CN106335065A - 机器人视觉导向*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车板料冲压过程中的机器人视觉导向***，包括板料传送带、六轴机器人、工业相机、机器人控制***；其特征在于：板料通过板料传送带传送到工业相机正下方，工业相机拍摄并传输零件位置，机器人控制***接收位置信息并与预设位置坐标进行比较，控制六轴机器人完成零件位置调整工作。本发明能够实现板料位置的自动调整，提高零件矫正的速度，提高板料位置精准度，提高板料的加工质量。
Description
技术领域
本发明属于现场总线与工业以太网技术领域，具体为一种机器人视觉导向***。
背景技术
在汽车板料冲压过程中，为保证制件尺寸和精度的一致性和互换性，必须采用各种定位方式，确保板料在冲压过程中的正确位置，从而制造出合格的产品。因此，确保板料的位置精度对产品的生产具有重要意义。传统的冲压设备采用编码器配合挡块作为导向***，板料传输到特定位置时，相应挡块升起，通过撞击使零件停止定位。此装置速度慢，会影响整线的生产速度，并且撞击过程中会使板料发生轻微偏移及变形，影响设备正常运转。
在CN105964453A中公开了一种基于视觉定位的喷涂***及方法，该***通过采集装置生成零件位置的视觉信号，并且根据预存的工作特征点的理想位置信息计算工件的位置偏差值，并且根据位置偏差值调整喷涂设备与所述工件之间的位置关系；然而此种定位方式效率慢并且过程复杂，无法提高生产效率。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种简易、高效的导向***。为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种机器人视觉导向***，包括传送带、机器人控制***、Profinet总线、六轴机器人、工业相机，传感器用于检测板料位置信息，以控制传送带的运动；工业相机采集板料的位置信息，由Profinet总线，传输到机器人人控制***，机器人控制***控制六轴机器人的运动轨迹。
所述的传送带用于运输板料，由上料机械手将板料运输到传送带上。传送带运动的距离一定，由机器人控制***控制传送带的运动距离，使板料能够停在工业相机下方。传送带分为两条，能够同时运输两块板料。
所述的工业相机位于两条传送带正中间，能够同时拍摄两条传送带上的板料位置；安装完工业相机后，选择合适的调焦镜头，使工业相机能够清晰的拍摄板料的位置图像；图像信息由Profinet总线传输到机器人控制***中。
所述的机器人控制***由PLC和触摸屏组成。PLC接收来自工业相机的图像信息，并从图像中截取一部分来计算板料位置信息。截取的部分根据生产所使用的板料来确定。PLC将计算得到的位置信息与预定的位置信息进行比较，控制六轴机器人来实现板料的移动，实现板料位置快速自动化调整。触摸屏上显示工业相机所拍摄的图像信息，从中截取图像的位置，并比较板料实际位置与预定位置的差值。
所述的六轴机器人有两个，分别位于两个传送带的两边。六轴机器人接收来自PLC的信息，吸盘抓取板料，随后机械手运动，完成板料位置的调整。
本发明采用上述技术，通过采用工业相机，实现板料位置的快速定位。由PLC控制六轴机器人的运动，实现板料位置的快速调节。从而提高了板料的矫正速度，提高了板料的位置精度与产品的质量。
附图说明
图1为本发明结构示意简图。
图2为工作原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种机器人视觉导向***，包括机器人控制***1，六轴机器人2，板料3，板料传送带4，工业相机5。
所述的机器人控制***1由PLC和触摸屏组成，PLC控制板料传送带4的运动，接收工业相机5发送的图像信息，并控制六轴机器人实现板料3位置的调节。触摸屏显示工业相机1拍摄的图像信息，选取部分图像的范围以及板料3实际位置与预定位置的差值。
所述的板料传送带有2条，能够同时实现两块板料的运输工作。每一条板料传送带配备一个六轴机器人2，2个六轴机器人由机器人控制***控制，根据板料的位置信息分别实现板料位置的自动调整。
所述的工业相机5安装在两个板料传送带4中间，并且与传送带保持一定高度。安装完工业相机5后，调整工业相机5的焦距，使拍摄到的板料3图像清晰。工业相机性能稳定可靠且易于安装，连续工作时间长，即使在环境较差的情况下仍能够保持较高的图像质量。
在板料冲压过程中，所述的板料3由上料机械手输送到板料传送带4上。每次板料3在传送带4上的初始位置一定，PLC控制器给定传送带4运动的距离，同一批次传送带运动距离不变，板料传送带4将板料3运输到工业相机1正下方。当板料3传送到指定位置后，工业相机1对板料3进行拍照并通过Profinet总线将图像信息传送到机器人控制***1中。机器人控制***1由预先设定的程序，从所接收到的图像信息中选取一段带有典型特征的图像，选取的部分由程序给定。机器人控制***1的触摸屏显示工业相机1所拍摄的图像信息与选取的部分图像，表示出板料3的实际位置与预定位置的差值，屏幕右面显示板料3的位置信息。机器人控制***1根据板料实际位置与预定位置的差值，计算出板料3需要移动的距离，控制六轴机器2实现板料位置的快速调整。
如图2所示，为工业相机1拍摄图像信息中截取的一部分，该部分含有边角，能够通过边角特征计算出板料的位置。图中虚线部分表示板料的理想位置，实现部分为板料的实际位置。以O’点作为参考原点，即O’坐标（0，0），A’坐标（Xa，Ya），B’ 坐标（Xb，Yb）。机器人控制***通过截取部分的图像信息，采用图像处理技术，只需要得到O点与B点的坐标，就能够实现板料的位置信息。可以得到O的坐标（X1，Y1）和B的坐标（X2，Y2），那么移动量为OO’，旋转量W可以通过式子Y2=Ya+Y1+AO*sinW反推得到。
本机器人视觉导向***，该装置使用工业相机，工业相机性能稳定可靠，易于安装，结构紧凑结实不易损坏，即使在恶劣外部环境条件下仍能保持最佳信号和成像质量，可以精确地拍摄并传输零件位置。板料由传送带传送，当板料传送到工业相机正下方时，传感器检测到板料，传送带停止传动。由于板料由机械手抓取运输到传送带上，此时板料位置无法保证生产要求。工业相机拍摄此时板料的位置，板料位置与传送带颜色不同，***很容易区分板料与传送带。工业相机将所拍摄的图像信息通过以太网传输到控制***中，控制***从接收到的图像信息中选取带有一部分进行分析，选取的部分根据所生产的板料决定，不同的板料选取的部分不同。所选取的图像信息中必须包含一些能够判断出板料所在位置的信息，一般选取带有边角的部分提取特征信息。通过特征信息得到此时板料所在的位置，与预定位置信息进行比较。通过Profinet通讯将计算的坐标传输给机器人控制器，控制器将所得到的坐标与预定坐标进行比较，得到板料所要移动的距离，通过六轴机器人配合完成零件的位移工作。能够实现板料位置的自动调整，提高了板料的位置精度，提高了零件的矫正速度和零件的质量。
Claims (6)
1.一种机器人视觉导向***，包括板料传送带、六轴机器人、工业相机、机器人控制***，其特征在于：板料通过板料传送带输送到工业相机正下方，工业相机拍下并传输零件位置，机器人控制***将位置信息与预定位置信息进行比较，控制六轴机器人完成板料位置调整。
2.根据权利要求1所述的一种机器人视觉导向***，其特征是：所述的板料传送带有两条，能够同时实现板料的传送工作。
3.根据权利要求1所述的一种机器人视觉导向***，其特征是：所述的工业相机位于传送带正上方，且位置固定，能够拍摄板料位置。
4.根据权利要求1所述的一种机器人视觉导向***，其特征是：所述的机器人控制***接收工业相机传输的数据后控制六轴机器人运动。
5.根据权利要求2所述的一种机器人视觉导向***，其特征是：一条板料传送带对应一个六轴机器人，两个六轴机器人位于板料传送带两侧，独立实现板料的位置调整。
6.根据权利要求4所述的一种机器人视觉导向***，其特征是：机器人控制***通过Profinet总线和工业以太网网络而与外界信号连接。
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