一种3D视觉引导机械手无序抓取系统的制作方法

一种3d视觉引导机械手无序抓取系统
技术领域
1.本实用新型涉及自动化加工领域，具体地，涉及一种3d视觉引导系统。


背景技术：

2.当今生产的趋势是自动化加工（机械手）取代人工操作，目前已有很多技术赋予机械手以人的感知功能，尤其视觉方面。然而产品工件类型多种多样，在不同应用场景下，需使用适合于当前场景的视觉引导系统，才能使自动化生产更加高效。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种主要用于整理码放小型圆筒状零件的3d视觉引导机械手无序抓取系统。
4.所采取的技术方案：一种3d视觉引导机械手无序抓取系统，包括操作平台、机械手、相机模块和通信模块。
5.所述操作平台包括机械手平台和工作平台，所述机械手平台包括机械手箱和机械手台面（即箱体上表面）。
6.所述机械手台面上一角设有放料位；其余空间为机械手动作空间，无障碍物；
7.所述机械手箱用于放置机械手底座及机械手控制器，机械手箱上表面开2个孔，一个孔用于连接机械手底座和机械手固定轴，机械手箱箱体高度与（机械手底座和机械手固定轴）连接面齐平；另一个孔布置真空气爪气管。这样布置的理由是，若底座太高，露出台面不好看，若底座太矮，低于台面，会影响固定轴安装。
8.所述机械手平台可以是2个或2个以上。
9.所述工作平台包括控制器箱、工件台面、工件盒和相机支架。
10.所述控制器箱用于放置电源、气管、工控机、相机控制器和标定工具。所述标定工具包括相机标定板和机械手标定板。
11.所述控制器箱和机械手箱设有相对的孔洞，用于布置机械手电路、气路和信号通道。这样布置的理由是，线路全部在箱子里，外观整齐。
12.所述工件台面优选1000*1000*10（厚）（单位mm）铁板，台面加工水平（方向）精度＜0.05mm。
13.所述工件台面高度与机械手台面一致，所述工件台面上设有工件盒，所述工件台面四角切出l型缺口，用于设置相机支架。
14.所述相机支架为四根立柱和一组顶部横梁，所述顶部横梁用于设置相机。
15.所述立柱优选间距1m，呈正方形排布。立柱截面优选与工件台面l型缺口一致，立柱设置在缺口内，组成1m*1m截面。
16.所述立柱底部设置地脚调节螺丝，所述地脚调节螺丝用于调节工件台面和顶部横梁水平度，优选精度＜0.02mm。
17.所述立柱与横档、盖板组成控制器箱。
18.所述机械手优选使用欧拉角坐标系和真空夹爪的六轴机械手。真空夹爪体积小、灵活，适合伸进工件盒。
19.所述相机模块包括4个相机镜头、1个投影光源和相机控制器。
20.所述光源垂直向下设置。
21.所述镜头排布在以光源为正方形中心点的正方形顶点上。
22.所述镜头与光源呈锐角设置，不是平行设置，四个镜头拍摄角度汇聚。
23.相机模块布置高度、镜头间距和角度决定了相机拍摄范围。所述相机拍摄范围一般小于工件台面，大于工件盒。可以在拍摄范围内布置多个工件盒。
24.检测原理：双轴条纹模式投影。
25.本实用新型的有益效果在于：功能上，尤其适合整理码放小型圆筒状零件；结构上，外观整齐实用；原理上，通过对方向差异为90度的投影模式进行投影和分析。可减轻金属光泽带来的多重反射的影响，减少识别误差。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型一种3d视觉引导机械手无序抓取系统的立体图；
28.其中，1、操作平台；2、机械手；3、相机模块；111、机械手箱；112、机械手台面；113、放料位；121、控制器箱；122、工件台面；123、工件盒；124、相机支架；125、地脚调节螺丝。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。
30.如图1所示，一种3d视觉引导机械手无序抓取系统，包括操作平台1、机械手2、相机模块3和通信模块（图中未示出）。
31.所述操作平台1包括机械手平台和工作平台，所述机械手平台包括机械手箱111和机械手台面112（即机械手箱111上表面）。
32.所述机械手台面112上一角设有放料位113；其余空间为机械手动作空间，无障碍物。
33.所述机械手箱111用于放置机械手底座及机械手控制器，机械手箱111上表面开2个孔，一个孔用于连接机械手底座和机械手固定轴，机械手箱箱体高度与机械手底座和机械手固定轴连接面齐平；另一个孔布置真空气爪气管。
34.所述工作平台包括控制器箱121、工件台面122、工件盒123和相机支架124。
35.所述控制器箱121用于放置电源、气管、工控机、相机控制器和标定工具。所述标定工具包括相机标定板和机械手标定板。
36.所述控制器箱121和机械手箱111设有相对的孔洞，用于布置机械手电路、气路和信号通道。
37.所述工件台面122优选1000*1000*10（厚）（单位mm）铁板，台面加工水平（方向）精度＜0.05mm。
38.所述工件台面122高度与机械手台面112一致，所述工件台面122上设有工件盒123，所述工件台面122四角切出l型缺口，用于设置相机支架124。
39.所述相机支架124为四根立柱和一组顶部横梁，所述顶部横梁用于设置相机。
40.所述立柱优选间距1m，呈正方形排布。立柱截面优选与工件台面l型缺口一致，立柱设置在缺口内，组成1m*1m截面。
41.所述立柱底部设置地脚调节螺丝125，所述地脚调节螺丝125用于调节工件台面122和顶部横梁水平度，优选精度＜0.02mm。
42.所述立柱与横档、盖板组成控制器箱121。
43.所述机械手2为使用欧拉角坐标系和真空夹爪的六轴机械手。
44.所述相机模块3包括4个相机镜头、1个投影光源和相机控制器。
45.所述光源垂直向下设置。
46.所述镜头排布在以光源为正方形中心点的正方形顶点上。
47.所述镜头与光源呈锐角设置，不是平行设置，四个镜头拍摄角度汇聚。


技术特征：
1.一种3d视觉引导机械手无序抓取系统，包括操作平台（1）、机械手（2）、相机模块（3）和通信模块，其特征在于：所述操作平台（1）包括机械手平台和工作平台，所述机械手平台包括机械手箱（111）和机械手台面（112），所述机械手台面（112）上设有放料位（113），所述机械手箱（111）用于放置机械手底座及机械手控制器；所述工作平台包括控制器箱（121）、工件台面（122）、工件盒（123）和相机支架（124），所述工件台面（122）上设有工件盒（123），所述工件台面（122）与相机支架（124）连接，所述相机支架（124）用于设置相机。2.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述机械手箱（111）上表面开2个孔，一个孔用于连接机械手底座和机械手固定轴，另一个孔布置真空气爪气管。3.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：控制器箱（121）用于放置电源、气管、工控机、相机控制器和标定工具，所述标定工具包括相机标定板和机械手标定板。4.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述控制器箱（121）和机械手箱（111）设有相对的孔洞，用于布置机械手电路、气路和信号通道。5.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述工件台面（122）为1000*1000*10mm铁板，台面加工水平精度＜0.05mm。6.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述工件台面（122）四角切出l型缺口，用于设置相机支架（124），所述相机支架（124）为四根立柱和一组顶部横梁，所述顶部横梁用于设置相机。7.根据权利要求6所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述立柱间距1m，呈正方形排布，立柱截面与工件台面（122）l型缺口一致，立柱设置在缺口内，组成1m*1m截面。8.根据权利要求7所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述立柱底部设置地脚调节螺丝（125），所述地脚调节螺丝（125）用于调节工件台面（122）和顶部横梁水平度。9.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述机械手（2）为使用欧拉角坐标系和真空夹爪的六轴机械手。10.根据权利要求1所述的3d视觉引导机械手无序抓取系统，其特征在于：所述相机模块（3）包括4个相机镜头、1个投影光源和相机控制器，所述光源垂直向下设置，所述镜头排布在以光源为正方形中心点的正方形顶点上，所述镜头与光源呈锐角设置，四个镜头拍摄角度汇聚。

技术总结
一种3D视觉引导机械手无序抓取系统，包括操作平台（1）、机械手（2）、相机模块（3）和通信模块，所述操作平台（1）包括机械手平台和工作平台，所述机械手平台包括机械手箱（111）和机械手台面（112），所述机械手台面（112）上设有放料位（113），所述机械手箱（111）用于放置机械手底座及机械手控制器；所述工作平台包括控制器箱（121）、工件台面（122）、工件盒（123）和相机支架（124），所述工作台面（122）上设有工件盒（123），所述工件台面（122）与相机支架（124）连接，所述相机支架（124）用于设置相机。相机支架（124）用于设置相机。相机支架（124）用于设置相机。


技术研发人员：桑原康宏
受保护的技术使用者：常熟希那基汽车零件有限公司
技术研发日：2021.01.06
技术公布日：2021/12/10