CN109116797A - 精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统及方法，涉及工件智能视觉检测与定位领域，包括：红外光源，用于照射工件；工业相机，用于获取工件外形轮廓、特征点的特征数据；工业相机的镜头加装红外滤镜；上位机，利用视觉算法分析处理工业相机采集的特征数据，根据特征数据与设定模版比较，得到匹配度得分和偏差角度；可编程逻辑控制器，用于读取上位机的数据，并驱动伺服旋转装置或剔料装置；伺服旋转装置，根据工控机处理的角度数据驱动工件旋转固定角度；剔料装置，根据上位机处理的匹配度得分、拟合误差数据剔除不合格工件；其中：可编程逻辑控制器通过以太网与上位机进行通讯，并通过总线控制伺服旋转装置和剔料装置。

Description

精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统及方法

技术领域

本发明涉及工件智能视觉检测与定位技术领域，特别是涉及需精整工件的识别、检测与定位控制的精整液压机用的视觉检测与旋转定位系统及方法。

背景技术

随着粉末冶金行业的飞速发展，精整液压机的生产有着广泛的应用和市场前景，但精密粉末冶金行业中由于工件尺寸精度要求较高，传统的精整液压机一般靠人工识别产品外观来确认被压制工件品质；然后手动摆料才能精准放入模腔完成压制过程。此过程效率低下且安全性差。随着智能化技术的发展和自动化技术的广泛应用，为更好的满足高效率和高安全性的要求，为粉末精整液压机设计一套针对工件的精整液压机用的视觉检测与旋转定位系统及方法显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服传统精整液压机人工检测工件、人工上料效率低下和安全性差等问题，提供一种精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统及方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统，包括：

红外光源，用于照射工件；

工业相机，用于获取工件外形轮廓、特征点的特征数据；所述工业相机的镜头加装红外滤镜；

上位机，利用视觉算法分析处理工业相机采集的特征数据，根据特征数据与设定模版比较，得到匹配度得分和偏差角度；

可编程逻辑控制器，用于读取上位机的数据，并驱动伺服旋转装置或剔料装置；

伺服旋转装置，根据工控机处理的角度数据驱动工件旋转固定角度；

剔料装置，根据上位机处理的匹配度得分、拟合误差数据剔除不合格工件；

其中：可编程逻辑控制器通过以太网与上位机进行通讯，并通过总线控制伺服旋转装置和剔料装置。

进一步，所述上位机为工控机。

一种精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统的方法，包括如下步骤：

步骤一、准备工作；具体为：根据工件的特征，在上位机组态软件上设置工件特征点和外形轮廓，确定标准模版；所述上位机组态软件安装于上位机内；

步骤二、工业相机拍照获取工件的特征数据并传送给上位机；具体为：首先利用红外光源提供红外光照射检测区域，随后开启工业相机对工件进行拍照，采集工件数据；

步骤三、上位机通过图像处理软件处理上述特征数据，将处理结果与模版比较，分析出匹配度得分、偏差角度；

步骤四、可编程逻辑控制器接收上位机数据，通过整合、分析后驱动伺服旋转带动工件转动至确切角度，或驱动剔料装置将工件剔除。

本发明具有的优点和积极效果是：

利用红外光源提供红外光照射检测区域，工业相机镜头加装红外滤镜后拍照采集工件数据，然后利用上位机组态软件设置扫描区域、角度范围等，并根据工件的正反面特征设置好标准模版。工作状态时工业相机被触发拍照后，将工件特征数据发送给上位机，上位机软件根据算法自动分析数据并与设定的标准模版比较，得出匹配度得分、偏差角度、拟合误差等参数；之后将各项参数发送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器通过逻辑判断来确定驱动伺服旋转装置带动工件旋转或者驱动剔料装置将工件剔除。

一、本发明通过采用智能视觉检测实现了在区域可设定、角度范围可设定的情况下对待精整工件的外观快速检测、偏差角度快速测量等；二、结合伺服旋转装置和剔料装置，实现工件的自动旋转定位或剔除，大大提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构图；

图2是本发明优选实施例中工业相机的结构图；

图3是本发明优选实施例中剔料气缸的结构图；

图4是本发明优选实施例的流程图；

其中，1、上位机；2、相机高速采集卡；3、以太网；4、防护罩；5、剔料气缸；6.检测开关A；7、定位销；8、视觉旋转盘；9、检测开关B；10、视觉支架；11、伺服旋转装置；12、Cognex相机；13、相机镜头；14、红外滤镜；15、红外光源

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，进行详细说明如下：

上位机1主要用于分析处理相机数据。相机高速采集卡2安装在上位机上，用于采集相机数据。以太网3连接相机和采集卡。4.防护罩。7.定位销7为选用件(即可有可无)，用于对上一工序的工件进行导向定位。8.视觉旋转盘。10.视觉支架。11.伺服电机，用于驱动视觉旋转盘带动工件转动。

请参阅图1至图3，一种精整液压机用的视觉检测与旋转定位系统，包括：

上位机1，主要用于分析处理工业相机采集到的数据，得出匹配度得分、偏差角度等。

相机高速采集卡2，安装在上位机1上，主要用于采集工业相机数据并传送给上位机1。

工业相机，用于拍照采集工件外形轮廓、特征点等特征，本优选实施例中的工业相机选用的是Cognex相机12；

红外光源15，提供照射拍照区域的光照。

相机镜头13和红外滤镜14，用于对焦工件并过滤干扰光源。

检测开关，用于检测工件是否到位，检测区域内工件是否多于一个。本优选实施例为两个，分别为检测开关A6和检测开关B9；检测开关A6主要用来检测是否有多个工件进入相机拍照区；检测开关B9用于检测相机拍照区是否有工件；

可编程逻辑控制器，用于读取工控机得出的数据，并驱动伺服旋转装置11或剔料装置5。

伺服旋转装置11，用于根据工控机处理的角度等数据驱动工件旋转固定角度，该伺服旋转装置11的包括伺服旋转电机和由伺服旋转电机带动的转盘，转盘用于带动工件转动，在转盘上可有设置有定位销7；作为优选，转盘优选的是视觉旋转盘8。

剔料装置，用于根据工控机处理的得分、拟合误差等数据剔除不合格工件。

其中：可编程逻辑控制器通过以太网与上位机连接并通讯，并通过总线可控制伺服旋转装置11和剔料装置5。

请参阅图4、一种精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统的方法，包括如下步骤:

步骤一、用户根据工件特征，在上位机(工业控制计算机)组态软件上设置工件特征点和外形轮廓等，确定标准模版；

步骤二、工业相机拍照提取工件各特征数据并传送给上位机；

步骤三、上位机软件算法处理相机拍照的各特征数据并与模版比较，分析出匹配度得分、偏差角度等；

步骤四、可编程逻辑控制器接收上位机数据，通过整合、分析后驱动伺服旋转带动工件转动至确切角度，或驱动剔料装置将工件剔除。

上述优选实施例中的精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统主要包括：工业相机，用于拍照采集工件外形轮廓、特征点等特征；上位机，采用工业控制计算机，利用视觉算法分析处理相机采集的数据，得出与设定模版比较后的匹配得分、偏差角度等；可编程逻辑控制器，用于读取工控机得出的数据，并驱动伺服旋转装置或剔料装置；伺服旋转装置，用于根据工控机处理的角度等数据驱动工件旋转固定角度；剔料装置，用于根据工控机处理的得分、拟合误差等数据剔除不合格工件。本发明根据，视觉软件中利用PatMax、PatQuick等算法采集、分析、处理工业相机的拍照数据，再经过可编程逻辑控制器逻辑判断后，驱动伺服旋转装置或者剔料装置动作。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统，其特征在于，包括：

红外光源，用于照射工件；

工业相机，用于获取工件外形轮廓、特征点的特征数据；所述工业相机的镜头加装红外滤镜；

上位机，利用视觉算法分析处理工业相机采集的特征数据，根据特征数据与设定模版比较，得到匹配度得分和偏差角度；

可编程逻辑控制器，用于读取上位机的数据，并驱动伺服旋转装置或剔料装置；

伺服旋转装置，根据工控机处理的角度数据驱动工件旋转固定角度；

剔料装置，根据上位机处理的匹配度得分、拟合误差数据剔除不合格工件；

其中：可编程逻辑控制器通过以太网与上位机进行通讯，并通过总线控制伺服旋转装置和剔料装置。

2.权利要求1所述的精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统，其特征在于，所述上位机为工控机。

3.一种基于权利要求1或2所述精整液压机用的智能视觉检测与旋转定位系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、准备工作；具体为：根据工件的特征，在上位机组态软件上设置工件特征点和外形轮廓，确定标准模版；所述上位机组态软件安装于上位机内；

步骤二、工业相机拍照获取工件的特征数据并传送给上位机；具体为：首先利用红外光源提供红外光照射检测区域，随后开启工业相机对工件进行拍照，采集工件数据；

步骤三、上位机通过图像处理软件处理上述特征数据，将处理结果与模版比较，分析出匹配度得分、偏差角度；

步骤四、可编程逻辑控制器接收上位机数据，通过整合、分析后驱动伺服旋转带动工件转动至确切角度，或驱动剔料装置将工件剔除。