一種基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其包括工控機、攝像機、固高運動控制卡、電氣柜、扭矩傳感器、信號處理模塊、步進電機、汽缸、底桌、快速卡緊裝置，直線導(dǎo)軌、卡爪、聯(lián)軸器、減速器；其中固高運動控制卡通過PCI總線與工控機連接，并一起安裝在電氣柜上，攝像機與工控機連接，扭矩傳感器、信號處理模塊、步進電機、汽缸等與固高運動控制卡相互連接，攝像機、扭矩傳感器、滑動座、步進電機、汽缸、快速卡緊裝置，直線導(dǎo)軌、卡爪、滑動座、聯(lián)軸器、減速器設(shè)備通過輔助裝置固定在底桌上，該自動裝配系統(tǒng)具有高精度的圖像識別能力和高靈敏的扭矩傳感器，保證了裝配的精度，避免人為通過肉眼判斷的不準確性。
【專利說明】
一種基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型屬于自動化機械裝配領(lǐng)域，具體涉及一種基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，還涉及一種自動螺旋裝配設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋裝配是機械領(lǐng)域中最常見的一種裝配方式，對于標準件經(jīng)常使用扳手工具人工裝配即可，但對于非標準件來說，經(jīng)常伴隨著一些特殊技術(shù)要求，使得人工裝配難度很大，而且裝配很不容易達到所要求的精度，在工作中，有一種機械機構(gòu)中使用螺旋裝配方式連接，來使設(shè)備達到密封效果，采用人工裝配，很難達到要求的精度。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述存在的問題，本實用新型提供一種基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，還提供一種自動螺旋裝配設(shè)備，該設(shè)備可以對不同型號的機械結(jié)構(gòu)進行裝配。
[0004]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括工控機、攝像機、固高運動控制卡、電氣柜、扭矩傳感器、信號處理模塊、步進電機、汽缸、底桌、快速卡緊裝置，直線導(dǎo)軌、卡爪、聯(lián)軸器、減速器;其中固高運動控制卡通過PCI總線與工控機連接，并一起安裝在電氣柜上，攝像機通過網(wǎng)線與工控機連接，扭矩傳感器、信號處理模塊、步進電機、汽缸等與固高運動控制卡相互連接，攝像機、扭矩傳感器、滑動座、步進電機、汽缸、快速卡緊裝置，直線導(dǎo)軌、卡爪、滑動座、聯(lián)軸器、減速器等設(shè)備通過輔助裝置固定在底桌上。
[0006]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述快速卡緊裝置分為固定部分和移動部分，移動部分根據(jù)需要卡緊物體型號的不同，可沿導(dǎo)軌移動，以調(diào)節(jié)卡緊裝置的長度適應(yīng)型號之間的差異。
[0007]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述卡爪根據(jù)安裝物體型號不同也有不同型號，但是不同型號卡爪均可以與扭矩傳感器一端的軸以鍵連接的形式連接，連接采用間隙配合，可以方便隨時拆卸以更換型號。
[0008]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述扭矩傳感器、減速器、步進電機等均固定在滑動座上，汽缸可推動滑動座沿導(dǎo)軌移動。
[0009]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述攝像機固定在底桌上的卡爪附近，可實時觀察和判斷裝配情況。
[0010]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述信號處理模塊與扭矩傳感器連接，可將扭矩傳感器的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴?br>[0011]本實用新型自動裝配的原理是:上位工控機運行LabVIEW 2012環(huán)境下開發(fā)的自動裝配系統(tǒng)，程序中基于攝像機采集的實時圖像進行間隙識別和扭矩傳感器的信號變化，通過固高運動控制卡，向步進電機發(fā)送所需脈沖和控制汽缸前進或者后退，實現(xiàn)自動裝配功會K。
[0012]本實用新型的有益效果是:通過具有高精度的圖像識別能力和高靈敏的扭矩傳感器，保證了裝配的精度，避免人為通過肉眼判斷的不準確性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型自動螺旋裝配設(shè)備的示意圖；
[0014]圖2是本實用新型電氣功能圖；
[0015]圖中:1、底桌;2、移動卡緊裝置;3、被卡殼體;4、固定卡緊裝置;5、攝像機;6、殼體封頭;7、卡爪;8、扭矩傳感器;9、聯(lián)軸器；10、減速器；11、步進電機；12、汽缸；13、直線導(dǎo)軌；14、滑動座；15、電氣柜；16、工控上位機;17、PCI總線；18、固高運動控制卡；19、電機驅(qū)動器；20、攝像機;21、信號處理模塊;22、扭矩信號波形圖觀察區(qū)；23、圖像信號實時觀察和處理區(qū)；24、型號選擇按鈕;25、邊界選擇按鈕;26、運行方式按鈕。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，自動螺旋裝配設(shè)備主要包括底桌1、快速卡緊裝置、攝像機5、卡爪7、扭矩傳感器8、聯(lián)軸器9、減速器10、步進電機11、汽缸12、直線導(dǎo)軌13、滑動座14;所述快速卡緊裝置可卡住不同型號的的被卡殼體3，由步進電機11經(jīng)過減速器10等將動力可傳遞到卡爪7，帶動卡爪7旋轉(zhuǎn)，再由氣缸12推動滑動座14，卡爪7可與殼體封頭6嚙合，帶動殼體封頭6旋轉(zhuǎn)，最后實現(xiàn)將殼體封頭6旋入被卡殼體3中，攝像機20在旋入過程中實時采集圖像。
[0017]在圖2中，攝像機20將采集回來的圖像傳輸?shù)缴衔还た貦C16上，和扭矩傳感器8采集的信號經(jīng)過信號處理模塊通過固高運動控制卡18也將信號傳入上位工控機16，工控機16上運行LabVIEW 2012環(huán)境下開發(fā)的自動裝配系統(tǒng)，該系統(tǒng)程序界面主要設(shè)置扭矩信號波形圖觀察區(qū)，可觀察實時檢測的扭矩信號；圖像信號實時觀察和處理區(qū)，可識別被安裝物體的安裝情況，并作出判斷，發(fā)送控制信號；型號選擇按鈕24，有三種型號可選;邊界選擇按鈕25，有三種邊界可選，殼體刻線、殼體邊界和安裝封頭邊界，其中殼體邊界和安裝封頭邊界可判斷兩個物體的軸向間隙;運行方式按鈕26，分為手動和自動。
[0018]整套系統(tǒng)的運行是經(jīng)過人工卡緊被卡殼體，將封頭預(yù)裝在卡爪上之后，就無需在現(xiàn)場人工操作，將裝配工作交給遠端的控制程序，程序的主要步驟是，基于圖像處理，通過邊界選擇按鈕分別識別出被卡殼體的殼體刻線，殼體邊界和殼封頭的邊界，得到軸向間隙，當(dāng)三種邊界被識別獲取之后，點擊自動運行按鈕，程序可以自動控制步進電機和氣缸自動運行，在自動運行過程中，首先由軸向間隙作為控制信號控制電機與汽缸，當(dāng)間隙達到某一設(shè)置范圍內(nèi)時，將轉(zhuǎn)變控制信號，控制信號為圖像識別的殼體上的刻線與封頭上的刻線是否對齊，還有扭矩傳感器信號，其中扭矩信號作為報警信號，如果有意外情況，扭矩超過所設(shè)定的安全值時，電機會停止，汽缸會后退，而在正常情況下，即當(dāng)刻線對齊時，步進電機停止運轉(zhuǎn)，氣缸退后，即安裝完畢，
[0019]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點，與現(xiàn)有的人工操作相比，本實用新型具有高精度的圖像識別能力和高靈敏的扭矩傳感器，保證了裝配的精度，避免人為通過肉眼判斷的不準確性，并在裝配過程中實現(xiàn)無人操作，減輕工人操作強度，提高工作效率。
【主權(quán)項】
1.一種基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括工控機、攝像機、固高運動控制卡、電氣柜、扭矩傳感器、信號處理模塊、步進電機、汽缸、底桌、快速卡緊裝置，直線導(dǎo)軌、卡爪、聯(lián)軸器、減速器;其中固高運動控制卡通過PCI總線與工控機連接，并一起安裝在電氣柜上，攝像機通過網(wǎng)線與工控機連接，扭矩傳感器、信號處理模塊、步進電機、汽缸均與固高運動控制卡相互連接，攝像機、扭矩傳感器、滑動座、步進電機、汽缸、快速卡緊裝置，直線導(dǎo)軌、卡爪、滑動座、聯(lián)軸器、減速器均通過輔助裝置固定在底桌上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述快速卡緊裝置分為固定部分和移動部分，移動部分根據(jù)需要卡緊物體型號的不同，可沿導(dǎo)軌移動，以調(diào)節(jié)卡緊裝置的長度適應(yīng)型號之間的差異。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述卡爪根據(jù)安裝物體型號不同也有不同型號，但是不同型號卡爪均可以與扭矩傳感器一端的軸以鍵連接的形式連接，連接采用間隙配合，可以方便隨時拆卸以更換型號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述扭矩傳感器、減速器、步進電機均固定在滑動座上，汽缸可推動滑動座沿導(dǎo)軌移動。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述攝像機固定在底桌上的卡爪附近，可實時觀察和判斷裝配情況。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時圖像處理的自動螺旋裝配到位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理模塊與扭矩傳感器連接，可將扭矩傳感器的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴?br>【文檔編號】G05B19/04GK205629911SQ201620311917
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】孟瑞鋒, 劉志剛, 宋曉娟, 徐剛, 周潔, 程海英, 王州博, 馬小康, 崔昭霞
【申請人】內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)