CN112828575A - 带视觉检测功能的sog系统及其变位机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带视觉检测功能的SOG系统，包括变位机、PLC、AI摄像头、电动螺丝刀、APP客户端和Web服务端；PLC控制变位机调整姿态；AI摄像头和电动螺丝刀采集并反馈工作状态信息；Web服务端预设并存储产品的生产步骤、步骤包括的姿态和姿态切换条件；APP客户端接收并向PLC传递Web服务端发送的当前产品的生产步骤的姿态和姿态切换条件；本发明还公开了此系统对应的变位机控制方法，根据采集到的工作信息判定工作状态，根据姿态切换条件决定变位机姿态的切换与否。本发明生产过程中智能化、自动化切换，降低人工操作成本、误差率低、操作简洁且增加了加工过程中变位机姿态变换的可能，避免了装配作业中需要人工切换装配姿态的问题。

Description

带视觉检测功能的SOG系统及其变位机的控制方法

技术领域

本发明涉及一种带视觉检测功能的SOG系统及其变位机控制方法，属于SOG智能制造加工领域。

背景技术

在目前的智能制造加工领域，针对小批量、多品种需要经常更换生产工艺，或具有大量不规则部件的产品，无法实现由机器人作业的自动化生产，必须采用人工装配的生产方式。为了实现人工装配的数字化、智能化，使人工装配达到自动化生产的标准，设计出一套SOG(Standard Operation Guidance，标准作业指导)系统。该系统是操作工人在工作时使用的作业指导、纠错系统，通过软硬件结合的方式对操作工人进行生产作业指导，将人的柔性与设备的标准化相结合，使人工装配的产品达到与机器人自动化生产相同的标准与良品率。

目前，产品生产的工艺即包含的步骤复杂众多，不同步骤之间，甚至同一步骤之内都包括有多种不同的装配姿态，当工人在SOG作业台上进行加工生产作业时，需要频繁的改变产品的装配姿态，以实现完整的装配工作。但目前对于产品姿态的调整手段，大都是人工从外部通过控制按钮控制变位机姿态变化，人工操作具有随机性且易产生失误，同时，人工切换装配姿态不能与产品生产的步骤紧密关联，整个施工的流程延长，增加了施工的时间成本。

发明内容

发明目的：本发明的目的之一在于在提供一种自动调整产品生产装配姿态、作业关联紧密、带视觉检测功能的SOG系统，本发明的另一目的在于提供一种带视觉检测功能的SOG系统的变位机的控制方法。

技术方案：本发明的一种带视觉检测功能的SOG系统，包括变位机、PLC、AI摄像头、电动螺丝刀、APP客户端和Web服务端；所述PLC控制变位机调整姿态；所述AI摄像头和电动螺丝刀采集并反馈工作状态信息；所述Web服务端预设并存储产品的生产步骤、步骤包括的姿态和姿态切换条件；所述APP客户端接收并向PLC传递Web服务端发送的当前产品的生产步骤的姿态和姿态切换条件。

所述AI摄像机采集工作状态的图像信息，包括配件安装状态与配件的安装位置，并将图像信息传递至APP客户端。

进一步的，所述APP客户端包括图像分析处理系统，图像分析处理系统对采集图像进行分类处理并划分目标区域。

进一步的，所述APP客户端还包括展示产品生产步骤的作业指导模块，操作人员可根据展示的生产步骤按标准完成组装作业。

所述生产步骤包括一个步骤对应一个姿态或一个步骤对应多个姿态，即步骤之间也可能存在着姿态的切换。

所述APP客户端通过USB与AI摄像机连接；APP客户端通过有线或无线网络与Web服务端连接。

所述电动螺丝刀检测螺丝拧装状态并向PLC输出OK/NG信号，分别为代表拧装完成的OK信号和拧装中断的NG信号。

所述姿态切换条件包括接受到预设定量的OK信号和/或图像信息中配件安装完成且安装位置正确。

所述带视觉检测功能的SOG系统的变位机的控制方法，包括以下步骤：

a)生产开始前，管理员通过Web服务器，预先配置产品生产所需步骤、步骤中包括的变位机姿态和变位机姿态的切换条件；

b)步骤开始前，APP客户端从Web服务器中获取当前产品生产所需步骤、步骤中包括的变位机姿态和变位机姿态的切换条件，并将变位机姿态和姿态切换条件信息发送至PLC；

c)将AI摄像头采集到图像工作信息，经由APP客户端图像分析处理，判断当前工作状态后将工作状态信息传递至PLC，电动螺丝刀向PLC输出OK/NG信号传递工作状态信息；

d)当PLC接收到的工作状态信息满足姿态切换条件后，控制变位机执行姿态切换；

e)当此步骤对应姿态切换全部完成后，进入下一个步骤。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：生产过程中自动化调整装配姿态，无需作业人员的额外操作，节省人力成本；产品的装配按照预设步骤进行，减少了装配过程中的误差几率；通过Web服务端可灵活配置不同产品的生产步骤、对应姿态和切换条件，操作方便简洁；通过AI摄像头反馈的信号和电动螺丝刀反馈的信号，多种判定切换姿态的方式，使得变位机姿态的变换更加丰富且智能。

附图说明

图1为带视觉检测功能的SOG系统的结构示意图；

图2为Web服务端管理员配置变位机姿态信息流程图；

图3为PLC、APP客户端、Web服务端和变位机软硬件交互流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明所述一种带视觉检测功能的SOG系统，主要包括变位机、PLC、AI摄像头、电动螺丝刀、APP客户端和Web服务端；其中，管理员通过Web服务端，预设并存储多种产品的生产步骤、步骤包括的姿态和姿态切换条件。在产品生产的每个步骤开始前，操作人员通过APP客户端从Web服务端获取产品生产对应步骤的姿态信息，包括此步骤共包括的姿态和姿态切换的条件并将此姿态信息传递给PLC。电动螺丝刀采集螺丝拧装状态的OK/NG信号并将此工作状态信息传递给PLC；AI摄像头采集图像工作信息，经过APP客户端图像分析处理，包括图像分割和根据其表面特征进行分类处理，划分目标区域使得目标范围更准确，并将此处理所得工作状态信息传递给PLC。PLC根据收到的工作状态信息，结合从APP客户端接收的姿态信息，当工作状态信息满足姿态切换条件时，PLC控制变位机执行姿态的切换。

当步骤中包含多个变位机姿态，且切换条件为变位机先调整到姿态1，收到n个OK信号后再变换为姿态2。步骤开始时，APP客户端从Web服务端获取变位机姿态信息，包括该步骤所有的变位机姿态和变换条件，并传递给PLC；PLC根据APP客户端发送的姿态信息，将变位机调整至姿态1，开始加工操作；PLC持续监控电动螺丝刀OK信号位并接受到n个OK信号后，PLC再控制变位机调整至姿态2。

当步骤中包含多个变位机姿态，且切换条件为变位机先调整到姿态3，检测到配件O安装到位后再变换为姿态4。步骤开始时，APP客户端从Web服务端获取变位机姿态信息，包括该步骤所有的变位机姿态和变换条件并传递给PLC；PLC根据APP客户端发送的姿态信息，将变位机调整至姿态3，开始加工操作；AI摄像头监测获取图像工作信息，当其判定为配件O安装完成且安装位置正确，PLC再根据AI摄像机经由APP客户端发送的工作状态信息，控制变位机调整至姿态4。

以下实施例中，Web服务端优选使用PC服务主机，APP客户端优选使用工业PAD，工业PAD上显示当前产品加工的步骤，给与操作人员工作指导。

如图2所示，在管理员对Web服务端配置变位机姿态信息过程中，首先，管理人员登录Web服务端，登录方式为使用工号、密码；其次，需要进行变位机姿态的设置(此设置在系统上线时由厂家预配置)，即产品P在生产过程中需要的所有变位机姿态(1，2，3，4，5，6，…，n)，另外，Web服务端预设的姿态信息、Web服务端传递到APP客户端的姿态信息和APP客户端传递到PLC的姿态信息保持一致。最后，配置产品P的步骤(1-1，2-1，3-1，4-1，5-1，6-1，…，n-1)的变位机信息。具体见实施例1和2。

实施例1：步骤1-1中需要1个变位机姿态1，则在配置步骤1-1时直接选择变位机姿态1。

实施例2：步骤2-1中需要4个变位机姿态1、2、3、4，且变换条件为“变位机先调整到姿态1，持续x秒后变换为姿态2，收到n个电动螺丝刀的OK信号后变换为姿态3，检测到配件O安装到位后变换为姿态4”，则在配置步骤2-1时选择变位机姿态1、姿态2、姿态3、姿态4，且设置姿态1为顺序1，姿态2位为顺序2，姿态3为顺序3，姿态4为顺序4，姿态1与姿态2变换条件为间隔x秒，姿态2与姿态3变换条件为接收n个OK信号，姿态3与姿态4变换条件为配件O安装到固定的位置。

如图3所示，在PLC、APP客户端、Web服务端和变位机软硬件交互过程中，首先，作业人员通过工号、密码登录APP客户端，并选择需要生产的产品P发送到Web服务端。其次，服务端发送产品P的作业指导书至APP客户端，APP客户端获得并显示作业指导书。开始作业后，当进入某一步骤时，APP客户根据该步骤的变位机信息向PLC发送命令。如果该步骤有多个变位机姿态，则APP客户端根据变位机姿态和变换条件生成命令发送至PLC。具体见实施例3和4。

实施例3：步骤1-1中需要1个变位机姿态1，则PLC直接控制变位机调整到姿态1。

实施例4：步骤2-1中需要4个变位机姿态1、2、3、4，且变换条件为“变位机先调整到姿态1，持续x秒后变换为姿态2，收到n个电动螺丝刀的OK信号后变换为姿态3，检测到配件O安装到位后变换为姿态4”。则PLC先控制变位机调整到姿态1并计时，持续x秒后，PLC再控制变位机调整到姿态2；此时，PLC持续监控电动螺丝刀的OK信号位，当收到n个OK信号后，PLC再控制变位机调整到姿态3；此时，AI摄像头持续对产品表面进行视觉检测，当检测到配件O安装到位后，PLC再控制变位机调整到姿态4。

Claims (9)

1.一种带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，包括变位机、PLC、AI摄像头、电动螺丝刀、APP客户端和Web服务端；所述PLC控制变位机调整姿态；所述AI摄像头和电动螺丝刀采集并反馈工作状态信息；所述Web服务端预设并存储产品的生产步骤、步骤包括的姿态和姿态切换条件；所述APP客户端接收Web服务端发送的当前产品的生产步骤、步骤包括的姿态和姿态切换条件，并传递给PLC。

2.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述AI摄像机采集工作状态的图像信息，包括配件安装状态与配件的安装位置，并将图像信息传递至APP客户端。

3.根据权利要求2所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述APP客户端包括对采集图像进行分类处理并划分目标区域的图像分析处理系统。

4.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述APP客户端还包括展示产品生产步骤的作业指导模块。

5.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述生产步骤包括一个步骤对应一个姿态或一个步骤对应多个姿态。

6.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述APP客户端通过USB与AI摄像机连接；APP客户端通过有线或无线网络与Web服务端连接。

7.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述电动螺丝刀检测螺丝拧装状态并向PLC输出OK/NG信号。

8.根据权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统，其特征在于，所述姿态切换条件包括接受到预设定量的OK信号和/或图像信息中配件安装完成且安装位置正确。

9.根据如权利要求1所述的带视觉检测功能的SOG系统的变位机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)生产开始前，管理员通过Web服务器，预先配置产品生产所需步骤、步骤中包括的变位机姿态和变位机姿态的切换条件；

b)步骤开始前，APP客户端从Web服务器中获取当前产品生产所需步骤、步骤中包括的变位机姿态和变位机姿态的切换条件，并将变位机姿态和姿态切换条件信息发送至PLC；

c)将AI摄像头采集到图像工作信息，经由APP客户端图像分析处理，判断当前工作状态后将工作状态信息传递至PLC，电动螺丝刀向PLC输出OK/NG信号传递工作状态信息；

d)当PLC接收到的工作状态信息满足姿态切换条件后，控制变位机执行姿态切换；

e)当此步骤对应姿态切换全部完成后，进入下一个步骤。

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