CN113916285A - 一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程，包括自动化传送带、机器人控制系统、视觉识别检测系统、激光高度检测系统、光电传感器和中控系统；本发明通过机器人控制系统、视觉识别检测系统和激光高度检测系统的相互配合，实现了对洗衣机滚筒半成品对接处安装紧固螺钉装配位置进行识别检测，消除紧固螺钉漏装错装造成的洗衣机产品安全隐患，同时具有非接触性、自动化、精度高的优点，六轴机械臂的六自由度转动调节可以让机械臂更好的规划完成复杂运动路径，避开狭小空间内的障碍物，能完成对紧固螺钉漏装错装的准确检测，从而满足生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉检测技术领域，尤其涉及一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程。
背景技术
在洗衣机装配生产线上，装配班组要对洗衣机滚筒半成品对接处安装紧固螺钉，如果紧固螺钉漏装或错装(螺钉没有旋合到位)，那么该产品会存在重大安全隐患；
目前，在洗衣机装配生产线上，还是以人工为主来完成对紧固螺钉漏装和错装的检测，人工检测存在检测效率低、成本高、误检率高、人容易出现疲劳等问题，会导致洗衣机滚筒半成品对接处紧固螺钉漏装错装的事故频繁发生，因此，本发明提出一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程，该洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程通过机器人控制系统、视觉识别检测系统和激光高度检测系统的相互配合，实现了对洗衣机滚筒半成品对接处安装紧固螺钉装配位置进行识别检测，消除紧固螺钉漏装错装造成的洗衣机产品安全隐患，同时具有非接触性、自动化、精度高的优点，满足生产的要求。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置及检测流程，包括自动化传送带、机器人控制系统、视觉识别检测系统、激光高度检测系统、光电传感器和中控系统，所述自动化传送带用于将洗衣机滚筒输送至传送带中部检测区域，所述机器人控制系统用于控制六轴机械臂对螺钉装配位置单工位逐次检测，所述视觉识别检测系统用于对洗衣机滚筒对接处安装的紧固螺钉装配位置进行识别检测，所述激光高度检测系统用于检测螺钉帽的高度，所述光电传感器用于检测洗衣机滚筒是否到达检测区域从而控制自动化传送带启停，所述中控系统用于控制设备上电和启停。
进一步改进在于：所述自动化传送带中部的检测区域上方设有悬挂结构框架，所述悬挂结构框架下方设有X-Y平面运动模组。
进一步改进在于：所述X-Y平面运动模组下方固定有六轴机械臂，所述视觉识别检测系统和激光高度检测系统固定在六轴机械臂前端，所述悬挂结构框架用于固定光电传感器且还设有安全光栅。
进一步改进在于：所述视觉识别检测系统由高分辨率工业相机和环形光源构成，所述视觉识别检测系统由环形光源提供光线，由高分辨率工业相机检测有无螺钉和螺钉帽的尺寸。
进一步改进在于：所述激光高度检测系统通过测量螺钉帽平面坐标和装配平面坐标差来计算螺钉帽高度。
一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置的检测流程，包括以下步骤：
步骤一、待检品进入检测，将待检品上料至自动化传送带上并启动传送带，将待检品输送至传送带中部的检测区域，光电传感器检测到待检产品时自动化传送带停止工作；
步骤二、待检品粗定，通过X-Y平面运动模组将下方的六轴机械臂连同视觉识别检测系统和激光高度检测系统移动到检测区域，由视觉识别检测系统对待检品做一次粗定，定位出待检品的空间位置；
步骤三、紧固螺钉精定位，根据事先标定的紧固螺钉与待检品空间位置的相对坐标位置关系，对紧固螺钉的空间位置进行精准定位；
步骤四、紧固螺钉漏装检测，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动视觉识别检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉位置，运用圆形模板匹配算法检测紧固螺钉是否漏装；
步骤五、紧固螺钉高度测量，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动激光高度检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉正上方，通过测量判断紧固螺钉是否旋合到位；
步骤六、检测结果统计，将检测结果信号发送至中控系统，并对检测结果、时间、批次等信息进行数据统计和数据库管理；
步骤七、完成检测后，六轴机械臂和X-Y平面运动模组全部复位等待下一次检测。
进一步改进在于：所述步骤五中激光高度检测系统和工业相机标定，进行工业相机坐标和激光高度测量系统坐标转换关系，由工业相机视觉引导高度测量系统测量螺钉帽高度；由工业相机、六轴机械臂、激光高度检测系统三者标定关系，动态调整机器人姿态使之和工位螺钉装配平面对齐，再由视觉识别检测系统计算螺钉尺寸。
本发明的有益效果为：本发明通过机器人控制系统、视觉识别检测系统和激光高度检测系统的相互配合，实现了对洗衣机滚筒半成品对接处安装紧固螺钉装配位置进行识别检测，消除紧固螺钉漏装错装造成的洗衣机产品安全隐患，同时具有非接触性、自动化、精度高的优点，六轴机械臂的六自由度转动调节可以让机械臂更好的规划完成复杂运动路径，避开狭小空间内的障碍物，能完成对紧固螺钉漏装错装的准确检测，从而满足生产的要求。
附图说明
图1为本发明整体架构图。
图2为本发明检测流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
根据图1、2所示，本实施例提供了一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，包括自动化传送带、机器人控制系统、视觉识别检测系统、激光高度检测系统、光电传感器和中控系统，所述自动化传送带用于将洗衣机滚筒输送至传送带中部检测区域，所述机器人控制系统用于控制六轴机械臂对螺钉装配位置单工位逐次检测，所述视觉识别检测系统用于对洗衣机滚筒对接处安装的紧固螺钉装配位置进行识别检测，所述激光高度检测系统用于检测螺钉帽的高度，所述光电传感器用于检测洗衣机滚筒是否到达检测区域从而控制自动化传送带启停，所述中控系统用于控制设备上电和启停，过机器人控制系统、视觉识别检测系统和激光高度检测系统的相互配合，实现了对洗衣机滚筒半成品对接处安装紧固螺钉装配位置进行识别检测，消除紧固螺钉漏装错装造成的洗衣机产品安全隐患，具有非接触性、自动化、精度高的优点。
所述自动化传送带中部的检测区域上方设有悬挂结构框架，所述悬挂结构框架下方设有X-Y平面运动模组。
所述X-Y平面运动模组下方固定有六轴机械臂，所述视觉识别检测系统和激光高度检测系统固定在六轴机械臂前端，所述悬挂结构框架用于固定光电传感器且还设有安全光栅，六轴机械臂的六自由度转动调节可以让机械臂更好的规划完成复杂运动路径，避开狭小空间内的障碍物，能完成对紧固螺钉漏装错装的准确检测，从而满足生产的要求。
所述视觉识别检测系统由海康1200万像素高分辨率工业相机和环形光源构成，所述视觉识别检测系统由环形光源提供光线，由高分辨率工业相机检测有无螺钉和螺钉帽的尺寸。
所述激光高度检测系统通过测量螺钉帽平面坐标和装配平面坐标差来计算螺钉帽高度。
一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置的检测流程，包括以下步骤：
步骤一、待检品进入检测，将待检品上料至自动化传送带上并启动传送带，将待检品输送至传送带中部的检测区域，光电传感器检测到待检产品时自动化传送带停止工作；
步骤二、待检品粗定，通过X-Y平面运动模组将下方的六轴机械臂连同视觉识别检测系统和激光高度检测系统移动到检测区域，由视觉识别检测系统对待检品做一次粗定，定位出待检品的空间位置；
步骤三、紧固螺钉精定位，根据事先标定的紧固螺钉与待检品空间位置的相对坐标位置关系，对紧固螺钉的空间位置进行精准定位；
步骤四、紧固螺钉漏装检测，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动视觉识别检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉位置，运用圆形模板匹配算法检测紧固螺钉是否漏装；
步骤五、紧固螺钉高度测量，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动激光高度检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉正上方，通过测量判断紧固螺钉是否旋合到位，其中激光高度检测系统和工业相机标定，进行工业相机坐标和激光高度测量系统坐标转换关系，由工业相机视觉引导高度测量系统测量螺钉帽高度；由工业相机、六轴机械臂、激光高度检测系统三者标定关系，动态调整机器人姿态使之和工位螺钉装配平面对齐，再由视觉识别检测系统计算螺钉尺寸；
步骤六、检测结果统计，将检测结果信号发送至中控系统，并对检测结果、时间、批次等信息进行数据统计和数据库管理；
步骤七、完成检测后，六轴机械臂和X-Y平面运动模组全部复位等待下一次检测。
实施例2
根据图1、2所示，本实施例提供了一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，包括自动化传送带、机器人控制系统、视觉识别检测系统、激光高度检测系统、光电传感器和中控系统，所述自动化传送带用于将洗衣机滚筒输送至传送带中部检测区域，所述机器人控制系统用于控制六轴机械臂对螺钉装配位置单工位逐次检测，所述视觉识别检测系统用于对洗衣机滚筒对接处安装的紧固螺钉装配位置进行识别检测，所述激光高度检测系统用于检测螺钉帽的高度，所述光电传感器用于检测洗衣机滚筒是否到达检测区域从而控制自动化传送带启停，所述中控系统用于控制设备上电和启停。
所述自动化传送带中部的检测区域上方设有悬挂结构框架，所述悬挂结构框架下方设有X-Y平面运动模组，所述X-Y平面运动模组下方固定有六轴机械臂，所述视觉识别检测系统和激光高度检测系统固定在六轴机械臂前端，所述悬挂结构框架用于固定光电传感器且还设有安全光栅。
所述视觉识别检测系统由海康1200万像素高分辨率工业相机和环形光源构成，所述视觉识别检测系统通过光路设计图像处理检测螺钉有无，通过高分辨率工业相机标定计算像素-物理单位比例尺，把图像处理计算螺钉帽像素尺寸转换为实际物理尺寸，通过机器人手眼标定，得到机器人坐标和工业相机坐标三维相对位置关系，利用高分辨率工业相机视觉引导进行螺钉单工位逐次检测。
所述激光高度检测系统通过测量螺钉帽平面坐标和装配平面坐标差来计算螺钉帽高度。
所述中控系统还包含三色声光警示灯、显示器和操作按钮，所述三色声光警示灯用于根据检测结果给出声光提示，检测正常为绿灯，检测异常亮红灯并报警，所述显示器用于将检测结果和结果统计信息显示并进行软件的操作，所述操作按钮用于操作控制设备。
一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置的检测流程，包括以下步骤：
步骤一、待检品进入检测，将待检品上料至自动化传送带上并启动传送带，将待检品输送至传送带中部的检测区域，光电传感器检测到待检产品时自动化传送带停止工作；
步骤二、待检品粗定，通过X-Y平面运动模组将下方的六轴机械臂连同视觉识别检测系统和激光高度检测系统移动到检测区域，由视觉识别检测系统对待检品做一次粗定，定位出待检品的空间位置；
步骤三、紧固螺钉精定位，根据事先标定的紧固螺钉与待检品空间位置的相对坐标位置关系，对紧固螺钉的空间位置进行精准定位；
步骤四、紧固螺钉漏装检测，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动视觉识别检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉位置，运用圆形模板匹配算法检测紧固螺钉是否漏装；
步骤五、紧固螺钉高度测量，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动激光高度检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉正上方，通过测量判断紧固螺钉是否旋合到位，其中激光高度检测系统和工业相机标定，进行工业相机坐标和激光高度测量系统坐标转换关系，由工业相机视觉引导高度测量系统测量螺钉帽高度；由工业相机、六轴机械臂、激光高度检测系统三者标定关系，动态调整机器人姿态使之和工位螺钉装配平面对齐，再由视觉识别检测系统计算螺钉尺寸；
步骤六、检测结果统计，将检测结果信号发送至中控系统并控制三色声光警示灯工作，同时通过显示器显示出来，并对检测结果、时间、批次等信息进行数据统计和数据库管理；
步骤七、完成检测后，六轴机械臂和X-Y平面运动模组全部复位等待下一次检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，其特征在于：包括自动化传送带、机器人控制系统、视觉识别检测系统、激光高度检测系统、光电传感器和中控系统，所述自动化传送带用于将洗衣机滚筒输送至传送带中部检测区域，所述机器人控制系统用于控制六轴机械臂对螺钉装配位置单工位逐次检测，所述视觉识别检测系统用于对洗衣机滚筒对接处安装的紧固螺钉装配位置进行识别检测，所述激光高度检测系统用于检测螺钉帽的高度，所述光电传感器用于检测洗衣机滚筒是否到达检测区域从而控制自动化传送带启停，所述中控系统用于控制设备上电和启停。
2.根据权利要求1所述的一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，其特征在于：所述自动化传送带中部的检测区域上方设有悬挂结构框架，所述悬挂结构框架下方设有X-Y平面运动模组。
3.根据权利要求2所述的一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，其特征在于：所述六轴机械臂固定在X-Y平面运动模组下方，所述视觉识别检测系统和激光高度检测系统固定在六轴机械臂前端，所述悬挂结构框架用于固定光电传感器且还设有安全光栅。
4.根据权利要求1所述的一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，其特征在于：所述视觉识别检测系统由高分辨率工业相机和环形光源构成，所述视觉识别检测系统由环形光源提供光线，由高分辨率工业相机检测有无螺钉和螺钉帽的尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置，其特征在于：所述激光高度检测系统通过测量螺钉帽平面坐标和装配平面坐标差来计算螺钉帽高度。
6.一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置的检测流程，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、待检品进入检测，将待检品上料至自动化传送带上并启动传送带，将待检品输送至传送带中部的检测区域，光电传感器检测到待检产品时自动化传送带停止工作；
步骤二、待检品粗定，通过X-Y平面运动模组将下方的六轴机械臂连同视觉识别检测系统和激光高度检测系统移动到检测区域，由视觉识别检测系统对待检品做一次粗定，定位出待检品的空间位置；
步骤三、紧固螺钉精定位，根据事先标定的紧固螺钉与待检品空间位置的相对坐标位置关系，对紧固螺钉的空间位置进行精准定位；
步骤四、紧固螺钉漏装检测，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动视觉识别检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉位置，运用圆形模板匹配算法检测紧固螺钉是否漏装；
步骤五、紧固螺钉高度测量，根据紧固螺钉的空间位置坐标，六轴机械臂带动激光高度检测系统按照实现预装的六轴机械臂运动轨迹，依次运动到紧固螺钉正上方，通过测量判断紧固螺钉是否旋合到位；
步骤六、检测结果统计，将检测结果信号发送至中控系统，并对检测结果、时间、批次等信息进行数据统计和数据库管理；
步骤七、完成检测后，六轴机械臂和X-Y平面运动模组全部复位等待下一次检测。
7.根据权利要求6所述的一种洗衣机滚筒紧固螺钉的视觉检测装置的检测流程，其特征在于：所述步骤五中激光高度检测系统和工业相机标定，进行工业相机坐标和激光高度测量系统坐标转换关系，由工业相机视觉引导高度测量系统测量螺钉帽高度；由工业相机、六轴机械臂、激光高度检测系统三者标定关系，动态调整机器人姿态使之和工位螺钉装配平面对齐，再由视觉识别检测系统计算螺钉尺寸。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115256392A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-01 | 北京电子科技职业学院 | 一种抓取机器人紧固方法、系统以及存储介质 |
| CN116352756A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-06-30 | 威凯检测技术有限公司 | 室内场景智能服务机器人避障功能检测系统及检测方法 |
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2021
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| CN116352756A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-06-30 | 威凯检测技术有限公司 | 室内场景智能服务机器人避障功能检测系统及检测方法 |
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