[发明专利]一种适应自动物流的机械臂制孔装置及制孔方法

权利要求书

1.一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：包括串联机械臂(1)、制孔末端执行器(2)、自动物流车(3)、视觉测量组件(4)、控制器，所述制孔末端执行器(2)安装于串联机械臂(1)上，并在串联机械臂(1)带动下对制孔产品进行制孔加工，用于带动制孔产品进行整周回转及位置、间距调整的自动物流车(3)于制孔作业时固定于制孔末端执行器(2)下方，所述视觉测量组件(4)固定安装于自动物流车(3)一侧地面对制孔产品表面制孔点进行实时法向识别及精度测量，并将测量过程拍摄图片发送至控制器，所述控制器通过图片识别获取实际制孔位置，并将实际制孔位置与理论制孔位置进行对比，根据对比结果对串联机械臂(1)、自动物流车(3)发送位置调整指令对实际制孔位置进行补偿；

所述视觉测量组件(4)可实时在线测量产品实际位置。

2.根据权利要求1所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述制孔末端执行器(2)包括执行器框架(201)、电主轴(202)、进给伺服电机(203)、丝杠螺母副(204)、导轨滑块副(205)、主轴安装座(207)、法向检测仪(209)、刀头(210)，所述执行器框架(201)连接于串联机械臂(1)末端法兰盘上，为进给打孔提供动力的进给伺服电机(203)固定安装于执行器框架(201)上表面，并于装置工作时通过安装于进给伺服电机(203)端口的丝杠螺母副(204)推动设置于执行器框架(201)上的导轨滑块副(205)进行制孔进给，所述主轴安装座(207)固定安装于执行器框架(201)上，用于带动刀头(210)旋转的电主轴(202)固定安装于主轴安装座(207)安装孔中，所述刀头(210)安装于电主轴(202)尾部，所述法向检测仪(209)安装于执行器框架(201)刀头(210)一侧表面配合视觉测量组件(4)对制孔点进行法向检测及精度测量。

3.根据权利要求2所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述自动物流车(3)包括全向移动车体(301)、两自由度夹持工装(302)、旋转驱动电机(303)，用于夹持固定制孔产品并调整制孔产品夹持间距的两自由度夹持工装(302)安装于全向移动车体(301)上，所述旋转驱动电机(303)安装于两自由度夹持工装(302)侧面并于制孔时带动两自由度夹持工装(302)及制孔产品沿水平轴方向进行整周回转，所述全向移动车体(301)接收控制器发送的移动指令进行位置调整。

4.根据权利要求3所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述视觉测量组件(4)包括工业相机(401)、测量支架(402)、LED光源(403)、靶标(404)，所述工业相机(401)通过法向检测仪(209)进行制孔产品法向检测同时将测量拍照发送至控制器，工业相机(401)安装于测量支架(402)顶部，所述工业相机(401)安装处均配套安装有LED光源(403)进行补光，用于进行实物拍摄及位置测量的靶标(404)安装于制孔产品上。

5.根据权利要求4所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述全向移动车体(301)、两自由度夹持工装(302)、测量支架(402)均为不锈钢材料。

6.根据权利要求4所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述工业相机(401)数量为2个，采用双目测量拍摄方式。

7.根据权利要求6所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述工业相机(401)为AVT G504B相机。

8.根据权利要求2所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：所述法向检测仪 (209)数量为4个。

9.根据权利要求2所述的一种适应自动物流的机械臂制孔装置，其特征在于：框架底板(206)、主轴安装座(207)为铝合金材料。

10.一种适应自动物流的机械臂制孔装置制孔方法，其特征在于步骤如下：

(a)将制孔产品通过两自由度夹持工装(302)夹持于全向移动车体(301)上，并通过控制器向全向移动车体(301)发送移动指令，控制全向移动车体(301)驶入打孔位置；

(b)利用控制器控制串联机械臂(1)带动制孔末端执行器(2)至指定打孔位置，并将靶标(404)安装于制孔产品表面靠近视觉测量组件(4)一端；

(c)利用工业相机(401)进行靶标(404)位置拍摄，并根据法向检测仪(209)对制孔点进行法向检测，将拍摄图片发送至控制器并进行实际制孔位置与理论制孔位置对比，根据对比结果对串联机械臂(1)、自动物流车(3)发送位置调整指令对实际制孔位置进行补偿，同时判断刀头(210)轴线方向及制孔点法向是否重合，若重合则进行制孔产品与刀头(210)间距微调，若不重合则停止制孔并进行法向调整；

(d)启动进给伺服电机(203)带动电主轴(202)及安装于电主轴(202)末端的刀头(210)进行制孔进给，然后启动旋转驱动电机(303)并带动两自由度夹持工装(302)进行旋转，继续进行制孔进给；

(e)制孔结束后，还原串联机械臂(1)、制孔末端执行器(2)、自动物流车(3)位置，并等待控制器发送下次制孔指令。