CN109773789A - 一种插线盒视觉引导系统 - Google Patents

Abstract

一种插线盒视觉引导系统包括第一图像采集设备单元，固定于第一机械手上，用于捕捉太阳能电池板上金属片停靠区域的图像以生成图像；第一工控机，与第一图像采集设备单元和第一机械手通信地耦合，接受第一机械手到达指定地点的信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，所述图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片的长度是否在制定范围内，当不在制定范围内时，向第一机械手发送NG信号后不处理此金属片，当在制定范围内时，通过自定义的视觉内部算法得出最下方金属片根部在第一机械手坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准金属片向上拨起位置作比较得出偏移坐标值，本发明优点是：通过图像识别系统引导机器人精准的抓取和安装，极大的提高了工作效率和工作质量。

Description

一种插线盒视觉引导系统

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，具体涉及一种插线盒视觉引导系统。

背景技术

目前，在插线盒生产过程中，第一道工序需要将背板上的金属片用机器人向上拨起，然后通过传送带传送至第二道工序，将金属片置入接线盒的焊锡盒中进行焊锡，金属片间距固定，这个过程中，首先要判断金属片长度是否在焊锡范围内，其次需要检测机器人是否成功将金属片向上拨起，利用人工判断来处理，不光使人工强度增大，而且准确度也无法保证，给第二道工序焊锡插线盒带来不稳定因素。第二道工序中机器人将接线盒的焊锡盒对准金属片放入，而机器手定位无法保证，从而成品质量无法保证，造成生产成本高。

发明内容

本发明的目的就是针对目前，在插线盒生产过程中，第一道工序需要将背板上的金属片用机器人向上拨起，然后通过传送带传送至第二道工序，将金属片置入接线盒的焊锡盒中进行焊锡，金属片间距固定，这个过程中，首先要判断金属片长度是否在焊锡范围内，其次需要检测机器人是否成功将金属片向上拨起，利用人工判断来处理，不光使人工强度增大，而且准确度也无法保证，给第二道工序焊锡插线盒带来不稳定因素。第二道工序中机器人将接线盒的焊锡盒对准金属片放入，而机器手定位无法保证，从而成品质量无法保证，造成生产成本高之不足，而提供一种插线盒视觉引导系统。

本发明包括第一图像采集设备单元，固定于第一机械手上，用于捕捉太阳能电池板上金属片停靠区域的图像以生成图像；

第一工控机，与第一图像采集设备单元和第一机械手通信地耦合，接受第一机械手到达指定地点的信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，所述图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片的长度是否在制定范围内，并通过自定义的视觉内部算法得出最下方金属片根部在第一机械手坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准金属片向上拨起位置作比较得出偏移坐标值，

接受第一机械手到的向上拨起信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，并通过该图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片是否被向上拨起；

第一机械手，向工控机单元发出位置信号，响应第一工控机的图像处理偏移值结果，指示第一机械手向金属片采取向上拨起金属片的偏差位置调整，并向上拨起，向上拨起完毕后，向第一工控机发送向上拨起检测信号，并响应金属片是否被向上拨起信号；

输送单元，用于输送待安装接线盒的太阳能电池板，并置于第二机械手正前方。

光电控制单元，控制输送单元的启停。

第二图像采集设备单元，固定于第二机械手上，用于捕捉金属片停靠区域的图像以生成图像；

第二工控机，与第二图像采集设备单元和第二机械手通信地耦合，接受第二机械手到达指定地点的信号，向第二图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第二图像采集设备单元采集太阳能电池板上金属片位置图像，所述位置图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，得出接线盒安装位置的坐标，将该位置与接线盒的标准安装位置作比较得出机器人的偏移坐标；

第二机械手，向第二工控机单元发出位置信号，响应第二工控机的图像处理偏移值结果，指示机械手移动至接线盒和金属片正上方，并夹取及放下接线盒，使金属片插入接线盒的焊锡盒中，其中，接线盒处于固定位置；

工控机单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述工控机单元。

所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。

第二工控机和第一工控机是一个工控机。

方法如下：

拔出金属片工序；

a)将一号摄像头固定安装在机器人的一号机械手处;

b)命令一号机械手走到设定的固定位置时给出拍照信号，要求一号摄像头进行拍照，并发送至一号工控机;

c)根据图像处理分析判断金属片的长度是否在制定范围内;

d)当若不在，则传给一号机械手NG信号，一号机械手收到NG信号后不处理;

e)若在指定范围内，通过视觉内部算法，找出最下方金属片根部在机器人坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准向上拨起位置作比较得出一号机械手的偏移坐标，并传给一号机械手，将金属片向上拨起；

f）通过一号摄像头再次拍摄并发送给一号工控机做对比，得出一号机械手是否成功将金属片向上拨起，判定结果成功后，通过传送带进入安装接线盒工序；

安装接线盒工序：

g)将二号摄像头固定安装在二号机械手上;输送单元到达指定位置后停止运动，

h) 二号机器人在固定位置夹取接线盒，走到太阳能电池板上方给出拍照信号，命令摄像头拍照。

i)视觉通过拍摄图像，并发送给第二工控机，得出接线盒安装位置的坐标，将该位置与接线盒的标准安装位置作比较得出机器人的偏移坐标；

k) 二号机械手根据偏移坐标，引导二号机器手定位到金属片正上方，放下接线盒，即太阳能电池板上的金属片插入接线盒焊锡盒中。

工控机单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述工控机单元。

所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。

第二工控机和第一工控机是一个工控机。

本发明优点是：通过图像识别系统引导机器人精准的抓取和安装，极大的提高了工作效率和工作质量。

附 图 说 明

图1是本发明视觉引导系统示意图。

具体实施方式

如附图所示，本发明第一图像采集设备单元，固定于第一机械手上，用于捕捉太阳能电池板上金属片停靠区域的图像以生成图像；

第一工控机，与第一图像采集设备单元和第一机械手通信地耦合，接受第一机械手到达指定地点的信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，所述图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片的长度是否在制定范围内，当不在制定范围内时，向第一机械手发送NG信号后不处理此金属片，当在制定范围内时，通过自定义的视觉内部算法得出最下方金属片根部在第一机械手坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准金属片向上拨起位置作比较得出偏移坐标值，

接受第一机械手到的向上拨起信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，并通过该图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片是否被向上拨起；

第一机械手，向工控机单元发出位置信号，响应第一工控机的图像处理偏移值结果，指示第一机械手向金属片采取向上拨起金属片的偏差位置调整，并向上拨起，向上拨起完毕后，向第一工控机发送向上拨起检测信号，并响应金属片是否被向上拨起信号；

输送单元，用于输送待安装接线盒的太阳能电池板，并置于第二机械手正前方。

光电控制单元，控制输送单元的启停。

第二图像采集设备单元，固定于第二机械手上，用于捕捉金属片停靠区域的图像以生成图像；

第二工控机，与第二图像采集设备单元和第二机械手通信地耦合，接受第二机械手到达指定地点的信号，向第二图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第二图像采集设备单元采集太阳能电池板上金属片位置图像，所述位置图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，得出接线盒安装位置的坐标，将该位置与接线盒的标准安装位置作比较得出机器人的偏移坐标；

第二机械手，向第二工控机单元发出位置信号，响应第二工控机的图像处理偏移值结果，指示机械手移动至接线盒和金属片正上方，并夹取及放下接线盒，使金属片插入接线盒的焊锡盒中，其中，接线盒处于固定位置；

工控机单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述工控机单元。

所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。

第二工控机和第一工控机是一个工控机。

方法如下：

拔出金属片工序；

b)将一号摄像头固定安装在机器人的一号机械手处;

b)命令一号机械手走到设定的固定位置时给出拍照信号，要求一号摄像头进行拍照，并发送至一号工控机;

c)根据图像处理分析判断金属片的长度是否在制定范围内;

d)当若不在，则传给一号机械手NG信号，一号机械手收到NG信号后不处理，可选择重新进入步骤b或人工进行处理;

e)若在指定范围内，通过视觉内部算法，找出最下方金属片根部在机器人坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准向上拨起位置作比较得出一号机械手的偏移坐标，并传给一号机械手，将金属片向上拨起；

f）通过一号摄像头再次拍摄并发送给一号工控机做对比，得出一号机械手是否成功将金属片向上拨起，判定结果成功后，通过传送带进入安装接线盒工序；

安装接线盒工序：

g)将二号摄像头固定安装在二号机械手上;输送单元到达指定位置后停止运动，

h) 二号机器人在固定位置夹取接线盒，走到太阳能电池板上方给出拍照信号，命令摄像头拍照。

i)视觉通过拍摄图像，并发送给第二工控机，得出接线盒安装位置的坐标，将该位置与接线盒的标准安装位置作比较得出机器人的偏移坐标；

k) 二号机械手根据偏移坐标，引导二号机器手定位到金属片正上方，放下接线盒，即太阳能电池板上的金属片插入接线盒焊锡盒中。

工控机单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述工控机单元。

所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。

第二工控机和第一工控机是一个工控机。

定位，电池串头部一侧的边缘和平行于传送带的固定直线的交点，当做电池串的位置。

定位的同时会检测电池串头部边缘直线的角度，如果角度和标准位置相差较大，则电池串没规正好，会传给机械手NG信号。

电池串传送到相机下方后进行机械结构规正。

工控机内的逻辑模块和控制电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑控器件(例如，PLC)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM 存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM 或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线 (DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本发明的先前描述是为使得本领域任何技术人员能够实践或使用本公开。对本发明的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本发明并非旨在被限定于说明书中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (8)

1.一种插线盒视觉引导系统，其特征在于包括

第一图像采集设备单元，固定于第一机械手上，用于捕捉太阳能电池板上金属片停靠区域的图像以生成图像；

第一工控机，与第一图像采集设备单元和第一机械手通信地耦合，接受第一机械手到达指定地点的信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，所述图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片的长度是否在制定范围内，并通过自定义的视觉内部算法得出最下方金属片根部在第一机械手坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准金属片向上拨起位置作比较得出偏移坐标值，

接受第一机械手到的向上拨起信号，向第一图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第一图像采集设备单元采集所述图像，并通过该图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，处理得出金属片是否被向上拨起；

第一机械手，向工控机单元发出位置信号，响应第一工控机的图像处理偏移值结果，指示第一机械手向金属片采取向上拨起金属片的偏差位置调整，并向上拨起，向上拨起完毕后，向第一工控机发送向上拨起检测信号，并响应金属片是否被向上拨起信号；

输送单元，用于输送待安装接线盒的太阳能电池板，并置于第二机械手正前方。

光电控制单元，控制输送单元的启停。

第二图像采集设备单元，固定于第二机械手上，用于捕捉金属片停靠区域的图像以生成图像；

第二工控机，与第二图像采集设备单元和第二机械手通信地耦合，接受第二机械手到达指定地点的信号，向第二图像采集设备单元发出图像采集指令，并从所述第二图像采集设备单元采集太阳能电池板上金属片位置图像，所述位置图像通过自定义的视觉内部算法进行计算处理，得出接线盒安装位置的坐标，将该位置与接线盒的标准安装位置作比较得出机器人的偏移坐标；

第二机械手，向第二工控机单元发出位置信号，响应第二工控机的图像处理偏移值结果，指示机械手移动至接线盒和金属片正上方，并夹取及放下接线盒，使金属片插入接线盒的焊锡盒中，其中，接线盒处于固定位置。

2.根据权利要求1所述的一种插线盒视觉引导系统，其特征在于工控机单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述工控机单元。

3.根据权利要求1所述的一种插线盒视觉引导系统，其特征在于所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。

4.根据权利要求1所述的一种插线盒视觉引导系统，其特征在于第二工控机和第一工控机是一个工控机。

5.一种插线盒视觉引导方法，其特征在于，方法如下：

拔出金属片工序；

a)将一号摄像头固定安装在机器人的一号机械手处;

b)命令一号机械手走到设定的固定位置时给出拍照信号，要求一号摄像头进行拍照，并发送至一号工控机;

c)根据图像处理分析判断金属片的长度是否在制定范围内;

d)当若不在，则传给一号机械手NG信号，一号机械手收到NG信号后不处理;

e)若在指定范围内，通过视觉内部算法，找出最下方金属片根部在机器人坐标系中的X，Y坐标，将此坐标与标准向上拨起位置作比较得出一号机械手的偏移坐标，并传给一号机械手，将金属片向上拨起；

f）通过一号摄像头再次拍摄并发送给一号工控机做对比，得出一号机械手是否成功将金属片向上拨起，判定结果成功后，通过传送带进入安装接线盒工序；

安装接线盒工序：

g)将二号摄像头固定安装在二号机械手上;输送单元到达指定位置后停止运动，

h) 二号机器人在固定位置夹取接线盒，走到太阳能电池板上方给出拍照信号，命令摄像头拍照。

i)视觉通过拍摄图像，并发送给第二工控机，得出接线盒安装位置的坐标，将该位置与接线盒的标准安装位置作比较得出机器人的偏移坐标；

k) 二号机械手根据偏移坐标，引导二号机器手定位到金属片正上方，放下接线盒，即太阳能电池板上的金属片插入接线盒焊锡盒中。

6.根据权利要求5所述的一种插线盒视觉引导方法，其特征在于工控机单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述工控机单元。

7.根据权利要求5所述的一种插线盒视觉引导方法，其特征在于所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。

8.根据权利要求5所述的一种插线盒视觉引导方法，其特征在于第二工控机和第一工控机是一个工控机。