[发明专利]一种闸阀毛坯无接触式自找正装夹系统及自找正装夹方法

说明书

本发明公开了一种闸阀毛坯无接触式自找正装夹系统及自找正装夹方法，系统包括具有机器人夹爪装置的机器人本体、3D视觉系统、控制系统、上料装置，机器人夹爪装置用于抓取并移动待装夹的闸阀毛坯，3D视觉系统用于对闸阀毛坯进行三维扫描，控制系统用于生成3D点云立体模型，并获取预存标准闸阀的中心点位姿值，并将其与当前毛坯闸阀中心点位姿值作比较，得到相对于机器人抓取工具坐标系的位姿偏移值，并将其发送至机器人，机器人根据位姿偏移值对其抓取的闸阀毛坯进行装夹位置找正，并将找正后的闸阀毛坯移送至上料装置。本发明通过机器人无接触式作业，找正精度高，装夹速度快，系统安全稳定，全程自动化，同时可实现闸阀装夹的数据追溯管理。

技术领域

本发明涉及闸阀毛坯装配技术领域，特别涉及一种闸阀毛坯无接触式自找正装夹系统及自找正装夹方法。

背景技术

随着我国的经济的快速发展和工业自动化程度的不断提高，我国装备制造业正处于转型和升级阶段，同时，国家对石油天然气、石化、环保、电力、冶金等领域的投资呈现持续增长状态，阀门市场总体规模将会保持一个较快的增长速度。阀门的市场需求的快速增长，进而对阀门的加工生产提出了更快、更高的要求。

目前，市场上的闸阀加工机床都是老式的车铣磨床子，使用传统的加工工艺。闸阀毛坯装夹是闸阀加工的第一个工序，也是关键工序之一。就目前来看，闸阀毛坯装夹还没有一个统一的夹具，现在是通过人工来操作相对复杂的找正机构以配合调整达到找正装夹目的，找正机构使用的是三爪或者四爪自定心的方式，由于闸阀毛坯使用铸造工艺，在铸造过程中，材料的热胀冷缩会使闸阀毛坯变形，从而破坏了毛坯的各定位基准，再加上每个厂家使用的毛坯材料和铸造工艺不同，使得毛坯变得更加不规则。由于闸阀毛坯法兰内圈的不规则性，当使用三爪或者四爪自定心的方式时，阀门毛坯找正调整会变得十分困难，在不规则圆上面使用3点或4点定位，取样相对较少，定心精度相对较差，并且由于闸阀外圆端面浇冒口的存在，也会变得过度调整了。通常相对规整的闸阀毛坯，调整2到3次就可以完成，但是对于变形严重的闸阀毛坯，这种单一式三爪或者四爪自定心的方式，将会无法完成找正功能。如上所述，这样的操作方式还存在以下不足之处：

1)人工装夹效率不高，若完全使用人工手动操作来进行找正调整，有时一个不规整的毛坯要来回调整5到6次才能完成；

2)人工装夹存在主管和客观因素，装夹精度不高，而且一致性差；

3)人工装夹存在很大的安全隐患；

4)人工装夹不容易实现闸阀装夹的数据追溯管理；

5)人工装夹无法实现装夹的功能拓展，无法给后道工序提供更智能化的加工服务。

因此，为了解决上述不足之处，现在需要一种闸阀毛坯无接触式自找正装夹系统及自找正装夹方法。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种闸阀毛坯无接触式自找正装夹系统及自找正装夹方法，在保证安全可靠的前提下，可以智能完成高精度作业，同时系统操作简单，所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种闸阀毛坯无接触式自找正装夹系统，包括：

机器人本体，其具有机器人夹爪装置，所述机器人夹爪装置用于抓取并移动待装夹的闸阀毛坯；

3D视觉系统，其用于对所述机器人夹爪装置抓取的闸阀毛坯进行三维扫描，得到三维点云数据；

控制系统，其与所述3D视觉系统和机器人本体均通信连接，所述控制系统用于根据所述3D视觉系统扫描得到的三维点云数据生成三维点云立体模型，并对所述三维点云立体模型进行分析得到所述闸阀毛坯不同侧面的轴线，并根据所述轴线求取所述闸阀毛坯的当前装夹中心点坐标及当前欧拉角值；