[發明專利]一種電機轉子視覺組裝生產線及組裝工藝

有效

• 申請號: 201610223323.6
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105656260B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 陳海永;王亞男;張天江;李澤楠;曹軍旗;歐洋;徐森
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;天津易而速機器人科技開發有限公司
• 主分類號: H02K15/02
• 分類號: H02K15/02
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英;付長杰

1.一種電機轉子視覺組裝生產線，其特征在于所述組裝生產線包括軸套自動出料設備、端板自動出料設備、單臂液壓機、嵌磁鋼設備、轉子鐵心托盤、轉軸托盤、壓裝成品托盤、機器人、PLC、工業相機、環形光源和工業平板電腦；其中機器人、PLC、單臂液壓機、軸套自動出料設備、轉子鐵心托盤、轉軸托盤、壓裝成品托盤、端板自動出料設備和嵌磁鋼設備構成機器人執行系統；工業相機、環形光源和工業平板電腦組成機器人視覺系統；

所述工業平板電腦上安裝有工件位置識別視覺軟件；環形光源固定在工業相機上，所述工業相機與環形光源同軸安裝在機器人的機械臂上，進行工件位置檢測時垂直于工件表面，工業相機通過USB接口與工業平板電腦連接，工業平板電腦通過工業總線與PLC相連；PLC控制機器人執行相應的動作，PLC同時與單臂液壓機、軸套自動出料設備、端板自動出料設備和嵌磁鋼設備相連；

所述機器人末端上安裝有夾具，所述夾具包括對稱的兩部分，夾具中心形成一個大圓孔和一個小圓孔，大圓孔用來夾取轉子鐵心和端板，小圓孔用來夾取轉軸和軸套；

所述機器人視覺系統根據對單幀圖像提取的電機轉子組裝工件進行位置檢測，得到工件的位置信息后，計算出工件位置的偏差量，并將偏差信息發送給PLC，PLC再對機器人發出控制指令調整抓取位置，實現位置的糾偏；

所述機器人執行系統用來完成轉子鐵芯、轉軸、端板、軸套工件自動組裝，視覺檢測順序為：轉子鐵芯、一側端板、轉軸、另一側端板、軸套，工業相機通過固定裝置與機器人剛性連接，與機器人一起運動，代替人工工件的組裝過程；

所述的組裝生產線，應用于工業現場電機轉子的轉子鐵芯、端板、轉軸、軸套的組裝，包括以下步驟：

1)配置機器人視覺系統的機器人帶動工業相機移動至工件的正上方，工業相機采集工件的圖像信息，通過工業平板電腦中的工件位置識別視覺軟件對工件的位置進行圖像處理和特征提取，得到工件位置信息；

2)工業平板電腦將處理得到的工件位置偏差信息發送給PLC，PLC得到位置偏差信息后發送相應的控制指令至機器人，控制機器人對工件的位置進行實時糾偏；

3)經過步驟2)實現工件位置的準確控制后，通過機器人依次抓取相應的工件至單臂液壓機和嵌磁鋼設備，完成電機轉子的組裝；

4)將組裝后的電機轉子通過機器人抓至壓裝成品托盤，然后進行下一個電機轉子的組裝；

所述步驟3)的具體工藝流程是：

轉子鐵心放置在轉子鐵心托盤上，各個轉子鐵心相對固定在相應的轉子鐵心托盤上，并通過置具進行固定；為了保證轉子鐵心托盤與地面或者機器人相對位置的固定，轉子鐵心托盤四角必須有限位柱；

轉軸放置在轉軸托盤上，

端板放置在端板自動出料設備上，端板自動出料設備上有兩個氣缸，其中一個氣缸作用是將最下層端板推出至舉高位置，另外一個氣缸的作用是將端板舉高一定的高度，以方便機器人抓取端板；通過PLC的I/O點控制兩個氣缸的運動，機器人運動到一定的位置輸出信號給PLC，PLC再控制兩個氣缸動作；

軸套放置在軸套自動出料設備上，

機器人供電電壓正常，供氣氣壓正常，本體固定牢固，上電無報警信息，連接電纜、氣管完整，潤滑良好即準備完畢；

單臂液壓機上電后，在手動模式下啟動液壓泵無異響，上下限位有效，壓力正常即準備完畢；

將待安裝轉子放置在嵌磁鋼設備上，在手動模式下，按啟動后能夠全自動完成嵌磁鋼工序，嵌磁鋼設備即有效，準備完畢；

壓裝成品托盤放置也要相對機器人固定，壓裝成品托盤四角有限位柱，地面有限位柱與之對接，壓裝成品托盤上的置具放置組裝好的電機轉子；

由軸套自動出料設備、端板自動出料設備、轉子鐵心托盤、轉軸托盤做提供工件工作，機器人將端板、轉子鐵芯、轉軸工件抓取至單臂液壓機上壓裝，然后機器人將壓裝后產品抓取至嵌磁鋼設備上嵌磁鋼，之后機器人將嵌完磁鋼的產品重新放置在單臂液壓機上，機器人再抓取端板、軸套至液壓機進行壓裝。

2.根據權利要求1所述的電機轉子視覺組裝生產線，其特征在于所述工件位置識別視覺軟件的軟件流程是：工業相機結合環形光源采集工件圖像，利用中值濾波的圖像濾波算法實現圖像增強，采用圖像二值化處理和圖像感興趣區域提取實現圖像分割，最后通過霍夫變換擬合工件輪廓，并進一步提取工件輪廓位置信息實現工件位置檢測。