[实用新型]基于结构光的实训用自动装配装置

说明书

本实用新型涉及一种自动化装置，尤其是基于结构光的实训用自动装配装置，包括DLP结构光装置和机械手，还包括工件夹紧装置，工件夹紧装置被配置成夹紧工件；旋转上料装置上装有工件；自动夹爪被配置成抓取工件，自动夹爪安装在机械手上；送料装置被配置成依次推出工件；送料装置位于输送装置的一端，输送装置被配置成输送工件经过DLP结构光装置，DLP结构光装置位于输送装置的上方，DLP结构光装置被配置成扫描输送装置上的工件；相机位于输送装置的上方，相机被配置成采集投影的光栅图像。该装置通过结构光对工件进行扫描，并配合相机得到工件的空间位姿，从而保证正确的抓取工件和正确的装配，同时能提供学员的感性认识，提高培训效果。

技术领域

本实用新型涉及一种自动化装置，尤其是基于结构光的实训用自动装配装置。

背景技术

随着智能制造的发展，机器人被普遍应用于汽车、3C等行业中。传统的人工分拣、装配、焊接、检测等任务也逐渐被机器人所代替，在机器视觉的领域中，机器人可以自主识别、定位、检测零件，这为产品的自动化生产提供了有力的保证，但是新的视觉技术开发及应用都需要高科技人才的支持，因此面向教育的机器人视觉培训必不可少，而目前这方面的培训多停留在理论上，没有实际的设备进行实操训练，学员无感性认识，培训效果较差。

目前的自动装配装置通常采用相机进行坐标位置的确定，无法识别工件的空间位姿，容易造成抓取或装配错误。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种通过结构光对工件进行扫描，并配合相机得到工件的空间位姿，从而保证正确的抓取工件和正确的装配，并能有效提高学员的感性认识，提高培训效果的基于结构光的实训用自动装配装置，具体技术方案为：

基于结构光的实训用自动装配装置，包括DLP结构光装置和机械手，还包括工件夹紧装置，所述工件夹紧装置被配置成夹紧工件；旋转上料装置，所述旋转上料装置上装有工件；自动夹爪，所述自动夹爪被配置成抓取工件，所述自动夹爪安装在机械手上；送料装置，所述送料装置被配置成依次推出工件；输送装置，所述送料装置位于输送装置的一端，所述输送装置被配置成输送工件经过DLP结构光装置，所述DLP结构光装置位于输送装置的上方，所述DLP结构光装置被配置成扫描输送装置上的工件；相机，所述相机位于输送装置的上方，所述相机被配置成采集投影的光栅图像；所述工件夹紧装置、旋转上料装置和输送装置均位于机械手的工作范围内。

通过采用上述技术方案，DLP结构光装置投影数字光栅，采用基于相位测量的方法进行三维重构；然后使用四步相移法进行相位参数的计算；通过分析四步相移法投影的实际数字光栅的非正弦现象，在理想光栅和投影光栅之间建立一一对应的映射关系，并通过插值计算的方式得出误差补偿的值；将经过相位计算和误差补偿的光栅图像投影出来，使用相机采集投影的光栅图像，然后建立相机图像与投影图像的对应关系，因此投影仪标定可以转换成相机标定；然后结合上述三个结果对工件进行三维重建，同时得到其空间姿态信息。

机械手先将工件通过自动夹爪从旋转上料装置上移动到工件夹紧装置上，工件夹紧装置夹紧工件，然后根据得到的工件的位姿，机械手控制自动夹爪抓取工件，将工件安装到工件上，实现自动装配。

优选的，所述旋转上料装置包括上料架；旋转电机，所述旋转电机固定在上料架上；轴承座，所述轴承座固定在上料架的顶部；旋转轴，所述旋转轴安装在轴承座上，所述旋转轴的一端与旋转电机连接；上料圆盘，所述上料圆盘固定在旋转轴的另一端，且位于轴承座上方；及工件座，所述工件座安装在上料圆盘上，所述工件座被配置成放置工件。

通过采用上述技术方案，上料圆盘转动送料，实现工件的抓取位置固定，方便机械手抓取。

优选的还包括物料传感器，所述物料传感器安装在上料架上，且位于上料圆盘的下方，所述上料圆盘上环形阵列设有多个检测孔，所述检测孔与物料传感器相对应；所述工件座上设有连通孔，所述连通孔与检测孔同轴线，且连通孔与检测孔相通，所述物料传感器被配置成穿过检测孔和连通孔检测工件座上的是否装有工件。