CN106216545A - 一种基于智能视觉送料机的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能视觉送料机的生产方法，包括获得待加工板材在视觉送料机摄像区的图像，并对图像进行处理获得该图像上板材的形状信息；对图像进行坐标化处理，生成板材空位区域和非空位区域的坐标参数；采集视觉送料机滚动轴组的传动速度，获得加工板材的输送速度；输入加工模具的尺寸信息；判断送料机的冲压区是否有待加工板材，当待加工板材进入冲压区后启动冲压模具在对应的加工坐标上冲压获得冲压产品。本发明的生成方法可以实现送料机和冲压机床的配合实现联动，而且对板材的形状要求低，即便是不规则或者废弃板材也能够在非空位区域进行冲压，从而提高了板材的利用率，大大降低了成本，提高了生产效率。

Description

一种基于智能视觉送料机的生产方法

技术领域

本发明涉及机械加工生产方法技术领域，具体涉及到一种基于智能视觉送料机的生产方法。

背景技术

现有技术中需要将板材输送到特定位置固定后使用冲压设备进行冲压，现有的加工方式多使用手动将板材放置在冲压区内进行冲压，这种方式效率较低，安全性差对板材的利用率不高，不能够满足工业化生产需要。

同时，现有的板材加工过程中，往往是使用规整的板材进行加工，通过控制冲床的电动机使矩形板材冲压出合适尺寸和形状的模型。然而，这种冲压方式只能够应用于形状平整的完整钢材，对于具有一些空位的废弃钢材来说，只能够工人手动来调节冲压位置，不能够实现自动控制完成。因此，现有技术中的生产方法大大限制了板材的使用范围，不能够很好的利用不规则或者废弃料，即使在使用不规则板材的情况下，也不能够实现自动控制加工过程，使得生产效率非常低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于智能视觉送料机的生产方法，可以利用智能视觉送料机实现对板材的加工。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种基于智能视觉送料机的生产方法，包括以下步骤：

（1）、通过图像采集装置获得待加工板材在视觉送料机摄像区的图像，并对图像进行处理获得该图像上板材的形状信息；板材的形状信息包括板材的空位区域和板材的非空位区域；

（2）、对图像进行坐标化处理，生成板材空位区域和非空位区域的坐标参数，并获得非空位区域的面积；

（3）、获得加工产品的图像，并在板材的非空位区域上计算并生成产品加工坐标以及该非空位区域内产品冲压的顺序；

（4）、判断送料机的冲压区是否有待加工板材，当待加工板材进入冲压区后启动冲床，并根据计算生成的加工坐标对应的加工位置冲压获得冲压产品。

优选的，图像采集装置为摄像头。

优选的，图像采集装置间隔预设时间对摄像区进行图像采集，预设时间根据滚动轴组的传动速度、摄像区的长度以及冲压时间确定。

优选的，还包括根据接收到的初始化指令，控制滚动轴组反向转动使进入到摄像区或者冲压区的板材退出送料机的步骤。

优选的，板材的非空位区域上确定最多冲压数量的过程中，包括确定非空位区域上可冲压区域的坐标和面积，其中可冲压区域为非空位区域减除边距的区域。

本发明的生产方法是基于智能视觉送料机的，因此本发明还同时公开了该智能视觉送料机的结构。

一种智能视觉送料机，包括：

机座以及设置在机座上的滑动座；机座上设置有丝杠滑动组件，丝杠滑动组件包括设置在滑动座上的丝杠座和安装在机座另一端驱动丝杠转动的电动机，丝杠装配在丝杠座内部用于带动滑动座在机座上滑动；

滑动座上配置有用于将板材输送至摄像区的第一滚动轴组、将摄像区板材输送到冲压区的第二滚动轴组以及将冲压完毕后的板材传动至出料口的第三滚动轴组；第一滚动轴组、第二滚动轴组和第三滚动轴组均包括旋转方向相反的上滚轴和下滚轴，上滚轴和下滚轴的至少一端配置有驱动其转动的电动机；滑动座上配置有支架以及安装在支架上朝向摄像区的摄像头。

其中，机座的底部安装有支撑脚，机座上配置有固定丝杠的轴承座。机座的两侧设置有滑轨，滑动座底部设置有与滑轨配合的滑槽。

上滚轴和下滚轴的一端均配置有皮带轮，电动机通过皮带带动其转动。滑动座上设置有若干位置传感器。滑动座包括底板以及设置在底板两侧的竖直板；第一滚动轴组、第二滚动轴组和第三滚动轴组均安装在两竖直板之间的区域内。滑动座上设置有皮带张紧组件。皮带张紧组件包括通过螺栓和螺孔配合固定在滑动座上的活动板以及固定在活动板上的张紧杆。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明可以将板材从进料处通过滚轴自动输送到拍摄区进行取样检测，然后进入冲压区通过冲压设备进行自动冲压，同时本工装配置有丝杠滑动组件，通过电动机的控制可以实现滑动。

本发明的生成方法可以实现送料机和冲压机床的配合实现联动，而且对板材的形状要求低，即便是不规则或者废弃板材也能够在非空位区域进行冲压，从而提高了板材的利用率，大大降低了成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的流程框图；

图2为本发明视觉送料机的示意图；

图3位视觉送料机丝杠滑动组件安装在机座上的示意图；

图4为视觉送料机皮带张紧组件安装在机座上的示意图；

图5为标准产品在坐标系内非空位区域匹配后得到可以加工的位置。

其中，1、机座；2、滑动座；3、丝杠滑动组件；31、丝杠；32、丝杠座；33、电动机；34、轴承座；4、第一滚动轴组；5、第二滚动轴组；6、第三滚动轴组；7、上滚轴；8、下滚轴；9、支架；10、摄像头；11、支撑脚；12、滑轨；13、底板；14、竖直板；15、活动板；16、张紧杆；17、摄像区；18、冲压区；19、非空位区域；20、空位区域；21、边距；22、标准产品。

具体实施方式

本发明是针对视觉送料机的生产方法，该方法配合智能视觉送料机可以自动、智能利用不规则或者废弃板材生产模型，当然，智能视觉送料机的结构可以根据使用情况进行适当调整，只要能够适合本方法也应当属于本申请的保护范围内。

本申请的一种智能视觉送料机，包括机座1以及设置在机座1上的滑动座2。机座1可以通过条形铝杆固定形成中空的矩形框架座，机座1的底部安装有支撑脚11，便于搬运，起到支撑和缓冲作用。

机座1上设置有丝杠滑动组件3，丝杠滑动组件3包括设置在滑动座2上的丝杠座32和安装在机座1另一端驱动丝杠转动的电动机33，丝杠31装配在丝杠座32内部用于带动滑动座2在机座1上滑动。机座上配置有固定丝杠的轴承座34。在配置丝杠滑动组件3时，可以将轴承座34安装在机座1的一端，机座1的另一端安装电动机33，电动机33可以通过一个轴承座来与丝杠连接实现传动，丝杠31在转动是由于两端是固定的，使得滑动座2上的丝杠座32内的螺纹在丝杠31的作用力下实现滑动座2的滑动。

滑动座2上配置有用于将板材输送至摄像区17的第一滚动轴组4、将摄像区板材输送到冲压区18的第二滚动轴组5以及将冲压完毕后的板材传动至出料口的第三滚动轴组6。滑动座2上配置有支架9以及安装在支架9上朝向摄像区的摄像头10。在物料进入第一滚动轴组后在滚动轴的带动下进入摄像区，物料在摄像区内被拍摄后，系统通过摄像头采集图像信息并处理，然后控制冲压机动作。信息采集完毕后板材的后面部分在带动下进入第二滚动轴组，通过第二滚动轴组再输送至冲压区，在冲压区冲压完毕后进入出料口；因此，不管板材是一个长条形的整体或者是不连续的材料，均可以进行加工。

第一滚动轴组、第二滚动轴组和第三滚动轴组均包括旋转方向相反的上滚轴7和下滚轴8，上滚轴7和下滚轴8的至少一端配置有驱动其转动的电动机。上滚轴7和下滚轴8之间具有一定的间隙，这个间隙尺寸与需要冲压的板材尺寸匹配；滚轴与板材的接触区域可以由可形变材质制成，这样便于与板材接触后不会出现卡死。

本发明中，机座1的两侧设置有滑轨12，滑轨12与丝杠31平行设置，滑动座2底部设置有与滑轨12配合的滑槽，滑动座2在滑动过程中滑轨可以使其运行稳定，便于滑动和限位。

本发明中，滑动座2包括底板13以及设置在底板13两侧的竖直板14。滑动座2上设置有若干位置传感器，传感器可以检测板材的出入信号。第一滚动轴组、第二滚动轴组和第三滚动轴组均安装在两竖直板14之间的区域内。

本发明中，上滚轴和下滚轴的一端均配置有皮带轮，电动机通过皮带带动其转动。滑动座2上设置有皮带张紧组件，可以手动调节皮带的张紧程度。皮带张紧组件包括通过螺栓和螺孔配合固定在滑动座2上的活动板15以及固定在活动板15上的张紧杆16。在调节张紧度使，先松开螺丝调节活动板位置至合适处，然后再拧紧螺栓即可。

本发明公开的基于智能视觉送料机实现模型生产的方法包括以下步骤：

一种基于智能视觉送料机的生产方法，包括以下步骤：

（1）、通过图像采集装置获得待加工板材在视觉送料机摄像区的图像，并对图像进行处理获得该图像上板材的形状信息；板材的形状信息包括板材的空位区域和板材的非空位区域。

在该步骤中，图像采集装置可以为摄像头，当待加工板材在滚动轴组的带动下进入摄像区后，摄像头对其进行拍照并生成带有编号、拍摄时间等信息的图片。

图像采集装置可以间隔预设时间对摄像区进行图像采集，预设时间根据滚动轴组的传动速度、摄像区的长度以及冲压时间确定。具体的，通过设计合理的摄像区或者送料机的尺寸，使得摄像头拍摄过后间隔几秒钟再次拍摄时已经被拍摄的板材已经完全移除摄像区，或者与上一个摄像区内的板材之间留有设定距离的间距，这样使的两次拍摄出来的图像没有交叉重复的部分，避免在后续过程中出现误差。当然，两个图像之间留有设定的间距时，使得实际两个被拍摄的区域之间具有未被包括的较小面积的板材。

采集视觉送料机滚动轴组的传动速度，获得加工板材的输送速度。在这个过程中，系统通过控制滚动轴组的传动速度来控制板材的输送速度；板材的输送速度快慢与图像装置的采集速度对应，以图像采集装置拍摄的图像不会有重叠区域为最低要求。

（2）、对图像进行坐标化处理，生成板材空位区域20和非空位区域19的坐标参数，并获得非空位区域的面积。

板材经过摄像区采集到相应的图像后，通过现有或者相关的软件程序对图像进行处理。具体的，首先建立相应的坐标系，将板材每个部分对应在坐标系内使得板材上每个位置能够以坐标进行表示。本发明的空位区域是指板材上不能够进行加工的区域，例如含有孔的位置。含有孔的位置在图片上可以通过相关软件进行识别，从而系统可以识别并记录不能够进行加工的坐标。同样的，系统也可以识别可以加工的坐标，进而根据坐标测算出相应位置的面积。

（3）、获得加工产品的图像，并在板材的非空位区域上计算并生成产品加工坐标以及该非空位区域内产品冲压的顺序；板材的非空位区域上确定最多冲压数量的过程中，包括确定非空位区域上可冲压区域的坐标和面积，其中可冲压区域为非空位区域减除边距的区域。

在该步骤中，可以通过预冲方式先获得一个产品，然后以这个产品为标准产品，通过摄像装置获得标准产品的图像，并将标准产品的图像进行坐标化，即使用同样的软件进行识别，生成与加工板材相同标准的坐标参数和含义，并同时计算标准产品的面积。通过软件匹配将标准产品22置于非空位区域19上，可以得出在非空位区域上能够生产出最多数量的产品。

匹配后可以得出最多可以加工的产品数量；即在非空位区域内有多少个区域可以将标准产品所代表的坐标面积完全包括在内。因此，通过这种方式可以完全将板材上的非空位区域完全利用，即使是废弃板材或者不规则板材也能够进行加工。

本发明所指的边距21是指在非空位区域上冲压后形成空洞后，该空洞的周边还具有一定宽度非空位区域。若设计中没有边距，有可能出现模具冲压的区域刚好在非空位区域的轮廓边线或者与空位区域的临近边线上，这样将会导致冲压下来的模型边缘处受力不平衡出现不平整或者变形；因此边距的设计可以避免冲压过程中发生变形。

具体的，使用现有的建模坐标系程序或者方式，首先将拍摄到的板材图像把里面的板材部分取出置于一个空间坐标系内，再将非空位区域和非空位区域标示出来。这种标示可以通过人工在软件上将空位区域圈出来，也可以使软件程序自动将空位区域标示出来，或者两者结合的方式。空位区域标示出来后，其余区域即为非空位区域；标准产品的生产是利用非空位区域，空位区域表示有孔或者缺陷不能够利用的板材区域。

在经过上述过程后，板材上每个点均可以用一个坐标参数来表示，同时可以通过坐标参数来计算出非空位区域的面积。同样的，通过相同的步骤与软件方法，将标准产品的图像对应到同样的坐标系中，然后依次将标准产品的面积作为一个整体，计算在非空位区域上有多少个位置可以容纳整个标准产品，即可以得到非空位区域上产品的最大数量。标准产品的加工位置可以通过人手动选取，也可以使用软件程序来判定。当加工数量确定后，在确定非空位区域内产品冲压的顺序，即先冲压哪个位置，再冲压哪个位置。冲压顺序可以人为标定，也可以根据坐标位置的大小来排序。

（4）、判断送料机的冲压区是否有待加工板材，当待加工板材进入冲压区后启动冲床，并根据计算生成的加工坐标对应的加工位置冲压获得冲压产品。

在该步骤中，可以通过在冲压机上配置传感器来检测是否有板材进入到冲压区，或者根据传动速度以及被拍摄后的板材时间来测算板材到达冲压区的时间。在板材到达冲压区前，已经生成了关于该部分板材冲压的坐标点以及数量，冲压区与摄像区的面积可以相等。具体的，在模具坐标或者尺寸与非空位区域完成匹配后，系统记录相应可以进行冲压的坐标区域，然后控制冲压机依次进行冲压。冲压完成后，板材从第三滚动轴退出冲压区，再等待板材的下一个需要被冲压的部分。

本发明还包括根据接收到的初始化指令，控制滚动轴组反向转动使进入到摄像区或者冲压区的板材退出送料机的步骤。该步骤主要用于初始化程序或者在出现故障时让板材退出重新拍照等。

Claims (5)

1.一种基于智能视觉送料机的生产方法，包括以下步骤：

（1）、通过图像采集装置获得待加工板材在视觉送料机摄像区的图像，并对图像进行处理获得该图像上板材的形状信息；所述板材的形状信息包括板材的空位区域和板材的非空位区域；

（2）、对图像进行坐标化处理，生成板材空位区域和非空位区域的坐标参数，并获得非空位区域的面积；

（3）、获得加工产品的图像，并在板材的非空位区域上计算并生成产品加工坐标以及该非空位区域内产品冲压的顺序；

（4）、判断送料机的冲压区是否有待加工板材，当待加工板材进入冲压区后启动冲床，并根据计算生成的加工坐标对应的加工位置冲压获得冲压产品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述图像采集装置为摄像头。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述图像采集装置间隔预设时间对摄像区进行图像采集，所述预设时间根据滚动轴组的传动速度、摄像区的长度以及冲压时间确定。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括根据接收到的初始化指令，控制滚动轴组反向转动使进入到摄像区或者冲压区的板材退出送料机的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述板材的非空位区域上确定最多冲压数量的过程中，包括确定非空位区域上可冲压区域的坐标和面积，其中可冲压区域为非空位区域减除边距的区域。