CN111069073A - 胶圈分拣设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶圈分拣设备,包括控制***、用于输送胶圈的输送线、光源、用于采集胶圈图像的视觉装置和用于拾取输送线上的胶圈的分拣执行装置,所述控制***根据所述视觉装置采集的胶圈图像,计算得出胶圈上抓取点坐标信息,并控制所述分拣执行装置在选定的抓取点处拾取胶圈。本发明的胶圈分拣设备,可以准确获取胶圈边缘抓取点坐标,实现胶圈的分拣,降低上料要求,提高分拣效率。
Description
技术领域
本发明属于橡胶圈加工设备技术领域,具体地说,本发明涉及一种胶圈分拣设备。
背景技术
工业分拣是工业生产制造中的重要环节,在传统的分拣方式中,人工分拣受现场环境和主观因素影响比较大,长时间的工作会导致工人的视觉疲劳,进而造成工件分拣效率降低。采用机器视觉方法,用图像处理算法对工件的在工业相机下的成像进行滤波、二值化、图像分割等处理,然后以边缘检测和轮廓跟踪算法求解出工件物体的形心位置,机械手接收到工件位置之后,把工件放入到事先示教好位置的包装装置里,即可实现工件的分拣。
在基于机器视觉的胶圈检测、定位和分拣***中,对比度分析法是较常用的定位算法,但是该定位算法只能针对在传送带上分布零散、没有重叠且没有形变状态下的胶圈,例如椭圆形或者纯O型圈,利用图像处理算法,椭圆拟合或者圆拟合,然后根据半径,给出某个边缘坐标点,一旦遇到外径较大的胶圈、形状有畸变或者胶圈出现重叠,视觉***就无法准确给出胶圈边缘抓取点坐标,就会产生较大的误差,甚至给出错误抓取坐标点,导致无法实现胶圈的分拣。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提供一种胶圈分拣设备,目的是确保能够准确获取胶圈边缘抓取点坐标,实现胶圈的分拣。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:胶圈分拣设备,包括控制***、用于输送胶圈的输送线、光源、用于采集胶圈图像的视觉装置和用于拾取输送线上的胶圈的分拣执行装置,所述控制***根据所述视觉装置采集的胶圈图像,计算得出胶圈上抓取点坐标信息,并控制所述分拣执行装置在选定的抓取点处拾取胶圈。
所述控制***在获取胶圈图像后,对胶圈图像进行处理,获取胶圈轮廓,然后计算出胶圈轮廓中心点坐标,然后再遍历胶圈轮廓上的所有像素点,找出与轮廓中心点的X坐标值或Y坐标值相同的所有像素点,形成目标像素点集合,最后选取目标像素点集合中的任一点为胶圈的抓取点。
所述视觉装置包括工业相机和连接于工业相机上的镜头,视觉装置位于所述输送线的上方。
所述光源为环形光源,所述视觉装置位于光源的中心孔中。
所述分拣执行装置包括用于拾取胶圈的拾取执行器和控制拾取执行器沿X方向、Y方向和Z方向进行移动的运动控制模块。
所述运动控制模块包括第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且沿Y方向作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且沿X方向作直线运动的X轴滑台和与X轴滑台连接且用于控制所述拾取执行器沿竖直方向进行移动的第三驱动机构。
所述第三驱动机构为气缸,所述拾取执行器为气动夹具。
本发明的胶圈分拣设备,可以准确获取胶圈边缘抓取点坐标,实现胶圈的分拣,降低上料要求,提高分拣效率。
附图说明
本说明书包括以下附图,所示内容分别是:
图1是本发明胶圈分拣设备的结构示意图;
图2是分拣执行装置的结构示意图;
图3是胶圈分拣流程图;
图中标记为:1、第一支架;2、第二支架;3、输送线;4、视觉装置;5、光源;6、第一支撑座;7、Y轴滑台;8、第二支撑座;9、X轴滑台;10、第三驱动机构;11、拾取执行器;12、第一电机;13、第二电机。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,并有助于其实施。
需要说明的是,在下述的实施方式中,所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系,也不代表先后的执行顺序,而仅仅是为了描述的方便。
如图1至图3所示,本发明提供了一种胶圈分拣设备,包括控制***、用于输送胶圈的输送线3、光源5、用于采集胶圈图像的视觉装置4和用于拾取输送线3上的胶圈的分拣执行装置,控制***根据视觉装置4采集的胶圈图像,计算得出胶圈上抓取点坐标信息,并控制分拣执行装置在选定的抓取点处拾取胶圈。
具体地说,如图1所示,输送线3为水平设置,输送线3的输送方向为水平方向,输送线3用于将待分拣的胶圈输送至分拣工位处,视觉装置4和光源5位于输送线3的上方。视觉装置4包括工业相机和连接于工业相机上的镜头,通过工业镜头将所成的像聚焦到工业相机的靶面上,从而完成胶圈图像的采集。工业相机固定设置在第一支架1上,第一支架1竖直设置在输送线3的一侧。
如图1所示,光源5固定设置在第一支架1上,光源5用来打光,光源5优选为环形光源,视觉装置4位于光源5的中心孔中。
控制***与视觉装置4、光源5和分拣执行装置电连接,视觉装置4、光源5和分拣执行装置受到控制***的控制。输送线3将胶圈输送至视觉装置4下方后,视觉装置4采集胶圈图像,并将信号传递至控制***,控制***在获取胶圈图像后,对胶圈图像进行处理,获取胶圈轮廓,然后计算出胶圈轮廓中心点坐标,然后再遍历胶圈轮廓上的所有像素点,找出与轮廓中心点的X坐标值或Y坐标值相同的所有像素点,形成目标像素点集合,最后选取目标像素点集合中的任一点为胶圈的抓取点。在选取抓取点时,通常在同一个方向上会有两个满足条件的像素点,因此将所有满足抓取条件的所有像素点形成目标像素点集合,根据现场需求选取其中一个像素点为胶圈的抓取点。控制***将胶圈的抓取点的坐标发送至分拣执行装置,控制分拣执行装置在选定的抓取点处拾取胶圈,实现胶圈的分拣。
采用上述定位算法,在解决多个胶圈重叠定位问题的同时,也可以处理外径较大的形变胶圈定位问题。先利用图像采集设备获取胶圈图像,然后采用图像处理算法,获取胶圈轮廓,计算出轮廓中心坐标,再遍历轮廓上的像素点集,找出和轮廓中心坐标点在X方向或者Y方向同一数值的点集中的点,选取该点为胶圈抓取点。对胶圈进行定位之后,***会统一给出沿着某一方向上(X方向或者Y方向)的胶圈边缘的抓取坐标,该坐标只X和Y两个方向的信息,***会把抓拍到的图像中所有的胶圈位置信息发送给分拣执行装置,分拣执行装置根据获得的抓件坐标,依次抓件,完成分拣之后,会发送完成信号给控制***。同时***等待下一次的拍照信号。
如图1和图2所示,分拣执行装置包括用于拾取胶圈的拾取执行器11和控制拾取执行器11沿X方向、Y方向和Z方向进行移动的运动控制模块,X方向和Y方向均为水平方向且X方向与Y方向相垂直,Z方向为竖直方向且Z方向与X方向、Y方向相垂直,Y方向与输送线3的输送方向相平行。作为优选的,运动控制模块包括第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且沿Y方向作直线运动的Y轴滑台7、与Y轴滑台7连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且沿X方向作直线运动的X轴滑台9和与X轴滑台9连接且用于控制拾取执行器11沿竖直方向进行移动的第三驱动机构10。第一驱动机构设置于第二支架2上,第二支架2为竖直设置在输送线3的一侧,输送线3位于第一支架1和第二支架2之间,第一驱动机构包括固定设置于第二支架2上的第一支撑座6、可旋转的设置于第一支撑座6上的第一丝杠和设置于第一支撑座6上且与第一丝杠连接的第一电机12,Y轴滑台7套设于第一丝杠上且与第一丝杠构成螺旋传动,第一电机12产生使第一丝杠旋转的动力,Y轴滑台7且与第一支撑座6为滑动连接,当第一电机12运转后,第一丝杠旋转,进而驱动Y轴滑台7沿Y方向做直线运动,第一电机12为伺服电机或步进电机。第二驱动机构包括与Y轴滑台7固定连接的第二支撑座8、可旋转的设置于第二支撑座8上的第二丝杠和设置于第二支撑座8上且与第二丝杠连接的第二电机13,X轴滑台9套设于第二丝杠上且与第二丝杠构成螺旋传动,第二电机13产生使第二丝杠旋转的动力,X轴滑台9且与第二支撑座8为滑动连接,第二支撑座8横置在第一支撑座6的上方。当第二电机13运转后,第二丝杠旋转,进而驱动X轴滑台9沿X方向做直线运动,第二电机13为伺服电机或步进电机。
如图1和图2所示,第三驱动机构10为气缸,第三驱动机构10为竖直设置且第三驱动机构10与X轴滑台9固定连接,拾取执行器11与气缸的活塞杆固定连接。拾取执行器11为气动夹具,优选为气爪,拾取执行器11为竖直设置。拾取执行器11位于输送线3的上方,第三驱动机构10伸缩时,可以控制拾取执行器11沿竖直方向进行移动。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然,本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进,将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.胶圈分拣设备,包括控制***、用于输送胶圈的输送线、光源、用于采集胶圈图像的视觉装置和用于拾取输送线上的胶圈的分拣执行装置,其特征在于:所述控制***根据所述视觉装置采集的胶圈图像,计算得出胶圈上抓取点坐标信息,并控制所述分拣执行装置在选定的抓取点处拾取胶圈。
2.根据权利要求1所述的胶圈分拣设备,其特征在于:所述控制***在获取胶圈图像后,对胶圈图像进行处理,获取胶圈轮廓,然后计算出胶圈轮廓中心点坐标,然后再遍历胶圈轮廓上的所有像素点,找出与轮廓中心点的X坐标值或Y坐标值相同的所有像素点,形成目标像素点集合,最后选取目标像素点集合中的任一点为胶圈的抓取点。
3.根据权利要求1或2所述的胶圈分拣设备,其特征在于:所述视觉装置包括工业相机和连接于工业相机上的镜头,视觉装置位于所述输送线的上方。
4.根据权利要求1至3任一所述的胶圈分拣设备,其特征在于:所述光源为环形光源,所述视觉装置位于光源的中心孔中。
5.根据权利要求1至4任一所述的胶圈分拣设备,其特征在于:所述分拣执行装置包括用于拾取胶圈的拾取执行器和控制拾取执行器沿X方向、Y方向和Z方向进行移动的运动控制模块。
6.根据权利要求5所述的胶圈分拣设备,其特征在于:所述运动控制模块包括第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且沿Y方向作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且沿X方向作直线运动的X轴滑台和与X轴滑台连接且用于控制所述拾取执行器沿竖直方向进行移动的第三驱动机构。
7.根据权利要求6所述的胶圈分拣设备,其特征在于:所述第三驱动机构为气缸,所述拾取执行器为气动夹具。
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