CN207616300U - 基于视觉技术的玻璃加工机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于视觉技术的玻璃加工机，它包括用于玻璃装夹和固定的玻璃装夹平台装置，所述玻璃装夹平台装置的侧面安装有支撑架，所述支撑架的顶部平行安装有纵向轨道，所述纵向轨道之间安装有横向轨道，所述横向轨道的滑动配合安装有玻璃打磨机，所述玻璃打磨机上通过机械臂安装有打磨刀片；在玻璃装夹平台装置的顶部安装有一号摄像机；所述纵向轨道的底部安装有二号摄像机。在玻璃普通加工的基础上结合了计算机视觉技术，对其待加工的玻璃通过摄像机进行图像获取，经过图像处理检测出待加工玻璃的边界角点等信息，再通过处理计算得到玻璃的边界、角点坐标以及玻璃的厚度信息，最后控制打磨机完成玻璃边界和角点的加工。

Description

基于视觉技术的玻璃加工机

技术领域

本实用新型属于玻璃加工设备技术领域，具体涉及到一种基于视觉技术的玻璃加工机。

背景技术

玻璃是建筑工程中最普遍使用的装饰材料之一，它的主要性能有透视、隔音以及保温等是生活中不可或缺的材料，因此人们对他的加工工艺也是非常重视的。玻璃的加工工艺最基本的就是玻璃的切割，然而在刚切割完成后的玻璃边界通常非常锋利的，如果是矩形的话，它的四个角更是非常尖锐无论是在搬运还是做进一步加工过程中都极易给工作人员带来伤害，因此玻璃生产厂家在切割完玻璃后都会对其的边沿或角进行圆滑或倒圆，但由于玻璃材料的特殊性以及各行各业对玻璃形状和规格等特征的各异性导致玻璃的边界圆滑或倒圆角也成为了一项较复杂且工作量大的难题。玻璃的加工量非常的大，然而目前玻璃的边界处理工艺依旧相对较为传统，即人工处理依然占据较大的地位。这种处理方式不仅效率低，且容易受人为因素的影响造成加工失误，极易浪费人力、物力和财力，即使是目前比较流行的玻璃加工机也具有较大的局限性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于视觉技术的玻璃加工机，在玻璃普通加工的基础上结合了计算机视觉技术，对其待加工的玻璃通过摄像机进行图像获取，经过图像处理检测出待加工玻璃的边界角点等信息，再通过处理计算得到玻璃的边界、角点坐标以及玻璃的厚度信息，最后控制打磨机完成玻璃边界和角点的加工，能够有效的解决低效率、低精度的人工打磨问题，同时提高了加工的智能度。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：基于视觉技术的玻璃加工机，它包括用于玻璃装夹和固定的玻璃装夹平台装置，所述玻璃装夹平台装置的侧面安装有支撑架，所述支撑架的顶部平行安装有纵向轨道，所述纵向轨道之间安装有横向轨道，所述横向轨道的滑动配合安装有玻璃打磨机，所述玻璃打磨机上通过机械臂安装有打磨刀片；在玻璃装夹平台装置的顶部安装有用于获取待加工玻璃位置、角点和边界信息的一号摄像机；所述纵向轨道的底部安装有用于获取待加工玻璃厚度信息的二号摄像机。

所述玻璃装夹平台装置包括工作台底座，所述工作台底座的顶部固定有多根支撑钉，所述支撑钉的顶部固定有吸盘，所述吸盘与抽真空设备相连。

所述横向轨道、玻璃打磨机和机械臂都与三维运动系统模块相连，所述三维运动系统模块与PLC运动控制模块相连，所述PLC运动控制模块与计算机相连，所述一号摄像机和二号摄像机都通过视频信号线与计算机相连。

所述一号摄像机和二号摄像机都采用CCD相加，并配合安装有LED照明光源，其内部安装有图像采集卡。

所述横向轨道和玻璃打磨机都通过伺服驱动机构分别沿着纵向轨道和横向轨道运动，所述伺服驱动机构包括伺服电机、传动丝杆、滑块和螺母套，伺服电机的输出轴与传动丝杆相连，所述传动丝杆上安装有螺母套，所述螺母套上安装有滑块，所述滑块上固定安装横向轨道或玻璃打磨机；所述伺服电机通过三维运动系统模块与PLC运动控制模块相连，并控制横向和纵向运动。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过视觉技术快速准确的获取待加工玻璃的边界角点以及厚度信息。

2、能够准确获取待加工玻璃的边界及角点坐标信息，并通过计算机控制打磨机完成玻璃边界和角点的打磨加工。

3、相对于其它普通玻璃加工机，本加工及提高了加工精度，节省了物力、人力和财力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的第一视角整体结构示意图。

图2为本实用新型的第二视角整体结构示意图。

图3为本实用新型的第三视角整体结构示意图。

图4为本实用新型的运动控制系统结构示意图。

图中：工作台底座1、支撑钉2、吸盘3、待加工玻璃4、一号摄像机5、玻璃打磨机6、机械臂7、打磨刀片8、支撑架9、纵向轨道10、二号摄像机11、横向轨道12、PLC运动控制模块13、三维运动系统模块相连14、计算机15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1-4所示，基于视觉技术的玻璃加工机，它包括用于玻璃装夹和固定的玻璃装夹平台装置，所述玻璃装夹平台装置的侧面安装有支撑架9，所述支撑架9的顶部平行安装有纵向轨道10，所述纵向轨道10之间安装有横向轨道12，所述横向轨道12的滑动配合安装有玻璃打磨机6，所述玻璃打磨机6上通过机械臂7安装有打磨刀片8；在玻璃装夹平台装置的顶部安装有用于获取待加工玻璃4位置、角点和边界信息的一号摄像机5；所述纵向轨道10的底部安装有用于获取待加工玻璃4厚度信息的二号摄像机11。

进一步的，所述玻璃装夹平台装置包括工作台底座1，所述工作台底座1的顶部固定有多根支撑钉2，所述支撑钉2的顶部固定有吸盘3，所述吸盘3与抽真空设备相连。

进一步的，所述横向轨道12、玻璃打磨机6和机械臂7都与三维运动系统模块14相连，所述三维运动系统模块14与PLC运动控制模块13相连，所述PLC运动控制模块13与计算机15相连，所述一号摄像机5和二号摄像机11都通过视频信号线与计算机15相连。通过所述的计算机15其内置有图像处理功能，能够对所获取的图像信息进行处理，主要采用方法为：Canny边缘检测、Harris或Shi-Tomasi角点检测和Hough直线和圆形检测等，在确定玻璃的厚度、边界和角点后，通过计算获得玻璃的边界、角点和位置坐标等信息，将其储存。

进一步的，所述一号摄像机5和二号摄像机11都采用CCD相加，并配合安装有LED照明光源，其内部安装有图像采集卡。进一步的，由于玻璃具有透明特性以及摄像机获取图像的角度限制，其主要指摄相机拍摄视角与玻璃表面的垂直度限制，在对其边缘和角点检测过程中容易发生上表面、下表面的边界和角点重影现象，则需要根据玻璃的厚度，加工量的大小来适当调整参数或增加摄相机拍摄视角与玻璃表面的垂直度。例如：当玻璃面积稍大或稍微厚一点时由于摄相机拍摄视角与玻璃表面不是严格垂直可能会检测到两个边缘轮廓，可根据经验选择其中一个轮廓作为加工轨迹。

进一步的，所述横向轨道12和玻璃打磨机6都通过伺服驱动机构分别沿着纵向轨道10和横向轨道12运动，所述伺服驱动机构包括伺服电机、传动丝杆、滑块和螺母套，伺服电机的输出轴与传动丝杆相连，所述传动丝杆上安装有螺母套，所述螺母套上安装有滑块，所述滑块上固定安装横向轨道12或玻璃打磨机6；所述伺服电机通过三维运动系统模块14与PLC运动控制模块13相连，并控制横向和纵向运动。工作过程中，控制模块接受指令后首先控制玻璃打磨机刀片转动，并根据获得的玻璃厚度信息控制机械臂调整好打磨角度，再控制三维用动系统X或Y方向运动将玻璃打磨机送到玻璃边界或角点初始打磨处的正上方，再控制Z方向运动使刀片下沉。待玻璃打磨机运动到初始打磨位置后，再沿整块玻璃的边界及角点进行打磨，直到完成加工为止。

本实用新型的工作过程和工作原理为：

刚切割完成的玻璃需要将其边界和角点加工成倒圆或者倒直角时；玻璃送料机或人工将切割工平台上刚切割完成的玻璃送到加工平台1上的附在支承钉2上的吸盘3上固定后；通过一号摄像机5和二号摄像机11开始获取加工区域内玻璃的图像，其中加工平台上方的一号摄像机5用于获取待加工玻璃的位置、角点和边界信息，加工平台一侧的二号摄像机11用于获取待加工玻璃的厚度信息；

等到摄像机获取相关图像信息后将该图像信息发送到计算机15的图像处理模块中，图像处理模块通过相应的检测获得待加工玻璃的边界、角点坐标和厚度信息后对PLC控制模块13发出指令，控制模块接受指令后首先控制玻璃打磨机6的打磨刀片8转动，并根据获得的玻璃厚度信息控制机械臂7调整好打磨角度，再控制三维用动系统中的滑块对应在横向轨道12和纵向轨道10中滑动从而带动打磨机6沿X或Y方向运动，最终到达玻璃边界或角点初始打磨处的正上方，再控制Z方向运动使打磨刀片8下沉；待玻璃打磨机运动到初始打磨位置后，再沿整块玻璃的边界及角点进行打磨，直到加工完成为止。

上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.基于视觉技术的玻璃加工机，其特征在于：它包括用于玻璃装夹和固定的玻璃装夹平台装置，所述玻璃装夹平台装置的侧面安装有支撑架（9），所述支撑架（9）的顶部平行安装有纵向轨道（10），所述纵向轨道（10）之间安装有横向轨道（12），所述横向轨道（12）的滑动配合安装有玻璃打磨机（6），所述玻璃打磨机（6）上通过机械臂（7）安装有打磨刀片（8）；在玻璃装夹平台装置的顶部安装有用于获取待加工玻璃（4）位置、角点和边界信息的一号摄像机（5）；所述纵向轨道（10）的底部安装有用于获取待加工玻璃（4）厚度信息的二号摄像机（11）。

2.根据权利要求1所述的基于视觉技术的玻璃加工机，其特征在于：所述玻璃装夹平台装置包括工作台底座（1），所述工作台底座（1）的顶部固定有多根支撑钉（2），所述支撑钉（2）的顶部固定有吸盘（3），所述吸盘（3）与抽真空设备相连。

3.根据权利要求1所述的基于视觉技术的玻璃加工机，其特征在于：所述横向轨道（12）、玻璃打磨机（6）和机械臂（7）都与三维运动系统模块（14）相连，所述三维运动系统模块（14）与PLC运动控制模块（13）相连，所述PLC运动控制模块（13）与计算机（15）相连，所述一号摄像机（5）和二号摄像机（11）都通过视频信号线与计算机（15）相连。

4.根据权利要求1或3所述的基于视觉技术的玻璃加工机，其特征在于：所述一号摄像机（5）和二号摄像机（11）都采用CCD相加，并配合安装有LED照明光源，其内部安装有图像采集卡。

5.根据权利要求1所述的基于视觉技术的玻璃加工机，其特征在于：所述横向轨道（12）和玻璃打磨机（6）都通过伺服驱动机构分别沿着纵向轨道（10）和横向轨道（12）运动，所述伺服驱动机构包括伺服电机、传动丝杆、滑块和螺母套，伺服电机的输出轴与传动丝杆相连，所述传动丝杆上安装有螺母套，所述螺母套上安装有滑块，所述滑块上固定安装横向轨道（12）或玻璃打磨机（6）；所述伺服电机通过三维运动系统模块（14）与PLC运动控制模块（13）相连，并控制横向和纵向运动。