專利名稱：應變片自動裝配方法及裝配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造稱重傳感器的技術(shù)，特別是一種應變片自動裝配方法及 裝配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，應變片裝配系統(tǒng)用于電子工業(yè)中壓力傳感器等制造業(yè)，應變片為壓力傳感 器的力敏感元件，將物理的力信號轉(zhuǎn)換為電信號。因此，在壓力傳感器的生產(chǎn)過程中，須將 應變片裝配至彈性體的力敏感位置，且應變片粘貼的位置對傳感器性能的影響啟決定性作 用。目前應變片裝配在國內(nèi)基本上采用手工裝配方式，在國外只有一些行業(yè)巨頭在近些年 才開始應變片自動裝配方式。在國內(nèi)稱重傳感器制造生產(chǎn)過程中，應變片的貼片工序依靠工人手工貼片的方式 完成。由于人工處理本身的不確定性，再加上稱重傳感器本身種類的多樣性，很大程度上增 加了貼片工序上的復雜度。在稱重傳感器的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的廢品率一直居高不下，嚴重 地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量；更重要的是由于人工處理的不確定性，造成了合格產(chǎn)品質(zhì)量的不確 定性，且人工貼片的效率低下，貼片工序成為稱重傳感器生產(chǎn)過程中的一個瓶頸。在國外稱重傳感器制造企業(yè)中，有一些上規(guī)模的企業(yè)開始采用自動裝配設備代替 人工操作。這些自動裝配設備采用精密的定位傳感器確定被裝配的應變片盒位置和彈性體 的位置，通過機械臂或其它裝置實現(xiàn)應變片的拾取、搬運和裝配。這種應變片自動裝配設備 其安裝精度和可靠性由定位傳感器決定，且不具備應變片吸取后檢測裝置。由于應變片具 有質(zhì)輕、薄的特性，因此在吸取過程中易發(fā)生輕微的偏移和偏轉(zhuǎn)，容易影響產(chǎn)品的質(zhì)量和一 致性。采用手工裝配時，需要多名工人協(xié)同完成，事先取得應變片，在要裝配的位置劃出 十字，然后將應變片對準裝配位置的十字中心，從而完成應變片的裝配。采用手工裝配方 式，對工人素質(zhì)、熟練程度具有一定的要求，即使工人的素質(zhì)、熟練程度足夠高，還是會受到 工人情緒、環(huán)境等影響，從而使生產(chǎn)出的壓力傳感器一致性受到影響。且采用手工方式進行 應變片的裝配，速度和精度都不慎理想。應變片自動裝配系統(tǒng)采用機械臂以及氣吸系統(tǒng)實現(xiàn)應變片的吸取、搬運和放置動 作，從而實現(xiàn)應變片的自動裝配。圖1為國外同行采用的應變片自動裝配系統(tǒng)框圖，如圖所 示，一套應變片自動裝配系統(tǒng)包括一個用于執(zhí)行裝配的機械臂104，一個用于計算和控制機 械臂運行軌跡的機械臂控制柜101，一個用于協(xié)助氣吸、放系統(tǒng)的氣源102，一套用于產(chǎn)生 氣吸、放動作的氣吸、放控制器103，以及一個用于裝配的平臺106。其操作過程為當操作 人員按下啟動鍵時，機械臂控制柜101控制機械臂104運行至應變片盒105的上方(平臺 107上裝配有應變片盒定位裝置)，機械臂控制柜101控制氣吸、放系統(tǒng)103進行吸取操作， 然后機械臂控制柜101控制機械臂104運行至彈性體上方(平臺106上裝配有彈性體定位 裝置)，一般機械臂104離彈性體107待裝配位置幾個毫米，機械臂控制柜101控氣吸、放 系統(tǒng)103進行放氣操作，機械臂控制柜101控制機械臂104回到初始態(tài)，這樣就完成了一次
3完整的應變片裝配操作。如上所述，應變片自動裝配系統(tǒng)中應變片盒與彈性體定位是通過 平臺上的定位裝置實現(xiàn)的，沒有考慮到氣吸、放系統(tǒng)在吸取應變片的過程中應變片是否會 發(fā)生偏轉(zhuǎn)、飄移等因素，且沒有考慮彈性體加工過程中尺寸是否一致，這樣都會給裝配的精 度、一致性帶來不可預測的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供的一種在線裝配過程中，通過實 時地檢測應變片與彈性體狀態(tài)，及時修改機械臂運行路徑，從而提高精度和一致性的應變 片自動裝配方法及裝配系統(tǒng)。為了達到上述目的，本發(fā)明所提供的一種應變片自動裝配方法，它包括采用工控 機控制機械臂進行對應變片的自動裝配，其特征是機械臂在執(zhí)行工控機對應變片的自動裝 配過程中，對應變片吸取和放置動作的精確定位是通過采用對中相機和尋底相機對應變片 吸取位置和放置位置進行圖像采集，通過對中相機的圖像信息計算出應變片中心位置、偏 轉(zhuǎn)角度以及偏移量；同時根據(jù)尋底相機提供的放置應變片的彈性體圖像信息計算出彈性體 型號、方向以及裝配孔的中心位置；得到這些信息后，通過通信信道把這些信息傳輸至機械 臂控制柜，機械臂控制柜根據(jù)這些信息得到機械臂的運動路徑，控制機械臂的運動軌跡，同 時控制氣吸放控制器進行相應的吸取、放置操作。對中相機或?qū)さ紫鄼C與工控機的通信方式是由USB通信方式或1394通信方式或 網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)；機械臂控制柜與工控機之間的通信方式是由串行通信或并行通信或 USB通信方式或1394通信方式或網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)；機械臂控制柜與機械臂之間的通信方 式由串行通信或并行通信或USB通信方式或1394通信方式或CAN通信方式或網(wǎng)絡通信方 式實現(xiàn)。在實施過程中，所述工控機也可以由個人計算機PC替代。為了實現(xiàn)上述應變片自動裝配方法，本發(fā)明提供的一種應變片自動裝配系統(tǒng)，包 括機械臂、機械臂控制柜、工控機、平臺、氣吸放控制器和機械臂動作定位系統(tǒng)，平臺上設置 有放置應變片的彈性體安放區(qū)域和應變片盒定位區(qū)域，所述的機械臂動作定位系統(tǒng)包括對 中相機和尋底相機，對中相機裝配在平臺中線的機械臂的遠端，尋底相機通過支架設置在 彈性體安放區(qū)域的上方；機械臂設置在平臺的中線區(qū)，且靠近邊緣的一側(cè)。所述的機械臂可以是直角坐標體系的三維機械臂、SCARA型機械臂或四自由度及 以上的機械臂；在平臺上安放彈性體和應變片盒的區(qū)域可設有固定裝置。所述固定裝置可 以是“L”型槽，在“L”型槽旁可設有傳感器，傳感器可以是接近開關(guān)。為了保護工作人員的人身安全和系統(tǒng)安全性，在應變片自動裝配系統(tǒng)中可設有安 防裝置，所述的安防裝置由金屬框架、有機玻璃或玻璃以及光電傳感器組成，其中光電傳感 器是直射型或反射型。所述的氣吸放控制器包括吸吹氣頭，所述的吸吹氣頭由吸氣通道和吹氣通道組 成，吸氣通道與吹氣通道是分離式結(jié)構(gòu)。從而不會造成吸吹氣頭內(nèi)氣流混亂。氣吸放控制 器不僅可以通過控制吸放控制器電磁閥的通斷控制吸吹氣頭對應變片的吸取或放置動作， 還可通過增加對不同電磁閥的控制，調(diào)節(jié)吸吹氣頭的吹氣量。使用時，在“L”型槽上可以根據(jù)需要裝配或不裝相應的傳感器如接近開關(guān)等。工控機或PC可以獨立安放，也可以放置在機械臂控制柜中；機械臂控制柜設計中不僅可以設 置過壓、欠壓、過流等保護裝置，還可集成一個工控機以及I/O輸入輸出卡、模擬量輸入輸 出卡，根據(jù)需要可以進行擴展；工控機或個人計算機(PC機)包含應變片圖像信息與彈性體 圖像信息提取的圖像處理程序。工作時，工控機根據(jù)對中相機和尋底相機提供的應變片和彈性體圖像信息計算出 機械臂的移動路徑，并發(fā)送至機械臂控制柜，由機械臂控制柜中的工控機計算機械臂移動 的修正命令和控制氣吸放控制器進行相應的吸放動作。其操作過程為一.當操作人員按下啟動鍵時，機械臂控制柜控制機械臂運行至 應變片盒的上方，在平臺上裝配有應變片盒定位裝置，離應變片幾毫米；二.機械臂控制柜 控制氣吸、放控制器進行吸取操作；三.機械臂控制柜控制機械臂運行至對中相機處，同時 尋底相機對彈性體圖像信息進行采；四.對中相機對應變片進行圖像采集；五.機械臂控 制柜控制機械臂運行至彈性體上方，同時工控機根據(jù)彈性體圖像信息與應變片盒內(nèi)的應變 片圖像信息計算相應的坐標、偏移角度等信息并發(fā)送至機械臂控制柜，機械臂控制柜根據(jù) 這些信息對機械臂路徑規(guī)劃進行修正；六.機械臂控制柜控制氣吸、放控制器進行放置動 作；七.機械臂回歸至初始狀態(tài)，完成一次應變片裝配。本發(fā)明得到了較好的應變片裝配精度、一致性和可靠性，由于采用高精度的相機 部件代替定位傳感器，解決了定位傳感器使用壽命對系統(tǒng)可靠性的影響問題和提高了應變 片的裝配精度，采用對中相機解決了應變片被吸取過程發(fā)生輕微偏移及偏轉(zhuǎn)問題，提高了 裝配的精度和一致性。


圖1是現(xiàn)有應變片自動裝配系統(tǒng)的方框圖；圖2是本發(fā)明的應變片自動裝配系統(tǒng)的方框圖；圖3是氣吸放控制器方框圖；圖4是機械臂控制柜的方框圖；圖5是工控機的方框圖；圖6是視覺系統(tǒng)框圖7是本發(fā)明系統(tǒng)組成方框圖；圖8是吸吹氣頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中機械臂控制柜200 ；工控機201 ；氣泵202 ；氣吸放控制器203 ；尋底相機 204 ；安防裝置205 ；金屬框架2051 ；有機玻璃2052 ；機械臂206 ；應變片盒207 ；對中相機 208 ；彈性體209 ；平臺210 ；主線氣流調(diào)壓閥302 ；連接器303 ；支路氣流調(diào)壓閥304 ；吸氣支 路電磁閥305 ；真空發(fā)生器306 ；吹氣支路電磁閥307 ；吸吹氣頭308 ；吸氣通道309 ；吹氣通 道310 ；接近開關(guān)401 ；光電傳感器402 ；啟停開關(guān)403 ；輸入輸出卡404 ；電源控制器407 ；吸 放控制器電磁閥408 ；溫度、煙霧傳感器409 ；定位槽504 ；卡槽505。
具體實施例方式下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。實施例
如圖2、圖7所示，本實施例提供的一種應變片自動裝配方法，它包括采用工控機 201控制機械臂206進行對應變片的自動裝配，機械臂206在執(zhí)行工控機201對應變片的 自動裝配過程中，對應變片吸取和放置動作的精確定位是通過采用對中相機208和尋底相 機204對應變片吸取位置和放置位置進行圖像采集，通過對中相機208的圖像信息計算出 應變片中心位置、偏轉(zhuǎn)角度以及偏移量；同時根據(jù)尋底相機204提供的放置應變片的彈性 體209圖像信息計算出彈性體209型號、方向以及裝配孔的中心位置；得到這些信息后，通 過通信信道把這些信息傳輸至機械臂控制柜200，機械臂控制柜200根據(jù)這些信息得到機 械臂206的運動路徑，控制機械臂206的運動軌跡，同時控制氣吸放控制器203進行相應的 吸取、放置操作。對中相機208或?qū)さ紫鄼C204與工控機201的通信方式是由USB通信方式或1394 通信方式或網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)；機械臂控制柜200與工控機201之間的通信方式是由串行 通信或并行通信或USB通信方式或1394通信方式或網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)；機械臂控制柜200 與機械臂206之間的通信方式由串行通信或并行通信或USB通信方式或1394通信方式或 CAN通信方式或網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)。所述工控機201可以由個人計算機PC替代。工控機201或個人計算機PC可以獨 立安放，也可以放置在機械臂控制柜200中。為了實現(xiàn)上述應變片自動裝配方法，本實施例提供的一種應變片自動裝配系統(tǒng)， 包括機械臂206、機械臂控制柜200、工控機201、平臺210、氣吸放控制器203和機械臂動作 定位系統(tǒng)，其特征是所述的機械臂206是直角坐標體系的三維機械臂、SCARA型機械臂或四 自由度及以上的機械臂；平臺210上設置有放置應變片的彈性體209安放區(qū)域和應變片盒 207定位區(qū)域，所述的機械臂動作定位系統(tǒng)包括對中相機208和尋底相機204，對中相機208 裝配在平臺210中線的機械臂206的遠端，尋底相機204通過支架設置在彈性體209安放 區(qū)域的上方；機械臂206設置在平臺210的中線區(qū)，且靠近邊緣的一側(cè)。在平臺210上安放彈性體209和應變片盒207的區(qū)域可設有固定裝置。所述固定 裝置可以是“L”型定位槽504和卡槽505，在“L”型槽旁可設有傳感器，傳感器可以是接近 開關(guān)401。在“L”型槽上可以根據(jù)需要裝配或不裝相應的傳感器如接近開關(guān)等。機械臂控 制柜200設計中不僅可以設置有過壓、欠壓、過流等保護裝置，還可集成一個工控機以及I/ 0輸入輸出卡、模擬量輸入輸出卡，根據(jù)需要可以進行擴展；工控機或個人計算機(PC)機可 包含應變片圖像信息與彈性體圖像信息提取的圖像處理程序。為了保護工作人員的人身安全和系統(tǒng)安全性，在應變片自動裝配系統(tǒng)中可設有安 防裝置205，所述的安防裝置由金屬框架2051、有機玻璃或玻璃2052以及光電傳感器402 組成，其中光電傳感器402可以是直射型或反射型。如圖8所示，所述的氣吸放控制器203包括吸吹氣頭308，所述的吸吹氣頭308由 吸氣通道309和吹氣通道310組成，吸氣通道309與吹氣通道310是分離式結(jié)構(gòu)，從而不會 造成吸吹氣頭內(nèi)氣流混亂。氣吸放控制器203不僅可以通過控制吸放控制器電磁閥408的 通斷控制吸吹氣頭308對應變片的吸取或放置動作，還可通過增加對不同電磁閥的控制， 調(diào)節(jié)吸吹氣頭的吹氣量。實施時，所述的氣吸放控制器203包括氣泵202、主線氣流調(diào)壓閥302、連接器303、 支路氣流調(diào)壓閥304、吸氣支路電磁閥305、真空發(fā)生器306、吹氣支路電磁閥307和吸吹氣頭 308。如圖4所示為一種用于本發(fā)明的機械臂控制柜，所述機械臂控制柜200包括若干 用來檢測彈性體209放置到位的接近開關(guān)401，也可以通過圖像檢測來實現(xiàn)，若干用于檢測 應變片盒207是否到位或在工作區(qū)域是否有人存在的光電傳感器402，若干如啟動、停止等 按鈕的啟停開關(guān)403，若干溫度、煙霧傳感器409，通過輸入輸出卡404接至機械臂控制柜 200，機械臂控制柜200通過輸入輸出卡404或通信協(xié)議控制機械臂206或電源控制器407、 氣吸放控制器電磁閥408等，氣吸放控制器電磁閥408可裝配在氣吸放控制器中203。其工作原理為當接近開關(guān)401有信號輸出時，表明彈性體209已裝配到位，如果 本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)正在工作，就可以完成一次完整的應變片裝配，如沒有信號，則機械臂 206至多只能運行到對中相機208處，直到接近開關(guān)401有信號輸出，當然，接近開關(guān)也可省 略，可以通過圖像識別的方法實現(xiàn)，這兩方式各有優(yōu)點與缺點。當應變片盒207的固定裝置 上的光電傳感器402沒檢測到信號時，系統(tǒng)不能工作，發(fā)出聲音或燈光信號提醒工作人員 裝配應變片盒，只有在應變片盒裝配完后，系統(tǒng)才能開始工作。當安防裝置205中的光電傳 感器有信號輸出時，通過I/O輸入輸出卡404輸至機械臂控制柜200時，機械臂控制柜200 發(fā)出停止機械臂運動的指令，直至信號解除，當安防裝置205中的溫度、煙霧傳感器409報 警器發(fā)出信號傳輸至機械臂控制柜200時，機械臂控制柜200輸出控制信號控制電源控制 器407，切斷整個系統(tǒng)電源。當按鈕有信號輸入至機械臂控制柜200時，機械臂控制柜200 則執(zhí)行相應的操作即可。如圖5所示，所述的裝配平臺210包括一用于裝配的機械臂206，一用于應變片圖 像采集的對中相機208，一用于彈性體圖像采集的尋底相機204，一用于應變片盒207定位 的定位槽504，一用于彈性體209定位的卡槽505，若干用于檢測彈性體209是否放置到位 的接近開關(guān)401和若干用于檢測應變片盒207是否裝配到位的光電傳感器402等。本發(fā)明提供的應變片自動裝配系統(tǒng)，其工控機201根據(jù)對中相機208和尋底相機 204提供的應變片和彈性體圖像信息計算出機械臂206的移動路徑，并發(fā)送至機械臂控制 柜200，由機械臂控制柜200中的工控機201計算機械臂206移動的修正命令和控制氣吸放 控制器203進行相應的吸放動作。因此，在應變片自動裝配系統(tǒng)中，在裝配過程中由工控機 201和機械臂控制柜200協(xié)同控制機械臂206的移動和應變片的吸、放動作。其中控制柜200用于計算和控制機械臂206運行軌跡；工控機201用來處理應 變片、彈性體相關(guān)信息；氣吸放控制器203用來拾取、搬運和放置應變片；尋底相機204用 來檢測彈性體相關(guān)信息；安防裝置205用來防護安全；機械臂206用于執(zhí)行裝配；應變片盒 207用于存放應變片；對中相機208用來檢測被拾取后應變片相關(guān)信息；工作平臺210用來 放置機械臂206、彈性體209和應變片盒207。其操作過程為一.當操作人員按下啟動鍵時，機械臂控制柜200控制機械臂206 運行至應變片盒207的上方，在平臺210上裝配有應變片盒固定裝置，離應變片幾毫米； 二 .機械臂控制柜200控制氣吸放控制器203進行吸取操作；三.機械臂控制柜200控制 機械臂206運行至對中相機208處，同時尋底相機204對彈性體圖像信息進行采集；四.對 中相機208對應變片進行圖像采集；五.機械臂控制柜200控制機械臂206運行至彈性體 209上方，同時工控機201根據(jù)彈性體209圖像信息與應變片盒207內(nèi)的應變片圖像信息計 算相應的坐標、偏移角度等信息并發(fā)送至機械臂控制柜200，機械臂控制柜200根據(jù)這些信
7息對機械臂206路徑規(guī)劃進行修正；六.機械臂控制柜200控制氣吸放控制器203進行放 置動作；七.機械臂206回歸至初始狀態(tài)，完成一次應變片裝配。如圖3所示為一種用于本發(fā)明的氣吸放控制器203，包括一用來提供氣源的氣泵 202，一用來調(diào)節(jié)主線氣流的主線氣流調(diào)壓閥302，若干連接器303，若干調(diào)節(jié)支路氣流的支 路氣流調(diào)壓閥304、若干用于控制支路通斷的吸氣支路電磁閥305，一個或多個真空發(fā)生器 306。其工作過程為當機械臂206運行至應變片正上方距離應變片幾毫米時，機械臂 控制柜200控制吸氣支路電磁閥305吸合，從而使支路氣流處于通的狀態(tài)，真空發(fā)生器306 由于有氣通入，進行真空轉(zhuǎn)換，從而使真空發(fā)生器306的輸出端發(fā)生吸氣行為，真空發(fā)生器 306輸出端輸送至吸吹氣頭308的吸氣端，從而促使吸吹氣頭308進行吸取應變片的操作。 吸吹氣頭308吸取完應變片后，機械臂控制柜200控制機械臂206運行至對中相機208進 行應變片圖像采集、在運行至彈性體209待裝配位置上方幾毫米處，在這過程中，吸氣氣路 始終處于通的狀態(tài)。當機械臂206運行至彈性體209待裝配位置后，機械臂控制柜200控 制吹氣支路電磁閥307吸合，從而使吹氣支路也處于通的狀態(tài)，控制吹氣支路電磁閥307的 輸出端連接至吸吹氣頭的吹氣輸入端，從而使吹氣端吹出氣體，由于吹起氣壓遠大于吸氣 氣壓，因此能順利的執(zhí)行放置動作，接著機械臂控制柜200控制吸氣支路電磁閥305管段， 從而關(guān)閉吸氣支路，延時關(guān)閉吹氣通道，完成一次應變片的裝配。在系統(tǒng)中，可以根據(jù)需要 增加吸氣和吹氣通道，從而使系統(tǒng)根據(jù)適用性。如圖6所示為一種用于本發(fā)明的視覺系統(tǒng)，包括一用于應變片圖像采集的對中相 機208，一個用于彈性體圖像采集的尋底相機204，一個用于圖像處理和裝配管理的工控機 201。為有效地解決應變片和彈性體的識別和定位問題，本發(fā)明將以自適應目標分割為基 礎，結(jié)合數(shù)字矩分析實現(xiàn)對圖像中不同形狀標記點的檢測。應變片的中軸通常由具有特殊 形狀(三角形或矩形)的標記點確定，而方向則由電阻絲的繞行方向確定。研究中，將在對 目標二值化的基礎上首先提取目標的數(shù)字矩特征，再用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對特征進行分類，以實 現(xiàn)高魯棒性的目標檢測；還將以梯度向量場為對象，用統(tǒng)計分析的方法確定電阻絲的繞行 方向。彈性體應變測點位于圓盤狀凹面的中心，研究中將用多尺度邊緣檢測與Hough變換 相結(jié)合的方法確定應變片裝配位置。由于圖像采集后的處理及其識別不是本發(fā)明的關(guān)鍵特 征，并且也是圖像處理識別技術(shù)人員所熟知的，所以在此不做展開論述。為了使整個系統(tǒng)有序、穩(wěn)定地運行，必須通過相應的通信方式促使系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)按 一定的規(guī)律進行傳輸和處理。尋底相機、對中相機與工控機可以通過USB、1394協(xié)議或網(wǎng) 絡通信的方式進行數(shù)據(jù)或命令傳輸；工控機與機械臂控制器之間可以通過串行、并行、USB、 1394協(xié)議或網(wǎng)絡通信的方式進行數(shù)據(jù)或命令傳輸；機械臂控制器與機械臂之間可以通過 CAN總線、串行、并行、USB、1394協(xié)議或網(wǎng)絡通信的方式進行數(shù)據(jù)或命令傳輸。在實際應用中大多數(shù)PC機都采用RS-232通信方式。因此，只要識別是否計算機 配備了 RS-232來檢測個人電腦(PC)就足夠了。并行通信是一種用于象打印機這樣的計算機外部設備與計算機主體之間通信的 通信方式。LAN是一種本地通訊網(wǎng)，該網(wǎng)絡的裝配時為了共享一個連接到位于相對狹窄的空 間的許多計算機的大容量存儲器。通過構(gòu)造LAN，包含在許多計算機內(nèi)的信息被共享并且這些計算機連接到一個能夠彼此相互高速度的交換信息的信息網(wǎng)絡。計算機接口 1394，俗稱火線接口，我們可以知道IEEE1394是一種外部串行總線標 準，它可以達到400MB/S的數(shù)據(jù)傳輸速率，十分適合視頻影像的傳輸。利用等時性傳輸來保 證實時性。所以，為了保證圖像的實時傳輸，主計算機和攝像機201，202之間可以采用1394 通信方式?？刂破骶钟蚓W(wǎng)CAN (Controller Area Network)是一種多主方式的串行通信總線， 基本設計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。用通 訊數(shù)據(jù)塊編碼，可實現(xiàn)多主工作方式，數(shù)據(jù)收發(fā)方式靈活，可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全 局廣播等多種傳輸方式。
權(quán)利要求
1.一種應變片自動裝配方法，它包括采用工控機控制機械臂進行對應變片的自動裝 配，其特征是機械臂在執(zhí)行工控機對應變片的自動裝配過程中，對應變片吸取和放置動作 的精確定位是通過采用對中相機和尋底相機對應變片吸取位置和放置位置進行圖像采集， 通過對中相機的圖像信息計算出應變片中心位置、偏轉(zhuǎn)角度以及偏移量；同時根據(jù)尋底相 機提供的放置應變片的彈性體圖像信息計算出彈性體型號、方向以及裝配孔的中心位置； 得到這些信息后，通過通信信道把這些信息傳輸至機械臂控制柜，機械臂控制柜根據(jù)這些 信息得到機械臂的運動路徑，控制機械臂的運動軌跡，同時控制氣吸放控制器進行相應的 吸取、放置操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應變片自動裝配方法，其特征在于對中相機或?qū)さ紫鄼C與工 控機的通信方式是由USB通信方式或1394通信方式或網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)；機械臂控制柜與 工控機之間的通信方式是由串行通信或并行通信或USB通信方式或1394通信方式或網(wǎng)絡 通信方式實現(xiàn)；機械臂控制柜與機械臂之間的通信方式由串行通信或并行通信或USB通信 方式或1394通信方式或CAN通信方式或網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應變片自動裝配方法，其特征在于所述工控機由個人計 算機PC替代。
4.一種應變片自動裝配系統(tǒng)，包括機械臂、機械臂控制柜、工控機、平臺、氣吸放控制器 和機械臂動作定位系統(tǒng)，其特征是平臺上設置有放置應變片的彈性體安放區(qū)域和應變片盒 定位區(qū)域，所述的機械臂動作定位系統(tǒng)包括對中相機和尋底相機，對中相機裝配在平臺中 線的機械臂的遠端，尋底相機通過支架設置在彈性體安放區(qū)域的上方；機械臂設置在平臺 的中線區(qū)，且靠近邊緣的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應變片自動裝配系統(tǒng)，其特征是所述的機械臂是直角坐標體 系的三維機械臂、SCARA型機械臂或四自由度及以上的機械臂；在平臺上安放彈性體和應 變片盒的區(qū)域設有固定裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應變片自動裝配系統(tǒng)，其特征是所述固定裝置是“L”型槽，在 “L”型槽旁設有傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的應變片自動裝配系統(tǒng)，其特征在于在應變片自動裝配系 統(tǒng)中設有安防裝置，所述的安防裝置由金屬框架、有機玻璃或玻璃以及光電傳感器組成，其 中光電傳感器是直射型或反射型。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的應變片自動裝配系統(tǒng)，其特征在于所述的氣吸放控制器 包括吸吹氣頭，所述的吸吹氣頭由吸氣通道和吹氣通道組成，吸氣通道與吹氣通道是分離 式結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應變片自動裝配系統(tǒng)，其特征在于所述的氣吸放控制器包括 吸吹氣頭，所述的吸吹氣頭由吸氣通道和吹氣通道組成，吸氣通道與吹氣通道是分離式結(jié) 構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應變片自動裝配方法及裝配系統(tǒng)，它包括采用工控機控制機械臂進行對應變片的自動裝配，通過采用對中相機和尋底相機對應變片吸取位置和放置位置進行圖像采集，通過對中相機的圖像信息計算出應變片中心位置、偏轉(zhuǎn)角度以及偏移量；同時根據(jù)尋底相機提供的放置應變片的彈性體圖像信息計算出彈性體型號、方向以及裝配孔的中心位置；得到這些信息后，通過通信信道把這些信息傳輸至機械臂控制柜，機械臂控制柜根據(jù)這些信息得到機械臂的運動路徑，控制機械臂的運動軌跡，同時控制氣吸放控制器進行相應的吸取、放置操作。本發(fā)明得到了較好的應變片裝配精度、一致性和可靠性，解決了定位傳感器使用壽命對系統(tǒng)可靠性的影響。
文檔編號B23P19/00GK102085611SQ20101054041
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者何仲昆, 傅越千, 張永平, 林德法, 許武川, 鄭德春, 馬形山, 鮑吉龍 申請人:寧波工程學院, 寧波柯力電氣制造有限公司