[发明专利]一种基于视觉引导的柔性铆接自主学习系统

说明书

本发明涉及一种基于视觉引导的柔性铆接自主学习系统，其特征在于，包括用于提供铆接工件的上料单元、对工件进行铆接的铆压单元、抓取上料单元上的工件并传送到铆压单元的机械臂单元、采集铆压单元上工件铆孔坐标数据的工业相机、感应铆合成功的铆合传感器，本发明采用PLC控制器与工业相机结合获取工件铆孔坐标，经过多次进铆得到最优进铆区域的自主学习系统代替现有的控制系统，在现场环境各种误差的情况下根据工件情况快速进行铆接，提高铆接效率；同时，PLC控制器通过计算分析得到机械臂单元运送的最佳路径，再结合微调电机使得铆接时实时调节铆孔的角度，避免铆孔与铆钉不对应产生漏铆、错铆的现象，从而提高铆接的质量和效率。

技术领域

本发明涉及工业自动化铆接技术领域，尤其涉及一种基于视觉引导的柔性铆接自主学习系统。

背景技术

汽车零部件的安装需要使用到铆接设备，其可以实现对零部件的铆接。但是现有的冲铆设备在工作时容易产生漏铆、错铆的现象，甚至会出现冲铆时铆孔与铆钉对不上导致铆偏、啃伤工件表面或工件表面压痕明显，增大工件的报废率，导致人工成本增加，也极大地降低了生产效率；并且在后续人工筛选工序中也存在工作安全的隐患。

出现上述现象的原因在于，不同批次生产的汽车零部件在经过多道工序生产后因应力产生变形，由此不同批次生产的汽车零部件存在一定的偏差，而冲铆设备在冲铆时是按照系统设置的规定数值进行操作，除非工程师当场一次一次的改动操作数值，这种方法需要工程师一遍一遍的调整数据，太耗费人力物力；另一种就是通过离线编程软件模拟，然后生成相应的程序文件并导入设备中，当此方式是在软件中进行模拟仿真生成的程序文件，与实际现场环境脱节，设备的尺寸和定位均存在一定的误差，与模拟环境不能很好的吻合；由此，急需一种既能很好地跟现实环境吻合且在人力物力投入方面具有优势的系统。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以在现场环境各种误差的情况下根据工件情况快速进行铆接的基于视觉引导的柔性铆接自主学习系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于视觉引导的柔性铆接自主学习系统，包括用于提供铆接工件的上料单元、对工件进行铆接的铆压单元、抓取上料单元上的工件并传送到铆压单元的机械臂单元、采集铆压单元上工件铆孔坐标数据的工业相机、感应铆合成功的铆合传感器，还包括PLC控制器和机械臂控制器，该PLC控制器与机械臂控制器连接，其中，所述机械臂单元由6个驱动电机驱动，所述机械臂控制器与6个驱动电机连接用以夹取工件、传送工件至铆压单元，所述工业相机设在铆压单元上，且该工业相机与PLC控制器连接，当工件传送至铆压单元时，工业相机采集工件上铆孔的坐标数据给PLC控制器，PLC控制器将坐标数据加以分析得到机械臂单元的调整轨迹并传送给机械臂控制器，机械臂控制器控制机械臂单元将工件的铆孔调整对准铆压单元，该PLC控制器与铆压单元连接控制铆压单元进行铆接，铆合时，PLC控制器控制驱动电机进行角度微调，铆合后铆合传感器与PLC控制器连接并传送成功信息给PLC控制器，PLC控制器记录当前工件铆孔的进铆坐标数据，该PLC控制器接收n个进铆坐标数据分析得出最优进铆区域，并将数据发送给机械臂控制器，机械臂控制器控制机械臂单元抓取工件后直接运送到最优进铆区域进行铆接。

进一步地，所述机械臂单元包括基座、底座、上关节臂、下关节臂、夹爪、夹座、夹爪气缸，所述6个驱动电机分别为第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和微调电机，其中，所述基座与底座通过第一电机旋转连接，所述下关节臂通过第二电机与底座铰接，所述下关节臂通过第三电机铰接有安装座，该安装座通过第四电机与上关节臂转动连接，所述夹座通过第五电接与上关节臂铰接，所述微调电机与夹座连接，所述夹爪成对设置，且该夹爪通过夹爪气缸设在夹座上，该夹爪气缸与机械臂控制器连接，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和微调电机均与机械臂控制器连接用以控制机械臂单元的全视角的转动，便于抓取、传送、调整工件。