第二工业交换机和远程I/O设备组成，所述远程I/O设备与第二可编程控制器进行动态信息交互。
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Cited By (2)
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| CN114393305A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-04-26 | 武汉逸飞激光股份有限公司 | 分布式协同焊接控制***及焊接方法 |
| CN114415605A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-29 | 无锡中车时代智能装备有限公司 | 转子铜排智能加工生产线控制***及设备 |
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