[发明专利]一种具有视觉影像系统的机械手

说明书

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种具有视觉影像系统的机械手。

背景技术

注塑机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械，它可以减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产；能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。提高注塑成型机的生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。

注塑机械手的组成一般由执行系统、驱动系统、控制系统等组成。执行和驱动系统主要是为了完成手臂的正常功能而设计，通过气动或饲服电机来驱动机械部件的运转，达到取物及后续加工的功能。

在注塑产品行业中，利用机械手的执行系统将注塑产品从注塑机中取出，然后人工检测产品品质，表面是否有毛刺、毛边等缺陷，将需要打磨抛光的产品和合格品分类放置，再利用抛光工具和装夹设备对不良品进行打磨抛光处理。传统的机械手功能简单，仅能将产品从注塑机中取出，无法实现更多的功能。因此，生产企业需要购买很多模具监视器、装夹治具、多关节机械人等高端设备来完成后续的工作。购买这些设备成本太高，而且占用厂房内有限的空间，增加了产线的复杂程度，也给维修带来了困难。

因此，需要根据企业的实际情况设计更智能、自动化程度更高的机械手。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种具有视觉影像系统的机械手，通过在现有的机械手上增设视觉影像系统，使该系统与机械手的控制系统CPU通信连接，使机械手能够自动检测产品是否合格，对不良品自动进行打磨抛光处理，达到了提高机械手自动化程度、提高生产效率、降低生产成本、降低占用空间的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有视觉影像系统的机械手，包括可移动支撑平台、设置于所述可移动支撑平台上的执行机构和用于操控所述执行机构动作的控制系统，所述控制系统包括：

a.机械手控制系统CPU，用于将收到的信息转化为可识别的机器语言，并对接收到的信息进行处理，将处理结果信号传输给执行机构；

b.HMI人机交互界面，用于操控机械手，控制机械手的运行与停止、系统参数的读写以及IO的监控；

c.抗干扰DC电源，用于为HMI人机交互界面提供单独稳定的DC电源,控制信号输入装置；

d.输入输出模块，用于采集机械手本体或者外部的信号后转换成开关信号后被机械手控制系统CPU读取识别；

e.视觉影像系统接口，用于接入视觉影像系统；

f.网络型伺服驱动器接口，用于连接总线型伺服驱动器；

g、伺服电机，用于执行机械手控制系统CPU的指令。

优选的，所述控制系统还包括：

h.备用总线型伺服驱动器接口，作为备用接口，用于连接总线型伺服驱动器，来进行多轴运动控制，同时也可做多轴联动，直线以及圆弧插补。

优选的，所述控制系统还包括：

i.通讯接口，用于备用功能的二次开发及一些外围设备的接入。

优选的，所述视觉影像系统包括相机、光源和视觉控制器，所述相机、所述光源设置于所述执行机构侧面或单独固定，所述视觉控制器与所述相机、所述光源电信号连接。

优选的，所述相机为高清镜头。

一种具有视觉影像系统的机械手，其控制系统的操作方法如下：

产品注塑完成后，注塑机开模，机械手的执行机构抓取注塑产品；机械手的执行机构沿着预设的路径移动到特定位置，视觉影像系统的相机对产品进行拍照，并将照片信息和产品的位置信息如坐标传输至机械手控制系统CPU；该系统将该照片与储存的标准图片进行比较，产品若为没有利用价值的不合格品，则被直接被放到不合格品处；若为有瑕疵的合格产品，则判断出现瑕疵的位置获得产品的坐标信息，引导机械手的执行机构按照指令对有瑕疵的地方进行修正；在修正期间，不断的对产品进行拍照，获得产品的图像信息和产品的偏移量、偏移角度等信息，并把照片逐一和标准图片进行比较，直至照片和图片一样，则修正结束。

一种具有视觉影像系统的机械手，所述执行机构包括：

a.姿势部组件，所述姿势部组件包括姿势部和姿势部安装底座，所述姿势部固定于所述姿势部安装底座上；

b.取料装置，所述取料装置包括吸盘、吸盘座、取料夹具和取料夹具安装板，所述取料夹具安装板的下部设置于所述姿势部的L型固定板侧板上，所述取料夹具设置于所述取料夹具安装板的上部，所述吸盘座固定于所述取料夹具上，所述吸盘设置于所述吸盘座上；