CN109514844A - 利用视觉***的材料贴膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用视觉***的材料贴膜方法，包括同步进行的膜检测定位步骤、材料检测定位步骤以及之后进行的贴膜步骤，膜检测定位步骤：机械手抓取膜；相机一对膜进行拍照；判断膜是否存在以及是否完好；若不是，机械手重新取膜；若是，计算补偿值；机械手根据补偿值调整抓取到的膜的位置；材料检测定位步骤为：相机二对待贴附的材料进行拍照；判断材料是否存在以及完好；若不是，相机二移动至下个材料所在的位置，再次启动相机二拍照；若是，则计算补偿值，机械手根据补偿值调整机械手在材料处的位置；贴膜步骤将膜与材料贴合。本发明实现了自动化贴膜，检查在拿取膜的过程中膜、待贴膜材料是否存在缺陷。

Description

利用视觉***的材料贴膜方法

技术领域

本发明涉及图像识别领域，是一种用于工业的集材料检测、定位于一体的利用视觉***的材料贴膜方法。

背景技术

工业材料的贴膜所需的材料有膜以及待贴的材料，对于工业材料表面的贴膜过程，目前手动操控难度较大，而且准确度也欠缺。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于一种实现贴膜的自动化、提高生产效率以及准确的检查在拿取膜的过程中膜、待贴膜材料是否存在缺陷的利用视觉***的材料贴膜方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用视觉***的材料贴膜方法，使用到一个机械手和两套视觉***，两套视觉***分别包括相机一、相机二，所述机械手能在相机一、相机二之间移动，所述材料贴膜方法包括膜检测定位步骤、材料检测定位步骤以及贴膜步骤，所述膜检测定位步骤、材料检测定位步骤同步进行，所述贴膜步骤在膜检测定位步骤、材料检测定位步骤之后，所述膜检测定位步骤为：当机台开始工作后，步骤S1，所述机械手抓取膜；步骤S2，启动所述相机一对膜进行拍照；步骤S3，判断膜是否存在以及是否完好；步骤S31，若膜不存在或非完好，则PC通知机械手哪张膜有问题，控制机械手重新取膜，重复步骤S1-S3；步骤S32，若膜完好且完好，则进行定位，与基准点比较并计算补偿值；步骤S4，机械手根据补偿值调整抓取到的膜的位置；所述材料检测定位步骤为：当机台开始工作后，步骤A1，所述相机二对待贴附的材料进行拍照；步骤A2，判断材料是否存在以及完好；步骤A21，若材料不存在或非完好，则跳过当前位置，相机二移动至下个材料所在的位置，再次启动相机二对下个材料进行拍照，重复步骤A1、A2；步骤A22，若材料存在且完好，则进行拍照、定位，与基准点比较并计算补偿值，步骤A4，机械手根据补偿值调整机械手在材料处的位置；所述贴膜步骤将膜与材料贴合。

本发明利用视觉***的材料贴膜方法的有益效果是，实现膜和材料的检测和定位，配合机械手抓取膜，移动到材料表面，进行贴膜操作，实现贴膜的自动化，提高生产效率，利用视觉***，准确的检查在拿取膜的过程中膜是否存在缺陷，以及检查待贴膜材料是否存在缺陷，可以提高准确度，减小误差，本方法能兼容多个主流品牌相机，能完成测量、检测、定位等一系列工作。

优选地，所述机械手具有至少两个吸膜用的吸盘，所述相机二对材料拍照的次数与吸盘的数量一致，所述机械手上的至少两张膜逐一与材料贴合，在材料检测定位步骤中，步骤A22后，还包括步骤A3，判断是否定位了至少两次，定位的次数与吸盘的数量一致，步骤A31，若定位少于至少两次，则重复步骤A21，步骤A32，若定位了至少两次，则进行步骤A4。机械手一次性可抓取两张以上的膜，相应的待贴的材料也有两张以上，一张膜上贴附一张材料，这样提高了工作效率。在材料检测定位步骤中，需要经过步骤A3后，方能进行步骤A4，用以检查并判断机械手上的膜的数量是否与材料的数量意义对应。

优选地，还包括用以将像素单位转化为实际物理尺寸单位的标定步骤，所述标定步骤用以计算图像坐标系与实际坐标系的转换比例，并确定两个相机的位置关系，所述标定步骤包括相机一标定步骤以及相机二标定步骤。

优选地，所述相机一标定步骤包括：步骤B1，PC给机械手发送信号，标定开始，通知机械手取标定片；步骤B2，机械手收到PC发送的信号后，取标定片，然后运行到相机一拍照点，给相机一发送机械手已经就位的信号；步骤B3，相机一进行准备工作，再给机械手发送相机一已经就位的信号；步骤B4，机械手收到相机一已经就位的信号后，给相机一发送信号触发相机一拍照，并把机械手当前的坐标位置发送给相机一；步骤B5，相机一收到机械手的触发指令和机械手的坐标位置后，执行拍照，拍照完后给机械手发送信号，表示相机一拍照已经完成，机械手到下一个位置去，机械手将当前的坐标位置发送给相机一并再次给相机一发送信号触发相机一拍照，再重复11次步骤B5；其中，机械手到下一个位置包括平移至下一个位置以及旋转至下一个位置，所述机械手平移到下一个位置按照预定轨迹移动9次，计算基准点位置；所述机械手旋转到下一个位置为左右旋转各1次，通过角度变化，确定机械手的旋转中心；步骤B6，重复完11次步骤B5后，相机一通过PC发送信号给机械手，所述机械手从相机一移动至相机二处。

优选地，所述相机二标定步骤包括：步骤C1,机械手在收到相机一发送的信号后，移动到相机二的第一个拍照点位去，机械手将位置记录下来，然后移开，让开相机二视野，并给相机二发送信号，触发相机二第一次拍照；步骤C2，相机二拍照完成后，给机械手发送相机二第一次拍照完成的信号；步骤C3，机械手收到相机二的信号后，回到刚才的第一个拍照点，把标定片取起来，再运动到第二个拍照点，放下标定片，记录当前位置，移开，避让相机二视野，然后给相机二发送信号，触发相机二第二次拍照；与此同时，所述机械手给PC发送信号，PC控制相机二运动到第二个拍照点位；步骤C4，相机二接收到信号后，触发相机二第二次拍照，然后给机械手发送信号，表示相机二第二次拍摄完成，计算数据；步骤C5，机械手收到信号后，给相机二回复一个信号，确认已经收到，相机二计算结果；步骤C6，计算完成后，相机二给机械手回一个信号，机械手收到后给PC发一个信号，表示标定完成。用以计算运动的相机二与不动的相机一之间的位置关系。

附图说明

图1为本发明的运行流程图；

图2为本发明中相机一标定步骤的流程图；

图3为本发明中相机二标定步骤的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1-3所示，一种利用视觉***的材料贴膜方法，在整个贴膜的生产工序中，使用到两套视觉***和一个机械手，两套视觉***分别包括相机一、相机二，视觉***与机械手之间通过TCP/IP进行通讯，机械手能在相机一、相机二之间移动，材料贴膜方法包括膜检测定位步骤、材料检测定位步骤以及贴膜步骤，膜检测定位步骤、材料检测定位步骤同步进行，贴膜步骤在膜检测定位步骤、材料检测定位步骤之后，膜检测定位步骤为：当机台开始工作后，步骤S1，机械手抓取膜；步骤S2，启动相机一对膜进行拍照；步骤S3，判断膜是否存在以及是否完好；步骤S31，若膜不存在或非完好，则PC通知机械手哪张膜有问题，控制机械手重新取膜，重复步骤S1-S3；步骤S32，若膜完好且完好，则进行定位，与基准点比较并计算补偿值；步骤S4，机械手根据补偿值调整抓取到的膜的位置；材料检测定位步骤为：当机台开始工作后，步骤A1，相机二对待贴附的材料进行拍照；步骤A2，判断材料是否存在以及完好；步骤A21，若材料不存在或非完好，则跳过当前位置，相机二移动至下个材料所在的位置，再次启动相机二对下个材料进行拍照，重复步骤A1、A2；步骤A22，若材料存在且完好，则进行拍照、定位，与基准点比较并计算补偿值，步骤A4，机械手根据补偿值调整机械手在材料处的位置；贴膜步骤将膜与材料贴合。

其中，机械手具有至少两个吸膜用的吸盘，相机二对材料拍照的次数与吸盘的数量一致，机械手上的至少两张膜逐一与材料贴合，在材料检测定位步骤中，步骤A22后，还包括步骤A3，判断是否定位了至少两次，定位的次数与吸盘的数量一致，步骤A31，若定位少于至少两次，则重复步骤A21，步骤A32，若定位了至少两次，则进行步骤A4。机械手上装有两个吸盘，一次性吸取两个膜，然后一次移动，即从膜的位置移动到贴膜材料的位置，可以贴两张膜，大大提高了生产效率。

本方法的运行流程为：所有准备工作就绪后，机械手(含两个吸盘)吸取两张膜，给相机一发送拍照信号，相机一收到拍照信号后，相机一进行取像，通过图像算法来检测膜是否存在以及是否有缺陷。如果相机一检测到膜且无缺陷，对膜进行定位，然后与基准位置进行比较，算出补偿值，发送信号给机械手，机械手根据补偿值调整位置；此时相机二也在工作，对待贴膜的材料进行拍照定位，检测方法与相机一类似，相机一需要拍两次照片，确定两个材料的位置以后，与基准点比较，计算补偿值，发送信号给机械手，机械手再次调整位置。位置调整完成后，机械手开始移动，至待贴膜材料的上方，进行贴膜操作，先贴好其中一张，然后再移动到第二个贴膜点，完成贴膜操作，回到起始点，进行下一次操作。

该利用视觉***的材料贴膜方法还包括用以将像素单位转化为实际物理尺寸单位的标定步骤，标定步骤用以计算图像坐标系与实际坐标系的转换比例，并确定两个相机的位置关系，标定总共需要两次，每个相机各一次。故标定步骤包括相机一标定步骤以及相机二标定步骤。

在相机一标定步骤中，相机一配合机械手，机械手取标定片，相机一拍照，然后机械手移动位置，继续拍照，总共需要移动九个位置，按照一定的轨迹，计算基准点位置。然后机械手左右旋转，即角度变化，确定旋转中心。以下详述本实施例中的相机一标定步骤，包括如下步骤：

步骤B1，PC给机械手发送信号，标定开始，通知机械手取标定片；

步骤B2，机械手收到PC发送的信号后，取标定片，然后运行到相机一拍照点，给相机一发送机械手已经就位的信号；

步骤B3，相机一进行准备工作，再给机械手发送相机一已经就位的信号；

步骤B4，机械手收到相机一已经就位的信号后，给相机一发送信号触发相机一拍照，并把机械手当前的坐标位置发送给相机一；

步骤B5，相机一收到机械手的触发指令和机械手的坐标位置后，执行拍照，拍照完后给机械手发送信号，表示相机一拍照已经完成，机械手到下一个位置去，机械手将当前的坐标位置发送给相机一并再次给相机一发送信号触发相机一拍照，再重复11次步骤B5；其中，机械手到下一个位置包括平移至下一个位置以及旋转至下一个位置，机械手平移到下一个位置按照预定轨迹移动9次，计算基准点位置；机械手旋转到下一个位置为左右旋转各1次，通过角度变化，确定机械手的旋转中心；

步骤B6，重复完11次步骤B5后，相机一通过PC发送信号给机械手，机械手从相机一移动至相机二处。

在相机二标定步骤中，机械手移动到相机二的第一个拍照点位，放下标定片，拍照，确定位置，然后移动到下一个拍照点位，拍照，确定位置。根据以上计算，可以确定两个相机的位置关系。以下详述本实施例中的相机二标定步骤，包括如下步骤：

步骤C1,机械手在收到相机一发送的信号后，移动到相机二的第一个拍照点位去，机械手将位置记录下来，然后移开，让开相机二视野，并给相机二发送信号，触发相机二第一次拍照；

步骤C2，相机二拍照完成后，给机械手发送相机二第一次拍照完成的信号；

步骤C3，机械手收到相机二的信号后，回到刚才的第一个拍照点，把标定片取起来，再运动到第二个拍照点，放下标定片，记录当前位置，移开，避让相机二视野，然后给相机二发送信号，触发相机二第二次拍照；与此同时，机械手给PC发送信号，PC控制相机二运动到第二个拍照点位；

步骤C4，相机二接收到信号后，触发相机二第二次拍照，然后给机械手发送信号，表示相机二第二次拍摄完成，计算数据；

步骤C5，机械手收到信号后，给相机二回复一个信号，确认已经收到，相机二计算结果；

步骤C6，计算完成后，相机二给机械手回一个信号，机械手收到后给PC发一个信号，表示标定完成。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用视觉***的材料贴膜方法，使用到一个机械手和两套视觉***，所述两套视觉***分别包括相机一、相机二，所述机械手能在相机一、相机二之间移动，所述材料贴膜方法包括膜检测定位步骤、材料检测定位步骤以及贴膜步骤，所述膜检测定位步骤、材料检测定位步骤同步进行，所述贴膜步骤在膜检测定位步骤、材料检测定位步骤之后，

所述膜检测定位步骤为：当机台开始工作后，步骤S1，所述机械手抓取膜；步骤S2，启动所述相机一对膜进行拍照；步骤S3，判断膜是否存在以及是否完好；步骤S31，若膜不存在或非完好，则PC通知机械手哪张膜有问题，控制机械手重新取膜，重复步骤S1-S3；步骤S32，若膜完好且完好，则进行定位，与基准点比较并计算补偿值；步骤S4，机械手根据补偿值调整抓取到的膜的位置；

所述材料检测定位步骤为：当机台开始工作后，步骤A1，所述相机二对待贴附的材料进行拍照；步骤A2，判断材料是否存在以及完好；步骤A21，若材料不存在或非完好，则跳过当前位置，相机二移动至下个材料所在的位置，再次启动相机二对下个材料进行拍照，重复步骤A1、A2；步骤A22，若材料存在且完好，则进行拍照、定位，与基准点比较并计算补偿值，步骤A4，机械手根据补偿值调整机械手在材料处的位置；

所述贴膜步骤将膜与材料贴合。

2.根据权利要求1所述的利用视觉***的材料贴膜方法，其特征在于：所述机械手具有至少两个吸膜用的吸盘，所述相机二对材料拍照的次数与吸盘的数量一致，所述机械手上的至少两张膜逐一与材料贴合，在材料检测定位步骤中，步骤A22后，还包括步骤A3，判断是否定位了至少两次，定位的次数与吸盘的数量一致，步骤A31，若定位少于至少两次，则重复步骤A21，步骤A32，若定位了至少两次，则进行步骤A4。

3.根据权利要求2所述的利用视觉***的材料贴膜方法，其特征在于：还包括用以将像素单位转化为实际物理尺寸单位的标定步骤，所述标定步骤用以计算图像坐标系与实际坐标系的转换比例，并确定两个相机的位置关系，所述标定步骤包括相机一标定步骤以及相机二标定步骤。

4.根据权利要求3所述的利用视觉***的材料贴膜方法，其特征在于：所述相机一标定步骤包括：

步骤B1，PC给机械手发送信号，标定开始，通知机械手取标定片；

步骤B2，机械手收到PC发送的信号后，取标定片，然后运行到相机一拍照点，给相机一发送机械手已经就位的信号；

步骤B3，相机一进行准备工作，再给机械手发送相机一已经就位的信号；

步骤B4，机械手收到相机一已经就位的信号后，给相机一发送信号触发相机一拍照，并把机械手当前的坐标位置发送给相机一；

步骤B5，相机一收到机械手的触发指令和机械手的坐标位置后，执行拍照，拍照完后给机械手发送信号，表示相机一拍照已经完成，机械手到下一个位置去，机械手将当前的坐标位置发送给相机一并再次给相机一发送信号触发相机一拍照，再重复11次步骤B5；其中，机械手到下一个位置包括平移至下一个位置以及旋转至下一个位置，所述机械手平移到下一个位置按照预定轨迹移动9次，计算基准点位置；所述机械手旋转到下一个位置为左右旋转各1次，通过角度变化，确定机械手的旋转中心；

步骤B6，重复完11次步骤B5后，相机一通过PC发送信号给机械手，所述机械手抓取标定片从相机一移动至相机二处。

5.根据权利要求4所述的利用视觉***的材料贴膜方法，其特征在于：所述相机二标定步骤包括：

步骤C1,机械手在收到相机一发送的信号后，移动到相机二的第一个拍照点位去，机械手将位置记录下来，然后移开，让开相机二视野，并给相机二发送信号，触发相机二第一次拍照；

步骤C2，相机二拍照完成后，给机械手发送相机二第一次拍照完成的信号；

步骤C3，机械手收到相机二的信号后，回到刚才的第一个拍照点，把标定片取起来，再运动到第二个拍照点，放下标定片，记录当前位置，移开，避让相机二视野，然后给相机二发送信号，触发相机二第二次拍照；与此同时，所述机械手给PC发送信号，PC控制相机二运动到第二个拍照点位；

步骤C4，相机二接收到信号后，触发相机二第二次拍照，然后给机械手发送信号，表示相机二第二次拍摄完成，计算数据；

步骤C5，机械手收到信号后，给相机二回复一个信号，确认已经收到，相机二计算结果；

步骤C6，计算完成后，相机二给机械手回一个信号，机械手收到后给PC发一个信号，表示标定完成。