[发明专利]一种基于机器人视觉的自动送钉系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于机器人视觉的自动送钉系统及方法，涉及智能制造领域，能够解决现有技术存在铆钉散堆取出难、送钉效率低、无法输送更多种类铆钉的问题。自动送钉系统包括：型架上安装有工业机器人、盖板组件、吹钉机构、检测盘、真空发生器、阀组和铆钉储料盘；多功能末端执行器由法兰盘、支架、工业CCD相机、激光位移传感器、弹簧、搅拌棒、真空吸嘴组成；多功能末端执行器通过法兰盘与工业机器人的末端相连接；支架用于固定多功能末端执行器上的元件；工业CCD相机安装在支架正前方，用于获取铆钉图像；激光位移传感器安装在支架侧面,用于测量铆钉的深度；真空吸嘴安装在支架下方，用于抓取铆钉或者投放铆钉。

技术领域

本发明涉及智能制造领域中的航空制造方向，尤其涉及一种基于机器人视觉的自动送钉系统及方法。

背景技术

近年来，借助着运20、C919等国产大飞机项目，国内的航空器制造产业得到了快速升级。在飞行器的设计环节，通过全面应用MBD(Model Based Definition)技术已基本摆脱了从前的纸质图纸、一院一所的低效设计模式，在飞机的设计环节已达到世界一流水平。但是在制造环节，依旧有大量的老设备和老工艺需要淘汰或升级，智能化和自动化程度有待进一步提高。随着新一代航空航天产品的研制与发展，航空宇航制造对装配效率与装配质量提出了更高的要求，而自动钻铆技术是提高装配效率与装配质量的重要手段。

在飞机自动化钻铆作业中，由于铆钉型号众多、数量巨大，实时为自动钻铆装备输送航空铆钉是重大技术难题，传统的振动盘送钉方式存在体积大、噪声大、振动剧烈等缺陷,已经无法满足使用要求。目前，从事这方面的相关单位，也设计了一些新型自动送钉系统为自动钻铆装备输送多种型号的铆钉。

但是目前的方案中，多采用振动盘对铆钉进行排列再输送，存在振动盘体积较大，振动噪音大，严重影响了钻铆装备的制孔精度的问题，并且可自动筛选的铆钉数量有限，对于一个工艺流程中需要输送几十种铆钉的飞机自动化钻铆作业，无法满足需要。还有采用双目视觉只能识别单层稀疏分布状态的铆钉,无法适应铆钉层层交叉堆叠在一起的情况，铆钉的识别度较低；尤其是多个铆钉交叉或者边缘触碰在一起时，无法测量出铆钉的直径长度等参数；并且其采用的气爪抓取铆钉,存在抓取不可靠、容易多抓或者漏抓等缺点；在实际应用中，需要将储料架中的铆钉先运送至抓取工位再执行视觉检验与抓取，整体工作效率较低。

发明内容

本发明的实施例提供一种基于机器人视觉的自动送钉系统及方法，能够解决现有技术存在铆钉散堆取出难、送钉效率低、无法输送更多种类铆钉的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供一种基于机器人视觉的自动送钉系统，包括：工业机器人、多功能末端执行器、盖板组件、吹钉机构、检测盘、真空发生器、阀组、控制柜、型架、铆钉储料盘和工控机；

型架上安装有工业机器人、盖板组件、吹钉机构、检测盘、真空发生器、阀组和铆钉储料盘；

多功能末端执行器由法兰盘、支架、工业CCD相机、激光位移传感器、弹簧、搅拌棒、真空吸嘴组成；

多功能末端执行器通过法兰盘与工业机器人的末端相连接；

支架用于固定多功能末端执行器上的元件；

工业CCD相机与激光位移传感器组成铆钉空间位姿测量模块，其中，工业CCD相机安装在支架正前方，用于获取铆钉图像；

激光位移传感器安装在支架侧面,用于测量铆钉的深度；

弹簧、搅拌棒组成弹性搅拌机构，用于搅拌铆钉储料盘；

真空吸嘴安装在支架下方，用于抓取铆钉或者投放铆钉。

第二方面，本发明的实施例提供一种基于机器人视觉的自动送钉方法，包括：