專利名稱：懸鏈線上工件搬運視覺工作臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及懸鏈生產流水線技術領域，具體是ー種懸鏈線上エ件搬運工作臺。
背景技術：
目前，懸鏈生產線上エ件的搬運基本上是人工完成，裝卸工人勞動強度大，裝卸效率低，不適應大批量生產的需求，另外有些エ件懸掛時有一定的方向要求，保持エ件處于某種狀態，所以用簡單的搬運設備是不能將任意放置的エ件正確懸掛到懸鏈線上。
發明內容
為了克服上述現有技術存在的缺點，本發明的目的在于提供ー種懸鏈線上エ件搬運視覺工作臺，該エ件搬運視覺工作臺可以將輸送來的エ件或放置上的エ件轉動相應的角度，為自動搬運設備提供理想的エ件方位，自動搬運設備可以準確地懸掛到懸鏈生產線上。為了解決上述問題，本發明采用以下技術方案該懸鏈線上エ件搬運視覺工作臺，至少包括
一工作臺架；
ー轉盤，其上表面用于放置エ件，轉盤上設有用于夾持エ件的夾具；轉盤通過中心軸設置在所述的工作臺架的上方；
轉盤驅動裝置，用于驅動轉盤繞所述的中心軸轉動；
機器視覺系統，用于在轉盤轉動過程中連續采集轉盤上エ件表面的圖像并找到預設的エ件特征部位，根據測得該エ件特征部位時轉盤轉動的角度得出エ件定位轉盤需要正轉或反轉的定位轉動角度，并對所述的轉盤驅動裝置輸出控制信號驅動轉盤正轉或反轉該定位轉動角度，帶動エ件轉動到正確方位。作為本發明的進ー步的技術方案在該懸鏈線上エ件搬運視覺工作臺中，所述的機器視覺系統包括線形光源、相機和鏡頭；線形光源位于所述轉盤ー側的上方并通過光源支架與工作臺架連接；相機和鏡頭設置在所述轉盤ー側的上方，所述的工作臺架上設有可升降的支撐相機和鏡頭的升降裝置；工作臺架上還設置有驅動升降裝置的升降用電機和升降用減速器及傳動機構。可以根據エ件大小高度，調整相機和鏡頭位置，保證采集的圖像質量。優選的所述的升降裝置為導軌式升降裝置。導軌式精度高，可以滿足圖像采集的要求。優選的所述的導軌式升降裝置包括齒條組件、導軌座，導軌座安裝在工作臺架上，所述齒條組件中的齒條豎直設置并與所述的導軌座滑動摩擦配合；導軌座上連接有壓板，導軌座與壓板組合構成對所述齒條組件在水平方向上的限位；與所述齒條組件中的齒條配合有驅動齒輪，所述驅動齒輪設置在所述升降用減速器的輸出軸上，升降用減速器的輸入端連接所述升降用電機的輸出端。作為本發明的進ー步的技術方案該懸鏈線上エ件搬運視覺工作臺中，所述轉盤上的夾具包括多組夾持組件；多組夾持組件的夾持方向在轉盤上的排列設置對工件構成相互垂直的兩個水平方向上的限位。這樣夾具可以夾持多面體工件，也可以夾持圓形工件。
優選的所述的夾持組件為三組，分別記為第一夾持組件、第二夾持組件、第三夾持組件；其中第一夾持組件、第二夾持組件的夾持方向在同一水平面內呈180° ;第三夾持組件的夾持方向與第一夾持組件、第二夾持組件的夾持方向水平垂直。三組夾持組件的非均布排列方式可以夾持多面體工件，也可以夾持圓形工件。優選的所述的夾持組件包括夾持塊，夾持塊與工件接觸的一端面為夾持工作面，該夾持工作面由一豎直設置的V形凹槽面及對稱位于該V形凹槽面左右兩側的平面組成。優選的所述的夾具組件包括夾緊用氣缸，所述氣缸底部裝有氣缸固定件，氣缸固定件通過連接螺栓與轉盤固裝在一起；轉盤上設有供氣缸固定件移動以調整夾具夾持不同大小的工件的移動導向槽，相應的在轉盤上設有供連接螺栓移動的條形螺栓連接槽，所述螺栓連接槽位于所述的移動導向槽內。本發明進一步的技術方案該懸鏈線上工件搬運視覺工作臺中，所述轉盤的下表面與所述工作臺架的上表面之間裝配有用于增大接觸面、提高穩定性的滾動軸承。該懸鏈線上工件搬運視覺工作臺中，所述的轉盤驅動裝置包括伺服電機、轉動用減速器，伺服電機、轉動用減速器固定在工作臺架上且位于轉盤下方；所述的轉動用減速器的輸出軸與所述轉盤的中心軸之間為鍵連接。本發明的有益效果是用該懸鏈線上工件搬運視覺工作臺可以對將要懸掛到懸鏈線上的工件進行位置識別，找到正確的懸掛位置，便于工件抓取。且該懸鏈線上工件搬運視覺工作臺可以對各種形狀、不同尺寸的工件進行定位，結構簡單、操作方便；工件旋轉角度準確、可靠，整個工作臺工作時間短、效率高。
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明
圖I是本發明實施例的結構示意圖。圖2是圖I所示懸鏈線上工件搬運視覺工作臺的俯視圖。圖3是圖I所示懸鏈線上工件搬運視覺工作臺的左向視圖。圖4是圖2所示懸鏈線上工件搬運視覺工作臺的A部分放大圖。其中1工作臺架，2轉動用減速器，3伺服電機，4轉盤，41中心軸，5滾動軸承，6氣缸，7氣缸固定件，8夾持塊，81V形凹槽面，82平面，9線形光源，10相機和鏡頭，11齒條組件，12驅動齒輪，13升降用減速器，14升降用電機，15導軌座，16壓板，17減重孔，18移動導向槽，19螺栓連接槽，20光源支架，21第一夾持組件，22第二夾持組件，23第三夾持組件，24連接螺栓。
具體實施例方式如圖1、2、3所示，該懸鏈線上工件搬運視覺工作臺主要包括工作臺架I、轉盤4、轉盤驅動裝置、機器視覺系統。轉盤4通過中心軸41設置在工作臺架的上方。轉盤驅動裝置包括伺服電機3、轉動用減速器2，伺服電機3、轉動用減速器2固定在工作臺架I上并位于轉盤4下方。轉動用減速器2的輸出軸與轉盤的中心軸41之間為鍵連接。伺服電機通過轉動用減速器驅動轉盤繞中心軸轉動。由于轉動用減速器2的輸出軸、轉盤的中心軸41直徑都小，轉盤的直徑較大(該轉盤在實際制作時直徑約為I. 2米)，因此在轉盤轉動過程中穩定性差。為了解決該問題，轉盤4的下表面與工作臺架I的上表面之間裝配有滾動軸承5。滾動軸承5用來將轉盤4上的壓カ傳遞到工作臺架I上，増大了接觸面，同時保證轉盤4平穩轉動。該滾動軸承5選用推力球軸承。該滾動軸承5的座圈安裝在工作臺架I上表面的槽中，滾動軸承5的軸圈安裝在轉盤4下表面的的槽中。作為其他實施方式，該滾動軸承也可采用角接觸球軸承或推カ圓錐滾子軸承，但采用這兩種軸承軸向尺寸大ー些，軸的長度也大，結構上實現困難，不利于使結構緊湊，因此優選推力球軸承。此外，轉盤上還均勻設有若干個減重孔17，減輕轉盤4壓力，降低滾動軸承5的載荷，有利于延長滾動軸承5的使用壽命，同時也有利于降低伺服電機3的輸出功率,達到節能功效。轉盤4的上表面用于放置エ件，轉盤4上設有用于夾持エ件的夾具。如圖2所示，所述夾具包括三組夾持組件，分別記為第一夾持組件21、第二夾持組件22、第三夾持組件23。其中第一夾持組件21、第二夾持組件22的夾持方向在同一水平面內呈180° ;第三夾持組件23的夾持方向與第一夾持組件21、第二夾持組件22的夾持方向水平垂直。三組夾持組件這樣布局可以夾持圓形エ件，也可以夾持多面體形狀的エ件。如果三組夾持組件繞轉盤中心為均布，則只能夾持圓形エ件，所以采用了這種非均布的方式。每組夾持組件分別包括一夾持塊8，夾持塊8與エ件接觸的一端面為夾持工作面，該夾持工作面由一豎直設置的V形凹槽面81及對稱位于該V形凹槽面81左右兩側的平面82組成。這樣夾持圓形エ件時夾持塊的V形凹槽面起夾持作用；夾持多面體エ件時夾持塊的平面82起夾持作用。每組夾具組件分別包括ー夾緊用氣缸6，工作時，該氣缸驅動夾持塊8實施夾緊或松開動作。該氣缸6底部裝有氣缸固定件7，氣缸固定件7通過連接螺栓24與轉盤4固裝在一起。轉盤4上設有供氣缸固定件7移動以調整夾具夾持不同大小的エ件的移動導向槽18。氣缸固定件7在移動導向槽18內移動可以調整氣缸6的位置，氣缸6位置的調整即實現對不同尺寸大小的エ件的適應，以夾持不同尺寸大小的エ件。氣缸固定件7在移動導向槽18內移動，連接螺栓24與轉盤4連接的位置勢必要移動，因此相應的在轉盤4上設有供連接螺栓24移動的條形螺栓連接槽19。所述螺栓連接槽19位于移動導向槽18內。作為其他實施方式，本發明中的夾具組件也可以是更多組，例如4組，多組夾持組件的夾持方向在轉盤4上的排列設置對エ件構成相互垂直的兩個水平方向上的限位。這樣也同樣能實現既可以夾持圓形エ件，又可以夾持多面體形狀的エ件的功能，只是4組的結構復雜，不利于簡化結構，降低成本。同理，4組以上的就更不必了。優選3組，即可實現功能又可簡化結構降低成本，而且便于エ件從不設置夾持組件的地方送至轉盤上，或將豎直疊放的エ件送至轉盤上。當然エ件也可以采用起吊設備垂直放入到轉盤上。該工作臺的機器視覺系統，用于在轉盤4轉動過程中連續采集轉盤4上エ件表面的圖像并找到預設的エ件特征部位，根據測得該エ件特征部位時轉盤4轉動的角度得出エ 件定位轉盤4需要正轉或反轉的定位轉動角度，并對所述的轉盤驅動裝置中的伺服電機3輸出控制信號驅動轉盤4正轉或反轉該定位轉動角度，帶動エ件轉動到正確方位。例如轉盤4帶動工件轉動360°的過程中，機器視覺系統連續拍攝的圖像中就有所要找的工件特征部位，經過圖像處理，就找到了工件特征部位經過機器視覺系統拍攝圖像的位置，假如轉盤4轉動150°時找到的工件特征部位，然后再驅動轉盤4正向轉動150°或反向轉動210°，轉盤停止轉動，此時工件轉動到正確方位。該機器視覺系統包括線形光源9、相機和鏡頭10。如圖2所示，該線形光源9位于轉盤4的左后側的上方，并通過光源支架20與工作臺架I連接。相機和鏡頭10設置在轉盤4右后側的上方。工作臺架I上設有可升降的支撐相機和鏡頭的升降裝置。利用該升降裝置可以根據工件大小高度，調整相機和鏡頭的高度位置，保證采集的圖像質量。該升降裝置為導軌式升降裝置，導軌式升降裝置的精度高，可以滿足圖像采集的要求。該導軌式升降裝置包括齒條組件11、導軌座15，導軌座15安裝在工作臺架I上，齒條組件11中的齒條豎直設置并與導軌座15滑動摩擦配合；導軌座15上連接有壓板16，導 軌座15與壓板16組合構成對齒條組件11在水平方向上的限位。該工作臺中的齒條組件11與導軌座15之間不是采用常規的燕尾槽V型表面或長方形表面導向，而采用的是齒條組件11與導軌座15三面接觸、加壓板16 (如圖2、4所示)的方式限位導向，該種結構方式加工、安裝調整更方便。與齒條組件11中的齒條配合有驅動齒輪12，該驅動齒輪12設置在一升降用減速器13的輸出軸上，該升降用減速器13的輸入端連接一升降用電機14的輸出端。升降用電機14和升降用減速器13設置在工作臺架I上。該懸鏈線上工件搬運視覺工作臺的工作原理如下
如圖f 4所示，工件從工作臺架I的前端輸送過來或直接將豎直疊放的若干個工件放到工作臺架I上，三個氣缸6同時移動，三個夾持塊8同時定位夾緊工件，根據工件放置高度，啟動升降用電機14轉動，通過升降用減速器13使得齒輪12轉動，齒輪12與齒條嚙合帶動齒條組件11上下移動，使得相機和鏡頭10在合適的高度上。工件夾緊后，啟動伺服電機3通過轉動用減速器2帶動轉盤4轉動360°，然后伺服電機3停止轉動。轉盤4轉動的同時，線形光源9提供合適的光線照射在工件表面上，相機和鏡頭10連續拍攝圖像。在轉盤4帶動工件轉動360°的過程中，連續拍攝的圖像中就有所要找的工件特征部位，經過機器視覺系統對采集的圖像進行處理，就找到了工件特征部位經過相機拍攝圖像的位置，比如轉盤4轉動150°時找到的工件特征部位，然后再次啟動伺服電機3使轉盤4反向轉動210°或正向轉動150°，伺服電機3停止轉動，此時工件就已經定好位即轉動到正確的方位。三個氣缸6停止工作，三個夾持塊8回位，工件處于自由狀態供抓取設備抓取。工作時，根據工件的尺寸大小，可以松開三個氣缸固定件7上的螺栓，使三個氣缸固定件7沿著氣缸移動槽18同時移動相同的距離，保證三個夾持塊8能夠同時夾緊或松開工件，然后將氣缸固定件7、氣缸6螺栓連接在轉盤4上。本發明并不僅僅局限于上述實施例。
權利要求
1.懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是，至少包括 一工作臺架； 一轉盤，其上表面用于放置工件，轉盤上設有用于夾持工件的夾具；轉盤通過中心軸設置在所述的工作臺架的上方； 轉盤驅動裝置，用于驅動轉盤繞所述的中心軸轉動； 機器視覺系統，用于在轉盤轉動過程中連續采集轉盤上工件表面的圖像并找到預設的工件特征部位，根據測得該工件特征部位時轉盤轉動的角度得出工件定位轉盤需要正轉或反轉的定位轉動角度，并對所述的轉盤驅動裝置輸出控制信號驅動轉盤正轉或反轉該定位轉動角度，帶動工件轉動到正確方位。
2.根據權利要求I所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的機器視覺系統包括線形光源、相機和鏡頭；線形光源位于所述轉盤一側的上方并通過光源支架與工作臺架連接；相機和鏡頭設置在所述轉盤一側的上方，所述的工作臺架上設有可升降的支撐相機和鏡頭的升降裝置；工作臺架上還設置有驅動升降裝置的升降用電機和升降用減速器及傳動機構。
3.根據權利要求2所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的升降裝置為導軌式升降裝置。
4.根據權利要求3所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的導軌式升降裝置包括齒條組件、導軌座，導軌座安裝在工作臺架上，所述齒條組件中的齒條豎直設置并與所述的導軌座滑動摩擦配合；導軌座上連接有壓板，導軌座與壓板組合構成對所述齒條組件在水平方向上的限位；與所述齒條組件中的齒條配合有驅動齒輪，所述驅動齒輪設置在所述升降用減速器的輸出軸上，升降用減速器的輸入端連接所述升降用電機的輸出端。
5.根據權利要求I所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述轉盤上的夾具包括多組夾持組件；多組夾持組件的夾持方向在轉盤上的排列設置對工件構成相互垂直的兩個水平方向上的限位。
6.根據權利要求5所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的夾持組件為三組，分別記為第一夾持組件、第二夾持組件、第三夾持組件；其中第一夾持組件、第二夾持組件的夾持方向在同一水平面內呈180° ;第三夾持組件的夾持方向與第一夾持組件、第二夾持組件的夾持方向水平垂直。
7.根據權利要求5所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的夾持組件包括夾持塊，夾持塊與工件接觸的一端面為夾持工作面，該夾持工作面由一豎直設置的V形凹槽面及對稱位于該V形凹槽面左右兩側的平面組成。
8.根據權利要求5所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的夾具組件包括夾緊用氣缸，所述氣缸底部裝有氣缸固定件，氣缸固定件通過連接螺栓與轉盤固裝在一起；轉盤上設有供氣缸固定件移動以調整夾具夾持不同大小的工件的移動導向槽，相應的在轉盤上設有供連接螺栓移動的條形螺栓連接槽，所述螺栓連接槽位于所述的移動導向槽內。
9.根據權利要求I所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述轉盤的下表面與所述工作臺架的上表面之間裝配有用于增大接觸面、提高穩定性的滾動軸承。
10.根據權利要求I所述的懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，其特征是所述的轉盤驅動裝置包括伺服電機、轉動用減速器，伺服電機、轉動用減速器固定在工作臺架上且位于轉盤下方；所述的轉動用減速器的輸出軸與所述轉盤的中心軸之間為鍵連接。
全文摘要
一種懸鏈線上工件搬運視覺工作臺，至少包括一工作臺架；一轉盤，其上表面用于放置工件，轉盤上設有用于夾持工件的夾具；轉盤通過中心軸設置在所述的工作臺架的上方；轉盤驅動裝置，用于驅動轉盤繞所述的中心軸轉動；機器視覺系統，用于在轉盤轉動過程中連續采集轉盤上工件表面的圖像并找到預設的工件特征部位，根據測得該工件特征部位時轉盤轉動的角度得出工件定位轉盤需要正轉或反轉的定位轉動角度，并對所述的轉盤驅動裝置輸出控制信號驅動轉盤正轉或反轉該定位轉動角度，帶動工件轉動到正確方位。該工作臺可以將輸送來的工件或放置上的工件轉動相應的角度，為自動搬運設備提供理想的工件方位，自動搬運設備可以準確地懸掛到懸鏈生產線上。
文檔編號B65G43/00GK102633114SQ201210125028
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者張如劍, 張宏高, 徐干林, 李映君, 李琦, 李長春, 隋鵬杰 申請人:江蘇劍橋涂裝工程有限公司, 濟南大學