CN111376013A - 一种编码器码盘全自动安装实现方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种编码器码盘全自动安装实现方法及设备，其中方法包括1)PC机首先进行初始化，包括各执行装置位置的复位，摄像头和CANopen动态链接库的初始化；2)PC机获取摄像头的图像，根据图像计算码盘的实际位置；3)PC机根据码盘的实际位置，计算需要调整的量，再发送命令给各执行装置；4)PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求；5)如果码盘的位置符合精度要求，则PC机控制工件点胶机构进行点胶；6)点胶完成后PC机控制工件固化机构进行纳灯固件；7)固化完成后1个工件操作完成。与现有技术相比，本发明具有定位精度高，图像识别准确可靠、契合度高，实现了安装过程的自动化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及编码器码盘安装技术，尤其是涉及一种编码器码盘全自动安装实现方法及设备。
背景技术
编码器在生产和制造过程中，码盘的安装是其中一道必不可少的工序。码盘安装通常由人工完成。安装过程中需要根据摄像头在电脑上的图像，对准相应的刻度。不仅安装效率低，而且要求操作工人全部时间段精力集中，否则极易出现无法对准的情况，造成编码器损坏且不可修复。就算是熟练的操作工人，单个码盘的定位调整需要3分钟左右的时间。即使进一步规范工作流程和管理方式，也很难保证产品的一致性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种编码器码盘全自动安装实现方法及设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种编码器码盘全自动安装实现方法，包括以下步骤：
1)PC机首先进行初始化，包括各执行装置位置的复位，摄像头和CANopen动态链接库的初始化，其中执行装置包括工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构和工件固化机构；
2)PC机获取摄像头的图像，根据图像计算码盘的实际位置；
3)PC机根据码盘的实际位置，计算需要调整的量，再发送命令给各执行装置；
4)PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求，如果不符合，返回步骤2)，否则执行步骤5)；
5)如果码盘的位置符合精度要求，则PC机控制工件点胶机构进行点胶；
6)点胶完成后PC机控制工件固化机构进行纳灯固件；
7)固化完成后1个工件操作完成。
优选地，所述的PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求具体为：
401)摄像头拍摄定位线坐标图；
402)二值化处理所拍摄坐标图；
403)根据设定的宽度，得到若干符合宽度的定位点，并进行筛选，将不符合的定位点进一步剔除；
404)找出最低点的坐标，这个坐标所在的切线为定位线；
405)根据人工安装的结果，找到一条参考线，当码盘的定位线与这条参考线最远的距离小于设定阈值时，码盘的安装符合精度要求。
一种编码器码盘全自动安装实现设备，包括安装底座、摄像头、工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构和PC机，将待安装的码盘放置在所述的安装底座上，所述的摄像头对准码盘位置，所述的PC机分别与摄像头、工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构连接，所述的工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构分别与待安装的码盘连接。
优选地，所述的工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构分别通过通信总线与PC机连接。
优选地，所述的通信总线为CANopen、RS485、Modbus或EtherCAT总线。
优选地，所述的摄像头通过图像接收电路与PC机连接，所述的PC机通过摄像头位置控制电机与摄像头连接。
优选地，所述的工件安装机构包括滑台电机和底座旋转电机，所述的滑台电机、底座旋转电机分别与PC机连接，所述的滑台电机与安装底座上的滑台连接，所述的底座旋转电机与安装底座连接。
优选地，所述的工件定位机构包括相互连接的推块控制电机和推块，所述的推块控制电机与PC机连接，所述的推块与待定位的码盘连接。
优选地，所述的工件点胶机构包括相互连接的点胶胶头位置控制电机和点胶装置，所述的点胶胶头位置控制电机与PC机连接，所述的点胶装置与待点胶的码盘连接。
优选地，所述的工件固化机构包括相互连接的UV灯位置控制电机和UV灯，所述的UV灯位置控制电机与PC机连接，所述的UV灯与待固化的码盘连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)定位精度高，最终完成安装的码盘位置精度误差可以控制在0.002mm以内，实现了一个较高的精度，使产品的最终质量得以保证。
2)图像识别准确可靠、契合度高，码盘的图形分析、定位代码没有使用第三方图形库，完全由自主代码控制实现。并解决了摄像头噪点较多，码盘为半透明玻璃材质分辨困难等问题。
3)实现了安装过程的自动化，提升了生产效率，码盘与底座的调整原先需要人工操作，耗时约3分钟。采用本发明的安装方法之后，码盘的调整可控制在60-80秒范围内，耗时仅为人工操作的40％，极大地提升了生产效率和产品一致性。而且全部流程实现自动化，不需人工操作。
附图说明
图1为定位线坐标示意图；
图2为二值化后的码盘示意图；
图3为获取定位线坐标示意图；
图4为筛选后的定位线坐标示意图；
图5为本发明设备的结构示意图；
图6为本发明码盘位置的调整流程图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图5所示，一种编码器码盘全自动安装实现设备，包括安装底座3、摄像头2、工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构和PC机1，将待安装的码盘4放置在所述的安装底座3上，所述的摄像头2对准码盘位置，所述的PC机1分别与摄像头2、工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构连接，所述的工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构分别与待安装的码盘4连接。
所述的工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构分别通过通信总线14与PC机1的总线适配器15连接。所述的通信总线14为CANopen、RS485、Modbus或EtherCAT总线。
所述的摄像头2通过图像接收电路16与PC机1连接，所述的PC机1通过摄像头位置控制电机5与摄像头2连接。
所述的工件安装机构包括滑台电机6和底座旋转电机9，所述的滑台电机6、底座旋转电机9分别与PC机1连接，所述的滑台电机6与安装底座3上的滑台连接，所述的底座旋转电机9与安装底座3连接。
所述的工件定位机构包括相互连接的推块控制电机7和推块8，所述的推块控制电机7与PC机1连接，所述的推块8与待定位的码盘连接。
所述的工件点胶机构包括相互连接的点胶胶头位置控制电机10和点胶装置11，所述的点胶胶头位置控制电机10与PC机1连接，所述的点胶装置11与待点胶的码盘连接。
所述的工件固化机构包括相互连接的UV灯位置控制电机12和UV灯13，所述的UV灯位置控制电机12与PC机1连接，所述的UV灯13与待固化的码盘连接。
本发明在编码器码盘安装装置硬件的基础上，实现了基于视觉识别分析的全自动安装方法包括拍摄码盘图像，对图像进行分析；计算得出码盘的位置信息；根据码盘位置信息，通过机械装置调整码盘位置，最终使得码盘处于和底座同心的位置，实现码盘安装的全自动化。
本发明的操作对象，是带有码盘和底座的工件。由于精度问题，码盘和底座初始位置并不同心，通过实施本发明，使得码盘和底座的同心度达到要求。
图1是摄像头拍摄的定位线坐标示意图，经过二值化后得到图2。在图2中根据设定的宽度，我们可以得到很多附合宽度的定位点，如图3所示。再在图3中进行一定的筛选，将不符合的定位点进一步剔除，如图4所示。在图4中容易计算出最低点的坐标。这个坐标所在的横线我们称之为定位线。
根据人工安装的结果，我们很容易可以找到一条参考线，当码盘的定位线位于这条参考线附近时，码盘的安装是符合精度要求的。
根据初始角度x1，使初始位置再旋转(π/2-x1)或(3π/2-x1)即为码盘最远的点，再控制推块将码盘推动到接近中心的位置。由于测量存在一定的误差，通过多次的操作可以大幅提高码盘的定位精度。
工件中码盘与底座的主要部分通过摄像头接入到PC机。
具有多个执行装置，用于安装、定位、点胶和固化。
这些执行装置通过CANopen总线，连接到PC机的CANopen适配器。
上位机软件通过摄像头拍摄码盘图片，对图片进行处理，计算得到码盘的位置信息
根据计算获取到的位置信息，通过机械托盘调整码盘位置。
判断码盘是否已经到达预定安装位置。如是，结束码盘定位；如否，继续计算码盘位置，调整码盘位置操作。
如图6所示，本发明的执行步骤如下：
1)PC机首先进行初始化，包括各执行装置位置的复位，摄像头和CANopen动态链接库的初始化，其中执行装置包括工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构和工件固化机构；
2)PC机获取摄像头的图像，根据图像计算码盘的实际位置；
3)PC机根据码盘的实际位置，计算需要调整的量，再发送命令给各执行装置；
4)PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求，如果不符合，返回步骤2)，否则执行步骤5)；
5)如果码盘的位置符合精度要求，则PC机控制工件点胶机构进行点胶；
6)点胶完成后PC机控制工件固化机构进行纳灯固件；
7)固化完成后1个工件操作完成。
所述的PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求具体为：
401)摄像头拍摄定位线坐标图；
402)二值化处理所拍摄坐标图；
403)根据设定的宽度，得到若干附合宽度的定位点，并进行筛选，将不符合的定位点进一步剔除；
404)找出最低点的坐标，这个坐标所在的切线为定位线；
405)根据人工安装的结果，找到一条参考线，当码盘的定位线与这条参考线最远的距离小于设定阈值时，码盘的安装符合精度要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种编码器码盘全自动安装实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)PC机首先进行初始化，包括各执行装置位置的复位，摄像头和CANopen动态链接库的初始化，其中执行装置包括工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构和工件固化机构；
2)PC机获取摄像头的图像，根据图像计算码盘的实际位置；
3)PC机根据码盘的实际位置，计算需要调整的量，再发送命令给各执行装置；
4)PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求，如果不符合，返回步骤2)，否则执行步骤5)；
5)如果码盘的位置符合精度要求，则PC机控制工件点胶机构进行点胶；
6)点胶完成后PC机控制工件固化机构进行纳灯固件；
7)固化完成后1个工件操作完成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的PC机判断码盘的位置是否符合设定的精度要求具体为：
401)摄像头拍摄定位线坐标图；
402)二值化处理所拍摄坐标图；
403)根据设定的宽度，得到若干符合宽度的定位点，并进行筛选，将不符合的定位点进一步剔除；
404)找出最低点的坐标，这个坐标所在的切线为定位线；
405)根据人工安装的结果，找到一条参考线，当码盘的定位线与这条参考线最远的距离小于设定阈值时，码盘的安装符合精度要求。
3.一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，包括安装底座、摄像头、工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构和PC机，将待安装的码盘放置在所述的安装底座上，所述的摄像头对准码盘位置，所述的PC机分别与摄像头、工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构连接，所述的工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构分别与待安装的码盘连接。
4.根据权利要求3所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的工件安装机构、工件定位机构、工件点胶机构、工件固化机构分别通过通信总线与PC机连接。
5.根据权利要求4所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的通信总线为CANopen、RS485、Modbus或EtherCAT总线。
6.根据权利要求3所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的摄像头通过图像接收电路与PC机连接，所述的PC机通过摄像头位置控制电机与摄像头连接。
7.根据权利要求3所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的工件安装机构包括滑台电机和底座旋转电机，所述的滑台电机、底座旋转电机分别与PC机连接，所述的滑台电机与安装底座上的滑台连接，所述的底座旋转电机与安装底座连接。
8.根据权利要求3所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的工件定位机构包括相互连接的推块控制电机和推块，所述的推块控制电机与PC机连接，所述的推块与待定位的码盘连接。
9.根据权利要求3所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的工件点胶机构包括相互连接的点胶胶头位置控制电机和点胶装置，所述的点胶胶头位置控制电机与PC机连接，所述的点胶装置与待点胶的码盘连接。
10.根据权利要求3所述的一种编码器码盘全自动安装实现设备，其特征在于，所述的工件固化机构包括相互连接的UV灯位置控制电机和UV灯，所述的UV灯位置控制电机与PC机连接，所述的UV灯与待固化的码盘连接。
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