CN109047027A - 一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统 - Google Patents

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    • B07C5/02—Measures preceding sorting, e.g. arranging articles in a stream orientating
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Abstract

本发明公开了一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，涉及分拣系统技术领域，包括搬运结构和筛选结构，所述筛选结构主要由第二机架、安装在第二机架上的传送带、减速电机、摄像头和带有吸盘组的第二机械手组成，包装盒纸品位于传送带上，减速电机驱动传送带，传送带的上部安装有摄像头，第二步进电机的输出端连接有第二丝杆，第二丝杆上安装有第二丝杆套，第二丝杆套上安装有带有吸盘组的第二机械手，第二机械手的一侧设有次品区；本系统采用模块化设计方法，可以根据客户的需求在硬件和程序方面稍加修改，在总体框架不变的前提下，只需要更换不同精度类型的摄像头，更改LabVIEW软件程序就可以灵活应对客户对分拣精度和分拣方式的要求。

Description

一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统
技术领域
本发明涉及分拣系统技术领域，具体是一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统。
背景技术
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。
随着“工业4.0”和“中国制造“2025”全面推进，中国逐渐走向智能化生产，现如今许多智能化工厂已经配备智能化设备，通过实地调研后发现，中小型工厂中生产线特别是包装盒纸品加工厂分拣都需要人力来完成(人工搬运和分拣)，大大增加了工人的劳动量，而且人工分拣还存在着误差大、效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，包括搬运结构和筛选结构，所述筛选结构主要由第二机架、安装在第二机架上的传送带、减速电机、摄像头和带有吸盘组的第二机械手组成，包装盒纸品位于传送带上，减速电机驱动传送带，传送带的上部安装有摄像头，第二步进电机的输出端连接有第二丝杆，第二丝杆上安装有第二丝杆套，第二丝杆套上安装有带有吸盘组的第二机械手，第二机械手的一侧设有次品区。
作为本发明再进一步的方案：所述搬运结构主要由第一机架、待测件储存仓、第一步进电机、同步带机构、第一丝杆、带有吸盘组的第一机械手、气动伸缩杆组成，第一机架上滑动安装有同步带机构，第一机架上安装有第一步进电机，第一步进电机的输出端连接有第一丝杆，第一丝杆上安装有第一丝杆套，第一丝杆套与同步带机构连接，同步带机构处设有槽体，槽体上滑动连接有气动伸缩杆，气动伸缩杆的活动端安装有带有吸盘组的第一机械手，第一机架上设有包装盒体放置区，传送带延伸至包装盒体放置区的侧面位置处。
作为本发明再进一步的方案：所述槽体为横向燕尾槽。
作为本发明再进一步的方案：所述待测件储存仓安装在包装盒体放置区的下部。
作为本发明再进一步的方案：所述第一机架上安装有急停按钮。
作为本发明再进一步的方案：所述筛选结构上安装有控制器。
作为本发明再进一步的方案：所述控制器采用具有STEP-7和LabVIEW的PLC控制器。
作为本发明再进一步的方案：所述搬运结构和筛选结构留有通信接口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本系统采用模块化设计方法，可以根据客户的需求在硬件和程序方面稍加修改，在总体框架不变的前提下，只需要更换不同精度类型的摄像头，更改LabVIEW软件程序就可以灵活应对客户对分拣精度和分拣方式的要求，以此来适应各种类型的工厂，来满足客户的要求；
2、本系统是集辅助人工、半自动、全自动三种模式为一体的包装盒纸预处理系统，所谓辅助人工就是只利用两个模块里面的一个来工作，半自动模式区别于全自动模式是指有人工干预，现场修改参数，比如筛选过于严格导致次品率过高，工厂又面临缺纸，只能从次品区再选一些成色稍好的纸，全自动模式就是纸张从抓取到进入第三道工序从头到尾无需人工参与；
3、在以往的工厂中，传送带都是围绕机械手建立的，而在本系统中，机械手是可以跟随传送带同步运动的，并通过摄像头对包装盒纸品(待检测产品)进行检测，极大的提高了分拣效率；
4、采用LabVIEW进行图像采集、处理、比较，最后上传到PLC控制机械手对产品进行分拣，相对比以往的单一分拣方式，使用摄像头进行图像的采集和LabVIEW进行图像比对使得系统更加精确化和智能化。
附图说明
图1为一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统中搬运结构的立体示意图；
图2为图1所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统中筛选结构的立体示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，包括搬运结构和筛选结构，筛选结构主要由第二机架、安装在第二机架上的传送带10、减速电机16、摄像头12和带有吸盘组14的第二机械手13组成，包装盒纸品17位于传送带10上，减速电机16驱动传送带10，传送带10的上部安装有摄像头12，第二步进电机11的输出端连接有第二丝杆，第二丝杆上安装有第二丝杆套，第二丝杆套上安装有带有吸盘组14的第二机械手13，第二机械手13的一侧设有次品区15，搬运结构和筛选结构留有通信接口；
搬运结构主要由第一机架、待测件储存仓1、第一步进电机3、同步带机构4、第一丝杆2、带有吸盘组的第一机械手9、气动伸缩杆8组成，第一机架上滑动安装有同步带机构4，第一机架上安装有第一步进电机3，第一步进电机3的输出端连接有第一丝杆2，第一丝杆2上安装有第一丝杆套，第一丝杆套与同步带机构4连接，同步带机构4处设有槽体5，槽体5上滑动连接有气动伸缩杆8，气动伸缩杆8的活动端安装有带有吸盘组的第一机械手9，第一机架上设有包装盒体放置区6，传送带10延伸至包装盒体放置区6的侧面位置处，槽体5为横向燕尾槽，待测件储存仓1安装在包装盒体放置区6的下部，第一机架上安装有急停按钮7，筛选结构上安装有控制器，控制器采用具有STEP-7和LabVIEW的PLC控制器。
本系统初次使用时用户需要安装STEP-7和LabVIEW软件，然后根据客户需要分别对PLC和LabVIEW进行程序设计，在PLC程序设计软件里先点击通信，将PC机和PLC进行通信，通信结束后，然后点击编译及下载，把编写好的程序下载到PLC中。下一步打开LabVIEW写程序，再将PLC和LabVIEW进行通信，通信成功后点击运行，系统就可以用来分拣生产在线的产品。LabVIEW是一个很好的人机交互软件，即使是不了解整个系统工作原理的人员也可以熟练的操作，用户再次使用时只需打开LabVIEW软件，在模板中选择标准件图片并在前面板接口上点击运行即可使系统开始工作。因为PLC中有程序所以无需再次下载。当系统出现故障或者意外时点击界面停止按钮即可停止工作。
第一丝杆2在第一步进电机3的驱动下控制同步带机构4的上下移动，同步带机构4控制带有吸盘的第一机械手9的左右移动，气动伸缩杆8控制装有吸盘的第一机械手9上下移动，通过控制这些动作来实现将包装盒纸品17(待检测产品)从待测件储存仓1用吸盘吸起放到传送带10上，并走向检测、筛选结构的传送带10上进行下一道工艺。包装盒纸品17(待检测产品)通过传送带10向前传送，先经过摄像头12，摄像头12对其进行图像采集并上传给上位机，通过上位机软件LabVIEW识别图像信息，比对出不合格的纸，驱动安装吸盘的第二机械手13将不合格的包装盒纸品17放置到指定的次品区15。在检测与筛选的同时，上位机同时记录两种状态(合格品和次品)的数量，隔五张保存合格品照片，单独保存每一次拍摄的次品图片，并发送至指定的存储空间进行存档。
本系统采用模块化设计方法，可以根据客户的需求在硬件和程序方面稍加修改，在总体框架不变的前提下，只需要更换不同精度类型的摄像头，更改LabVIEW软件程序就可以灵活应对客户对分拣精度和分拣方式的要求，以此来适应各种类型的工厂，来满足客户的要求。
本系统是集辅助人工、半自动、全自动三种模式为一体的包装盒纸预处理系统，所谓辅助人工就是只利用两个模块里面的一个来工作，半自动模式区别于全自动模式是指有人工干预，现场修改参数，比如筛选过于严格导致次品率过高，工厂又面临缺纸，只能从次品区再选一些成色稍好的纸，全自动模式就是纸张从抓取到进入第三道工序从头到尾无需人工参与。在任何模式下，人都可以监控和改变这套系统固有流程，筛选结构所得到的图像都会在屏幕呈现，达到人机互动目的。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，包括搬运结构和筛选结构，其特征在于，所述筛选结构主要由第二机架、安装在第二机架上的传送带、减速电机、摄像头和带有吸盘组的第二机械手组成，包装盒纸品位于传送带上，减速电机驱动传送带，传送带的上部安装有摄像头，第二步进电机的输出端连接有第二丝杆，第二丝杆上安装有第二丝杆套，第二丝杆套上安装有带有吸盘组的第二机械手，第二机械手的一侧设有次品区。
2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述搬运结构主要由第一机架、待测件储存仓、第一步进电机、同步带机构、第一丝杆、带有吸盘组的第一机械手、气动伸缩杆组成，第一机架上滑动安装有同步带机构，第一机架上安装有第一步进电机，第一步进电机的输出端连接有第一丝杆，第一丝杆上安装有第一丝杆套，第一丝杆套与同步带机构连接，同步带机构处设有槽体，槽体上滑动连接有气动伸缩杆，气动伸缩杆的活动端安装有带有吸盘组的第一机械手，第一机架上设有包装盒体放置区，传送带延伸至包装盒体放置区的侧面位置处。
3.根据权利要求2所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述槽体为横向燕尾槽。
4.根据权利要求2所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述待测件储存仓安装在包装盒体放置区的下部。
5.根据权利要求2所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述第一机架上安装有急停按钮。
6.根据权利要求1-5任一所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述筛选结构上安装有控制器。
7.根据权利要求6所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述控制器采用具有STEP-7和LabVIEW的PLC控制器。
8.根据权利要求1-5任一所述的基于LabVIEW的工厂视觉分拣系统，其特征在于，所述搬运结构和筛选结构留有通信接口。
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