CN109277810A - 一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统及方法 - Google Patents

一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统及方法 Download PDF

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统及方法，装配系统的特征是：图像处理模块的信号输入端与摄像机的信号输出端相连接，摄像机倾斜的固定在夹具的上部，光源与光源控制模块通信连接，光源控制模块和图像处理模块均与总控平台通信连接，夹持头固定在夹持头滑块的端部，气动螺丝刀固定在螺丝刀滑块的端部，夹具固定在回转装配台的上部。装配方法是：获取装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点；夹持头放下装配件，完成零件的放件；总控平台根据边缘信息和螺钉孔位置信息驱动螺丝刀滑块移动至螺钉孔位置；气动螺丝刀经吸附在其底部的螺钉拧入螺钉孔，完成零件的装配。本发明具有装配效率高、准确性好的优点。

Description

一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统及方法
技术领域
本发明属于零件装配技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统及方法。
背景技术
人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官，而视觉是人类最重要的感觉功能。据统计，人所感知的外界信息有以上是由视觉得到的。简单来讲，机器视觉可以理解为给机器加装上视觉装置，使机器具备“视觉”的功能，在某些领域代替人眼来做测量和判断，使其能认识和看懂观察到的东西，能确定它所见范围内目标的位置。机器视觉不仅是人眼的延伸，也具有人脑的部分功能，目的是提高机器的自动化和智能化程度。
现有的零件装配技术主要是通过人工进行装配，装配的效率较低，在零件装配线上，会使用大量的操作工人，提供了企业的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统及方法。
一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统，包括图像处理模块、总控平台、夹持头、气动螺丝刀、夹具，其特征在于：所述图像处理模块的信号输入端与摄像机的信号输出端相连接，所述摄像机倾斜的固定在夹具的上部，所述夹具的上方还固定有光源，所述光源和摄像机对称于夹具设置，所述光源与光源控制模块通信连接，所述光源控制模块和图像处理模块均与总控平台通信连接，所述夹持头固定在夹持头滑块的端部，所述气动螺丝刀固定在螺丝刀滑块的端部，所述夹持头滑块和螺丝刀滑块分别设置在回转装配台的两侧，所述夹具固定在回转装配台的上部。
优选地，所述夹持头滑块、螺丝刀滑块、回转装配台与运动控制模块通信连接，所述运动控制模块与总控平台相连接。
优选地，所述摄像机为CCD摄像机。
一种基于机器视觉的零件自动测量装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、装配基本件固定在夹具上，夹持头滑块驱动夹持头移动，夹持头将装配件传输至装配基本件的上部；
S2、总控平台向光源控制模块发出指令，光源控制模块接通光源的电源，光源发出平行光；
S3、平行光照射在装配基本件和装配件上，摄像机采集图像信息，图像信息经图像处理模块处理后得到装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点，装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点送入总控平台；
S4、总控平台根据边缘信息、图像质点确定装配基本件和装配件的位置，从而控制运动控制模块调整夹持头的位置；
S5、按步骤S2至S4对夹持头进行调整，直至装配件位于装配基本件的上方的装配位置；
S6、夹持头放下装配件，完成零件的放件；
S7、总控平台向光源控制模块发出指令，光源控制模块接通光源的电源，光源发出平行光；
S8、平行光照射在组装件上，摄像机采集图像信息，图像信息经图像处理模块处理后得到组装件的边缘信息和螺钉孔位置信息，并送入总控平台；
S9、总控平台根据边缘信息和螺钉孔位置信息驱动螺丝刀滑块移动至螺钉孔位置，按步骤S7、S8进一步移动气动螺丝刀，直至气动螺丝刀位于螺钉孔正上方；
S10、气动螺丝刀经吸附在其底部的螺钉拧入螺钉孔，完成零件的装配。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过摄像机和图像处理模块的向总控平台传输零件位置和姿势信息，从而控制整个装配过程，具有自动化程度高、准确率高的优点。
附图说明
图1为本发明一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统的结构示意图。
图中，1、夹持头滑块，2、运动控制模块，3、图像处理模块，4、总控平台，5、光源控制模块，6、螺丝刀滑块，7、夹持头，8、摄像机，9、回转装配台，10、夹具，11、光源，12、气动螺丝刀。
具体实施方式
参见图1，一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统，包括图像处理模块3、总控平台4、夹持头7、气动螺丝刀12、夹具10，其特征在于：所述图像处理模块3的信号输入端与摄像机8的信号输出端相连接，所述摄像机8倾斜的固定在夹具10的上部，所述夹具10的上方还固定有光源11，所述光源11和摄像机8对称于夹具10设置，所述光源11与光源控制模块5通信连接，所述光源控制模块5和图像处理模块3均与总控平台4通信连接，所述夹持头7固定在夹持头滑块1的端部，所述气动螺丝刀12固定在螺丝刀滑块6的端部，所述夹持头滑块1和螺丝刀滑块6分别设置在回转装配台9的两侧，所述夹具10固定在回转装配台9的上部。
所述夹持头滑块1、螺丝刀滑块6、回转装配台9与运动控制模块2通信连接，所述运动控制模块2与总控平台4相连接。
所述摄像机8为CCD摄像机。
一种基于机器视觉的零件自动测量装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、装配基本件固定在夹具10上，夹持头滑块1驱动夹持头7移动，夹持头7将装配件传输至装配基本件的上部；
S2、总控平台4向光源控制模块5发出指令，光源控制模块5接通光源11的电源，光源11发出平行光；
S3、平行光照射在装配基本件和装配件上，摄像机8采集图像信息，图像信息经图像处理模块3处理后得到装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点，装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点送入总控平台4；
S4、总控平台4根据边缘信息、图像质点确定装配基本件和装配件的位置，从而控制运动控制模块2调整夹持头7的位置；
S5、按步骤S2至S4对夹持头7进行调整，直至装配件位于装配基本件的上方的装配位置；
S6、夹持头7放下装配件，完成零件的放件；
S7、总控平台4向光源控制模块5发出指令，光源控制模块5接通光源11的电源，光源11发出平行光；
S8、平行光照射在组装件上，摄像机8采集图像信息，图像信息经图像处理模块3处理后得到组装件的边缘信息和螺钉孔位置信息，并送入总控平台4；
S9、总控平台4根据边缘信息和螺钉孔位置信息驱动螺丝刀滑块6移动至螺钉孔位置，按步骤S7、S8进一步移动气动螺丝刀12，直至气动螺丝刀12位于螺钉孔正上方；
S10、气动螺丝刀12经吸附在其底部的螺钉拧入螺钉孔，完成零件的装配。
本发明技术方案在上面结合附图对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改进，或未经改进将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 (4)

1.一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统，包括图像处理模块（3）、总控平台（4）、夹持头（7）、气动螺丝刀（12）、夹具（10），其特征在于：所述图像处理模块（3）的信号输入端与摄像机（8）的信号输出端相连接，所述摄像机（8）倾斜的固定在夹具（10）的上部，所述夹具（10）的上方还固定有光源（11），所述光源（11）和摄像机（8）对称于夹具（10）设置，所述光源（11）与光源控制模块（5）通信连接，所述光源控制模块（5）和图像处理模块（3）均与总控平台（4）通信连接，所述夹持头（7）固定在夹持头滑块（1）的端部，所述气动螺丝刀（12）固定在螺丝刀滑块（6）的端部，所述夹持头滑块（1）和螺丝刀滑块（6）分别设置在回转装配台（9）的两侧，所述夹具（10）固定在回转装配台（9）的上部。
2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统，其特征在于：所述夹持头滑块（1）、螺丝刀滑块（6）、回转装配台（9）与运动控制模块（2）通信连接，所述运动控制模块（2）与总控平台（4）相连接。
3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的零件自动测量装配系统，其特征在于：所述摄像机（8）为CCD摄像机。
4.一种如权利要求1所述的一种基于机器视觉的零件自动测量装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、装配基本件固定在夹具（10）上，夹持头滑块（1）驱动夹持头（7）移动，夹持头（7）将装配件传输至装配基本件的上部；
S2、总控平台（4）向光源控制模块（5）发出指令，光源控制模块（5）接通光源（11）的电源，光源（11）发出平行光；
S3、平行光照射在装配基本件和装配件上，摄像机（8）采集图像信息，图像信息经图像处理模块（3）处理后得到装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点，装配基本件和装配件的边缘信息、图像质点送入总控平台（4）；
S4、总控平台（4）根据边缘信息、图像质点确定装配基本件和装配件的位置，从而控制运动控制模块（2）调整夹持头（7）的位置；
S5、按步骤S2至S4对夹持头（7）进行调整，直至装配件位于装配基本件的上方的装配位置；
S6、夹持头（7）放下装配件，完成零件的放件；
S7、总控平台（4）向光源控制模块（5）发出指令，光源控制模块（5）接通光源（11）的电源，光源（11）发出平行光；
S8、平行光照射在组装件上，摄像机（8）采集图像信息，图像信息经图像处理模块（3）处理后得到组装件的边缘信息和螺钉孔位置信息，并送入总控平台（4）；
S9、总控平台（4）根据边缘信息和螺钉孔位置信息驱动螺丝刀滑块（6）移动至螺钉孔位置，按步骤S7、S8进一步移动气动螺丝刀（12），直至气动螺丝刀（12）位于螺钉孔正上方；
S10、气动螺丝刀（12）经吸附在其底部的螺钉拧入螺钉孔，完成零件的装配。
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