一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統，其特征在于，包括用于提供鉚接工件的上料單元、對工件進行鉚接的鉚壓單元、抓取上料單元上的工件并傳送到鉚壓單元的機械臂單元、采集鉚壓單元上工件鉚孔坐標數據的工業相機、感應鉚合成功的鉚合傳感器，本實用新型專利技術采用PLC控制器與工業相機結合獲取工件鉚孔坐標，經過多次進鉚得到最優進鉚區域的自主學習系統代替現有的控制系統，在現場環境各種誤差的情況下根據工件情況快速進行鉚接，提高鉚接效率；同時，PLC控制器通過計算分析得到機械臂單元運送的最佳路徑，再結合微調電機使得鉚接時實時調節鉚孔的角度，避免鉚孔與鉚釘不對應產生漏鉚、錯鉚的現象，從而提高鉚接的質量和效率。

An Autonomous Learning System for Flexible Riveting Based on Visual Guidance

【技術實現步驟摘要】
一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統
本技術涉及工業自動化鉚接
，尤其涉及一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統。
技術介紹
汽車零部件的安裝需要使用到鉚接設備，其可以實現對零部件的鉚接。但是現有的沖鉚設備在工作時容易產生漏鉚、錯鉚的現象，甚至會出現沖鉚時鉚孔與鉚釘對不上導致鉚偏、啃傷工件表面或工件表面壓痕明顯，增大工件的報廢率，導致人工成本增加，也極大地降低了生產效率；并且在后續人工篩選工序中也存在工作安全的隱患。出現上述現象的原因在于，不同批次生產的汽車零部件在經過多道工序生產后因應力產生變形，由此不同批次生產的汽車零部件存在一定的偏差，而沖鉚設備在沖鉚時是按照系統設置的規定數值進行操作，除非工程師當場一次一次的改動操作數值，這種方法需要工程師一遍一遍的調整數據，太耗費人力物力；另一種就是通過離線編程軟件模擬，然后生成相應的程序文件并導入設備中，當此方式是在軟件中進行模擬仿真生成的程序文件，與實際現場環境脫節，設備的尺寸和定位均存在一定的誤差，與模擬環境不能很好的吻合；由此，急需一種既能很好地跟現實環境吻合且在人力物力投入方面具有優勢的系統。
技術實現思路
針對上述現有技術的現狀，本技術所要解決的技術問題在于提供一種可以在現場環境各種誤差的情況下根據工件情況快速進行鉚接的基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統。本技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統，包括用于提供鉚接工件的上料單元、對工件進行鉚接的鉚壓單元、抓取上料單元上的工件并傳送到鉚壓單元的機械臂單元、采集鉚壓單元上工件鉚孔坐標數據的工業相機、感應鉚合成功的鉚合傳感器，還包括PLC控制器和機械臂控制器，該PLC控制器與機械臂控制器連接，其中，所述機械臂單元由6個驅動電機驅動，所述機械臂控制器與6個驅動電機連接用以夾取工件、傳送工件至鉚壓單元，所述工業相機設在鉚壓單元上，且該工業相機與PLC控制器連接，當工件傳送至鉚壓單元時，工業相機采集工件上鉚孔的坐標數據給PLC控制器，PLC控制器將坐標數據加以分析得到機械臂單元的調整軌跡并傳送給機械臂控制器，機械臂控制器控制機械臂單元將工件的鉚孔調整對準鉚壓單元，該PLC控制器與鉚壓單元連接控制鉚壓單元進行鉚接，鉚合時，PLC控制器控制驅動電機進行角度微調，鉚合后鉚合傳感器與PLC控制器連接并傳送成功信息給PLC控制器，PLC控制器記錄當前工件鉚孔的進鉚坐標數據，該PLC控制器接收n個進鉚坐標數據分析得出最優進鉚區域，并將數據發送給機械臂控制器，機械臂控制器控制機械臂單元抓取工件后直接運送到最優進鉚區域進行鉚接。進一步地，所述機械臂單元包括基座、底座、上關節臂、下關節臂、夾爪、夾座、夾爪氣缸，所述6個驅動電機分別為第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、第五電機和微調電機，其中，所述基座與底座通過第一電機旋轉連接，所述下關節臂通過第二電機與底座鉸接，所述下關節臂通過第三電機鉸接有安裝座，該安裝座通過第四電機與上關節臂轉動連接，所述夾座通過第五電接與上關節臂鉸接，所述微調電機與夾座連接，所述夾爪成對設置，且該夾爪通過夾爪氣缸設在夾座上，該夾爪氣缸與機械臂控制器連接，所述第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、第五電機和微調電機均與機械臂控制器連接用以控制機械臂單元的全視角的轉動，便于抓取、傳送、調整工件。進一步地，所述鉚壓單元包括鉚釘倉、傳鉚通道、鉚釘正位座、橫向推送氣缸和鉚壓氣缸，其中，所述鉚釘倉通過傳鉚通道與鉚釘正位座接通，該鉚釘正位座的前方設有鉚合座，所述橫向推送氣缸設在鉚釘正位座的后方，所述鉚壓氣缸設在鉚合座的正上方，該鉚壓氣缸、橫向推送氣缸均與PLC控制器連接。進一步地，所述工業相機設在鉚合座的上方，從而獲取機械臂單元傳送的工件鉚孔的坐標數據。與現有技術相比，本技術的優點在于：本技術采用PLC控制器與工業相機結合獲取工件鉚孔坐標，經過多次進鉚得到最優進鉚區域的自主學習系統代替現有的控制系統，在現場環境各種誤差的情況下根據工件情況快速進行鉚接，提高鉚接效率；同時，PLC控制器通過計算分析得到機械臂單元運送的最佳路徑，再結合微調電機使得鉚接時實時調節鉚孔的角度，避免鉚孔與鉚釘不對應產生漏鉚、錯鉚的現象，從而提高鉚接的質量和效率，本技術設計合理，符合市場需求，適合推廣。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖；圖2為本技術機械臂單元的結構示意圖；圖3為本技術鉚壓單元的結構示意圖；圖4為本技術鉚壓單元另一視角的結構示意圖；圖5為本技術的系統結構示意圖。上料單元1、鉚壓單元2、機械臂單元3、工業相機4、鉚合傳感器5、PLC控制器6、機械臂控制器7、鉚釘倉2-1、傳鉚通道2-2、鉚釘正位座2-3、橫向推送氣缸2-4、鉚壓氣缸2-5、鉚合座2-6、基座3-1、底座3-2、上關節臂3-3、下關節臂3-4、夾爪3-5、夾座3-6、夾爪氣缸3-7、第一電機3-8、第二電機3-9、第三電機3-10、第四電機3-11、第五電機3-12和微調電機3-13。具體實施方式如圖1-2所示，一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統，包括用于提供鉚接工件的上料單元1、對工件進行鉚接的鉚壓單元2、抓取上料單元1上的工件并傳送到鉚壓單元2的機械臂單元3、采集鉚壓單元2上工件鉚孔坐標數據的工業相機4、感應鉚合成功的鉚合傳感器5，還包括PLC控制器6和機械臂控制器7，該PLC控制器6與機械臂控制器7連接，其中，所述機械臂單元3由6個驅動電機驅動，所述機械臂控制器7與6個驅動電機連接用以夾取工件、傳送工件至鉚壓單元2，所述工業相機4設在鉚壓單元2上，且該工業相機4與PLC控制器6連接，當工件傳送至鉚壓單元2時，工業相機4采集工件上鉚孔的坐標數據給PLC控制器6，PLC控制器6將坐標數據加以分析得到機械臂單元3的調整軌跡并傳送給機械臂控制器7，機械臂控制器7控制機械臂單元3將工件的鉚孔調整對準鉚壓單元2，該PLC控制器6與鉚壓單元2連接控制鉚壓單元2進行鉚接，鉚合時，PLC控制器6控制驅動電機進行角度微調，鉚合后鉚合傳感器5與PLC控制器6連接并傳送成功信息給PLC控制器6，PLC控制器6記錄當前工件鉚孔的進鉚坐標數據，該PLC控制器6接收n個進鉚坐標數據分析得出最優進鉚區域，并將數據發送給機械臂控制器7，機械臂控制器7控制機械臂單元3抓取工件后直接運送到最優進鉚區域進行鉚接。所述機械臂單元3包括基座3-1、底座3-2、上關節臂3-3、下關節臂3-4、夾爪3-5、夾座3-6、夾爪氣缸3-7，所述6個驅動電機分別為第一電機3-8、第二電機3-9、第三電機3-10、第四電機3-11、第五電機3-12和微調電機3-13，其中，所述基座3-1與底座3-2通過第一電機3-8旋轉連接，所述下關節臂3-4通過第二電機3-9與底座3-2鉸接，所述下關節臂3-4通過第三電機3-10鉸接有安裝座3-14，該安裝座3-14通過第四電機3-11與上關節臂3-3轉動連接，所述夾座3-6通過第五電接3-12與上關節臂3-3鉸接，所述微調電機3-13與夾座3-6連接，所述夾爪3-5成對設置，且該夾爪3-5通過夾爪氣缸3-7設在夾座3-6上，該夾爪氣缸3-7與機械臂控制器7連接，所述第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統，其特征在于，包括用于提供鉚接工件的上料單元、對工件進行鉚接的鉚壓單元、抓取上料單元上的工件并傳送到鉚壓單元的機械臂單元、采集鉚壓單元上工件鉚孔坐標數據的工業相機、感應鉚合成功的鉚合傳感器，還包括PLC控制器和機械臂控制器，該PLC控制器與機械臂控制器連接，其中，所述機械臂單元由6個驅動電機驅動，所述機械臂控制器與6個驅動電機連接用以夾取工件、傳送工件至鉚壓單元，所述工業相機設在鉚壓單元上，且該工業相機與PLC控制器連接，當工件傳送至鉚壓單元時，工業相機采集工件上鉚孔的坐標數據給PLC控制器，PLC控制器將坐標數據加以分析得到機械臂單元的調整軌跡并傳送給機械臂控制器，機械臂控制器控制機械臂單元將工件的鉚孔調整對準鉚壓單元，該PLC控制器與鉚壓單元連接控制鉚壓單元進行鉚接。

【技術特征摘要】
1.一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統，其特征在于，包括用于提供鉚接工件的上料單元、對工件進行鉚接的鉚壓單元、抓取上料單元上的工件并傳送到鉚壓單元的機械臂單元、采集鉚壓單元上工件鉚孔坐標數據的工業相機、感應鉚合成功的鉚合傳感器，還包括PLC控制器和機械臂控制器，該PLC控制器與機械臂控制器連接，其中，所述機械臂單元由6個驅動電機驅動，所述機械臂控制器與6個驅動電機連接用以夾取工件、傳送工件至鉚壓單元，所述工業相機設在鉚壓單元上，且該工業相機與PLC控制器連接，當工件傳送至鉚壓單元時，工業相機采集工件上鉚孔的坐標數據給PLC控制器，PLC控制器將坐標數據加以分析得到機械臂單元的調整軌跡并傳送給機械臂控制器，機械臂控制器控制機械臂單元將工件的鉚孔調整對準鉚壓單元，該PLC控制器與鉚壓單元連接控制鉚壓單元進行鉚接。2.根據權利要求1所述的一種基于視覺引導的柔性鉚接自主學習系統，其特征在于，所述機械臂單元包括基座、底座、上關節臂、下關節臂、夾爪、夾座、夾爪氣缸，所述6個驅動電機分別為第一電機、第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張斯宇，闕華煬，俞文強，
申請(專利權)人：寧波匯智恒動自動化科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江,33