CN108153229A - 产品自动识别定位系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种产品自动识别定位系统，系统设有用于放置产品的转台，所述转台由电机驱动旋转，所述产品设有沿自身轴线轴对称的周面，沿所述周面设有条形编码区，所述编码区由凸起或未凸起的标记构成，所述转台一侧设有识别编码区信息的识别传感器，所述识别传感器输出感应信号至识别系统。本发明可以稳定准确的识别产品的型号与位置信息，辅助实现不同型号产品的混线分流和上料前的精定位，并且系统工作稳定、识别准确率高，具有一定抗干扰能力。

Description

产品自动识别定位系统和方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及自动化生产过程中产品的自动识别技术。

背景技术

现有的轮毂加工工艺中多采用混线加工的方式，一个车间对多种型号的轮毂进行加工，这就涉及到轮毂的混线分流和精度定位。现有的解决办法中，有通过识别轮毂的形状特征，对轮毂进行识别的，但是不同轮毂的外观特征具有相似性，特征点多，识别分类过程复杂，准确率也不高；也有通过在轮毂上印刷字符信息等的视觉识别方案，该标记容易磨损、生产工艺复杂、成本高，且识别采集过程中都存在识别稳定性不够，对外界环境光的抗干扰能力差等问题，不能很好识别出毛坯轮毂信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够准确、可靠的对产品型号进行自动识别与定位的系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：产品自动识别定位系统，系统设有用于放置产品的转台，所述转台由电机驱动旋转，所述产品设有沿自身轴线轴对称的周面，沿所述周面设有条形编码区，所述编码区由凸起或未凸起的标记构成，所述转台一侧设有识别编码区信息的识别传感器，所述识别传感器输出感应信号至识别系统。

所述识别系统设有获取识别传感器信号的工控机，所述工控机与PLC通信，所述PLC输出驱动信号至控制器，所述控制器驱动电机旋转。

所述识别系统设有获取识别传感器信号的工控机，所述工控机与PLC通信，所述PLC输出驱动信号至控制器，所述控制器驱动电机旋转，所述电机输出旋转信号至编码器，所述编码器输出驱动信号至识别传感器，所述编码区输出驱动信号至PLC。

所述识别传感器包括向产品编码区发出激光的激光发射模块，以及接收由编码区反射激光的激光接受模块，所述识别传感器根据激光接受模块所接收反射激光的入光位置识别编码区的标记是否凸起。

所述转台的旋转轴线与产品自身的轴线共轴。

所述产品为轮毂。

所述产品通过编码区的起始位置来标记为产品的方位。

基于所述产品自动识别定位系统的识别定位方法：

1)当识别传感器检测到转台上有产品时，驱动转台匀速转动；

2)识别传感器采集数据；

3)判断转台是否转过了设定角度，若否则执行下一步，若是则报警；

4)判断识别传感器是否采集到编码区完整的数据，若否则返回2)，若是则执行下一步；

5)转台停止转动；

6)根据获取的编码区完整的数据获取信息，并将识别的信息发送至PLC；

7)PLC控制转台将产品旋转到工作位置。

基于所述产品自动识别定位系统的识别定位方法：

1)当识别传感器检测到转台上有产品时，驱动转台转过设定单位角度；

2)编码器触发识别传感器采集数据；

3)当识别传感器采集到完整的编码区数据后，转台停止转动；

4)根据获取的编码区完整的数据获取信息，并将识别的信息发送至PLC；

5)PLC控制转台将产品旋转到工作位置。

本发明可以稳定准确的识别产品的型号与位置信息，辅助实现不同型号产品的混线分流和上料前的精定位，并且系统工作稳定、识别准确率高，具有一定抗干扰能力。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为产品自动识别定位系统实施例1结构示意图；

图2为产品自动识别定位系统实施例2结构示意图；

图3为识别传感器布置示意图；

图4为识别传感器结构示意图；

图5为实施例1产品自动识别定位系统控制方法流程图；

图6为实施例2产品自动识别定位系统控制方法流程图；

图7为产品编码区示意图；

上述图中的标记均为：1、产品；2、编码区；3、转台；4、电机；5、识别传感器；6、工控机；7、PLC；8、控制器；9、编码器；51、激光发射模块；52、激光接受模块。

具体实施方式

本系统可针对轴对称的产品1进行定位和识别，系统可以稳定准确的识别轮毂的型号与位置信息，辅助实现轮毂混线分流和上料前的精定位，并且能够克服现有技术中识别稳定性不够和抗干扰能力差等问题。

下面以产品1为轮毂为例说明，如图7所示，在轮毂铸造过程中，针对每一种型号的轮毂进行条形码编码。编码区2通过轮毂外圆周表面编码区2域的凸起与否来区分，同时，编码区2域的起始位置将作为轮毂的方位进行标记。条形码编码规则简单，且通过凸起的矩形条来编码，不需要精细的加工，识别率也能到达100％，编码与标记成本极低。

编码方式可以采用以下方式：

4位编码

除去起始标志位和参考标志位，共有14位数据。编码范围：0-4095，校验位采用奇偶校验。数据段设置两个校验位，分置于数据中段和末端，将数据分成两段各自校验。总的数据格式如下表1。

表1：

5位编码

除去起始标志位和参考标志位，共有17位数据。编码范围：5000-21383，，数据分为三段，第一段和第三段7位，第二段3位。每段数据均有各自的检验位，校验位采用奇偶校验。总的数据格式如下表2。

表2：

该系统由条形码采集模块和条形码识别模块组成。系统的组建按照电机4是否配置编码器9分成两种方式。

如图1为没有编码器9的系统图。此时的系统执行流程如下：识别传感器5检测是否有轮毂在转台3上，当检测到轮毂时，识别传感器5将检测到轮毂的触发信号通过数据线，经过工控机6，发送到PLC7，再由PLC7触发控制器8，控制器8控制电机4做匀速转动，转动的同时识别传感器5采集轮毂编码区2信息，电机4转过设定的角度后停止；采集到完整的条形码数据后，工控机6对采集的数据进行处理，识别出轮毂型号和角度方向，并把数据发送给PLC7，PLC7按照角度方向控制电机4让毛坯轮毂转到工作位置(条码起始位与工作台的对应位置)，然后触发下一个流程取走毛坯轮毂，并把型号信息发送出去。不加编码器9的系统要求电机4匀速转动，识别传感器5等时间间隔采集信息，对电机4的要求较高。

如图2所示，是加入编码器9的系统。加入编码器9后，编码器9分别与PLC7和激光测距传感器相连，实现旋转设定单位角度后触发采集，直到采集到完整的条形码数据后电机4不再转动，不需要电机4匀速转动，降低对电机4旋转的要求。

如图3所示，待测轮毂放置在转台3上，在距离转台3一定距离上放置一个识别传感器5，识别传感器5与转台3的相对位置固定不变。采集过程中，转台3带动轮毂旋转一定的角度(程序设定)，传感器把采集到的数据发送至工控机6，采集模块完成条形码采集。

识别传感器5可采用激光测距传感器，激光测距传感器对外界环境的抗干扰能力强，有别于传统的光学视觉系统，稳定，适用于大部分的现场环境。如图4所示，应用三角测量的测定原理，激光发射模块51向待测物发射激光束，当目标物的位置发生变动时，激光接受模块52上的入光位置即会移动，通过检测入光位置，来测定目标物的变位量。该模块由工控机6与运行在工控机6上的软件组成，通过分析处理采集端的数据，识别出轮毂上的编码信息和编码起始位置，实现系统流程的控制。

图5示意的是一次轮毂识别与定位的流程，其方法为不加编码器9的系统运行方法中，实际运行中是循环反复执行这个流程的。加了编码器9的系统流程略有区别，通过编码器9触发传感器数据采集，少了对转台3所需转过角度的设置与判断，如图6所示。工控机6的识别方法，是将采集到的数据是以旋转过的距离为X轴，识别传感器5获得的高度差为Y轴的二维数据集，通过设定相应的阈值，高度差大于该阈值的为1，其它的为0，通过预设的编码起始位和终止位标识，获得该一维码的编码信息换算出码值和位置角度。

上面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 (9)

1.产品自动识别定位系统，其特征在于：系统设有用于放置产品的转台，所述转台由电机驱动旋转，所述产品设有沿自身轴线轴对称的周面，沿所述周面设有条形编码区，所述编码区由凸起或未凸起的标记构成，所述转台一侧设有识别编码区信息的识别传感器，所述识别传感器输出感应信号至识别系统。

2.根据权利要求1所述的产品自动识别定位系统，其特征在于：所述识别系统设有获取识别传感器信号的工控机，所述工控机与PLC通信，所述PLC输出驱动信号至控制器，所述控制器驱动电机旋转。

3.根据权利要求1所述的产品自动识别定位系统，其特征在于：所述识别系统设有获取识别传感器信号的工控机，所述工控机与PLC通信，所述PLC输出驱动信号至控制器，所述控制器驱动电机旋转，所述电机输出旋转信号至编码器，所述编码器输出驱动信号至识别传感器，所述编码区输出驱动信号至PLC。

4.根据权利要求1、2或3所述的产品自动识别定位系统，其特征在于：所述识别传感器包括向产品编码区发出激光的激光发射模块，以及接收由编码区反射激光的激光接受模块，所述识别传感器根据激光接受模块所接收反射激光的入光位置识别编码区的标记是否凸起。

5.根据权利要求4所述的产品自动识别定位系统，其特征在于：所述转台的旋转轴线与产品自身的轴线共轴。

6.根据权利要求5所述的产品自动识别定位系统，其特征在于：所述产品为轮毂。

7.根据权利要求5或6所述的产品自动识别定位系统，其特征在于：所述产品通过编码区的起始位置来标记为产品的方位。

8.基于权利要求2所述产品自动识别定位系统的识别定位方法，其特征在于：

1)当识别传感器检测到转台上有产品时，驱动转台匀速转动；

2)识别传感器采集数据；

3)判断转台是否转过了设定角度，若否则执行下一步，若是则报警；

4)判断识别传感器是否采集到编码区完整的数据，若否则返回2)，若是则执行下一步；

5)转台停止转动；

6)根据获取的编码区完整的数据获取信息，并将识别的信息发送至PLC；

7)PLC控制转台将产品旋转到工作位置。

9.基于权利要求3所述产品自动识别定位系统的识别定位方法，其特征在于：

1)当识别传感器检测到转台上有产品时，驱动转台转过设定单位角度；

2)编码器触发识别传感器采集数据；

3)当识别传感器采集到完整的编码区数据后，转台停止转动；

4)根据获取的编码区完整的数据获取信息，并将识别的信息发送至PLC；

5)PLC控制转台将产品旋转到工作位置。