專利名稱：基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于數(shù)字化裝配制造與自動化領域，涉及一種閥體陶瓷片定位裝置。
背景技術：
在閥體裝配的自動化生產線上，閥體裝配中的陶瓷片由于其外緣幾何形狀呈圓形，裝配時需要通過內側一對對稱的扇形孔，進行定位，因而在振動盤出料時無法保證提供準確的位置，需要通過檢測技術對陶瓷片進行檢測，并通過執(zhí)行機構將其調整到合適的角度?，F(xiàn)有技術存在的缺陷為:精度較低、速度較慢、成本較高。
發(fā)明內容為了克服已有閥體陶瓷片定位方式的精度較低、速度較慢、成本較高的不足，本實用新型提供一種精度較高、速度較快、成本較低的基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置，所述定位裝置包括陶瓷片供料模塊、臺架、旋轉上料模塊、視覺檢測模塊，陶瓷片定位模塊和出料模塊，所述陶瓷片供料模塊、旋轉上料模塊、視覺檢測模塊，陶瓷片定位模塊和出料模塊安裝在臺架上，其中，所述陶瓷片供料模塊包括振動盤和直線送料器，所述振動盤的出料口與所述直線送料器的入口連接；所述旋轉上料模塊包括直流減速電機、光電編碼盤以及旋轉上料盤，所述旋轉上料盤的轉軸與所述直流減速電機的輸出軸聯(lián)動，所述旋轉上料盤的轉軸上安裝光電編碼盤，所述直線送料器的出口與所述旋轉上料盤的入料工位連接，所述旋轉上料盤的一圈設有至少3個等圓弧間隔設置的供所述閥體陶瓷片放置的貫通孔，所述貫通孔的下部的一圈為所述臺架的旋轉環(huán)形底座；所述視覺檢測模塊包括照相機、直線滑軌和用于采集圖像得到陶瓷片工件的角度位置的圖像識別模塊，所述照相機固定于所述直線滑軌的滑塊上，所述照相機與所述圖像識別模塊連接；所述陶瓷片定位模塊包括步進電機和旋轉驅動臺，所述步進電機的輸出軸與所述旋轉驅動臺的主軸聯(lián)動，所述旋轉上料盤出料工位所在的旋轉環(huán)形底座上設有第一通孔，所述旋轉驅動臺位于所述第一通孔的正下方，直線導軌槽位于所述第一通孔下方，且所述旋轉驅動臺位于直線導軌槽的第二通孔內，所述旋轉驅動臺的上端面與所述直線導軌槽上表面處于同一平面；所述出料模塊包括直線氣缸、行程開關和推料板，所述直線氣缸的伸縮端與所述推料板連接，所述推料板可滑動地安裝在直線導軌槽上。進一步，所述照相機與所述萬向連接頭連接，所述萬向連接頭固定于所述直線滑軌的滑塊上，更進一步，所述推料板安裝于所述臺架內的直線導軌槽上，直線導軌槽上安裝有平面滾針，所述推料板的行程終點處安裝有行程開關。本實用新型的技術構思為:機器視覺由于其精度高、速度快且成本較低，被廣泛應用于工業(yè)自動化領域，因此將基于機器視覺的檢測技術可以適用于閥體自動化裝配的生產線。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:1)通過機器視覺檢測系統(tǒng)快速識別陶瓷片工件角度位置，并對其進行準確的姿態(tài)調整；2)有效消除閥體裝配時陶瓷片由于工位角度偏差引起的機械氣爪拾取困難情況，提高了裝配的準確性和穩(wěn)定性；3)系統(tǒng)搭建實現(xiàn)的方式便捷，檢測的精度較高，響應較快，實施的成本較低。

圖1是陶瓷片定位裝置的結構示意圖。圖2是陶瓷片定位裝置的臺架部分上視結構示意圖。圖3是陶瓷片定位裝置的臺架部分下視結構示意圖。圖4是陶瓷片定位裝置去除旋轉上料盤后的示意圖。圖5是陶瓷片定位裝置的控制系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖1 圖5，一種基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置，包括陶瓷片供料模塊I，裝置臺架2，旋轉上料模塊3，視覺檢測模塊4，陶瓷片定位模塊5以及出料模塊6組成，所述陶瓷片供料模塊I由振動盤1-1和直線送料器1-2組成，所述直線送料器1-2將所述振動盤1-1中的陶瓷片連續(xù)運送到旋轉上料模塊3 ;所述旋轉上料模塊3包括直流減速電機3-1、光電編碼盤3_2以及旋轉上料盤3_3，所述旋轉上料盤3_3由所述直流減速電機3_1驅動，旋轉角度定位由所述的光電編碼盤3-2完成；所述視覺檢測模塊4包括工業(yè)相機4-1，萬向連接頭4-2，直線滑軌4-3以及圖像識別軟件組成，所述工業(yè)相機4-1安裝通過所述萬向連接頭4-2固定于所述直線滑軌4-3的滑塊上，所述圖像識別軟件將所述工業(yè)相機采集得到的圖像進行圖像處理、分析，得到陶瓷片工件角度位置；所述陶瓷片定位模塊5包括步進電機5-1以及旋轉驅動臺5-2，所述步進電機5-1通過聯(lián)軸器驅動所述旋轉驅動臺5-2，根據(jù)所述視覺檢測模塊4識別的工件角度對陶瓷片工件進行精確位置調整；所述出料模塊6包括直線氣缸6-1，行程開關6-2以及推料板6-3，所述直線氣缸6-1驅動所述推料板6_3將角度調整完畢的陶瓷片從所述視覺檢測模塊的檢測工位推送到下一裝配工位，便于裝配爪手的拾取，氣缸推進的行程長度由行程開關6-2決定終點位置。所述旋轉上料模塊3中的旋轉上料盤3-3水平安裝于臺架2上，兩者之間安裝有滾動體，進而減小旋轉上料盤3-3在旋轉過程中的相對運動摩擦，旋轉上料盤3-3等圓弧間隔均勻加工有圓周陣列的12個貫通孔，旋轉上料盤3-3的下表面與臺架2的旋轉環(huán)形底座的上表面相平，保證在將被檢測的陶瓷片上料送入所述視覺檢測模塊4的檢測工位之前一直停留在通孔中。所述光電編碼盤3-2與所述旋轉上料盤3-3同軸聯(lián)動，將每次旋轉的角度準確反饋到控制系統(tǒng)，使得所述旋轉上料盤3-3每次旋轉固定的角度，保證陶瓷片能順利送入視覺檢測模塊4的檢測工位。所述視覺檢測模塊4中的所述工業(yè)相機4-1與所述萬向連接頭4-2固定在所述直線滑軌滑塊4-3上，所述工業(yè)相機4-1的視角旋轉調整可以通過所述萬向連接頭4-2完成，所述工業(yè)相機4-1與陶瓷片的物距高度可以通過所述直線滑軌滑塊4-3完成。所述陶瓷片定位模塊5包括步進電機5-2和旋轉驅動臺5-1，所述旋轉上料盤出料工位所在的旋轉環(huán)形底座上設有第一通孔，所述旋轉驅動臺5-1位于所述第一通孔的正下方，直線導軌槽位于所述第一通孔下方，且所述旋轉驅動臺位于直線導軌槽的第二通孔內，所述旋轉驅動臺的上端面與所述直線導軌槽上表面處于同一平面；使得貫通孔中的陶瓷片能平穩(wěn)落入第一通孔后位于旋轉驅動臺5-1上，旋轉驅動臺5-1及其周圍表面材料需進行發(fā)黑處理，保證材料表面具有較小的反光，且由于陶瓷片材料表面的顏色為白色，通過加深對背景表面的顏色可以大大提高圖像的對比度，從而提高視覺檢測系統(tǒng)的圖像質量，簡化了圖像處理過程，所述步進電機5-2在啟停階段采用變加速度的控制方式完成，在運動的起始和結束階段，電機旋轉的角加速度較小，而在旋轉的過程中端以較快的角速度進行，進而保證陶瓷片能精確而快速的調整工位角度。所述出料模塊6包括直線氣缸6-1、行程開關6-2和推料板6_3，所述直線氣缸6_1的伸縮端與所述推料板6-3連接，所述推料板6-3可滑動地安裝在直線導軌槽上，所述推料板6-3與直線導軌槽之間布有平面滾針用以減小滑動阻力，所述推料板6-3上表面與所述臺架2的上表面平行，保證在所述旋轉上料盤3-3的陶瓷片在上料過程中不會落入臺架2上的直線導軌凹槽，直線導軌凹槽的中端開有一圓孔，用以安裝所述旋轉驅動臺5-1，直線導軌凹槽的底端表面與旋轉驅動臺5-1的頂端表面相平，從而保證所述推料板6-3能將已經(jīng)完成定位的陶瓷片順利推出視覺檢測工位。本實施例中，所述控制系統(tǒng)7通過上下位機的架構實現(xiàn)，所述上位機7-1由工控機
組成，通過USB總線與工業(yè)相機4-1連接，完成檢測圖像的采集，并對采集得到的圖像進行
處理、分析，所述下位機7-2的核心為8位單片機，連接有光電編碼盤3-2，并由驅動器控制
步進電機5-2以及直流減速電機3-1，完成執(zhí)行動作，所述上位機7-1通過RS232總線將檢
測得到的陶瓷片工位角度數(shù)據(jù)傳送到所述下位機7-2，并由其完成對陶瓷片的工位角度調M
iF.0
權利要求1.一種基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置，其特征在于:所述定位裝置包括陶瓷片供料模塊、臺架、旋轉上料模塊、視覺檢測模塊，陶瓷片定位模塊和出料模塊，所述陶瓷片供料模塊、旋轉上料模塊、視覺檢測模塊，陶瓷片定位模塊和出料模塊安裝在臺架上，其中， 所述陶瓷片供料模塊包括振動盤和直線送料器，所述振動盤的出料口與所述直線送料器的入口連接； 所述旋轉上料模塊包括直流減速電機、光電編碼盤以及旋轉上料盤，所述旋轉上料盤的轉軸與所述直流減速電機的輸出軸聯(lián)動，所述旋轉上料盤的轉軸上安裝光電編碼盤，所述直線送料器的出口與所述旋轉上料盤的入料工位連接，所述旋轉上料盤的一圈設有至少3個等圓弧間隔設置的供所述閥體陶瓷片放置的貫通孔，所述貫通孔的下部的一圈為所述臺架的旋轉環(huán)形底座； 所述視覺檢測模塊包括照相機、直線滑軌和用于采集圖像得到陶瓷片工件的角度位置的圖像識別模塊，所述照相機固定于所述直線滑軌的滑塊上，所述照相機與所述圖像識別模塊連接； 所述陶瓷片定位模塊包括步進電機和旋轉驅動臺，所述步進電機的輸出軸與所述旋轉驅動臺的主軸聯(lián)動，所述旋轉上料盤出料工位所在的旋轉環(huán)形底座上設有第一通孔，所述旋轉驅動臺位于所述第一通孔的正下方，直線導軌槽位于所述第一通孔下方，且所述旋轉驅動臺位于直線導軌槽的第二通孔內，所述旋轉驅動臺的上端面與所述直線導軌槽上表面處于同一平面； 所述出料模塊包括直線氣缸、行程開關和推料板，所述直線氣缸的伸縮端與所述推料板連接，所述推料板可滑動地安裝在直線導軌槽上。
2.如權利要求1所述的基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置系統(tǒng)，其特征在于:所述照相機與所述萬向連接頭連接，所述萬向連接頭固定于所述直線滑軌的滑塊上。
3.如權利要求1或2所述的基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置，其特征在于:所述推料板安裝于所述臺架內的直線導軌槽上，直線導軌槽上安裝有平面滾針，所述推料板的行程終點處安裝有行程開關。
專利摘要一種基于機器視覺的閥體陶瓷片定位裝置，包括陶瓷片供料模塊、臺架、旋轉上料模塊、視覺檢測模塊，陶瓷片供料模塊包括振動盤和直線送料器，振動盤的出料口與直線送料器的入口連接；旋轉上料模塊包括直流減速電機、光電編碼盤以及旋轉上料盤，直線送料器的出口與旋轉上料盤的入料工位連接；視覺檢測模塊包括照相機、直線滑軌和用于采集圖像得到陶瓷片工件的角度位置的圖像識別模塊；陶瓷片定位模塊包括步進電機和旋轉驅動臺，步進電機的輸出軸與旋轉驅動臺的主軸聯(lián)動；出料模塊包括直線氣缸、行程開關和推料板，直線氣缸的伸縮端與推料板連接。本實用新型精度較高、速度較快、成本較低。
文檔編號B23Q17/22GK203156342SQ201320139738
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權日2013年3月25日
發(fā)明者傅蒙茹, 朱愷, 鐘麒, 陳夢媛, 焦旭芬, 夏航 申請人:浙江工業(yè)大學