CN114147849A - 一种基于2d平面视觉识别边模的方法及拆模设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了混凝土预制件拆模技术领域的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，包括拆模机械手、面阵相机、频闪光源，所述拆模机械手包括拆模机械手夹爪组、拔磁钉机构、拔磁钉升降气缸组、纵向传动机构、横向传动机构。与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用光源对模台进行多角度照射，能精准的识别模台上与边模特征相似的干扰，提高对边模的识别能力，通过固定的光源和相机分别对模台进行照射和拍摄，省去了线扫过程中需要机械手移动的辅助环节，节省了作业时间，提高了生产效率，通过相机拍照识别，结合拆模机械手的拔磁钉和夹持边模的功能，能高效的将边模直接用拆模机械手返还到边模库中。

Description

一种基于2D平面视觉识别边模的方法及拆模设备

技术领域

本发明涉及混凝土预制件拆模技术领域，具体为一种基于2D平面视觉识别边模的方法及拆模设备。

背景技术

在混凝土预制件的生产工艺中，磁性边模参与了构件从无到有的整个过程。而拆模作为整个生产工艺的最后一道辅助工序，拆模速度及精度直接影响了整条产线的生产效率。

在现有pc(混凝土预制件)构件产线中，完成拆模主要有两种形式，一种是人工拔磁钉，另一种则是利用线扫相机定位磁钉后，通过拔磁钉机构来完成拆模。人工作业需要工人利用合适的撬棍将吸附在模台上的磁钉拔起，拔完所有磁钉后仍需要通过人工将边模转运到边模线上，不仅费力，而且效率极低。由于线扫相机一次拍照成型的二维图像在宽度上只有几个像素，则面对覆盖面较长的模台则需要通过机械手的移动来辅助成像，与此同时，对整个模台的成像也需要将多次拍摄的照片进行合并，降低了拆模效率。

为解决上述问题，因此我们提出一种基于2D平面视觉识别边模的方法及拆模设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于2D平面视觉识别边模的方法及拆模设备，为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种基于2D平面视觉识别边模的方法，包括如下步骤：

步骤1、对面阵相机和拆模机械手进行手眼标定；

步骤2、完成手眼标定后，面阵相机对模台上的边模进行拍照，可得到各个磁钉基于面阵相机的坐标，对磁钉基于面阵相机的坐标和磁钉基于拆模机械手的坐标用视觉算法进行处理，校准畸变，当误差在可接受范围之内时，则可得到面阵相机坐标与拆模机械手坐标的映射关系；

步骤3、正常拆模时，模台带着边模到达指定的拆模工位，频闪光源对目标区域进行照射，提高边模与模台的对比度，减小环境光照对边模识别的影响；

步骤4、面阵相机对模台上的边模进行拍照，经视觉检测系统处理后能得到边模磁钉基于拆模机械手的坐标，得到磁钉基于拆模机械手的坐标值后则可利用拔磁钉机构将磁钉精准的拔起，由于在拔起磁钉的过程中会导致边模的位置窜动，当所有磁钉被拔起后将再次对模台上的边模进行拍照识别，得到最新的边模坐标，拆模机械手根据边模的最新坐标将边模夹取并返还到对应的边模库中，至此完成拆模工作。

如上所述的一种基于2D平面视觉识别边模的方法中，所述步骤1具体包括如下内容：

将处于面阵相机检测范围之内的模台上放置多根型号各异的边模，边模放置的位置均匀的覆盖整个模台；

将拆模机械手手动移动到指定磁钉的位置，记录拆模机械手的坐标，依次标定所有磁钉位置，可得到磁钉基于拆模机械手的坐标。

如上所述的一种基于2D平面视觉识别边模的方法中，所述步骤3中，由于拆模时模台上会有残余混凝土等杂质作为干扰，频闪光源将会从不同角度对模台进行照射，通过对阴影的识别来判断该特征是否为边模上的特征，提高了识别的准确性。

一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，包括拆模机械手、面阵相机、频闪光源，所述拆模机械手包括拆模机械手夹爪组、拔磁钉机构、拔磁钉升降气缸组、纵向传动机构、横向传动机构，所述面阵相机、频闪光源配合使用以用于对模台进行照射和拍摄，所述纵向传动机构用于驱动拆模机械手在拆模设备横梁上纵向移动，所述横向传动机构用于驱动拆模机械手在拆模设备横梁上横向移动，所述拆模机械手夹爪组用于夹取边模，所述拔磁钉机构用于将模台上的边模磁钉拔出，所述拔磁钉升降气缸组用于驱动拔磁钉机构动作。

如上所述的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备中，所述拔磁钉机构包括丝杠螺母驱动机构和以气缸作为动力源的连杆机构，所述丝杠螺母驱动机构、连杆机构配合以完成对模台上边模磁钉的拔起。

如上所述的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备中，所述拆模机械手夹爪组包括气动夹爪、旋转平台，所述旋转平台用于驱动气动夹爪进行圆周运动，所述气动夹爪用于夹取边模。

如上所述的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备中，所述拆模机械手夹爪组还包括缓冲气缸组，所述缓冲气缸组用于对气动夹爪下移进行缓冲。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.利用光源对模台进行多角度照射，能精准的识别模台上与边模特征相似的干扰，提高对边模的识别能力；

2.通过固定的光源和相机分别对模台进行照射和拍摄，省去了线扫过程中需要机械手移动的辅助环节，节省了作业时间，提高了生产效率；

3.通过相机拍照识别，结合拆模机械手的拔磁钉和夹持边模的功能，能高效的将边模直接用拆模机械手返还到边模库中。

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为本发明中一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备的总装结构示意图；

图2为本发明实施例中拆模机械手的结构示意图；

图3为图2中结构另一个角度的示意图；

图4为本发明实施例中拆模机械手夹爪组的结构示意图；

图5为本发明实施例中拔磁钉机构的结构示意图。

图中：1-拆模机械手，2-面阵相机，3-频闪光源，4-模台，5-边模，6-气动夹爪，7-旋转平台，8-缓冲气缸组，9-丝杠螺母驱动机构，10-连杆机构，11-拆模机械手夹爪组，12-拔磁钉机构，13-拔磁钉升降气缸组，14-纵向传动机构，15-横向传动机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-5所示，一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，包括拆模机械手1、面阵相机2、频闪光源3，拆模机械手1包括拆模机械手夹爪组11、拔磁钉机构12、拔磁钉升降气缸组13、纵向传动机构14、横向传动机构15，面阵相机2、频闪光源3配合使用以用于对模台4进行照射和拍摄，纵向传动机构14用于驱动拆模机械手1在拆模设备横梁上纵向移动，横向传动机构15用于驱动拆模机械手1在拆模设备横梁上横向移动，拆模机械手夹爪组11用于夹取边模5，拆模机械手夹爪组11包括气动夹爪6、旋转平台7，旋转平台7用于驱动气动夹爪6进行圆周运动，气动夹爪6用于夹取边模5，拔磁钉机构12用于将模台4上的边模磁钉拔出，拔磁钉升降气缸组13用于驱动拔磁钉机构12动作，拔磁钉机构12包括丝杠螺母驱动机构9和以气缸作为动力源的连杆机构10，丝杠螺母驱动机构9、连杆机构10配合以完成对模台4上边模5磁钉的拔起，拆模机械手夹爪组11还包括缓冲气缸组8，缓冲气缸组8用于对气动夹爪6下移进行缓冲。本实施例还公开了一种基于2D平面视觉识别边模的方法，包括如下步骤：

步骤1、对面阵相机2和拆模机械手1进行手眼标定：

将处于面阵相机2检测范围之内的模台4上放置多根型号各异的边模5，边模5放置的位置均匀的覆盖整个模台4；

将拆模机械手1手动移动到指定磁钉的位置，记录拆模机械手1的坐标，依次标定所有磁钉位置，可得到磁钉基于拆模机械手1的坐标；

步骤2、完成手眼标定后，面阵相机2对模台4上的边模5进行拍照，可得到各个磁钉基于面阵相机2的坐标，对磁钉基于面阵相机2的坐标和磁钉基于拆模机械手1的坐标用视觉算法进行处理，校准畸变，当误差在可接受范围之内时，则可得到面阵相机2坐标与拆模机械手1坐标的映射关系；

步骤3、正常拆模时，模台4带着边模5到达指定的拆模工位，频闪光源3对目标区域进行照射，提高边模5与模台4的对比度，减小环境光照对边模识别的影响，由于拆模时模台4上会有残余混凝土等杂质作为干扰，频闪光源将会从不同角度对模台4进行照射，通过对阴影的识别来判断该特征是否为边模5上的特征，提高了识别的准确性；

步骤4、面阵相机2对模台4上的边模5进行拍照，经视觉检测系统处理后能得到边模磁钉基于拆模机械手1的坐标，得到磁钉基于拆模机械手1的坐标值后则可利用拔磁钉机构将磁钉精准的拔起，由于在拔起磁钉的过程中会导致边模5的位置窜动，当所有磁钉被拔起后将再次对模台4上的边模5进行拍照识别，得到最新的边模5坐标，拆模机械手1根据边模5的最新坐标将边模5夹取并返还到对应的边模库中，至此完成拆模工作。

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 (7)

1.一种基于2D平面视觉识别边模的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对面阵相机(2)和拆模机械手(1)进行手眼标定；

步骤2、完成手眼标定后，面阵相机(2)对模台(4)上的边模(5)进行拍照，可得到各个磁钉基于面阵相机(2)的坐标，对磁钉基于面阵相机(2)的坐标和磁钉基于拆模机械手(1)的坐标用视觉算法进行处理，校准畸变，当误差在可接受范围之内时，则可得到面阵相机(2)坐标与拆模机械手(1)坐标的映射关系；

步骤3、正常拆模时，模台(4)带着边模(5)到达指定的拆模工位，频闪光源(3)对目标区域进行照射，提高边模(5)与模台(4)的对比度，减小环境光照对边模识别的影响；

步骤4、面阵相机(2)对模台(4)上的边模(5)进行拍照，经视觉检测系统处理后能得到边模磁钉基于拆模机械手(1)的坐标，得到磁钉基于拆模机械手(1)的坐标值后则可利用拔磁钉机构将磁钉精准的拔起，由于在拔起磁钉的过程中会导致边模(5)的位置窜动，当所有磁钉被拔起后将再次对模台(4)上的边模(5)进行拍照识别，得到最新的边模(5)坐标，拆模机械手(1)根据边模(5)的最新坐标将边模(5)夹取并返还到对应的边模库中，至此完成拆模工作。

2.如权利要求1所述的一种基于2D平面视觉识别边模的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下内容：

将处于面阵相机(2)检测范围之内的模台(4)上放置多根型号各异的边模(5)，边模(5)放置的位置均匀的覆盖整个模台(4)；

将拆模机械手(1)手动移动到指定磁钉的位置，记录拆模机械手(1)的坐标，依次标定所有磁钉位置，可得到磁钉基于拆模机械手(1)的坐标。

3.如权利要求1所述的一种基于2D平面视觉识别边模的方法，其特征在于，所述步骤3中，由于拆模时模台(4)上会有残余混凝土等杂质作为干扰，频闪光源将会从不同角度对模台(4)进行照射，通过对阴影的识别来判断该特征是否为边模(5)上的特征，提高了识别的准确性。

4.一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，其特征在于，包括拆模机械手(1)、面阵相机(2)、频闪光源(3)，所述拆模机械手(1)包括拆模机械手夹爪组(11)、拔磁钉机构(12)、拔磁钉升降气缸组(13)、纵向传动机构(14)、横向传动机构(15)，所述面阵相机(2)、频闪光源(3)配合使用以用于对模台(4)进行照射和拍摄，所述纵向传动机构(14)用于驱动拆模机械手(1)在拆模设备横梁上纵向移动，所述横向传动机构(15)用于驱动拆模机械手(1)在拆模设备横梁上横向移动，所述拆模机械手夹爪组(11)用于夹取边模(5)，所述拔磁钉机构(12)用于将模台(4)上的边模磁钉拔出，所述拔磁钉升降气缸组(13)用于驱动拔磁钉机构(12)动作。

5.如权利要求4所述的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，其特征在于，所述拔磁钉机构(12)包括丝杠螺母驱动机构(9)和以气缸作为动力源的连杆机构(10)，所述丝杠螺母驱动机构(9)、连杆机构(10)配合以完成对模台(4)上边模(5)磁钉的拔起。

6.权利要求4所述的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，其特征在于，所述拆模机械手夹爪组(11)包括气动夹爪(6)、旋转平台(7)，所述旋转平台(7)用于驱动气动夹爪(6)进行圆周运动，所述气动夹爪(6)用于夹取边模(5)。

7.权利要求6所述的一种基于2D平面视觉识别边模的拆模设备，其特征在于，所述拆模机械手夹爪组(11)还包括缓冲气缸组(8)，所述缓冲气缸组(8)用于对气动夹爪(6)下移进行缓冲。

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