工件视觉分拣系统的制作方法

专利检索2022-05-10  3



1.本发明涉及工件分拣技术领域,尤其涉及一种小工件视觉分拣系统。


背景技术:

2.对于某些小工件而言,为了使得其能够良好地安装于所应用的产品中,需要对其不同面的尺寸进行检测,以分拣出合格品,并分离不合格品。
3.然而,某些小工件产品形状并不规则,因此为小工件产品的上料、周转以及不同面的连续化检测带来了较大的难度。因此,针对上述问题,有必要提出进一步地解决方案。


技术实现要素:

4.本发明旨在提供一种工件视觉分拣系统,以克服现有技术中存在的不足。
5.为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
6.一种工件视觉分拣系统,其包括:上料装置、周转装置、三轴旋转机械手、视觉检测装置、输送装置以及下料分拣装置;
7.所述周转装置位于所述上料装置的下游,并能够接收所述上料装置的来料;所述三轴旋转机械于所述周转装置和视觉检测装置之间进行三维周转运动;所述视觉检测装置包括:多组沿所述输送装置的隔设置的工业照相机;所述下料分拣装置位于所述输送装置的下游,其包括:分拣机械手和料盒机构,所述料盒机构包括与不同检测结果相关联的若干料盒单元。
8.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述上料装置包括:振动盘、驱动部、第一输送通道以及第二输送通道;
9.所述振动盘具有第一出料口和第二出料口,所述第一输送通道与第一出料口相连通,所述第二输送通道与第二出料口相连通,所述驱动部为所述第一输送通道和第二输送通道提供直振输送作用力。
10.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述周转装置包括:导料机构以及周转治具;
11.所述导料机构位于所述上料装置和周转治具之间,来料经所述导料装置送入下游的周转治具中,所述周转治具能够沿与来料方向相垂直的方向进行平移往复运动。
12.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述导料机构包括:导料基座、导料块以及拨料组件;
13.所述导料基座具有导料槽,所述导料槽的两侧均设置有导料块,所述导料槽及其两侧的导料块形成一导料通道,所述导料块与所在的导料基座一体设置或者分体设置;
14.所述拨料组件设置于所述导料基座的两端,任一端的拨料组件包括:拨料气缸、拨料杆以及复位结构;
15.所述拨料气缸固定于所述导料基座上,所述拨料杆枢转连接于所在导料基座的端部,所述拨料气缸的输出端与所述拨料杆的一端相抵靠,所述拨料杆的另一端自导料块的
下方延伸至导料通道处,所述复位结构包括:复位拉簧以及固定柱,所述复位拉簧一端连接于所述导料基座上,另一端连接于所述固定柱上,所述固定柱进一步安装于所述拨料杆上。
16.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述周转治具包括:治具本体以及平移机构;
17.所述平移机构能够带动所述治具本体整体地沿与来料方向相垂直的方向移动;所述治具本体具有多个腔体,多个腔体横向并排间隔设置。
18.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述三轴旋转机械手包括:机械手本体以及驱动所述机械手本体进行三维运动的x轴驱动模组、y轴驱动模组以及z轴驱动模组;
19.所述机械手本体包括:第一驱动气缸、传动连杆以及若干第一旋转式吸嘴组件;所述传动连杆的一端与所述第一驱动气缸的输出端传动连接,各第一旋转式吸嘴组件间隔设置,各第一旋转式吸嘴组件的第一拨块延伸至传动连杆的下端的开槽中,所述第一驱动气缸工作时,所述传动连杆通过第一拨块带动相应的第一旋转式吸嘴组件进行同步旋转。
20.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述视觉检测装置中,第一工业照相机组位于输送装置中输送线的上游端,其包括:两个并排设置的底视工业照相机;
21.第二工业照相机组位于所述第一工业照相机组的下游,其包括:位于所在输送线一侧的两个侧视工业照相机、位于所在输送线另一侧的两个侧视工业照相机、位于所在输送线上方的上视工业照相机和光源;
22.所述第三工业照相机组位于输送装置中输送线的下游端,其包括:位于所在输送线一侧的两个侧视工业照相机、位于所在输送线另一侧的一个侧视工业照相机、位于所在输送线上方的上视工业照相机。
23.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述输送装置包括:第一固定治具、升降机械手、第二固定治具以及输送线;
24.所述第一固定治具、第二固定治具能够由所述输送线带动进行平移往复运动,所述升降机械手能够将所述第一固定治具中的工件产品吸取并周转到第二固定治具中。
25.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述第一固定治具包括:底板、设置于所述底板上的挡块和第一夹持机构;
26.所述挡块通过垫板安装于底板顶面的一侧,其具有若干型腔;
27.所述第一夹持机构安装于底板顶面的另一侧,其包括:活动板、平移推板、第二驱动气缸以及若干夹持气缸;
28.所述第二驱动气缸安装于所述底板的底面,其输出端通过连杆与所述平移推板传动连接,所述活动板设置于平移推板上,所述若干夹持气缸安装于所述活动板上,并分别与所述挡块上的型腔对应设置;
29.所述底板上还设置有斜面,所述斜面按照远离所述挡块的方向逐渐向下倾斜,所述活动板的下方设置有滚轮,所述滚轮借助穿过所述平移推板的支架连接于所述活动板的底部,且所述滚轮能够沿所述斜面进行滚动;
30.所述升降机械手包括:机械手本体以及升降直线电机,所述升降直线电机竖直布置,其带动所述机械手本体进行上下往复运动;
31.所述机械手本体包括:第三驱动气缸、联动推板以及若干第二旋转式吸嘴组件;
32.所述第三驱动气缸通过所在的机座连接于所述升降直线电机的输出端,所述第三
驱动气缸的输出端与所述联动推板相连接,各第二旋转式吸嘴组件间隔设置,各第二旋转式吸嘴组件的第二拨块通过活节与所述联动推板传动连接,所述第二驱动气缸工作时,所述联动推板可通过第二拨块带动相应的第二旋转式吸嘴组件进行同步旋转;
33.所述第二固定治具包括:基板、上治具座、下治具座以及第二夹持机构;
34.所述下治具座安装于基板上,是下治具座上设置有若干料台,所述上治具座安装于所述下治具座上,其上开设有若干避位槽,所述下治具座上的料台收容于对应的避位槽中;
35.所述第二夹持机构对位于料台上的工件产品进行夹持定位,其包括:第四驱动气缸、推杆以及若干推块;
36.所述推块按照推夹方向活动地设置于所述上治具座的各避位槽中,且所述推块位于同一避位槽中料台的一侧,所述第四驱动气缸的输出端与所述推杆的一端传动连接,所述推杆按照所述第二夹持机构的夹持方向设置于所述下治具座底部的凹槽中,所述下治具座底部上还开设有上下贯通设置的若干滑槽,各推块通过穿过所述滑槽的连接销与所述推杆相连接。
37.作为本发明工件视觉分拣系统的改进,所述分拣机械手包括:分拣机械手本体和第二直线电机;
38.所述第二直线电机于所述输送装置的下游端,所述分拣机械手本体与所述第二直线电机的输出端相连接;所述分拣机械手本体包括:料嘴固定座以及安装于所述料嘴固定座上的若干吸嘴组件;
39.所述料盒机构包括:若干料盒单元以及驱动若干料盒单元进行平移运动的第三直线电机;
40.任一料盒单元均具有各自的id编号,各料盒单元的编号与视觉检测的结果相关联,在所述第二直线电机和第三直线电机的驱动下,所述分拣机械手本体能够移动至任一料盒单元的上方,并根据各料盒单元的编号与视觉检测结果的对应关系,将吸取的工件产品放置于下方对应的料盒中。
41.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的工件视觉分拣系统通过上料装置实现双通道上料,具有较高的上料效率;
42.本发明的工件视觉分拣系统的周转装置,通过平移的方式依次接收双通道来料,以便于三轴旋转机械手一次动作的取料;
43.三轴旋转机械手能够根据检测的需求,进行整体的自转并配合独立吸嘴组件的自转,进而方便调节吸取工件产品的角度,有利于对工件产品的各面分别进行尺寸检测;
44.视觉检测装置具有多组沿工件产品输送方向间隔设置的工业照相机,进而能够配合三轴旋转机械手以及输送装置进行工件产品各面的分别检测;
45.下料分拣装置能够根据检测结果,将工件产品分拣于不同的料盒单元中,有利于合格品与不合格品分离,以及不同种类不合格品的细化分拣。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本发明工件视觉分拣系统一实施例的立体示意图;
48.图2为图1中上料装置的立体放大示意图;
49.图3为图1中周转装置的立体放大示意图;
50.图4为图3中导料机构的立体放大示意图;
51.图5为图3中周转治具的立体放大示意图;
52.图6为图1中三轴旋转机械手的立体放大示意图;
53.图7为图6中机械手本体的立体放大示意图;
54.图8为图7中第一旋转式吸嘴组件的立体分解示意图;
55.图9为图1中视觉检测装置的立体放大示意图;
56.图10为图1中输送装置的立体放大示意图;
57.图11为图10中第一固定治具的立体放大示意图;
58.图12为图11中去掉活动板、平移推板的立体放大示意图;
59.图13为图10中升降机械手的立体放大示意图;
60.图14为图13中机械手本体的立体放大示意图;
61.图15为图14中第二旋转式吸嘴组件的立体分解示意图;
62.图16为图10中第二固定治具的立体放大示意图;
63.图17为图16中避位槽位置的局部放大示意图;
64.图18为第二固定治具中第二夹持机构的立体放大示意图;
65.图19为下治具座的料台的立体放大示意图;
66.图20中下料分拣装置的立体放大示意图;
67.图21为图20中吸嘴组件的立体分解示意图。
具体实施方式
68.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。
69.本发明一实施例提供一种工件视觉分拣系统,其适用于对小工件产品的尺寸进行检测,并根据检测结果对合格品和不合格品进行分拣。
70.如图1所示,本实施例的工件视觉分拣系统包括:上料装置100、周转装置200、三轴旋转机械手300、视觉检测装置400、输送装置500以及下料分拣装置600。
71.如图2所示,上料装置100用于实现工件产品的双通道上料,其包括:振动盘10、驱动部11、第一输送通道12以及第二输送通道13。
72.振动盘10包括:振动盘本体101以及底座102。所述振动盘本体101固定于底座102上,且振动盘本体101具有第一出料口和第二出料口。上述第一出料口和第二出料口的形状与工件产品的轮廓形状相对应,且第一出料口和第二出料口被设计为使得工件产品能够按照直立状态被送出。
73.第一输送通道12与第二输送通道13平行设置,且驱动部11同时与第一输送通道12和第二输送通道13的底部传动连接。第一输送通道12与第一出料口相连通,第二输送通道13与第二出料口相连通。如此,驱动部11工作时,第一输送通道12和第二输送通道13沿工件输送方向产生直振输送作用力,带动自振动盘本体101中送出的工件产品进行直线输送。通过采用双输送通道,有利于提高工件产品的上料效率。一个实施方式中,上述驱动部11为一直振器。
74.如图3所示,周转装置200用于接收来自上料装置100的工件产品,并将工件产品周转至适于下游三轴旋转机械手300取料的工位。
75.周转装置200包括:固定座20、导料机构21以及周转治具22。
76.导料机构21和周转治具22按照工件输送方向安装于固定座20上,且周转治具22位于导料机构21的下游侧。
77.如图4所示,导料机构21包括:导料基座210、导料块211以及拨料组件212。
78.导料基座210安装于一固定架上,固定架进一步安装于固定座20上。导料基座210中间设置有导料凸台2101,导料凸台2101上设置有导料槽2102,该导料槽2102被设计为与工件产品的底部形状相对应。为了与上料装置100相配合,导料凸台2101上设置有两条导料槽2102。如此,第一输送通道12的出口端与一个导料槽2102相连通,第二输送通道13的出口端与另一个导料槽2102相连通。
79.导料块211为多个,且任一导料槽2102的两侧均设置有导料块211。如此,导料槽2102及其两侧的导料块211形成一适于工件产品通过的导料通道。导料块211可与所在的导料基座210一体设置,也可与其分体设置。
80.导料基座210两端还设置有拨料组件212。任一端的拨料组件212包括:拨料气缸2121、拨料杆2122以及复位结构2123。其中,拨料气缸2121固定于导料基座210上。拨料杆2122为l形,拨料杆2122枢转连接于所在导料基座210的端部。拨料气缸2121的输出端与拨料杆2122的一端相抵靠,拨料杆2122的另一端自导料块211的下方延伸至导料通道处。如此,当拨料气缸2121工作时,可带动拨料杆2122枢转地工作,进而带动工件产品沿导料通道进行滑动。同时,复位结构2123可以为一复位拉簧,拨料杆2122枢转动作时,复位拉簧处于拉伸状态。而当拨料气缸2121的输出端与拨料杆2122分离时,拨料杆2122在复位拉簧的作用下回复至初始位置。
81.如图5所示,周转治具22包括:治具本体221以及平移机构222。
82.平移机构222安装于固定座20上,并带动治具本体221整体地横向移动。一个实施方式中,平移机构222包括沿垂直于工件输送方向设置的第一直线电机,该第一直线电机与治具本体221的底部传动连接。
83.治具本体221具有多个收容工件产品的腔体2210。多个腔体2210横向并排间隔设置。如此,在平移机构222的带动下,治具本体221的多个腔体2210依次与导料机构21对齐,并接收由导料机构21送出的工件产品。一个实施方式中,治具本体221具有六个横向并排间隔设置的腔体2210。从而,一次上料过程中,可将六个工件产品周转至适于三轴旋转机械手300取料的工位。
84.如图6所示,三轴旋转机械手300用于抓取由周转装置200传递的工件产品,并将其周转至下游的视觉检测装置400处进行检测。
85.三轴旋转机械手300包括:x轴驱动模组30、y轴驱动模组31、z轴驱动模组32、旋转模组33以及机械手本体34。
86.x轴驱动模组30用于带动y轴驱动模组31、z轴驱动模组32、旋转模组33以及机械手本体34整体地沿x轴方向进行平移运动。具体地,x轴驱动模组30包括:x轴直线电机和x轴导轨。x轴直线电机与x轴导轨平行设置,并安装于各自的底座上。
87.y轴驱动模组31用于带动z轴驱动模组32、旋转模组33以及机械手本体34整体地沿y轴方向进行平移运动。具体地,y轴驱动模组31包括一y轴直线电机。该y轴直线电机所在的底座一端与x轴直线电机传动连接,另一端通过滑块沿x轴导轨进行滑动。
88.z轴驱动模组32用于带动旋转模组33以及机械手本体34整体地沿z轴方向进行平移运动。具体地,z轴驱动模组32包括一z轴直线电机。该z轴直线电机所在的底座与y轴直线电机传动连接。
89.旋转模组33用于带动机械手本体34整体进行自转。具体地,旋转模组33包括一旋转电机,该旋转电机的输出端与机械手本体34传动连接。
90.从而,在各驱动模组及旋转模组33的带动下,机械手本体34可运动至相应的取料位置,并抓取周转治具22上的工件产品。同时,整体旋转一定的角度,以方便视觉检测装置400对工件产品进行视觉检测。
91.如图7所示,机械手本体34包括:第一驱动气缸340、传动连杆341、第一导向机构342以及若干第一旋转式吸嘴组件343。
92.第一驱动气缸340通过所在的机座连接于z轴直线电机的输出端。第一驱动气缸340及传动连杆341平行且水平设置,传动连杆341的一端通过连接件与第一驱动气缸340的输出端传动连接。第一导向机构342位于第一驱动气缸340和传动连杆341之间,其包括:滑轨以及沿滑轨进行滑动的滑块。滑块进一步与传动连杆341相连接。如此,当第一驱动气缸340工作时,可带动与之连接的传动连杆341,沿滑轨进行同步平移运动。
93.若干第一旋转式吸嘴组件343用于吸料,且还可通过自转带动吸取的工件产品进行旋转,以在机械手本体34旋转调节的同时,实现各工件产品的独立旋转,从而满足后续视觉检测的需求。
94.若干第一旋转式吸嘴组件343共同连接于一基座上。且各第一旋转式吸嘴组件343按照上述治具本体221上具有的多个腔体2210的排布方式间隔设置。如此,以便于吸取腔体2210中的工件产品。由于治具本体221具有六个横向并排间隔设置的腔体2210,第一旋转式吸嘴组件343的数量也对应设置为六个。
95.如图8所示,任一旋转式吸嘴组件343包括:第一气杆3430、第一拨块3431、第一衬套3432、第一轴承组3433以及第一吸嘴3434。
96.其中,第一气杆3430的上端连接有接头,下端为一法兰盘结构。第一衬套3432套装于第一气杆3430上,且第一衬套3432与基座之间还设置有第一轴承组3433。第一吸嘴3434连接于下端的法兰盘结构上。如此,第一吸嘴3434在气压作用下,可产生一吸取工件产品的吸附作用力。为了使得传动连杆341带动第一吸嘴3434进行旋转,传动连杆341的下端设置有若干并排间隔设置的开槽。此时,第一拨块3431一端套装于第一气杆3430的上部,另一端延伸至对应的开槽中。从而,当第一驱动气缸340工作时,传动连杆341可通过第一拨块3431带动第一气杆3430及其下端的第一吸嘴3434进行同步旋转。
97.此外,为了方便后续视觉检测,各第一吸嘴3434表面还形成有一层反射层。如此,该反射层可反射入射光线,使得被吸取的工件产品的表面具有更高的亮度,进而便于工业照相机的视觉检测。一个实施方式中,反射层为镀铬层。
98.如图9所示,视觉检测装置400用于对工件产品进行尺寸检测,其包括:多组沿工件产品输送方向间隔设置的工业照相机。从而,通过上述多工业照相机组的视觉检测,可分别自多个检测方向分别对工件产品的尺寸进行检测,以判断产品是否为良品。
99.沿工件产品的输送方向,第一工业照相机组40位于输送装置500中输送线的上游端,其包括:两个并排设置的底视工业照相机401。
100.从而,第一工业照相机组40通过两个底视工业照相机401可自下方采集位于第一检测位置的工件产品的底部图像。然后,系统根据采集的图像计算出相应的尺寸数据,通过与标准尺寸进行比对,进而判断出该检测位置的工件产品的相关尺寸是否符合标准。
101.第二工业照相机组41位于第一工业照相机组40的下游,其包括:位于所在输送线一侧的两个侧视工业照相机411、位于所在输送线另一侧的两个侧视工业照相机412、位于所在输送线上方的上视工业照相机413和光源414。
102.从而,在光源414提供照明的情况下,第二工业照相机组41对位于第二检测位置的工件产品进行检测,其通过一侧的两个侧视工业照相机411采集件产品的第一侧面图像,通过另一侧的两个侧视工业照相机412采集工件产品的第二侧面图像,通过上视工业照相机413采集工件产品的上部图像。同理,系统根据采集的图像计算出相应的尺寸数据,通过与标准尺寸进行比对,进而判断出该检测位置的工件产品的相关尺寸是否符合标准。需要说明的是,上视工业照相机413以及两组侧视工业照相机411、412,可根据实际检测需求,相互协同检测或者独立进行检测。
103.第三工业照相机组42位于输送装置500中输送线的下游端,其包括:位于所在输送线一侧的两个侧视工业照相机421、位于所在输送线另一侧的一个侧视工业照相机422、位于所在输送线上方的上视工业照相机423。
104.从而,第二工业照相机组41对位于第三检测位置的工件产品进行检测,其通过一侧的两个侧视工业照相机421采集工件产品的第三侧面图像,通过另一侧的一个侧视工业照相机422采集工件产品的第四侧面图像,通过上视工业照相机423采集工件产品的上部图像。同理,系统根据采集的图像计算出相应的尺寸数据,通过与标准尺寸进行比对,进而判断出该检测位置的工件产品的相关尺寸是否符合标准。需要说明的是,上视工业照相机423以及各侧视工业照相机421、422,可根据实际检测需求,相互协同检测或者独立进行检测。
105.如图10所示,输送装置500用于实现工件产品在上述第一检测位置、第二检测位置以及第三检测位置之间的周转,其包括:第一固定治具50、升降机械手51、第二固定治具52以及输送线53。第一固定治具50、第二固定治具52能够由输送线53带动进行平移往复运动,升降机械手51能够将第一固定治具50中的工件产品吸取并周转到第二固定治具52中。
106.第一固定治具50初始地位于第二检测位置处,三轴旋转机械手300吸取工件产品在第一检测位置由第一工业照相机组40完成底部检测后,将工件产品周转至第一固定治具50中,以通过第二工业照相机组41进行工件前面或者后面的检测。
107.如图11所示,第一固定治具50包括:底板501、设置于底板501上的挡块502和第一夹持机构503。
108.挡块502通过垫板安装于底板501顶面的一侧,其具有适于收容、定位工件产品的型腔5021。为了与三轴旋转机械手300相配合,型腔5021的数量为六个,且六个型腔5021按照三轴旋转机械手300上若干第一旋转式吸嘴组件343的排布方式对应设置。
109.第一夹持机构503安装于底板501顶面的另一侧,并通过侧向夹持的方式将工件产品推入到相应的型腔5021中,以实现工件产品的收容、定位。然而,考虑到由于工件产品在第二检测位置进行检测时,侧视工业照相机需要对工件产品的侧面进行检视,因此需要第一夹持机构503完成推夹定位后,退回到初始位置。因此,第一夹持机构503被设置为能够进行升降、平移的复合运动。
110.第一夹持机构503包括:活动板5031、平移推板5032、第二驱动气缸以及若干夹持气缸5034。
111.第二驱动气缸安装于底板501的底面,其输出端通过连杆5033与平移推板5032传动连接。如此,第二驱动气缸工作时,可带动平移推板5032靠近或者远离与其相对的挡块502进行运动。同时,底板501上还设置有辅助平移推板5032进行运动的导轨。
112.活动板5031设置于平移推板5032上,其能够随平移推板5032的运动进行升降、平移的复合运动。同时,若干夹持气缸5034安装于活动板5031上,并分别与挡块502上的型腔5021对应设置。如此,活动板5031通过前进、升起的方式靠近挡块502时,其上的夹持气缸5034动作,可将工件产品推入对应的型腔5021中以完成定位。为了不遮挡后续视觉检测的光路,完成推夹定位的活动板5031通过后退、下降的方式远离挡块502,从而使得侧视工业照相机能够对工件产品的侧面进行检测。
113.为了实现上述目的,配合参照图12所示,底板501上还设置有斜面5035,该斜面5035按照远离挡块502的方向逐渐向下倾斜。同时,活动板5031的下方设置有滚轮5036,该滚轮5036借助穿过平移推板5032的支架5037连接于活动板5031的底部,且滚轮5036能够沿斜面5035进行滚动。如此,当第二驱动气缸工作时,平移推板5032通过沿底板501进行滑动靠近挡块502进行运动,其上的活动板5031通过底部的滚轮5036沿斜面5035进行平移的同时,还逐渐升起至与型腔5021相对应的高度位置,进而便于夹持气缸5034的推夹定位;当平移推板5032通过沿底板501进行滑动远离挡块502进行运动,其上的活动板5031通过底部的滚轮5036沿斜面5035进行平移的同时,还逐渐下降以避免对后续侧视工业照相机的检测管路进行遮挡。
114.如图13所示,升降机械手51用于将第一固定治具50中的工件产品吸取并周转到第二固定治具52中,其包括:机械手本体510以及升降直线电机511。其中,升降直线电机511竖直布置,其可带动机械手本体510进行上下往复运动。
115.如此,当第一固定治具50随输送线53平移至升降机械手51的下方时,机械手本体510可将工件产品自第一固定治具50中取出,当第二固定治具52随输送线53平移至升降机械手51的下方时,机械手本体510可将吸取的工件周转至第二固定治具52中。
116.为了配合第三工业照相机组42进行工件左面或者右面的检测,机械手本体510被设置为能够带动吸取的工件进行90
°
的旋转。
117.具体地,如图14所示,机械手本体510包括:第三驱动气缸5101、联动推板5102、第二导向机构5103以及若干第二旋转式吸嘴组件5104。
118.其中,第三驱动气缸5101通过所在的机座连接于升降直线电机511的输出端。第三
驱动气缸5101的输出端通过一连接件与联动推板5102相连接。第二导向机构5103位于联动推板5102底部,其包括:滑轨以及沿滑轨进行滑动的滑块。滑块进一步与联动推板5102的底面相连接。如此,当第三驱动气缸5101工作时,可带动与之连接的联动推板5102,沿滑轨进行同步平移运动。
119.若干第二旋转式吸嘴组件5104用于吸料,且还可通过自转带动吸取的工件产品进行旋转,以实现各工件产品的独立旋转,使得工件产品的左面或者右面朝向第三工业照相机组42,从而满足后续视觉检测的需求。
120.若干第二旋转式吸嘴组件5104共同连接于一基座5105上。且各第二旋转式吸嘴组件5104按照上述第一固定治具50、第二固定治具52上具有的多个型腔5021的排布方式间隔设置。如此,以便于吸取型腔5021中的工件产品。由于固定治具具有六个横向并排间隔设置的型腔5021,第二旋转式吸嘴组件5104的数量也对应设置为六个。
121.如图15所示,任一第二旋转式吸嘴组件5104包括:第二气杆51041、第二拨块51042、第二衬套51043、第二轴承组51044以及第二吸嘴51045。
122.其中,第二气杆51041的上端连接有接头,下端为一法兰盘结构。第二衬套51043套装于第二气杆51041上,且第二衬套51043与基座之间还设置有第二轴承组51044。第二吸嘴51045连接于下端的法兰盘结构上。如此,第二吸嘴51045在气压作用下,可产生一吸取工件产品的吸附作用力。为了使得联动推板5102带动第二吸嘴51045进行旋转,联动推板5102上设置有一排凸伸出的夹槽51021。此时,第二拨块51042一端套装于第二气杆51041的上部,另一端与一活节51046垂直连接,该活节51046装配于对应的夹槽51021中。从而,当第二驱动气缸工作时,联动推板5102可通过第二拨块51042带动第二气杆51041及其下端的第二吸嘴51045进行同步旋转。
123.如图16所示,第二固定治具52初始位于第三检测位置处,其可由输送线53带动平移至升降机械手51下方接收工件产品后,返回至第三检测位置处,由第三工业照相机组42进行工件前面或者后面的检测。
124.第二固定治具52包括:基板520、上治具座521、下治具座522以及第二夹持机构523。
125.如图17所示,下治具座522安装于基板520上,该下治具座522上设置有若干料台5220,若干料台5220按照升降机械手51中若干第二旋转式吸嘴组件5104的排布方式对应设置。上述料台5220用于对放置于第二固定治具52中的工件产品进行支撑。上治具座521安装于下治具座522上,其上开设有若干避位槽5210,下治具座522上的料台5220收容于对应的避位槽5210中,并与避位槽5210共同限定工件产品的夹持空间。
126.如图18所示,第二夹持机构523用于自左侧或者右侧对位于料台5220上的工件产品进行夹持定位,以便于后续第三工业照相机组42的检测,其包括:第四驱动气缸5230、推杆5231以及若干推块5232。
127.其中,推块5232按照推夹方向活动地设置于上治具座521的各避位槽5210中,且推块5232位于同一避位槽5210中料台5220的一侧。为了便于推块5232对工件产品的夹持定位,推块5232顶部靠近料台5220的边缘位置凸伸设置有能够与工件产品相抵靠的凸块52320。为了对推块5232的推夹进行限位,避位槽5210相对的侧壁上还对称地设置有位于推块5232与料台5220之间的限位块52101。相应的,推块5232的两侧还设置有与限位块52101
相配合的台阶面。
128.一个实施方式中,凸块52320对称地设置于所在边缘两端的位置。任一端凸块52320的端面设置有一导向部。如图19所示,相应的,料台5220上设置有在推夹过程中收容该导向部的导向槽52201,导向部的与导向槽52201相接触的侧面形成导向面。此时,凸块52320端面与工件产品相接触的部分形成抵靠面,而与料台5220端面相接触的部分形成限位面。
129.此外,任一避位槽5210的上方还设置有用于对推块5232进行上下限位的盖板524,该盖板524锁附固定于上治具座521的顶面上。且该盖板524的边缘还设置有位于两个凸块52320之间的延伸部。
130.第四驱动气缸5230设置于下治具座522的左侧或者右侧,其输出端与推杆5231的一端传动连接。推杆5231按照第二夹持机构523的夹持方向设置于下治具座522底部的凹槽中。下治具座522底部上还开设有上下贯通设置的若干滑槽,各推块5232通过穿过滑槽的连接销与推杆5231相连接。如此,当第四驱动气缸5230工作时,可通过推杆5231带动与之连接的若干推块5232同步运动,实现对各料台5220上工件产品的夹持定位。工件产品夹持到位时,推块5232的台阶面与限位块相抵靠,限位面与料台5220的端面相抵靠,抵靠面与工件产品相抵靠。
131.如图20所示,下料分拣装置600用于根据视觉检测装置400的检测结果,将工件产品分拣到相应的料盒中,其包括:分拣机械手60和料盒机构61。
132.分拣机械手60包括:分拣机械手本体601和第二直线电机602。
133.其中,第二直线电机602沿左右方向设置于输送装置500的下游端,分拣机械手本体601与第二直线电机602的输出端相连接,并能够在第二直线电机602的驱动下,沿左右方向进行往复运动。
134.分拣机械手本体601用于吸取完成检测工件产品,并带动其进行左右运动。
135.分拣机械手本体601包括:料嘴固定座6011以及安装于料嘴固定座6011上的若干吸嘴组件6012。其中,若干吸嘴组件6012按照第二固定治具52中料台5220的排布方式对应设置。
136.如图21所示,任一料嘴组件6012包括:第三气杆60121、第三衬套60122以及第三吸嘴60123。第三气杆60121的上端连接有接头,下端为一法兰盘结构。第三衬套60122套装于第三气杆60121上。第三吸嘴60123连接于下端的法兰盘结构上。如此,第三吸嘴60123在气压作用下,可产生一吸取工件产品的吸附作用力。
137.料盒机构61包括:若干料盒单元611以及驱动若干料盒单元611进行前后方向平移运动的第三直线电机612,相应的,若干料盒单元611所在的底座102与第三直线电机612的输出端传动连接。一个实施方式中,若干料盒单元611沿前后方向并排地设置于所在的底座102上。
138.任一料盒单元611均具有各自的id编号,各料盒单元611的id编号与视觉检测的结果相关联。例如,某一料盒单元611的编号与检测结果为ok相关联,其余料盒单元611的编号则与检测结果为ng1、ng2、ng3等分别关联。其中,检测结果为ng1、ng2、ng3等代表工件产品的不同尺寸的检测结果为不合格。如此,根据不同的检测结果,工件产品可被分拣于对应的料盒单元611中。
139.分拣时,系统根据检测结果发送控制信号给分拣机械手60,在第二直线电机602和第三直线电机612的驱动下,分拣机械手本体601可移动至任一料盒单元611的上方,并将吸取的工件产品放置于下方对应的料盒中。
140.综上所述,本发明的工件视觉分拣系统通过上料装置实现双通道上料,具有较高的上料效率;本发明的工件视觉分拣系统的周转装置,通过平移的方式依次接收双通道来料,以便于三轴旋转机械手一次动作的取料;三轴旋转机械手能够根据检测的需求,进行整体的自转并配合独立吸嘴组件的自转,进而方便调节吸取工件产品的角度,有利于对工件产品的各面分别进行尺寸检测;视觉检测装置具有多组沿工件产品输送方向间隔设置的工业照相机,进而能够配合三轴旋转机械手以及输送装置进行工件产品各面的分别检测;下料分拣装置能够根据检测结果,将工件产品分拣于不同的料盒单元中,有利于合格品与不合格品分离,以及不同种类不合格品的细化分拣。
141.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
142.此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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