一种基于3D视觉的机器人抓取工件加工系统的制作方法

一种基于3d视觉的机器人抓取工件加工系统
技术领域
1.本发明涉及无特征工件任意位置自动识别抓取，特别涉及一种基于3d视觉的机器人抓取工件加工系统。


背景技术：

2.随着企业制造自动化程度的不断提高，当前涡轮增压外壳生产过程中的搬运工作已经逐渐由机器人代替人工搬运。目前涡轮增压外壳加工采用震砂、切冒、钻孔等生产过程，同时企业对生产过程效率和产品质量的要求越来越高，这就要求搬运机械手拥有更高的精度、效率和可靠性。为了节省人工，涡轮增压外壳从铸件下来摆放混乱，因此需要设计一种手抓能任意位置抓取工件。


技术实现要素：

3.为实现上述目的，发明人提供了一种基于3d视觉的机器人抓取工件加工系统，包括：铸造机、铸造搬运机器人、输送链装置、3d视觉模块、数据处理模块、铸件加工机器人i；所述铸造机用于铸造工件，所述铸造搬运机器人设于输送链装置与铸造机之间，用于将铸造机铸造的工件搬运至输送链装置上；所述3d视觉模块设于输送链装置的输出端，所述3d视觉模块用于采集工件摆放姿态信息；所述3d视觉模块与数据处理模块连接，所述数据处理模块用于处理3d视觉模块采集的信息形成空间坐标系位置信息，所述数据处理模块与铸件加工机器人i通讯连接。
4.作为本发明的一种优选方式，还包括震砂机、切冒机和钻孔机，所述震砂机、切冒机和钻孔机分别设于铸件加工机器人i的输出端，所述震砂机用于对铸造后的工件进行除砂芯处理，所述切冒机用于切除工件冒口，所述钻孔机用于对工件进行钻孔。
5.作为本发明的一种优选方式，还包括毛刺处理装置和铸件加工机器人ii，所述钻孔机两侧分别设有仓门，所述铸件加工机器人ii设于远离铸件加工机器人i的钻孔机一侧的仓门处，所述铸件加工机器人ii与数据处理模块通讯连接，所述毛刺处理装置用于对工件进行洗毛刺处理。
6.作为本发明的一种优选方式，所述输送链装置包括输送装置和工件冷却装置，所述工件冷却装置设于输送装置上，所述输送装置用于输送工件，所述工件冷却装置用于对输送装置上的工件进行冷却。
7.作为本发明的一种优选方式，还包括安装架，所述安装架设于输送装置的输出端，所述3d视觉模块设于安装架上，用于对经过安装架的工件进行摆放姿态信息采集。
8.作为本发明的一种优选方式，所述安装架包括支架和置物台，所述置物台水平设于支架的中部，所述置物台上划设有采集区，所述3d视觉模块包括3d相机、工控机和网卡，所述3d相机设于采集区的正上方。
9.作为本发明的一种优选方式，所述铸件加工机器人i上设有执行模块，所述数据处理模块通过通讯模块与执行模块通讯连接，执行模块用于控制铸件加工机器人i依照空间
坐标系位置信息进行工件抓取。
10.区别于现有技术，上述技术方案所达到的有益效果有：本系统的可以对任意放置的工件，通过3d视觉模块的姿态信息捕捉实现铸件加工机器人i和铸件加工机器人ii对工件进行任意角度和姿态的抓取，这样即可无需人工关注工件的放置姿态，通过输送链装置自动运输即可到达机器人抓取的位置，有效的避免传统抓取因为工装磨损或者工件不能完全放置在工装中，导致机器人撞车或未抓牢工件的情况。
附图说明
11.图1为具体实施方式所述基于3d视觉的机器人抓取工件加工系统局部结构图；
12.图2为具体实施方式所述安装架结构示意图；
13.图3为具体实施方式所述基于3d视觉的机器人抓取工件加工系统局部流程图。
14.附图标记说明：
15.101、铸造机；102、铸造搬运机器人；103、输送链装置；104、3d视觉模块；105、数据处理模块；106、通信模块；107、执行模块；108、铸件加工机器人i；201、铸件加工机器人ii；202、震砂机；203、切冒机；204、钻孔机；205、仓门；206、毛刺处理装置；301、安装架；302、支架；303、置物台；304、3d相机；305、采集区。
具体实施方式
16.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
17.请一并参阅1至图3，如图所示，本实施例提供了一种基于3d视觉的机器人抓取工件加工系统，包括：铸造机101、铸造搬运机器人102、输送链装置103、3d视觉模块104、数据处理模块105、铸件加工机器人i108；铸造机用于铸造工件，铸造搬运机器人设于输送链装置与铸造机之间，用于将铸造机铸造的工件搬运至输送链装置上；3d视觉模块设于输送链装置的输出端，3d视觉模块用于采集工件摆放姿态信息；3d视觉模块与数据处理模块连接，数据处理模块用于处理3d视觉模块采集的信息形成空间坐标系位置信息，数据处理模块与铸件加工机器人i通讯连接。在本实施例的具体实施过程中，当铸造机铸造好工件后，由铸造搬运机器人搬运至输送链模块上，由输送链模块输送至3d视觉模块处进行工件摆放姿态信息采集，3d视觉模块将采集的工件摆放姿态信息传输给数据处理模块进行处理，数据处理模块将工件摆放姿态信息处理成空间坐标系位置信息(x/y/z/w/p/r)，并将该信息发送给铸件加工机器人i使铸件加工机器人i按照空间坐标系位置信息对工件进行抓取，从而实现了对任意姿态的工件进行抓取加工。数据处理模块与3d视觉模块达成协商好的通信协议，实现空间位置数据的准确发送，避免发错数据造成撞车，从而避免入料工件由于没有放到位导致的机器人抓取失败的问题，即有效的避免了产品的磕碰，也体高了生产效率。
18.在上述实施例中，铸件加工机器人i上设有执行模块，数据处理模块通过通讯模块106与执行模块107通讯连接，执行模块107用于控制铸件加工机器人i108依照空间坐标系位置信息进行工件抓取。在本实施例中，执行模块可以为机器人集成执行模块，数据处理模块可以由处理器完成，数据处理模块设置在工作区域外，3d视觉模块设置在加工单元内，3d视觉模块与数据处理模块通过以太网连接，通信模块可以采用以太网。
19.如图1所示，在本实施例中，还包括震砂机202、切冒机203和钻孔机204，震砂机、切冒机和钻孔机分别设于铸件加工机器人的输出端，震砂机用于对铸造后的工件进行除砂芯处理，切冒机用于切除工件冒口，钻孔机用于对工件进行钻孔。在本实施例中，震砂机、切冒机和钻孔机的设置实现了工件的震砂、切冒和钻孔的处理，从而满足了工件的铸造到后期加工处理的整个过程的全自动化处理，有效的提高了工件的自动化生产和加工过程，节省了人力和人工成本。
20.为了进一步的提高工件的后处理效果，在本实施例中，本系统还包括毛刺处理装置206和铸件加工机器人ii201，钻孔机两侧分别设有仓门205，铸件加工机器人ii设于远离铸件加工机器人i的钻孔机一侧的仓门处，铸件加工机器人ii与数据处理模块通讯连接，毛刺处理装置用于对工件进行洗毛刺处理；如图1所示，在本实施例中，钻孔机204的两侧分别设有可开合的仓门205，在仓门的两侧分别设有铸件加工机器人i108和铸件加工机器人ii201，其中铸件加工机器人i根据数据处理模块发送的空间坐标系位置信息调整抓取角度，使得抓取位置与工件可以夹持的位置对应或预设的夹持位置对应，并将工件从3d视觉模块上搬运震砂机上除去工件上的砂芯，除完砂芯后，铸件加工机器人i将工件从震砂机上搬运至切冒机上进行切冒处理，然后再搬运至钻孔机上进行钻孔加工，钻孔完成后，由铸件加工机器人ii从钻孔机的另一侧仓门夹出放置在毛刺处理装置上进行铣毛刺处理；在本过程中，当铸件加工机器人i根据数据处理模块发送的空间坐标系位置信息调整抓取角度，抓取后的工件摆放姿态即为调整后姿态，此时，后续的加工过程无需数据处理模块重新处理工件摆放姿态信息形成空间坐标系位置信息，并发送给铸件加工机器人i和铸件加工机器人ii调整抓取角度对工件进行抓取，在除砂芯、且毛和钻孔过程中，工件的摆放姿态相对于铸件加工机器人i和铸件加工机器人ii来说均是固定的。在上述实施例中，铸件加工机器人i和铸件加工机器人ii包括六轴机器人和机械手爪。
21.在上述实施例中，输送链装置103包括输送装置和工件冷却装置(图中未示出)，工件冷却装置设于输送装置上，输送装置用于输送工件，工件冷却装置用于对输送装置上的工件进行冷却，具体的可以在传送带一侧或上下方设置风机对工件进行冷却。
22.如图2所示，本系统为了便于3d视觉模块的安装，在本实施例中还包括安装架301，安装架设于输送装置的输出端，3d视觉模块设于安装架上，用于对经过安装架的工件进行摆放姿态信息采集。为了便于工件摆放姿态信息采集，安装架301包括支架302和置物台303，置物台水平设于支架的中部，所置物台上划设有采集区305，3d视觉模块104包括3d相机304、工控机和网卡，3d相机设于采集区的正上方，可以根据3d相机的景深和工件的高度调整3d相机与置物台的间距。
23.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。