CN113379905A - 一种轮毂产线用3d视觉智能识别及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轮毂加工的技术领域，特别是涉及一种轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，其配备3D视觉智能对轮毂型进行扫描建模及定位精确位置；使用3D视觉智能识别降低了前道工序定位的精度要求；3D成像技术可以完整得到X、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线；包括智能控制系统、视觉识别系统、输送装置、机器人和3D成像装置，所述输送装置将轮毂输送到成像区域，视觉识别系统的光源照射到轮毂的表面，将光线反射到3D成像装置，3D成像装置将数据信息传输给智能控制系统，智能控制系统控制机器人和3D成像装置，机器人按照理论数模，带动3D成像装置做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像。
Description
技术领域
本发明涉及轮毂加工的技术领域，特别是涉及一种轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统。
背景技术
汽车轮毂中生产中很多环境用到图像识别，大部分都是光电开关和2D相机，得到的只是一个图片，只有X和Y轴数据，很多场合需要轮毂三维造型和曲面边界线，涉及到很多工序如喷涂、机加、铸造等工序需要检测轮毂造型的环境，需要生成Z轴数据，3D成像技术可以完整得到X 、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和曲面边界线。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，配备3D视觉智能对轮毂型进行扫描建模及定位精确位置；使用3D视觉智能识别降低了前道工序定位的精度要求；3D成像技术可以完整得到X、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线。
为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明的轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，包括智能控制系统、视觉识别系统、输送装置、机器人和3D成像装置，所述输送装置将轮毂输送到成像区域，视觉识别系统的光源照射到轮毂的表面，将光线反射到3D成像装置，3D成像装置将数据信息传输给智能控制系统，智能控制系统控制机器人和3D成像装置，机器人按照理论数模，带动3D成像装置做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到轮毂的X、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线。
一种可能的技术方案中，所述视觉识别系统包括设置于输送装置一侧的光电开关、光源和光学探头，轮毂经过时光电开关发出的光从轮毂反射回来，光电开关接受反射光后，把光电信号传递给光源，光源打开，光源发出的光从轮毂反射到3D成像装置的相机屏幕上。
一种可能的技术方案中，所述智能控制系统包括人机交互操作面板、机器人控制箱和总控箱，人机交互操作面板安装在总控箱一侧，总控箱内集成机器人控制箱和采集箱，采集箱内集成3D扫描软件、数据管理软件、数据分析软件和数据采集软件，机器人控制箱内集成控制箱和控制软件，控制软件控制机器人运动，数据采集软件对3D成像装置传输的图像信号经行处理，3D扫描软件带动3D成像装置做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到轮毂的X、Y轴和Z轴数据，数据管理软件对后台数据库进行管理，通过数据分析软件生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线。
一种可能的技术方案中，所述3D成像装置包括3D相机和数据传输通道，3D相机安装在机器人底端；所述的数据传输通道与3D相机采用一体化设计。
与现有技术相比本发明的有益效果为：输送系统将轮毂输送到成像区域，视觉识别系统的光源照射到轮毂的表面，将光线反射到3D相机成像装置，将数据信息传输给智能控制系统，智能控制系统控制机器人和3D成像装置，将数据信息传输给智能控制系统，智能控制系统控制机器人按照理论数模，带动3D成像装置做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到X、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线；将实际建模的三维图像与系统中存储的三维图像进行比对，并对实际建模与系统中存储的理论建模中存在尺寸误差的位置进行自动补偿，修正成像时抓取曲面边界线，并将最终数据传输给智能控制系统，成像结束后，各系统恢复初始位置，输送系统将成像后的轮毂运出，以此类推循环成像；本发明降低了人工成本，实现了机械自动化，提高了成像效率和成像精度，同时降低了产品的不合格率；对工件表面的识别性更高，对轮毂三维造型和曲面边界线进行合理的判断，提高了轮毂三维造型成像质量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的视觉识别系统结构示意图；
图3是本发明的智能控制系统结构示意图；
图4是本发明的3D相机成像装置结构示意图；
附图标记：1-智能控制系统； 2-视觉识别系统；3-输送装置；4-机器人；5-3D成像装置；6-轮毂；7-光学探头；8-采集箱；9-控制箱；10-3D扫描软件；11-数据管理软件；12-数据分析软件；13-数据采集软件；14-控制软件；15-人机交互操作面板；16-机器人控制箱；17-总控箱；18- 3D相机；19-数据传输通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，包括智能控制系统1、视觉识别系统2、输送装置3、机器人4和3D成像装置5，所述输送装置3将轮毂6输送到成像区域，视觉识别系统2的光源照射到轮毂6的表面，将光线反射到3D成像装置5，3D成像装置5将数据信息传输给智能控制系统1，智能控制系统1控制机器人4和3D成像装置5，机器人4按照理论数模，带动3D成像装置5做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到轮毂6的X、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线；成像结束后，各系统恢复初始位置，输送装置3将成像后的轮毂6运出，以此类推循环成像。
如图2所示，所述视觉识别系统2包括设置于输送装置3一侧的光电开关、光源和光学探头7，轮毂经过时光电开关发出的光从轮毂反射回来，光电开关接受反射光后，把光电信号传递给光源，光源打开，光源发出的光从轮毂反射到3D成像装置5的相机屏幕上；机器视觉技术是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断；机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。本发明视觉识别系统采用机器视觉技术对轮毂整体造型进行拍摄成像，采用光电开关和光源对成像区域的轮毂进行照射，结合轮毂产线集成安装，提高整体产线自动化水平，同时有效升级轮毂成像质量。
如图3所示，所述智能控制系统1包括人机交互操作面板15、机器人控制箱16和总控箱17，人机交互操作面板15安装在总控箱17一侧，用于完成人机交互工作和系统的初始设定工作；总控箱17内集成机器人控制箱16和采集箱8，采集箱8内集成3D扫描软件10、数据管理软件11、数据分析软件12和数据采集软件13，机器人控制箱16内集成控制箱9和控制软件14，控制软件14控制机器人4运动，数据采集软件13对3D成像装置5传输的图像信号经行处理，3D扫描软件10带动3D成像装置5做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到轮毂6的X、Y轴和Z轴数据，数据管理软件11对后台数据库进行管理，通过数据分析软件12生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线。
具体地，3D成像装置5采用激光扫描成像，如图4所示，所述3D成像装置5包括3D相机18和数据传输通道19，3D相机18安装在机器人4底端；所述的数据传输通道19与3D相机18采用一体化设计；激光扫描成像利用激光束扫描物体，将反射光束反射回来，得到的排布顺序不同而成像。用图像落差来反映所成的像；激光3D成像技术具有隐蔽性好、获取目标图像信息丰富(如距离、强度、距离-角度)等优点,生成的轮毂三维造型和抓取曲面边界线相对误差较小，而现有的成像技术抓取物件整体图像误差较大；本发明技术有利于轮毂产业推广应用，如喷涂、机加、铸造等工序需要检测轮毂造型的环境，需要生成Z轴数据，本发明技术可以完整得到X、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和曲面边界线；可以结合现有工序产线进行改进升级，整体系统组成简单，易于实现安装，有助于提高生产效率，确保轮毂成像精度，并且有助于企业先进科技技术的应用与升级。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，其特征在于，包括智能控制系统（1）、视觉识别系统（2）、输送装置（3）、机器人（4）和3D成像装置（5），所述输送装置（3）将轮毂（6）输送到成像区域，视觉识别系统（2）的光源照射到轮毂（6）的表面，将光线反射到3D成像装置（5），3D成像装置（5）将数据信息传输给智能控制系统（1），智能控制系统（1）控制机器人（4）和3D成像装置（5），机器人（4）按照理论数模，带动3D成像装置（5）做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到轮毂（6）的X 、Y轴和Z轴数据，生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线。
2.如权利要求1所述的轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，其特征在于，所述视觉识别系统（2）包括设置于输送装置（3）一侧的光电开关、光源和光学探头（7），轮毂经过时光电开关发出的光从轮毂反射回来，光电开关接受反射光后，把光电信号传递给光源，光源打开，光源发出的光从轮毂反射到3D成像装置（5）的相机屏幕上。
3.如权利要求2所述的轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，其特征在于，所述智能控制系统（1）包括人机交互操作面板（15）、机器人控制箱（16）和总控箱（17），人机交互操作面板（15）安装在总控箱（17）一侧，总控箱（17）内集成机器人控制箱（16）和采集箱（8），采集箱（8）内集成3D扫描软件（10）、数据管理软件（11）、数据分析软件（12）和数据采集软件（13），机器人控制箱（16）内集成控制箱（9）和控制软件（14），控制软件（14）控制机器人（4）运动，数据采集软件（13）对3D成像装置（5）传输的图像信号进行处理，3D扫描软件（10）带动3D成像装置（5）做扫描，对轮毂整体造型进行拍照成像，完整得到轮毂（6）的X 、Y轴和Z轴数据，数据管理软件（11）对后台数据库进行管理，通过数据分析软件（12）生成轮毂三维造型和抓取曲面边界线。
4.如权利要求3所述的轮毂产线用3D视觉智能识别及控制系统，其特征在于，所述3D成像装置（5）包括 3D相机（18）和数据传输通道（19），3D相机（18）安装在机器人（4）底端；所述的数据传输通道（19）与 3D相机（18）采用一体化设计。
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