CN114950868A - 一种3d视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于点胶设备技术领域，提供了一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法，该系统包括工作台，还包括：上料系统、打胶系统和视觉检测系统，视觉检测系统基于双目视觉算法，将左右视图对应的图像坐标映射为机械臂三维坐标，并将图像识别出来的轮廓位置与机械臂实际运动点胶的路径对应，实现坐标转换。本发明能为产品识别提供精确的定位特征，实现半秒内对产品轮廓的完美识别，即使是轮廓弯曲、高度不一也能实现最终效果，点胶效果更加均匀和准确，大大提高了生产效率；产品识别精度可达±2mm；本发明能够实现生产线自动化点胶，自动规划产品点胶路径，适配一线多型号产品；系统操作简便，部署、实现及使用难度低，人工学习成本低。

Description

一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法
技术领域
本发明属于点胶设备技术领域，尤其涉及一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法。
背景技术
现有技术中有以下几种点胶方式：1)人工涂胶：传统涂胶由人工利用人眼来识别和检测被测物体，凭自身经验控制点胶系统在产品轮廓上进行操作，具有较大的不稳定性，效率低，也容易因为人工疲劳而发生误差；2)自动化辅助涂胶：虽然涂胶领域多数运用了自动化设备，但多数为硬件固定，更换多型号产品需要进行硬件调整；即使是运用了机器人但也基本上是固定路径，无法适配一线多型号产品，需要重新进行机械臂编程，对操作及研发人员有一定技术要求；对产品轮廓判定不准确，导致点胶生产时涂胶轨迹示教误差、重复定位误差、精度不准确，无法达到密封的目的且容易造成胶量浪费。
同时，针对产品轮廓的确定，目前打胶产品多数为定制化，实际工厂常常是一产品一个固定硬件形式，更换新产品以及满足高精度设计要求时，即使对原系统进行硬件改造，也难以满足工厂的流水线生产要求。为此需要配合传送带和软件系统进行搭配实现，本次通过设计，在实现产品整体一体化点胶操作的同时，提供了良好的软硬件结合基础。为此我们提出一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，包括工作台，还包括：
上料系统，所述上料系统在光环境配置下进行产品上料；
视觉检测系统，所述视觉检测系统基于双目视觉算法，将左右视图对应的图像坐标映射为机械臂三维坐标，并将图像识别出来的轮廓位置与机械臂实际运动点胶的路径对应，实现坐标转换；
打胶系统，所述打胶系统用于对产品进行打胶处理。
进一步的，所述上料系统包括传送带，所述传送带转动安装在工作台上。
进一步的，所述工作台上固定连接有光源支架，所述光源支架上固定安装有两个光源。
进一步的，所述工作台上固定安装有电脑机柜，所述电脑机柜上固定安装有微型工业电脑。
进一步的，所述视觉检测系统包括视觉相机，所述视觉相机用于获取待打胶拼接产品的图像。
进一步的，还包括六轴工业机器人，所述六轴工业机器人用于带动视觉相机和打胶系统运动。
一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品方法，包括以下步骤：
S01：上料：将不同型号的待打胶不锈钢自助餐炉盖放置于传送带上，待不锈钢自助餐炉盖运行至视觉系统工作区域时，系统发出信号进而控制传送带停止；
S02：打光：上料完成后自动运行视觉检测系统，同时控制光源控制器打开光源；
S03：标定：使用标记工具在不锈钢自助餐炉盖上标记多个标定点，由六轴工业机器人带动视觉相机在不锈钢自助餐炉盖的正上方获取整体图像，经双目视觉软件的标定算法，记录每个标定点的图像坐标和对应的工件坐标；
S04：获取图像：标定完成后，六轴工业机器人接收信号并带动视觉相机到不锈钢自助餐炉盖上方进行左右眼图像采集，识别得到不锈钢自助餐炉盖的尺寸数据；
S05：图像处理：软件对不锈钢自助餐炉盖的图像进行灰度化、自动阈值分割、填充空洞、凸包、直线找边缘点处理，获得需进行打胶轮廓的边缘点的图像信息；
S06：坐标转换：基于标定点数据，利用双目视觉坐标转换算法，将左右视图对应的图像坐标进行线性映射，得到六轴工业机器人运行的三维坐标；
S07：点胶：视觉软件利用TCP/IP通信，将边缘点位置坐标信息传送至六轴工业机器人，六轴工业机器人接收到位置信息后，控制点胶系统根据位置信息边运动边点胶，从而完成当前不锈钢自助餐炉盖拼接玻璃产品的点胶过程；
其中，S03的标定步骤仅在第一次运行时需要进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、将点胶技术与3D视觉技术结合，结合检测识别算法，为产品识别提供精确的定位特征，实现半秒内对产品轮廓的完美识别；
2、使用双目视觉坐标转换算法，将左右视图对应的图像坐标映射为六轴工业机器人的三维坐标，实现点胶位置与点胶工件坐标的精确对应，点胶效果更加均匀和准确，相对人工点胶质量有大幅度提升；
3、使用相机采集图像及图像识别的方式实现快速测量，耗时短，并且大大提高了生产效率；
4、产品识别精度可达±2mm；
5、能够实现生产线自动化点胶，自动规划产品点胶路径，适配一线多型号产品；
6、系统操作简便，部署、实现及使用难度低，人工学习成本低；
7、特别对于不锈钢压制产品容易扭曲变形、高度不一，造成轮廓涂胶难的问题，该系统及方法都能很好的对应解决。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图中：01-工作台，02-传送带，03-光源，04-光源支架，05-视觉相机，06-六轴工业机器人，07-打胶系统，08-微型工业电脑，09-电脑机柜，10-第一不锈钢自助餐炉盖，11-第二不锈钢自助餐炉盖。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，包括工作台01，还包括：
上料系统，所述上料系统在光环境配置下进行产品上料；
视觉检测系统，所述视觉检测系统基于双目视觉算法，将左右视图对应的图像坐标映射为机械臂三维坐标，并将图像识别出来的轮廓位置与机械臂实际运动点胶的路径对应，实现坐标转换；
打胶系统07，所述打胶系统07用于对产品进行打胶处理。
在本发明实施例中，本发明创新性地将点胶技术与3D视觉技术结合，实现生产线自动化点胶，适配一线多型号产品，自动规划产品点胶路径，解决路径规划单一的问题；通过自研的检测识别算法，半秒内实现对产品轮廓的识别，解决轮廓识别慢的问题；通过自研的标定及坐标系转换算法，实现点胶位置与点胶工件坐标精确对应，解决坐标信息不准确的问题；即使是不同产品型号，也不需要修改软件程序，更不需要更换或者调整硬件，省去人力物力，简化点胶流程，使点胶流程更加智能化，解决硬件修改的问题。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述上料系统包括传送带02，所述传送带02转动安装在工作台01上。
在本发明实施例中，优选的，传送带02用于传送不锈钢自助餐炉盖。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述工作台01上固定连接有光源03支架，所述光源03支架上固定安装有两个光源03。
在本发明实施例中，优选的，光源03与光源03控制器电性连接。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述工作台01上固定安装有电脑机柜09，所述电脑机柜09上固定安装有微型工业电脑08。
在本发明实施例中，优选的，微型工业电脑08用于控制该系统的所有程序。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述视觉检测系统包括视觉相机05，所述视觉相机05用于获取待打胶拼接产品的图像。
在本发明实施例中，优选的，所述视觉相机05用于获取不锈钢自助餐炉盖的图像，识别得到不锈钢自助餐炉盖的长宽尺寸数据；视觉相机05和打胶系统07的打胶头均通过自制法兰相连接。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，还包括六轴工业机器人06，所述六轴工业机器人06用于带动视觉相机05和打胶系统07运动。
一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品方法，包括以下步骤：
S01：上料：将不同型号的待打胶不锈钢自助餐炉盖放置于传送带02上，待不锈钢自助餐炉盖运行至视觉系统工作区域时，系统发出信号进而控制传送带02停止；
S02：打光：上料完成后自动运行视觉检测系统，同时控制光源控制器打开光源03；
S03：标定：使用标记工具在不锈钢自助餐炉盖上标记多个标定点，由六轴工业机器人06带动视觉相机05在不锈钢自助餐炉盖的正上方获取整体图像，经双目视觉软件的标定算法，记录每个标定点的图像坐标和对应的工件坐标；
S04：获取图像：标定完成后，六轴工业机器人06接收信号并带动视觉相机05到不锈钢自助餐炉盖上方进行左右眼图像采集，识别得到不锈钢自助餐炉盖的尺寸数据；
S05：图像处理：软件对不锈钢自助餐炉盖的图像进行灰度化、自动阈值分割、填充空洞、凸包、直线找边缘点处理，获得需进行打胶轮廓的边缘点的图像信息；
S06：坐标转换：基于标定点数据，利用双目视觉坐标转换算法，将左右视图对应的图像坐标进行线性映射，得到六轴工业机器人06运行的三维坐标；
S07：点胶：视觉软件利用TCP/IP通信，将边缘点位置坐标信息传送至六轴工业机器人06，六轴工业机器人06接收到位置信息后，控制点胶系统根据位置信息边运动边点胶，从而完成当前不锈钢自助餐炉盖拼接玻璃产品的点胶过程；
其中，S03的标定步骤仅在第一次运行时需要进行。
在本发明实施例中，优选的，S03：标定：使用记号笔或其他标记工具在不锈钢自助餐炉盖上标记多个标定点，由工业相机获取不锈钢自助餐炉盖图像，经六轴工业机器人的配合及自研的视觉软件标定算法，记录每个标定点的图像坐标和对应的工件坐标(仅第一次运行时需要标定)；不同型号的不锈钢自助餐炉盖有第一不锈钢自助餐炉盖10和第二不锈钢自助餐炉盖和第二不锈钢自助餐炉盖11，第一不锈钢自助餐炉盖10的顶部为透明玻璃拼接底，第二不锈钢自助餐炉盖11的顶部为透明玻璃。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些均不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，包括工作台，其特征在于，还包括：
上料系统，所述上料系统在光环境配置下进行产品上料；
视觉检测系统，所述视觉检测系统基于双目视觉算法，将左右视图对应的图像坐标映射为机械臂三维坐标，并将图像识别出来的轮廓位置与机械臂实际运动点胶的路径对应，实现坐标转换；
打胶系统，所述打胶系统用于对产品进行打胶处理。
2.根据权利要求1所述的3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，其特征在于，所述上料系统包括传送带，所述传送带转动安装在工作台上。
3.根据权利要求2所述的3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，其特征在于，所述工作台上固定连接有光源支架，所述光源支架上固定安装有两个光源。
4.根据权利要求3所述的3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，其特征在于，所述工作台上固定安装有电脑机柜，所述电脑机柜上固定安装有微型工业电脑。
5.根据权利要求1所述的3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，其特征在于，所述视觉检测系统包括视觉相机，所述视觉相机用于获取待打胶拼接产品的图像。
6.根据权利要求1所述的3D视觉引导的智能点胶拼接产品系统，其特征在于，还包括六轴工业机器人，所述六轴工业机器人用于带动视觉相机和打胶系统运动。
7.一种3D视觉引导的智能点胶拼接产品方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：上料：将不同型号的待打胶不锈钢自助餐炉盖放置于传送带上，待不锈钢自助餐炉盖运行至视觉系统工作区域时，系统发出信号进而控制传送带停止；
S02：打光：上料完成后自动运行视觉检测系统，同时控制光源控制器打开光源；
S03：标定：使用标记工具在不锈钢自助餐炉盖上标记多个标定点，由六轴工业机器人带动视觉相机在不锈钢自助餐炉盖的正上方获取整体图像，经双目视觉软件的标定算法，记录每个标定点的图像坐标和对应的工件坐标；
S04：获取图像：标定完成后，六轴工业机器人接收信号并带动视觉相机到不锈钢自助餐炉盖上方进行左右眼图像采集，识别得到不锈钢自助餐炉盖的尺寸数据；
S05：图像处理：软件对不锈钢自助餐炉盖的图像进行灰度化、自动阈值分割、填充空洞、凸包、直线找边缘点处理，获得需进行打胶轮廓的边缘点的图像信息；
S06：坐标转换：基于标定点数据，利用双目视觉坐标转换算法，将左右视图对应的图像坐标进行线性映射，得到六轴工业机器人运行的三维坐标；
S07：点胶：视觉软件利用TCP/IP通信，将边缘点位置坐标信息传送至六轴工业机器人，六轴工业机器人接收到位置信息后，控制点胶系统根据位置信息边运动边点胶，从而完成当前不锈钢自助餐炉盖拼接玻璃产品的点胶过程；
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