[发明专利]基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置，其特征在于，所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置设置有：

动力装置；

动力装置下端连接有控制装置，动力装置右端外侧焊接有安全装置，安全装置内侧通过螺栓固定有自动视觉检测装置；

所述动力装置设置有运动平台，运动平台上端通过螺栓固定有旋转推料气缸和挡料气缸，运动平台上侧左右两端分别通过螺栓固定有第一位置传感器和第二位置传感器，运动平台下端通过螺栓连接有转台连接板，转台连接板下端栓接有减速机，减速机右端通过轴连接有第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机转轴与转台连接板通过螺栓连接，减速机与下端齿轮轴连接，齿轮滑动卡设有齿条上端；

所述安全装置设置有加厚防护罩，防护罩焊接在齿条右端外侧，防护罩前后分别栓接有4条长条形的安全光栅，防护罩顶端通过螺栓固定有蜂鸣警示灯，防护罩侧面通过铰链铰接有多个防护门；

所述自动视觉检测装置设置有六轴机械臂，六轴机械臂通过螺栓固定在防护罩内侧，六轴机械臂另一端栓接有摄像头；

所述控制装置设置有电控箱，电控箱通过螺栓固定在齿条下侧，电控箱通过数据线连接有PLC控制器和影像显示器，PLC控制器和影像显示器分别嵌装在上端防护门的左右两端；PLC控制器通过数据线与旋转推料气缸、挡料气缸、第一位置传感器、第二位置传感器、减速机、第一伺服电机、第二伺服电机、安全光栅、蜂鸣警示灯和摄像头连接。

2.如权利要求1所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置，其特征在于，旋转推料气缸侧面通过螺栓固定有后方挡板。

3.如权利要求1所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置，其特征在于，运动平台下端通过螺栓固定有可调性定位丝杆。

4.如权利要求1所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置，其特征在于，齿条上侧右端通过螺栓固定有限位开关。

5.如权利要求1所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置，其特征在于，摄像头侧面通过螺栓固定有照明灯。

6.一种应用权利要求1所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测装置的基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测方法，其特征在于，所述基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测方法包括：

通过PLC控制器对检测的位置进行预先设定，将要检测的产品放置在运动平台上端，第一位置传感器感应到有物料，PLC控制器启动旋转推料气缸，旋转推料气缸先启动旋转，产品后方挡板落下保护产品；

随后旋转推料气缸前推，使产品移动到达第二位置传感器，同时产品被夹持成功；

两个传感器均感应到有物料后，PLC控制器启动第一伺服电机正向转动，带动齿轮正向转动，齿轮带动齿条正向转动，齿条带动运动平台前移，到达检测位置后停止；

在运动平台带动产品到达检测位后，PLC控制器控制六轴机械臂带动摄像头按预先设置好的多个零件的最佳检测位依次移动，实现对产品的全方位拍照检测；

通过影像显示器实时显示当前的测试状态，PLC控制器计算出产品合格与否，列出不合格点位，实现对产品的自动检测。

7.如权利要求6所述的基于机械臂摄像视觉对产品零件的捕捉与检测方法，其特征在于，伺服电机加入降维负载力矩观测器，表达式如下：

ω为转子机械角速度；Te为电机输出转矩；TL为负载转矩；J为转动惯量；Bm为粘性阻尼系数；

根据系统期望的特性，选择极点所在的位置，按照上式构造观测器，观测出负载力矩的值；

机械臂采用遗传算法对机械臂旋转变量值进行修正，遗传算法的适应度函数为：

式中:为第i组理论位姿数据。采用遗传算法搜索出使以上适应度函数最小的个体，即为所需的旋转关节修正量；遗传算法选择操作采用轮盘赌法，即基于适应度比例的选择策略；交叉操作采用均匀交叉算子，交叉率Pc＝0.9；变异操作采用高斯变异自子，变异率初值Pm＝0.1，进化代数自适应调整，令Pm(g)＝0.1－(0.1－0.001)g/G，其中g为当前遗传代数。