CN110052347B - 一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统 - Google Patents

一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及自动喷涂技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统，所述系统包括：PLC、与所述PLC连接的变频器、第一红外传感器、第二红外传感器和交换机；所述变频器还连接有电机，所述交换机还连接有工业相机、工控机，所述工控机还连接有喷涂机器人；通过所述第一红外传感器感应红外信号，从而控制所述电机启动运行，并进行图像拍摄，当第二红外传感器感应到红外信号时，变频器控制电机停止运行，工业相机停止图像拍摄；当所述工控机匹配到所述图像对应的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业，本发明能根据工件的纹理自动调整喷涂工序。

Description

一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统
技术领域
本发明涉及自动喷涂技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统。
背景技术
随着我国科技的蓬勃发展，机器视觉以及工业机器人的应用将变得越来越广泛，在工业机器人与机器视觉的相互结合下，能够使喷涂变得更加的智能。工业相机在工控领域除了用于图像识别，还可以提取工件的纹理和轮廓，从而为自动喷涂以及喷涂路径规划提供了基础。
现有的喷涂设备只能对工件进行同样的喷涂工序，而由于工件纹理不一，需要喷涂不同的图案，往往需要改变喷涂的工序，喷涂作业非常麻烦。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决目前喷涂工序需要人工调整、喷涂作业麻烦的问题，提供一种基于机器视觉，能根据工件的纹理自动调整喷涂工序的自动喷涂方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于机器视觉的自动喷涂系统，所述系统包括：PLC、与所述PLC连接的变频器、第一红外传感器、第二红外传感器和交换机；
所述变频器还连接有电机，所述交换机还连接有工业相机、工控机，所述工控机还连接有喷涂机器人；
所述电机，用于带动传送带朝所述喷涂机器人方向运动，所述第一红外传感器和工业相机设置于所述传送带的输入端，所述第二红外传感器和喷涂机器人设置于所述传送带的输出端；
所述PLC，用于当所述第一红外传感器感应到红外信号时，触发所述工业相机和所述变频器启动工作的控制信号；以及当所述第二红外传感器感应到红外信号时，触发所述工业相机和所述变频器停止工作的控制信号；
所述变频器，用于响应所述PLC触发的控制指令控制所述电机的运行；
所述交换机，用于建立所述PLC分别与所述工业相机、工控机之间的通信连接；
所述工控机包含本地数据库，所述本地数据库存储有本地图像，以及所述本地图像对应的喷涂程序；
所述工控机，用于获取工业相机拍摄的图像，并将所述图像与本地图像进行比对，当匹配到所述图像一致的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
进一步，所述系统包括：
与所述交换机通信连接的工业云模块，所述工业云模块包含异地数据库，所述异地数据库存储有异地图像，以及所述异地图像对应的喷涂程序；
所述工控机，还用于获取工业相机拍摄的图像，并将所述图像与异地图像进行比对，当匹配到所述图像一致的异地图像时，获取异地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
进一步，所述工控机，还用于当所述图像分别与所述本地图像和异地图像均比对失败时，按预先设定的喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
进一步，所述系统包括：与所述PLC连接的显示屏，所述显示屏用于预先设定的喷涂程序。
一种基于机器视觉的自动喷涂方法，应用于上述基于机器视觉的自动喷涂系统，包括以下步骤：
所述第一红外传感器感应到红外信号，触发所述PLC向所述工业相机和所述变频器发送启动工作的控制信号；
所述变频器响应所述PLC触发的控制指令控制所述电机启动运行，所述工业相机进行图像拍摄，并将所述拍摄的图像发送到工控机；
所述工控机获取所述图像，并将所述图像与本地图像进行比对；
第二红外传感器感应到红外信号，触发所述PLC向所述工业相机和所述变频器发送停止工作的控制信号；
所述变频器控制所述电机停止运行，所述工业相机停止图像拍摄；
当所述工控机匹配到所述图像对应的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
进一步，所述方法还包括：当匹配不到所述图像一致的本地图像时，所述工控机并将所述图像与异地图像进行比对，当匹配到所述图像对应的异地图像时，获取异地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
进一步，所述方法还包括：所述工控机，还用于当所述图像分别与所述本地图像和异地图像均比对失败时，按预先设定的喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
进一步，所述方法还包括：通过显示屏预先设定喷涂程序。
本发明的有益效果是：本发明公开一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统，所述系统包括：PLC、与所述PLC连接的变频器、第一红外传感器、第二红外传感器和交换机；所述变频器还连接有电机，所述交换机还连接有工业相机、工控机，所述工控机还连接有喷涂机器人；通过所述第一红外传感器感应红外信号，从而控制所述电机启动运行，并进行图像拍摄，当第二红外传感器感应到红外信号时，变频器控制电机停止运行，工业相机停止图像拍摄；当所述工控机匹配到所述图像对应的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业，本发明提供的一种基于机器视觉的自动喷涂方法及系统，能根据工件的纹理自动调整喷涂工序。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种基于机器视觉的自动喷涂系统的电路框图；
图2是本发明实施例一种基于机器视觉的自动喷涂方法的流程示意图；
图3是本发明实施例一种基于机器视觉的自动喷涂系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，本发明实施例提供一种基于机器视觉的自动喷涂系统，所述系统包括：PLC100、与所述PLC100连接的变频器200、第一红外传感器310、第二红外传感器320和交换机400；所述变频器200还连接有电机210，所述交换机400还连接有工业相机410、工控机420，所述工控机420还连接有喷涂机器人600。
所述电机210，用于驱动传送带朝所述喷涂机器人600方向运动，具体地，所述电机210通过驱动转轴运动，所述转轴带动附着在滚筒上的传送带运动。
所述第一红外传感器310和工业相机410设置于所述传送带输入端，所述第二红外传感器320和喷涂机器人600设置于所述传送带输出端。
所述PLC100，用于当所述第一红外传感器310感应到红外信号时，触发所述工业相机410和所述变频器200启动工作的控制信号；以及当所述第二红外传感器320感应到红外信号时，触发所述工业相机410和所述变频器200停止工作的控制信号。
所述变频器200，用于响应所述PLC100触发的控制指令控制所述电机210的运行。
所述交换机400，用于建立所述PLC100分别与所述工业相机410、工控机420之间的通信连接。从而实现所述PLC100与所述工业相机410、工控机420之间的信息交互。
所述工控机420包含本地数据库，所述本地数据库存储有本地图像，以及所述本地图像对应的喷涂程序。
所述工控机420，用于获取工业相机410拍摄的图像，并将所述图像与本地图像进行比对，当匹配到所述图像一致的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人600进行喷涂作业。
通过将工业相机410拍摄的图像与本地图像进行比对，并匹配到所述图像一致的本地图像，从而根据工件的表面纹理自动调整喷涂工序，无需人工介入更换喷涂工序。
在一个实施例中，所述PLC100型号为：西门子S7-1500，所述变频器200型号为：正弦SINEE-EM100，所述电机210型号为：西门子贝得电机2101TL001，所述交换机400型号为：感闻工业交换机400KP-9000-GW-6508F，所述工业相机410型号为：海康威视MV-CA003-50GM，所述工控机420型号为：崇畅SG121-BGCM，所述喷涂机器人600型号为：希美埃GR-6160。
作为本实施例的进一步改进，所述系统包括：与所述交换机400通信连接的工业云模块430，所述工业云模块430包含异地数据库，所述异地数据库存储有异地图像，以及所述异地图像对应的喷涂程序；所述工控机420，还用于获取工业相机410拍摄的图像，并将所述图像与异地图像进行比对，当匹配到所述图像一致的异地图像时，获取异地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人600进行喷涂作业。
通过设置异地数据库，并建立交换机400与工业云模块430的通信连接，扩大了喷涂程序的基础库，便于根据作业需求更新喷涂程序，也便于远程调用该基础库，充分满足实际作业需求。在一个实施例中，所述工业云模块430型号为：汇川工业云模块430IOT-WL430DE。
作为本实施例的进一步改进，所述工控机420，还用于当所述图像分别与所述本地图像和异地图像均比对失败时，按预先设定的喷涂程序控制所述喷涂机器人600进行喷涂作业。
通过预先设定喷涂程序，可在工件的图像匹配不到喷涂程序时，依然以设定的程序进行工作，保证了例外情况下喷涂作业的持续进行。
作为本实施例的进一步改进，所述系统包括：与所述PLC100连接的显示屏500，所述显示屏500用于预先设定的喷涂程序。
通过显示屏500与PLC100进行信息交互，便于喷涂程序的个性化设定。在一个实施例中，所述显示屏500型号为：西门子触摸屏6AV2123-2MB03-0AX0。
参考图2，本发明实施例还提供一种基于机器视觉的自动喷涂方法，包括以下步骤：
步骤S1、所述第一红外传感器310感应到红外信号，触发所述PLC100向所述工业相机410和所述变频器200发送启动工作的控制信号；
参考图3，在一个实施例中，选取一块木材，所述木材的表面具有特定的纹理特征，将木材放置在所述传送带的输入端，所述第一红外传感器310即可感应到红外信号，触发所述PLC100向所述工业相机410和所述变频器200发送启动工作的控制信号。
步骤S2、所述变频器200响应所述PLC100触发的控制指令控制所述电机210启动运行，所述工业相机410进行图像拍摄，并将所述拍摄的图像发送到工控机420；
步骤S3、所述工控机420获取所述图像，并将所述图像与本地图像进行比对；
在一个实施例中，所述工控机420先提取木门表面纹理特征，然后根据纹理特征跟数据库中本地图像的纹理特征比对。
步骤S4、第二红外传感器320感应到红外信号，触发所述PLC100向所述工业相机410和所述变频器200发送停止工作的控制信号；
步骤S5、所述变频器200控制所述电机210停止运行，所述工业相机410停止图像拍摄；
步骤S6、当所述工控机420匹配到所述图像对应的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人600进行喷涂作业。
作为本实施例的进一步改进，当匹配不到所述图像一致的本地图像时，所述工控机420访问工业云模块430的数据库，所述工控机420将所述图像与异地图像进行比对，当匹配到所述图像对应的异地图像时，获取并下载异地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人600进行喷涂作业。
作为本实施例的进一步改进，所述工控机420，还用于当所述图像分别与所述本地图像和异地图像均比对失败时，按预先设定的喷涂程序控制所述喷涂机器人600进行喷涂作业。
作为本实施例的进一步改进，所述方法还包括：通过显示屏421预先设定喷涂程序。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于机器视觉的自动喷涂系统，其特征在于，所述系统包括：PLC、与所述PLC连接的变频器、第一红外传感器、第二红外传感器和交换机；
所述变频器还连接有电机，所述交换机还连接有工业相机、工控机，所述工控机还连接有喷涂机器人；
所述电机，用于带动传送带朝所述喷涂机器人方向运动，所述第一红外传感器和工业相机设置于所述传送带的输入端，所述第二红外传感器和喷涂机器人设置于所述传送带的输出端；
所述PLC，用于当所述第一红外传感器感应到红外信号时，触发所述工业相机和所述变频器启动工作的控制信号；以及当所述第二红外传感器感应到红外信号时，触发所述工业相机和所述变频器停止工作的控制信号；
所述变频器，用于响应所述PLC触发的控制指令控制所述电机的运行；
所述交换机，用于建立所述PLC分别与所述工业相机、工控机之间的通信连接；
所述工控机包含本地数据库，所述本地数据库存储有本地图像，以及所述本地图像对应的喷涂程序；
所述工控机，用于获取工业相机拍摄的图像，并将所述图像与本地图像进行比对，当匹配到所述图像一致的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业；
其中，所述系统还包括：
与所述交换机通信连接的工业云模块，所述工业云模块包含异地数据库，所述异地数据库存储有异地图像，以及所述异地图像对应的喷涂程序；
所述工控机，还用于获取工业相机拍摄的图像，并将所述图像与异地图像进行比对，当匹配到与所述图像一致的异地图像时，获取异地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业；
所述工控机，还用于当所述图像分别与所述本地图像和异地图像均比对失败时，按预先设定的喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动喷涂系统，其特征在于，所述系统包括：与所述PLC连接的显示屏，所述显示屏用于预先设定的喷涂程序。
3.一种基于机器视觉的自动喷涂方法，应用于权利要求1～2任一所述的基于机器视觉的自动喷涂系统，其特征在于，包括以下步骤：
所述第一红外传感器感应到红外信号，触发所述PLC向所述工业相机和所述变频器发送启动工作的控制信号；
所述变频器响应所述PLC触发的控制指令控制所述电机启动运行，所述工业相机进行图像拍摄，并将所述拍摄的图像发送到工控机；
所述工控机获取所述图像，并将所述图像与本地图像进行比对；
第二红外传感器感应到红外信号，触发所述PLC向所述工业相机和所述变频器发送停止工作的控制信号；
所述变频器控制所述电机停止运行，所述工业相机停止图像拍摄；
当所述工控机匹配到所述图像对应的本地图像时，获取本地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业；
其中，所述方法还包括：
当匹配不到所述图像一致的本地图像时，所述工控机并将所述图像与异地图像进行比对，当匹配到所述图像对应的异地图像时，获取异地图像对应的喷涂程序，并根据所述喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业；
所述工控机，还用于当所述图像分别与所述本地图像和异地图像均比对失败时，按预先设定的喷涂程序控制所述喷涂机器人进行喷涂作业。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的自动喷涂方法，其特征在于，所述方法还包括：通过显示屏预先设定喷涂程序。
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