[发明专利]基于工业机器人的汽车发动机活塞、缸体装配系统及方法

权利要求书

1.一种基于工业机器人的汽车发动机活塞、缸体装配系统，其特征在于：包括机器人（11）、相机（12）、机械手爪（13）、缸体组合装置（14）、计算机模块（17）、活塞（19）；

多个已装配完成的所述活塞（19）并排放置在铁架平台（20）上；

所述机械手爪（13）安装在机器人（11）末端，用于抓取活塞（19）、夹紧活塞环，对活塞（19）进行装配；

所述相机（12）安装在机器人（11）的手臂前端，用于识别定位活塞（19）和缸体组合装置（14）上的缸体（15）；

所述计算机模块（17）通过信号线（18）分别与机器人（11）、相机（12）、机械手爪（13）、缸体组合装置（14）连接，实现数据的处理和控制信号的传输；

所述缸体组合装置（14）包括交流伺服电机（16）、缸体（15）、夹合机构（21）、基座（22），所述交流伺服电机（16）安装在夹合机构（21）上，所述夹合机构（21）安装在基座（22）上，所述缸体（15）固定在夹合机构（21）之间，通过交流伺服电机（16）转动带动缸体（15）一起转动，所述缸体（15）上设有多个活塞槽（31）；

所述计算机模块（17）包括图像识别定位模块，手爪控制模块，机器人控制模块，缸体装配控制模块，中央控制模块，所述图像识别定位模块包含活塞（19）定位和缸体（15）的活塞槽（31）定位，所述图像识别定位模块决定手爪控制模块，机器人控制模块，缸体装配控制模块的运作精度，所述图像识别定位模块输出的数据传送到中央控制模块，分别向手爪控制模块，机器人控制模块，缸体装配控制模块分配数据，协调控制，各部分模块将处理后的数据传送到各个设备实现整体装配工作；

所述图像识别定位模块中活塞定位工作过程如下：

步骤C1：将相机（12）获取的活塞图像进行灰度化处理，得到包含有多个活塞（19）底部的灰度化图片；

步骤C2：使用模板匹配算法，将已存入的活塞图像外部圆轮廓特征模板，与包含有多个活塞（19）底部的灰度化图片进行匹配，找到含有活塞图像的区域；

步骤C3：计算出图像中活塞的个数，如果活塞（19）大于1个，则选择图片最左端的活塞，并用图像分割将其提取出来；

步骤C4：出厂活塞（19）的底部都有方向特征标志，使用模板匹配算法，将含有特征的活塞图片模板，与提取出来的包含一个活塞图片进行匹配，识别出特征，并定位提取出这个活塞（19）的位置；

步骤C5：将得到的位置与对应的活塞数据，传送到中央控制模块进行处理。

2.根据权利要求1所述的基于工业机器人的汽车发动机活塞、缸体装配系统，其特征在于：所述活塞（19）和缸体（15）上的活塞槽（31）均设置为四个。

3.根据权利要求1所述的基于工业机器人的汽车发动机活塞、缸体装配系统，其特征在于：所述交流伺服电机（16）转动带动缸体（15）做360°旋转。

4.根据权利要求1所述的基于工业机器人的汽车发动机活塞、缸体装配系统，其特征在于：所述缸体组合装置（14）的工作准备过程如下：

步骤B1；建立交流伺服电机（16）转角和缸体（15）位置的转换关系，确定缸体（15）装配位置，调整交流伺服电机（16）的转动速度，等待接收计算机模块（17）发送装配信号；

步骤B2：计算机模块（17）发送装配信号之后，将缸体（15）转动到装配位置，等待活塞（19）的安装；

步骤B3：待四个活塞（19）安装完成，计算机模块（17）发出转配完成信号，交流伺服电机（16）慢速旋转180°，为活塞（19）固定做好准备。