CN106181700B - 基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备 - Google Patents

基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备 Download PDF

Info

Publication number
CN106181700B
CN106181700B CN201610602944.5A CN201610602944A CN106181700B CN 106181700 B CN106181700 B CN 106181700B CN 201610602944 A CN201610602944 A CN 201610602944A CN 106181700 B CN106181700 B CN 106181700B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bend pipe
feeding
cylinder
manipulator
rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610602944.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106181700A (zh
Inventor
李学崑
李瀚洋
智耕
杨向东
融亦鸣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201610602944.5A priority Critical patent/CN106181700B/zh
Publication of CN106181700A publication Critical patent/CN106181700A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106181700B publication Critical patent/CN106181700B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/16—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding other surfaces of particular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/18—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/18—Accessories
    • B24B21/20—Accessories for controlling or adjusting the tracking or the tension of the grinding belt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/28—Quantising the image, e.g. histogram thresholding for discrimination between background and foreground patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/30—Noise filtering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/34—Smoothing or thinning of the pattern; Morphological operations; Skeletonisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/44—Local feature extraction by analysis of parts of the pattern, e.g. by detecting edges, contours, loops, corners, strokes or intersections; Connectivity analysis, e.g. of connected components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本发明提出一种基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备，该系统包括：上料单元，包括弯管上料限位装置、第一和第二弯管压紧装置及落料装置；定位检测单元，包括送料气缸、连接座、送料气爪、到位气缸、第一工业相机、第一相机支架、第一平板照明灯及计算机；形状识别单元，包括第二工业相机、第二相机支架、落料透明支撑板和第二平板照明灯；机械手抛光单元，包括抛光头装置、主机械手、副机械手及驱动装置；运动控制单元，包括电机驱动器和PMAC运动控制卡。本发明能够智能自适应弯管之间的形状尺寸差异，提高了产品的抛光质量，同时具有高效、省时省力的优点。

Description

基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备
技术领域
本发明涉及机械抛光技术领域，特别涉及一种基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备。
背景技术
抛光技术广泛应用于对产品表面质量及外观要求较高的产品，特别是在卫浴五金等行业中，以龙头类弯管形状为代表的产品需求量较高。通过抛光加工以得到均匀一致的高光泽度表面，其抛光的质量直接决定了产品的优劣等级。在传统的抛光生产中，大多采用人工抛光的方式。这种抛光方式加工效率较低，无法满足人们对此类产品的需求；另外。还因工人操作水平和作业习惯等差异导致最终产品质量不稳定，且由于抛光过程本身带来的高噪声、高粉尘的恶劣环境对工人的健康造成相当大的危害。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明一个的目的在于提出一种基于图像识别的弯管智能抛光系统，该系统能够智能自适应弯管之间的形状尺寸差异，提高了产品的抛光质量，同时具有高效、省时省力的优点。
本发明的另一个目的在于提供一种智能抛光设备。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种基于图像识别的弯管智能抛光系统，包括：上料单元、定位检测单元、形状识别单元、机械手抛光单元及运动控制单元，其中，所述上料单元包括弯管上料限位装置、第一和第二弯管压紧装置及落料装置，所述弯管上料限位装置固定于机架，所述弯管上料限位装置的限位块分布在弯管直线部分两侧和弯管弯曲部分，所述第一和第二弯管压紧装置分别分布在弯管直线部分和弯管弯曲部分，所述第一和第二弯管压紧装置的压紧位置在从下往上第二根弯管处，所述落料装置由落料气缸驱动，所述落料气缸固定在机架上，所述落料气缸的活塞杆端部与落料托板相连接；所述定位检测单元包括送料气缸、连接座、送料气爪、到位气缸、第一工业相机、第一相机支架、第一平板照明灯及计算机，所述送料气缸的端盖固定在机架上，所述送料气缸的活塞杆与所述连接座的一端相连接，所述连接座的另一端分别与所述送料气爪和所述到位气缸的活塞杆相连接，所述落料托板由所述落料气缸驱动下降至送料气爪位置，所述送料气爪动作，抓取弯管在所述到位气缸的驱动下脱离所述落料托板，所述送料气爪继续夹持弯管在所述送料气缸的作用下将弯管送到定位检测指定位置，所述第一工业相机固定于第一相机支架上，用于将拍摄到的图像数据传至所述计算机，所述计算机用于对所述图像数据进行图像处理以计算出所述送料气爪距离弯管末端的距离；所述形状识别单元包括第二工业相机、第二相机支架、落料透明支撑板和第二平板照明灯，所述落料透明支撑板固定于机架上，所述第二工业相机安装于所述第二相机支架上并固定于所述落料透明支撑板的正上方，并通过数据连接线与所述计算机相连，所述第二平板照明灯固定于所述落料透明支撑板的正下方以提供光源；所述机械手抛光单元包括抛光头装置、主机械手、副机械手及驱动装置，所述抛光头装置安装于机架上，所述主机械手包括X向线性模组、第一Y向线性模组、Z向线性模组、第一Z向旋转方向电机、第一减速器及主手气爪，所述X向线性模组、第一Y向线性模组、Z向线性模组安装在机架上分别驱动主机械手在三个方向的运动，Z向转动由固定在机架上的电机驱动，所述电机依次与减速器及联轴器相连，联轴器的另一端与主手气爪相连接，以实现夹持弯管送入抛光头，所述副机械手包括第二Y向线性模组、第二Z向旋转方向电机、第二减速器、副手气爪及锥形引导头，所述第二Y向线性模组安装在机架上分别驱动副手气爪三个方向的运动，Z向转动由固定在机架上的伺服电机驱动，所述伺服电机依次与第二减速器及联轴器相连，联轴器的另一端通过外加气爪座使副手气爪横向安装，另一侧安装锥形引导头，所述主机械手和副机械手共同实现夹持并引导弯管进入抛光头，进而将弯管从抛光头取出；所述运动控制单元包括电机驱动器和PMAC运动控制卡，所述电机驱动器与伺服电机相连接，并与PMAC运动控制卡相连，所述PMAC运动控制卡通过网线与计算机通讯，并根据所生成的弯管机构的运动轨迹利用PMAC运动控制卡中的PVT控制模式，采用非均匀分段插值的PVT运动模式来拟合曲线，并通过所述计算机控制主机械手和副机械手的线性模组驱动，以进行所述主机械手和副机械手夹持弯管的运动。
另外，根据本发明上述实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述第二工业相机对初始弯管进行拍照，将得到的图像数据传输至所述计算机中，所述计算机对所述图像数据进行中值滤波，消除图像中的噪声，并对图像进行二值化处理得到二值化图像，并通过形态学滤波对所述二值化图像进行平滑处理，将处理过的二值图像通过Canny算子求取边缘点，根据弯管内外边缘确定弯管中心线位置坐标，并通过曲线拟合生成中心线，并根据所述中心线计算夹持弯管机构的运动轨迹。
在一些示例中，所述抛光头装置由安装在机架上的转盘、两组砂带轮组、传动机构和驱动电机组成，所述转盘绕其中心轴公转，所述中心轴是一个固定于机架的空心定轴，弯管被抛光时从其中通过，两组砂带轮组在转盘上绕中心轴对称分布并设置有砂带间距调节装置，每组砂带轮组各安装一个砂带，每组砂带轮组包括安装在转盘正面的砂带传动主动轮、被动轮及张紧轮，所述传动机构是由固定于机架的大齿圈和固定连接在主动轮背面的同轴小齿轮，所述大齿圈与小齿轮外啮合，通过传送带连接转盘与安装于机架的伺服电机同轴带轮，电机驱动转盘带动砂带轮组一起旋转，小齿轮在与大齿圈外作圆周运动同时自转并带动主动轮旋转。
在一些示例中，所述弯管在上料时被限定在固定位置，同时落料气缸动作使落料板托起最底部一根弯管随其下落，同时第一和第二弯管压紧装置启动，气缸动作使其余弯管保持不动，落料托板在送料气缸的驱动下到达送料气爪位置，送料气爪动作，抓取弯管在到位气缸驱动下脱离落料托板，送料气爪继续夹持弯管在送料气缸的作用下将弯管送到定位检测指定位置，所述第一工业相机和第二工业相机进行拍摄，并将得到的图像数据传至计算机，计算机对所述图像数据进行处理，以完成定位检测和形状识别，并计算出主机械手夹持弯管的抛光轨迹，所述主机械手抓取弯管，并根据计算出的夹持弯管的抛光轨迹将弯管送入抛光头装置进行抛光，副机械手同时将锥形引导头送入抛光头装置引导弯管进入，当弯管抛光到指定位置时，副机械手在旋转电机作用下转动，副手气爪到位并抓取弯管，将弯管取出，从而完成一个抛光循环。
在一些示例中，通过PMAC程序控制气缸、气爪的动作及抛光头的启动和旋转速度控制。
在一些示例中，所述第一和第二弯管压紧装置分别由第一和第二压紧驱动气缸驱动，第所述第一和第二压紧驱动气缸的活塞杆端部分别与所述第一和第二弯管压紧装置的压紧块对应相连接，所述压紧块与弯管接触表面为圆弧面以保证压实弯管。
在一些示例中，所述形态学滤波包括腐蚀形态学滤波和膨胀形态学滤波。
在一些示例中，所述主机械手为四自由度的主机械手，所述四自由度包括X向、Y向、Z向及Z旋转方向。
在一些示例中，所述副机械手为二自由度机械手，所述二自由度包括Y向及Z旋转方向。
根据本发明实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统，通过自动化的方式代替人工抛光方式，高效、省时省力且避免了对工人的健康威胁；同时能够对弯管之间的形状尺寸差异进行预判，并智能地自适应调整抛光运动轨迹，从而扩大了抛光系统的适用范围，提高了产品的抛光质量，同时该系统具有高效、省时省力的优点。
本发明第二方面的实施例还提供了一种智能抛光设备，包括多个如上述实施例所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统。
根据本发明实施例的智能抛光设备，通过自动化的方式代替人工抛光方式，高效、省时省力且避免了对工人的健康威胁；同时能够对弯管之间的形状尺寸差异进行预判，并智能地自适应调整抛光运动轨迹，从而扩大了抛光设备的适用范围，提高了产品的抛光质量，同时该设备具有高效、省时省力的优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统的总体结构图；
图2是本发明一个实施例的上料单元的结构图；
图3是本发明一个实施例的定位检测单元的结构图；
图4是本发明一个实施例的形状识别单元的结构图；
图5是本发明一个实施例的磨头装置的结构图；
图6是本发明一个实施例的双机械手组合结构图；
图7是本发明一个实施例的抛光头结构正视图；
图8是本发明一个实施例的抛光头结构左视图；
图9是本发明一个实施例的抛光头转盘的背面结构图；
图10是本发明一个实施例的主机械手的结构图；
图11是本发明一个实施例的副机械手的结构图；以及
图12是本发明一个实施例的由两个基于图像识别的弯管智能抛光系统组成的智能抛光设备的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备。
图1是根据本发明一个实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统的总体结构图。如图1所示，该基于图像识别的弯管智能抛光系统包括：上料单元1、定位检测单元2、形状识别单元3、机械手抛光单元4及运动控制单元5。
其中，如图2所示，上料单元1包括弯管上料限位装置11、第一弯管压紧装置12和第二弯管压紧装置13及落料装置14。其中，弯管上料限位装置11固定于机架，弯管上料限位装置11的限位块分布在弯管直线部分两侧和弯管弯曲部分，保证弯管上料后在同一位置。第一弯管压紧装置12和第二弯管压紧装置13分别分布在弯管直线部分和弯管弯曲部分各一组，第一弯管压紧装置12和第二弯管压紧装置13的压紧位置在从下往上第二根弯管处。落料装置14由落料气缸141驱动，落料气缸141固定在机架上，落料气缸141的活塞杆端部与落料托板142相连接。
其中，在本发明的一个实施例中，第一弯管压紧装置12和第二弯管压紧装置13分别由第一压紧驱动气缸121和第二压紧驱动气缸131驱动，第一压紧驱动气缸121和第二压紧驱动气缸131的活塞杆端部分别与第一压紧驱动气缸121和第二压紧驱动气缸131的压紧块122和132对应相连接，并且压紧块122和132与弯管接触表面为圆弧面以保证压实弯管。
如图3所示，定位检测单元2包括送料气缸21、连接座22、送料气爪23、到位气缸24、第一工业相机25、第一相机支架26、第一平板照明灯27及计算机28。其中，送料气缸21的端盖固定在机架上，送料气缸21的活塞杆与连接座22的一端相连接，连接座22的另一端分别与送料气爪23和到位气缸24的活塞杆相连接。落料托板142由落料气缸141驱动下降至送料气爪23位置，送料气爪23动作，抓取弯管在到位气缸24的驱动下脱离落料托板142，送料气爪23继续夹持弯管在送料气缸21的作用下将弯管送到定位检测指定位置。第一工业相机25固定于第一相机支架26上，用于将拍摄到的图像数据传至计算机28，计算机28用于对图像数据进行图像处理以计算出送料气爪23距离弯管末端的距离，从而完成定位检测。
形状识别单元3用于获取生成抛光轨迹的弯管轮廓线。如图4所示，其包括第二工业相机31、第二相机支架32、落料透明支撑板33和第二平板照明灯34。其中，落料透明支撑板33固定于机架上，第二工业相机31安装于第二相机支架32上并固定于落料透明支撑板33的正上方，并通过数据连接线与计算机28相连，第二平板照明灯34固定于落料透明支撑板的正下方33以提供光源。在本发明的一个实施例中，具体地：第二工业相机31对初始弯管进行拍照，将得到的图像数据传输至计算机28中，计算机28通过计算机编程首先对图像数据进行中值滤波，消除图像中的噪声，并对图像进行二值化处理得到二值化图像，并进一步通过形态学滤波对二值化图像进行平滑处理，将处理过的二值图像通过Canny算子求取边缘点，根据弯管内外边缘确定弯管中心线位置坐标，并通过曲线拟合生成中心线，并根据中心线计算夹持弯管机构的运动轨迹。需要说明的是，由于抛光过程中弯管抛光处运动速度需要始终与砂带运动方向相垂直，因此，可以根据中心线计算获得夹持弯管机构的运动轨迹。其中，在本发明的一个实施例中，形态学滤波例如包括腐蚀形态学滤波和膨胀形态学滤波。
机械手抛光单元4包括抛光头装置41(如图5所示)、主机械手42、副机械手43及驱动装置44。其中，主机械手42例如为四自由度的主机械手，四自由度包括X向、Y向、Z向及Z旋转方向，例如图6和图10所示。副机械手43例如为二自由度机械手，二自由度包括Y向及Z旋转方向，例如图6和图11所示。抛光头装置41例如为一对行星式抛光装置，安装于机架上。主机械手42包括X向线性模组421、第一Y向线性模组422、Z向线性模组423、第一Z向旋转方向电机424、第一减速器425及主手气爪426。其中，X向线性模组421、第一Y向线性模组422、Z向线性模组423安装在机架上分别驱动主机械手在三个方向的运动，Z向转动由固定在机架上的电机424驱动，电机424依次与减速器425及联轴器427相连，联轴器427的另一端与主手气爪426相连接，以实现夹持弯管送入抛光头。副机械手43包括第二Y向线性模组431、第二Z向旋转方向电机432、第二减速器433、副手气爪434及锥形引导头435，第二Y向线性模组431安装在机架上分别驱动副手气爪434三个方向的运动，Z向转动由固定在机架上的伺服电机432驱动，伺服电机432依次与第二减速器433及联轴器436相连，联轴器436的另一端通过外加气爪座437使副手气爪434横向安装，另一侧安装锥形引导头435。其中，主机械手42和副机械手43共同实现夹持并引导弯管进入抛光头，进而将弯管从抛光头取出。
其中，在本发明的一个实施例中，结合图7和图8所示，抛光头装置41由安装在机架上的转盘411、两组砂带轮组412、传动机构413和驱动电机414组成。其中，转盘411绕其中心轴公转，中心轴是一个固定于机架的空心定轴，弯管被抛光时从其中通过，两组砂带轮组在转盘411上绕中心轴对称分布并设置有砂带间距调节装置，每组砂带轮组412各安装一个砂带，每组砂带轮组412包括安装在转盘411正面的砂带传动主动轮4121、被动轮4122、张紧轮4123、以及转盘411背面的砂带传动机构413。如图9所示，传动机构413是由固定于机架的大齿圈4131和固定连接在主动轮4121背面的同轴小齿轮4132，大齿圈4131与小齿轮4132外啮合，通过传送带4133连接转盘411与安装于机架的伺服电机414同轴带轮4141，电机驱动转盘411带动砂带轮组412一起旋转，小齿轮4132在与大齿圈4131外作圆周运动同时自转并带动主动轮4121旋转。
运动控制单元5包括电机驱动器51和PMAC运动控制卡52。其中，电机驱动器51与伺服电机414相连接，并与PMAC运动控制卡52相连，PMAC运动控制卡52通过网线与计算机28通讯，并根据所生成的弯管机构的运动轨迹利用PMAC运动控制卡中的PVT控制模式，采用非均匀分段插值的PVT运动模式来拟合曲线(即给定位置点、速度、运动时间及加速度等)，并通过计算机28控制主机械手42和副机械手43的线性模组驱动，以进行主机械手42和副机械手43夹持弯管的运动。其中，例如通过PMAC程序控制气缸、气爪的动作及抛光头的启动和旋转速度控制。
在本发明的一个实施例中，该基于图像识别的弯管智能抛光系统的基本工作流程例如概述为：弯管在上料时被限定在固定位置，同时落料气缸141动作使落料板托142起最底部一根弯管随其下落，同时第一弯管压紧装置12和第二弯管压紧装置13启动，气缸动作使其余弯管保持不动，落料托板142在送料气缸21的驱动下到达送料气爪23位置，送料气爪23动作，抓取弯管在到位气缸24驱动下脱离落料托板142，送料气爪23继续夹持弯管在送料气缸21的作用下将弯管送到定位检测指定位置。第一工业相机25和第二工业相机31进行拍摄，并将得到的图像数据传至计算机28，计算机28对图像数据进行处理，以完成定位检测和形状识别，并计算出主机械手42夹持弯管的抛光轨迹。完成后，主机械手42抓取弯管，并根据计算出的夹持弯管的抛光轨迹将弯管送入抛光头装置41进行抛光，副机械手43同时将锥形引导头435送入抛光头装置41引导弯管进入。当弯管抛光到指定位置时，副机械手43在旋转电机432作用下转动，副手气爪434到位并抓取弯管，将弯管取出，从而完成一个抛光循环。
根据本发明实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统，通过自动化的方式代替人工抛光方式，高效、省时省力且避免了对工人的健康威胁；同时能够对弯管之间的形状尺寸差异进行预判，并智能地自适应调整抛光运动轨迹，从而扩大了抛光系统的适用范围，提高了产品的抛光质量，同时该系统具有高效、省时省力的优点。
本发明的进一步实施例还提供了一种智能抛光设备，该智能抛光设备包括多个如本发明上述实施例所描述的基于图像识别的弯管智能抛光系统。也就是说，本发明实施例的智能抛光设备由多个基于图像识别的弯管智能抛光系统组成，从而完成多工位不同等级砂带的弯管抛光。
作为具体的示例，如图12所示，展示了由两个基于图像识别的弯管智能抛光系统组成的智能抛光设备的结构示例，该智能抛光设备能够完成多工位不同等级砂带的弯管抛光，其中，各单元中间过程安装上述定位检测单元进行二次定位。
根据本发明实施例的智能抛光设备，通过自动化的方式代替人工抛光方式，高效、省时省力且避免了对工人的健康威胁；同时能够对弯管之间的形状尺寸差异进行预判，并智能地自适应调整抛光运动轨迹，从而扩大了抛光设备的适用范围，提高了产品的抛光质量，同时该设备具有高效、省时省力的优点。
需要说明的是，本发明实施例的智能抛光设备的具体实现方式与本发明上述实施例的基于图像识别的弯管智能抛光系统的具体实现方式类似，具体请参见系统部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，包括：上料单元、定位检测单元、形状识别单元、机械手抛光单元及运动控制单元，其中，
所述上料单元包括弯管上料限位装置、第一和第二弯管压紧装置及落料装置，所述弯管上料限位装置固定于机架，所述弯管上料限位装置的限位块分布在弯管直线部分两侧和弯管弯曲部分，所述第一和第二弯管压紧装置分别分布在弯管直线部分和弯管弯曲部分，所述第一和第二弯管压紧装置的压紧位置在从下往上第二根弯管处，所述落料装置由落料气缸驱动，所述落料气缸固定在机架上，所述落料气缸的活塞杆端部与落料托板相连接；
所述定位检测单元包括送料气缸、连接座、送料气爪、到位气缸、第一工业相机、第一相机支架、第一平板照明灯及计算机，所述送料气缸的端盖固定在机架上，所述送料气缸的活塞杆与所述连接座的一端相连接，所述连接座的另一端分别与所述送料气爪和所述到位气缸的活塞杆相连接，所述落料托板由所述落料气缸驱动下降至送料气爪位置，所述送料气爪动作，抓取弯管在所述到位气缸的驱动下脱离所述落料托板，所述送料气爪继续夹持弯管在所述送料气缸的作用下将弯管送到定位检测指定位置，所述第一工业相机固定于第一相机支架上，用于将拍摄到的图像数据传至所述计算机，所述计算机用于对所述图像数据进行图像处理以计算出所述送料气爪距离弯管末端的距离；
所述形状识别单元包括第二工业相机、第二相机支架、落料透明支撑板和第二平板照明灯，所述落料透明支撑板固定于机架上，所述第二工业相机安装于所述第二相机支架上并固定于所述落料透明支撑板的正上方，并通过数据连接线与所述计算机相连，所述第二平板照明灯固定于所述落料透明支撑板的正下方以提供光源；
所述机械手抛光单元包括抛光头装置、主机械手、副机械手及驱动装置，所述抛光头装置安装于机架上，所述主机械手包括X向线性模组、第一Y向线性模组、Z向线性模组、第一Z向旋转方向电机、第一减速器及主手气爪，所述X向线性模组、第一Y向线性模组、Z向线性模组安装在机架上分别驱动主机械手在三个方向的运动，Z向转动由固定在机架上的电机驱动，所述电机依次与减速器及联轴器相连，联轴器的另一端与主手气爪相连接，以实现夹持弯管送入抛光头，所述副机械手包括第二Y向线性模组、第二Z向旋转方向电机、第二减速器、副手气爪及锥形引导头，所述第二Y向线性模组安装在机架上分别驱动副手气爪三个方向的运动，Z向转动由固定在机架上的伺服电机驱动，所述伺服电机依次与第二减速器及联轴器相连，联轴器的另一端通过外加气爪座使副手气爪横向安装，另一侧安装锥形引导头，所述主机械手和副机械手共同实现夹持并引导弯管进入抛光头，进而将弯管从抛光头取出；
所述运动控制单元包括电机驱动器和PMAC运动控制卡，所述电机驱动器与伺服电机相连接，并与PMAC运动控制卡相连，所述PMAC运动控制卡通过网线与计算机通讯，并根据所生成的弯管机构的运动轨迹利用PMAC运动控制卡中的PVT控制模式，采用非均匀分段插值的PVT运动模式来拟合曲线，并通过所述计算机控制主机械手和副机械手的线性模组驱动，以进行所述主机械手和副机械手夹持弯管的运动。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，其中，所述第二工业相机对初始弯管进行拍照，将得到的图像数据传输至所述计算机中，所述计算机对所述图像数据进行中值滤波，消除图像中的噪声，并对图像进行二值化处理得到二值化图像，并通过形态学滤波对所述二值化图像进行平滑处理，将处理过的二值化图像通过Canny算子求取边缘点，根据弯管内外边缘确定弯管中心线位置坐标，并通过曲线拟合生成中心线，并根据所述中心线计算夹持弯管机构的运动轨迹。
3.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，所述抛光头装置由安装在机架上的转盘、两组砂带轮组、传动机构和驱动电机组成，所述转盘绕其中心轴公转，所述中心轴是一个固定于机架的空心定轴，弯管被抛光时从其中通过，两组砂带轮组在转盘上绕中心轴对称分布并设置有砂带间距调节装置，每组砂带轮组各安装一个砂带，每组砂带轮组包括安装在转盘正面的砂带传动主动轮、被动轮和张紧轮，所述传动机构是由固定于机架的大齿圈和固定连接在主动轮背面的同轴小齿轮，所述大齿圈与小齿轮外啮合，通过传送带连接转盘与安装于机架的伺服电机同轴带轮，电机驱动转盘带动砂带轮组一起旋转，小齿轮在与大齿圈外作圆周运动同时自转并带动主动轮旋转。
4.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，其中，所述弯管在上料时被限定在固定位置，同时落料气缸动作使落料板托起最底部一根弯管随其下落，同时第一和第二弯管压紧装置启动，气缸动作使其余弯管保持不动，落料托板在送料气缸的驱动下到达送料气爪位置，送料气爪动作，抓取弯管在到位气缸驱动下脱离落料托板，送料气爪继续夹持弯管在送料气缸的作用下将弯管送到定位检测指定位置，所述第一工业相机和第二工业相机进行拍摄，并将得到的图像数据传至计算机，计算机对所述图像数据进行处理，以完成定位检测和形状识别，并计算出主机械手夹持弯管的抛光轨迹，所述主机械手抓取弯管，并根据计算出的夹持弯管的抛光轨迹将弯管送入抛光头装置进行抛光，副机械手同时将锥形引导头送入抛光头装置引导弯管进入，当弯管抛光到指定位置时，副机械手在旋转电机作用下转动，副手气爪到位并抓取弯管，将弯管取出，从而完成一个抛光循环。
5.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，其中，通过PMAC程序控制气缸、气爪的动作及抛光头的启动和旋转速度控制。
6.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，其中，所述第一和第二弯管压紧装置分别由第一和第二压紧驱动气缸驱动，所述第一和第二压紧驱动气缸的活塞杆端部分别与所述第一和第二弯管压紧装置的压紧块对应相连接，所述压紧块与弯管接触表面为圆弧面以保证压实弯管。
7.根据权利要求2所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，所述形态学滤波包括腐蚀形态学滤波和膨胀形态学滤波。
8.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，所述主机械手为四自由度的主机械手，所述四自由度包括X向、Y向、Z向及Z旋转方向。
9.根据权利要求1所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统，其特征在于，所述副机械手为二自由度机械手，所述二自由度包括Y向及Z旋转方向。
10.一种智能抛光设备，其特征在于，包括多个如权利要求1-9任一项所述的基于图像识别的弯管智能抛光系统。
CN201610602944.5A 2016-07-27 2016-07-27 基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备 Active CN106181700B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610602944.5A CN106181700B (zh) 2016-07-27 2016-07-27 基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610602944.5A CN106181700B (zh) 2016-07-27 2016-07-27 基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106181700A CN106181700A (zh) 2016-12-07
CN106181700B true CN106181700B (zh) 2018-04-20

Family

ID=57496137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610602944.5A Active CN106181700B (zh) 2016-07-27 2016-07-27 基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106181700B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107671623B (zh) * 2017-09-28 2024-06-11 湖州职业技术学院 用于管弯头自动加工设备的装夹机构
CN107891337A (zh) * 2017-12-05 2018-04-10 宏领机械科技(东莞)有限公司 一种磨光机
CN108098527A (zh) * 2018-02-05 2018-06-01 广东顺德万锘机械有限公司 油杯打磨机
CN108687658B (zh) * 2018-03-23 2022-06-14 先德智能装备股份有限公司 工件加工设备
CN108838865B (zh) * 2018-06-15 2020-08-21 赣州市桐鑫金属制品有限公司 用于建筑钢管的表面抛光、除锈器械
CN108942937A (zh) * 2018-07-27 2018-12-07 广东海亮铜业有限公司 一种铜管加工方法
CN110509136B (zh) * 2019-08-30 2021-03-16 六安市龙兴汽车零部件有限公司 一种用于变速箱外壳加工的自动去毛刺机构
CN111546198B (zh) * 2020-04-28 2022-07-15 华中科技大学 一种航空发动机叶片机器人智能磨削及检测设备
WO2022041719A1 (zh) * 2020-08-24 2022-03-03 浙江苏尔达洁具有限公司 一种弯管自动抛光设备
CN113483972B (zh) * 2021-08-20 2024-01-26 安徽信息工程学院 一种用于弯管的自动化气密性检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101169826A (zh) * 2007-11-29 2008-04-30 上海交通大学 基于机器视觉的排辊成形焊管质量在线监控系统
EP2062686A1 (en) * 2007-11-22 2009-05-27 Murata Machinery, Ltd. Machine tool, sensor module, and measuring method
CN203918724U (zh) * 2014-05-19 2014-11-05 辽宁科技大学 一种弯管内表面磁力研磨抛光机
CN105619213A (zh) * 2016-01-07 2016-06-01 温州大学 一种用于圆柱形工件的自动抛光系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012098988A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びにプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2062686A1 (en) * 2007-11-22 2009-05-27 Murata Machinery, Ltd. Machine tool, sensor module, and measuring method
CN101169826A (zh) * 2007-11-29 2008-04-30 上海交通大学 基于机器视觉的排辊成形焊管质量在线监控系统
CN203918724U (zh) * 2014-05-19 2014-11-05 辽宁科技大学 一种弯管内表面磁力研磨抛光机
CN105619213A (zh) * 2016-01-07 2016-06-01 温州大学 一种用于圆柱形工件的自动抛光系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106181700A (zh) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106181700B (zh) 基于图像识别的弯管智能抛光系统及智能抛光设备
CN102152192B (zh) 一种自动打磨机
CN106141854B (zh) 一种多轴数控直排式四工位打磨设备
CN107735219A (zh) 一种自动打磨系统
CN105690230B (zh) 一种全自动合模线抛光机
CN207309644U (zh) 一种五金拉手机器人自动化打磨抛光单元
CN107511726A (zh) 一种自动化磨削坯料的设备
CN109623557A (zh) 木板雕花用打磨设备
CN109821772A (zh) 一种流水线运输机械手及其工作方法
CN109397027A (zh) 一种应用于橡胶表面粗化处理的自动化处理设备及方法
CN103863817A (zh) 扬声器棉条自动贴合机
CN111975577A (zh) 一种机器人手持多工件同步打磨方法
CN206425960U (zh) 不锈钢管内孔抛光机
CN106425776A (zh) 不锈钢制件表面自动拉丝机
CN201970173U (zh) 一种自动打磨机
CN110076689A (zh) 基于工业机器人的工件集成打磨系统及方法
CN107097135B (zh) 一种板材除锈装置
CN110842723B (zh) 一种多磨头柔性研磨装置
CN109434642A (zh) 一种压力可控的工业机器人磨抛系统及磨抛方法
CN106378687B (zh) 适用于工件端面抛光作业的花键轴结构及抛光设备
CN108908017A (zh) 一种刹车盘打磨设备
CN204673406U (zh) 一种全自动磨边机
CN208663404U (zh) 一种卧式砂带打磨机
CN209579118U (zh) 一种弯管抛光机的压带装置及砂带抛光机
CN201244760Y (zh) 光学元件的行星主动抛光装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant