[发明专利]基于视觉的工件分拣及组装系统

说明书

技术领域

本发明涉及工件加工领域，特别地，涉及一种基于视觉的工件分拣及组装系统。

背景技术

目前国内道岔焊接、装载机连杆焊接、发动机及变速箱装配等生产领域，仍然采用人工生产模式，没有大量运用自动化生产模式的主要原因是：1、使用自动化生产也需要频繁人工参与才能完成，由于机器人定位精度高，自适应能力差，反而要求更高的工人素质才能配合；2、由于机器人智能化程度不够，很难适应单件生产模式。

以铁路建设中所使用的道岔生产为例，由于道岔种类多达上千种，生产中，一种道岔连续生产最多3到5件，因此给自动化生产带来了很大的难题。经过多次对道岔生产企业进行调研发现，在道岔选料环节中，基本还处于人工作业的状态，道岔零件种类繁多，工人在选料、备料时，难度大，出错率高，由于道岔种类多，因此要投入大量的资源制作大量夹具来适应焊接生产。

现阶段机器人在装配、搬运方面的运用，仅仅在大规模批量生产中得到推广及运用。目前，机器人在生产中拥有生产质量高、工件一致性好、效率高等特点，但机器人在生产前必须进行人工选料、人工物料定位等复杂的人工参与。由机器人智能化程度低，工件只有进行精确定位后机器人才能顺利进行生产，使机器人在生产前的准备中变得非常繁琐。在单件、定制化生产领域中，机器人更是失去了其应有的价值。

发明内容

本发明提供了一种基于视觉的工件分拣及组装系统，以解决现有的自动化加工系统由于不具备选料及组装功能导致的工业机器人无法应用至单件、定制化生产领域的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于视觉的工件分拣及组装系统，包括：

选料存放输送线，用于将待分拣的物料经料框沿选料存放输送线存放至预定工位；

分拣机器人，经机器人行走机构沿平行于选料存放输送线的方向移动，分拣机器人的机械手上安装有带视觉识别的抓取夹具，用于对选料存放输送线上待分拣的物料进行图像识别并从选料存放输送线上提取目标物料并转移至配料输送线；

配料输送线，与选料存放输送线平行间隔布置，用于将目标物料传送至组装机器人的工作范围内；

主体零件输送线，用于输送加工对象的主体零件至组装机器人的工作范围内；

组装机器人，组装机器人的机械手上安装有带视觉识别的抓取夹具，用于提取并转移主体零件输送线传递的主体零件至组装输送线，并依序提取并转移配料输送线传递的分拣后的目标物料至组装输送线以在组装输送线进行工件组装。

进一步地，带视觉识别的抓取夹具包括夹具支架，夹具支架的中心端面经法兰连接分拣机器人或者组装机器人的机械手的端面，夹具支架上固定有用于吸取物料的吸具及用于识别物料的种类及位置的图像传感器。

进一步地，选料存放输送线为两条，配料输送线位于基于视觉的工件分拣及组装系统的中轴线上，且两条选料存放输送线分别平行布置于配料输送线的两侧，相应地，分拣机器人为两组，以与两条选料存放输送线一一对应，每组分拣机器人对应的机器人行走机构在长度方向上与选料存放输送线保持平齐。

进一步地，分拣机器人和组装机器人的机械手均为六轴机械手。

进一步地，每条选料存放输送线还对应设有与其平行间隔设置的料框回流输送线，选料存放输送线对应的分拣机器人经带视觉识别的抓取夹具识别选料存放输送线上空置状态的料框并将空置状态的料框转移至料框回流输送线。

进一步地，料框的底部设有用于定位的定位销套，选料存放输送线上各预定工位处设有用于与定位销套配合以定位料框的定位销。

进一步地，料框的顶部设有与料框底部的定位销套匹配的定位销，以便于相邻的两个料框叠置，选料存放输送线上预定工位处叠置两个或者两个以上的料框以供分拣机器人选料。

进一步地，组装机器人的工作范围内还设置用于存放组装过程中使用的标准件的批量配件料框，组装机器人经其带视觉识别的抓取夹具提取并转移标准件至组装输送线进行在线组装。

进一步地，主体零件输送线呈L形，其具有与选料存放输送线平行布置的直线段及沿垂直于选料存放输送线长度方向布置的延伸段，组装输送线平行于延伸段布置。

本发明具有以下有益效果：