CN112620136B - 基于机器视觉引导的lcr与3d测量定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，包括传送带，所述传送带一侧设置有测量定位装置，所述测量定位装置包括旋转托盘，所述旋转托盘周围设置有上料组件、底部相机、电路测试组件、顶部相机、激光组件和下料组件，旋转托盘上共有六个工件槽，由旋转托盘进行旋转带动各个工件分步进行各自的检测流程，上料组件会先对工件移动底部处进行拍摄，工件底部各个零件的轮廓判断出工件的角度，在搬运途中对工件进行初步的角度调整，使工件调整到一个合适的角度，方便后续装置对工件进行检测，本发明，具有可以进行多种测量，检测效率高和解决下料上料数量差导致的下料盘不满或过多问题的特点。

Description

基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统

技术领域

本发明涉及视觉引导技术领域，具体为基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统。

背景技术

三维测量，顾名思义就是被测物进行全方位测量，确定被测物的三维坐标测量数据。其测量原理分为测距、角位移、扫描、定向四个方面。根据三维技术原理研发的仪器包括拍照式（结构光）三维扫描仪、激光三维扫描仪和三坐标测量机三种测量仪器。

现有的测量定位系统在使用时，由于多方面需要测量，很麻烦，同时很消耗时间，减缓了工厂工作效率；大部分测量工作由人工完成，容易出错；由于废品的出现，下料后的工件托盘经常装不满，容易对后续工作产生影响。因此，设计可以进行多种测量，检测效率高和解决下料上料数量差导致的下料盘不满或过多问题的基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，包括传送带，所述传送带一侧设置有测量定位装置，所述测量定位装置包括旋转托盘，所述旋转托盘周围设置有上料组件、底部相机、电路测试组件、顶部相机、激光组件和下料组件，所述测量定位装置内置有多个图像分析模块、判断模块和记录模块，旋转托盘上共有六个工件槽，由旋转托盘进行旋转带动各个工件分步进行各自的检测流程，极大地提升了零件检测的效率。

根据上述技术方案，所述基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统包括以下步骤：

S1、上料组件从传送带取下工件进行上料；

S2、旋转托盘旋转，底部相机拍摄工件底部照片；

S3、旋转托盘旋转，电路测试组件测试工件内部电路；

S4、旋转托盘旋转，顶部相机拍摄工件顶部照片；

S5、旋转托盘旋转，激光组件扫描工件整体；

S6、旋转托盘旋转，下料组件下料。

根据上述技术方案，所述步骤S1中，上料组件包括上料机械臂、上料相机和磨削装置，在上料时，上料机械臂会先将工件移动至上料相机处进行拍摄，内部的图像分析模块和判断模块通过工件底部各个零件的轮廓判断出工件的角度并初步测量尺寸，并传输信号至上料机械臂，当工件尺寸合适时，上料机械臂将工件搬运至旋转托盘，同时在搬运途中对工件进行初步的角度调整，使工件调整到一个合适的角度，方便后续装置对工件进行检测，起到了检测工件抓取位置和自动调整工件摆放角度，方便后续检测的效果。

根据上述技术方案，所述步骤S2中，底部相机拍摄工件底部照片后，由图像分析模块和判断模块对工件底部图像进行具体分析，分析出工件底部零件的安装效果，检测底部零件的安装准确性，同时通过底部零件的具体位置，可以分析出工件上料后的具体角度，以便后续装置具体分析，起到了检测工件底部零件安装效果、确认工件具体摆放角度和确认工件底部电路接头具体位置的效果。

根据上述技术方案，所述步骤S3中，电路测试组件包括下测试头、上测试头和测试电路，首先由下测试头根据底部相机分析出的工件上料后的具体角度，自动找到工件下侧的电路接头并接通，之后上测试头下降，接通工件上侧的电路接头，上测试头和下测试头上设置有伸缩杆及弹簧，通过伸缩杆内的气压调整上测试头按压上侧电路接头的力，避免按压力过大或过小而导致工件损坏或测试电路不稳定，之后导通测试电路检测内部电路，若电路异常，则说明内部电路损坏,若无电流，则向记录模块标记为问题件，仅当电路正常时，才能说明内部电路正常，起到了检测工件内部电路的效果。

根据上述技术方案，所述步骤S4中，顶部相机包括摄像头、底部探测头和远心透镜，若S3中工件电路合格，摄像头拍摄工件顶部照片后，由图像分析模块和判断模块对工件顶部图像进行具体分析，分析出工件顶部零件的安装效果，检测顶部零件的安装准确性，若S3中工件标记为问题件，则先启动底部探测头，探测工件底部电路接头位置并对准，然后再启动摄像头，让摄像头检测顶部零件的安装准确性的同时，检测上下电源接头安装位置是否存在偏移，若存在偏移则通过判断模块判断为可修复工件，若不存在偏移，则启动远心透镜，摄像头通过远心透镜和工件顶部的孔洞拍摄工件内部的图像，由图像分析模块和判断模块对工件内图像进行具体分析，分析出工件内部零件的安装效果，若内部零件损坏则通过判断模块判断为不可修复件，若内部零件未损坏，则标记为暂存件，需要专业人员进行检测，起到了检测工件顶部和内部零件安装效果以及检测电路接头是否存在位移的作用。

根据上述技术方案，所述步骤S5中，激光组件测量工件各个零件配合安装后，整体厚度是否合格，起到了检测工件整体尺寸的效果。

根据上述技术方案，所述步骤S1-5中，检测顺序为保证检验准确顺序的基础上按照能源消耗排序，若前面的检验未通过，则后续检测装置不会启动，使整体测量定位系统可以在保证检测准确性的基础上，保证整体装置尽可能节约能源，达到绿色环保和节约成本的效果。

根据上述技术方案，所述步骤S6中，上料组件、底部相机、电路测试组件、顶部相机、激光组件均与下料组件电连接，下料组件可以根据前面组件的检测结果，自动将废件回收至废料箱。

根据上述技术方案，所述传送带包括上料托盘堆、上料位、缓冲托盘堆、下料位和下料托盘堆，缓冲托盘堆用于中和上下料速度差值，将上料完成的空托盘堆积在上料位和下料位之间，在下料位上托盘装满检验合格工件后在补充下料托盘，起到了缓冲上料和下料数量差导致的下料盘过多问题。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，

（1）通过设置有上料组件，通过工件底部各个零件的轮廓判断出工件的角度并初步测量尺寸，当工件尺寸合适时，上料机械臂将工件搬运至旋转托盘，同时在搬运途中对工件进行初步的角度调整，使工件调整到一个合适的角度，方便后续装置对工件进行检测，起到了检测工件抓取位置和自动调整工件摆放角度，方便后续检测的效果；

（2）通过设置有底部相机，对工件底部图像进行具体分析，分析出工件底部零件的安装效果，检测底部零件的安装准确性，同时通过底部零件的具体位置，可以分析出工件上料后的具体角度，以便后续装置具体分析，起到了检测工件底部零件安装效果、确认工件具体摆放角度和确认工件底部电路接头具体位置的效果；

（3）通过设置有电路测试组件，同时通过上测试头和下测试头接通电路接头时的距离，可以同时测出工件的高度，检验工件的高度是否符合要求，起到了检测工件内部电路和整体高度的效果；

（4）通过设置有顶部相机，若工件电路合格，摄像头仅分析出工件顶部零件的安装效果，检测顶部零件的安装准确性，若工件标记为问题件，则先启动底部探测头对准工件底部电路接头位置并对准，然后再启动摄像头，让摄像头检测顶部零件的安装准确性的同时，检测上下电源接头安装位置是否存在偏移，若存在偏移则通过判断模块判断为可修复工件，若不存在偏移，则启动远心透镜，摄像头通过远心透镜和工件顶部的孔洞拍摄工件内部的图像，分析出工件内部零件的安装效果，若内部零件损坏则通过判断模块判断为不可修复件，若内部零件未损坏，则标记为暂存件，需要专业人员进行检测，起到了检测工件顶部和内部零件安装效果以及检测电路接头是否存在位移的作用；

（5）通过设置有激光组件测量，测量工件的三维尺寸，测定工件整体尺寸，检验工件中各个零件配合安装后，整体尺寸是否符合后续工序中是否可以符合要求，起到了检测工件整体尺寸的效果；

（6）通过设置有传送带，随着废料的出现，上料和下料会出现差值，使下料速度跟不上上料速度，缓冲托盘堆用于中和这种差值，将上料完成的空托盘堆积在上料位和下料位之间，在下料位上托盘装满检验合格工件后在补充下料托盘，起到了缓冲上料和下料数量差导致的下料盘过多问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的各部件具体位置示意图；

图3是本发明的工作流程图；

图4是本发明的上料组件结构示意图；

图5是本发明的电路测试组件结构示意图；

图6是本发明的激光组件结构示意图；

图7是本发明的传送带结构示意图；

图中：1、传送带；11、上料托盘堆；12、上料位；13、缓冲托盘堆；14、下料位；15、下料托盘堆；2、测量定位装置；21、旋转托盘；22、上料组件；221、上料机械臂；222、上料相机；23、底部相机；24、电路测试组件；241、下测试头；242、上测试头；25、顶部相机；26、激光组件；27、下料组件。

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。

请参阅图1-7，本发明提供技术方案：如图1和图2，基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，包括传送带1，传送带1一侧设置有测量定位装置2，测量定位装置包括旋转托盘21，旋转托盘21周围设置有上料组件22、底部相机23、电路测试组件24、顶部相机25、激光组件26和下料组件27，测量定位装置2内置有多个图像分析模块、判断模块和记录模块，测量定位装置2内置有多个图像分析模块、判断模块和记录模块，旋转托盘21上共有六个工件槽，由旋转托盘21进行旋转带动各个工件分步进行各自的检测流程，极大地提升了零件检测的效率；

如图3，基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统包括以下步骤：

S1、上料组件22从传送带1取下工件进行上料；

S2、旋转托盘21旋转，底部相机23拍摄工件底部照片；

S3、旋转托盘21旋转，电路测试组件24测试工件内部电路；

S4、旋转托盘21旋转，顶部相机25拍摄工件顶部照片；

S5、旋转托盘21旋转，激光组件26扫描工件整体；

S6、旋转托盘21旋转，下料组件27下料；

如图4，步骤S1中，上料组件22包括上料机械臂221、上料相机222和抛料盘，在上料时，上料机械臂221会先将工件移动至上料相机222处进行拍摄，内部的图像分析模块和判断模块通过工件底部各个零件的轮廓判断出工件的角度并初步测量尺寸，并传输信号至上料机械臂221，当工件尺寸合适时，上料机械臂221将工件搬运至旋转托盘21，同时在搬运途中对工件进行初步的角度调整，使工件调整到一个合适的角度，方便后续装置对工件进行检测，若扫码失败或相机定位失败，则放入抛料盘，之后人工取出，起到了调整工件加测角度的效果，提升工件检测效率；

如图3，步骤S2中，底部相机23拍摄工件底部照片后，由图像分析模块和判断模块对工件底部图像进行具体分析，分析出工件底部零件的安装效果，检测底部零件的安装准确性，同时通过底部零件的具体位置，可以分析出工件上料后的具体角度，以便后续装置具体分析；

如图5，步骤S3中，电路测试组件24包括下测试头241、上测试头242和测试电路，首先由下测试头241根据底部相机23分析出的工件上料后的具体角度，自动找到工件下侧的电路接头并接通，之后上测试头242下降，接通工件上侧的电路接头，上测试头242和下测试头241上设置有伸缩杆及弹簧，通过伸缩杆内的气压调整上测试头242按压上侧电路接头的力，避免按压力过大或过小而导致工件损坏或测试电路不稳定，之后导通测试电路检测内部电路，若电路异常，则说明内部电路损坏,若无电流，则向记录模块标记为问题件，仅当电路正常时，才能说明内部电路正常，起到了检测工件内部电路的效果；

如图3，步骤S4中，顶部相机25包括摄像头、底部探测头和远心透镜，若S3中工件电路合格，摄像头拍摄工件顶部照片后，由图像分析模块和判断模块对工件顶部图像进行具体分析，分析出工件顶部零件的安装效果，检测顶部零件的安装准确性，若S3中工件标记为问题件，则先启动底部探测头，探测工件底部电路接头位置并对准，然后再启动摄像头，让摄像头检测顶部零件的安装准确性的同时，检测上下电源接头安装位置是否存在偏移，若存在偏移则通过判断模块判断为可修复工件，若不存在偏移，则启动远心透镜，摄像头通过远心透镜和工件顶部的孔洞拍摄工件内部的图像，由图像分析模块和判断模块对工件内图像进行具体分析，分析出工件内部零件的安装效果，若内部零件损坏则通过判断模块判断为不可修复件，若内部零件未损坏，则标记为暂存件，需要专业人员进行检测，起到了检测工件顶部和内部零件安装效果以及检测电路接头是否存在位移的作用；

如图6，步骤S5中，激光组件26测量工件各个零件配合安装后，整体厚度是否合格，起到了检测工件整体尺寸的效果；

如图3，步骤S1-4中，检测顺序为保证检验准确顺序的基础上按照能源消耗排序，若前面的检验未通过，则后续检测装置不会启动，使整体测量定位系统可以在保证检测准确性的基础上，保证整体装置尽可能节约能源，达到绿色环保和节约成本的效果；

如图3，步骤S6中，上料组件22、底部相机23、电路测试组件24、顶部相机25、激光组件26均与下料组件27电连接，下料组件27可以根据前面组件的检测结果，自动将废件回收至废料箱；

如图7，传送带1包括上料托盘堆11、上料位12、缓冲托盘堆13、下料位14和下料托盘堆15，缓冲托盘堆13用于中和上下料速度差值，将上料完成的空托盘堆积在上料位12和下料位14之间，在下料位14上托盘装满检验合格工件后在补充下料托盘，起到了缓冲上料和下料数量差导致的下料盘过多问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，包括传送带（1），其特征在于：所述传送带（1）一侧设置有测量定位装置（2），所述测量定位装置包括旋转托盘（21），所述旋转托盘（21）周围设置有上料组件（22）、底部相机（23）、电路测试组件（24）、顶部相机（25）、激光组件（26）和下料组件（27），所述测量定位装置（2）内置有多个图像分析模块、判断模块和记录模块；

包括以下工作步骤：

S1、上料组件（22）从传送带（1）取下工件进行上料；

S2、旋转托盘（21）旋转，底部相机（23）拍摄工件底部照片；

S3、旋转托盘（21）旋转，电路测试组件（24）测试工件内部电路；

S4、旋转托盘（21）旋转，顶部相机（25）拍摄工件顶部照片；

S5、旋转托盘（21）旋转，激光组件（26）扫描工件整体；

S6、旋转托盘（21）旋转，下料组件（27）下料；

所述步骤S1中，上料组件（22）包括上料机械臂（221）、上料相机（222）和抛料盘，在上料时，上料机械臂（221）会先将工件移动至上料相机（222）处进行拍摄，内部的图像分析模块和判断模块通过工件底部各个零件的轮廓判断出工件的角度并初步测量尺寸，并传输信号至上料机械臂（221），当工件尺寸合适时，上料机械臂（221）将工件搬运至旋转托盘（21），同时在搬运途中对工件进行初步的角度调整，使工件调整到一个合适的角度，方便后续装置对工件进行检测，若扫码失败或相机定位失败，则放入抛料盘，之后人工取出；

所述步骤S2中，底部相机（23）拍摄工件底部照片后，由图像分析模块和判断模块对工件底部图像进行具体分析，分析出工件底部零件的安装效果，检测底部零件的安装准确性，同时通过底部零件的具体位置，可以分析出工件上料后的具体角度，以便后续装置具体分析；

所述步骤S3中，电路测试组件（24）包括下测试头（241）、上测试头（242）和测试电路，首先由下测试头（241）根据底部相机（23）分析出的工件上料后的具体角度，自动找到工件下侧的电路接头并接通，之后上测试头（242）下降，接通工件上侧的电路接头，上测试头（242）和下测试头（241）上设置有伸缩杆及弹簧，通过伸缩杆内的气压调整上测试头（242）按压上侧电路接头的力，避免按压力过大或过小而导致工件损坏或测试电路不稳定，之后导通测试电路检测内部电路，若电路异常，则说明内部电路损坏,若无电流，则向记录模块标记为问题件，仅当电路正常时，才能说明内部电路正常；

所述步骤S4中，顶部相机（25）包括摄像头、底部探测头和远心透镜，若S3中工件电路合格，摄像头拍摄工件顶部照片后，由图像分析模块和判断模块对工件顶部图像进行具体分析，分析出工件顶部零件的安装效果，检测顶部零件的安装准确性，若S3中工件标记为问题件，则先启动底部探测头，通过图像分析模块和判断模块探测工件底部电路接头位置并对准，然后再启动摄像头，让摄像头检测顶部零件的安装准确性的同时，检测上下电源接头安装位置是否存在偏移，若存在偏移则通过判断模块判断为可修复工件，若不存在偏移，则启动远心透镜，摄像头通过远心透镜和工件顶部的孔洞拍摄工件内部的图像，由图像分析模块和判断模块对工件内图像进行具体分析，分析出工件内部零件的安装效果，若内部零件损坏则通过判断模块判断为不可修复件，若内部零件未损坏，则标记为暂存件，需要专业人员进行检测。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，其特征在于：所述步骤S5中，激光组件（26）测量工件各个零件配合安装后，整体厚度是否合格。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，其特征在于：所述步骤S1-4中，检测顺序为保证检验准确顺序的基础上按照能源消耗排序，若前面的检验未通过，则后续检测装置不会启动。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，其特征在于：所述步骤S6中，上料组件（22）、底部相机（23）、电路测试组件（24）、顶部相机（25）、激光组件（26）均与下料组件（27）电连接，下料组件（27）根据前面组件的检测结果，自动将合格工件下料，不合格工件分开回收未可修复工件和废件。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉引导的LCR与3D测量定位系统，其特征在于：所述传送带（1）包括上料托盘堆（11）、上料位（12）、缓冲托盘堆（13）、下料位（14）和下料托盘堆（15），缓冲托盘堆（13）用于中和上下料速度差值，将上料完成的空托盘堆积在上料位（12）和下料位（14）之间，在下料位（14）上托盘装满检验合格工件后再补充下料托盘。

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