CN208840722U - 一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统，包括：轮毂预识别装置、输送带、轮毂标识装置、机械手、PLC控制器和工控机；输送带、轮毂标识装置、机械手分别通过PLC控制器与工控机通信连接；本实用新型中通过轮毂预识别装置获取所需标识的轮毂的参数信息，工控机控制机械手抓取放置于激光器下打码标识，预识别装置和打码装置基于机器视觉技术获取轮毂的参数信息和位置信息，标识过程自动化，降低了操作人员的劳动强，提高了标识效率。

Description

一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统

技术领域

本实用新型涉及轮毂生产领域，尤其涉及一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统。

背景技术

铸造轮毂生成工艺依次为熔炼、铸造、X光检测、热处理、机加工、气 密检测、去毛刺、喷涂、终检、动平衡检测、包装，生产流程复杂，工艺环节较多，中间的任何一个环节出错，都会影响产品质量，降低轮毂的合格率。现有技术中在轮毂铸造之后，在轮毂上打码标识，以便后期对轮毂进行追溯管理。目前，汽车铸造轮毂通过人工单机作业打码标识，人工操作方式存在劳动强度大，效率低，轮毂较重、搬运时有掉落砸伤人的风险等不足之处。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统，包括：轮毂预识别装置、输送带、轮毂标识装置、机械手、PLC控制器和工控机；输送带、轮毂标识装置、机械手分别通过PLC控制器与工控机通信连接；

轮毂预识别装置包括：轮高识别器、识别相机、测高定位传感器、防误进光电传感器、视觉定位传感器；

沿输送带输送方向依次设有测高定位传感器、防误进光电传感器、视觉定位传感器；测高定位传感器、防误进光电传感器、视觉定位传感器间隔设置；输送带上与测高定位传感器相匹配设有轮高识别器，与视觉定位传感器相匹配设有识别相机，识别相机镜头上设有环形光源；

轮高识别器、识别相机、测高定位传感器、防误进光电传感器、视觉定位传感器分别与工控机通信连接。

优选的，输送带包括：测高段、视觉识别段和标识后输送段；

测高段、视觉识别段和标识后输送段依次连接，并分别设有驱动装置，驱动装置与PLC控制器通信连接；

测高定位传感器、轮高识别器设置于测高段，防误进光电传感器、视觉定位传感器、识别相机设置于视觉识别段；标识后输送段设置有标识后轮毂定位器；

标识后轮毂定位器与工控机通信连接。

优选的，机械手包括：固定盘、水平转轴、转轴电机、肩关节、第一电机、机械主臂、肘关节、第二电机、机械副臂、腕关节、第三电机、手掌横杆、第一弧形手指、第二弧形手指、夹轮；

固定盘上设有水平转轴和转轴电机，水平转轴与转轴电机啮合连接，并通过肩关节与机械主臂的一端活动连接，肩关节处设有第一电机，第一电机与肩关节啮合连接；机械主臂的另一端通过肘关节与机械副臂一端活动连接，肘关节处设有第二电机，第二电机与肘关节啮合连接；机械副臂另一端通过腕关节与手掌横杆连接，腕关节处设有第三电机，第三电机与腕关节啮合连接；第一弧形手指、第二弧形手指分别通过伸缩杆对称设置于手掌横杆的两端，第一弧形手指、第二弧形手指上均活动设有多个夹轮，夹轮为单叶双曲面体结构。

优选的，第一弧形手指的中部和端部、第二弧形手指的中部和端部分别设有夹轮，夹轮通过中心轴活动设置于第一弧形手指和第二弧形手指上。

优选的，标识装置包括：激光器、固定杆、标识相机、标识光源；

固定杆上相匹配设有激光器和标识相机，标识相机上设有环形的标识光源；激光器和标识相机分别与工控机通信连接。

优选的，工控机采用IPC820型工控机。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型中通过轮毂预识别装置获取所需标识的轮毂的参数信息，工控机控制机械手抓取放置于激光器下打码标识，预识别装置和打码装置基于机器视觉技术获取轮毂的参数信息和位置信息，标识过程自动化，降低了操作人员的劳动强，提高了标识效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

其中，1、输送带， 101、测高段， 102、视觉识别段， 103、标识后输送段， 2、轮高识别器， 3、测高定位传感器， 4、视觉定位传感器， 5、识别相机， 6、环形光源， 7、机械手，701、固定盘， 702、转轴电机， 703、水平转轴， 704、肩关节， 705、第一电机， 706、机械主臂， 707、肘关节， 708、第二电机， 709、机械副臂， 710、腕关节， 711、手掌横杆， 712、第一弧形手指， 713、夹轮， 714、第二弧形手指， 8、固定杆， 9、识别相机， 10、标识光源，11、激光器， 12、工控机， 13、防误进光电传感器。

具体实施方式

为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统，如图1所示，包括：轮毂预识别装置、输送带1、轮毂标识装置、机械手7、PLC控制器和工控机12；输送带1、轮毂标识装置、机械手7分别通过PLC控制器与工控机12通信连接，工控机12采用IPC820型工控机；轮毂预识别装置基于机器视觉技术，获取轮毂的参数信息，工控机12通过PLC控制器控制机械手7抓取轮毂放置于轮毂标识装置标识区近视打码标识。

输送带1由测高段101、视觉识别段102和标识后输送段103依次连接构成，各组段分别设有驱动装置，各组段的驱动装置分别与PLC控制器通信连接；

其中，轮毂预识别装置包括：轮高识别器2、识别相机5、测高定位传感器3、防误进光电传感器13、视觉定位传感器4；

沿输送带1输送方向依次设有测高定位传感器3、防误进光电传感器13、视觉定位传感器4；输送带1上与测高定位传感器3相匹配设有轮高识别器2，与视觉定位传感器4相匹配设有识别相机5，识别相机5镜头上设有环形光源6；具体的，轮高识别器2、识别相机5、测高定位传感器3、防误进光电传感器13、视觉定位传感器4分别与工控机12通信连接。

测高定位传感器3、轮高识别器2设置于测高段101，防误进光电传感器13、视觉定位传感器4、识别相机5设置于视觉识别段102；标识后输送段103设置有标识后轮毂定位器；标识后轮毂定位器与工控机12通信连接。

其中，标识装置包括：激光器11、固定杆8、标识相机9、标识光源10；

固定杆8上相匹配设有激光器11和标识相机9，标识相机9上设有环形的标识光源10；激光器11和标识相机9分别与工控机12通信连接。

实施例二：

本实施例与实施例一大致相同，其不同之处在于：机械手7包括：固定盘701、水平转轴703、转轴电机702、肩关节704、第一电机705、机械主臂706、肘关节707、第二电机708、机械副臂709、腕关节710、第三电机、手掌横杆711、第一弧形手指712、第二弧形手指714、夹轮713；

固定盘701上设有水平转轴703和转轴电机702，水平转轴703与转轴电机702啮合连接，并通过肩关节704与机械主臂706的一端活动连接，肩关节704处设有第一电机705，第一电机705与肩关节704啮合连接；机械主臂706的另一端通过肘关节707与机械副臂709一端活动连接，肘关节707处设有第二电机708，第二电机708与肘关节707啮合连接；机械副臂709另一端通过腕关节710与手掌横杆711连接，腕关节710处设有第三电机，第三电机与腕关节710啮合连接；第一弧形手指712、第二弧形手指714分别通过伸缩杆对称设置于手掌横杆711的两端，第一弧形手指712的中部和端部、第二弧形手指714的中部和端部分别设有夹轮713，夹轮713通过中心轴活动设置于第一弧形手指712和第二弧形手指714上。夹轮713为单叶双曲面体结构。

本实用新型运行过程如下：

轮毂通过输送带1输送至测高定位传感器3处，测高定位传感器3检测到轮毂，工控机12接收检测信号，并控制轮高识别器2开启，检测轮毂高度；此时，轮毂在输送带1的测高段101，当视觉识别段102有轮毂在进行识别时，PLC控制器控制测高段101的轮毂完成测高后暂停此组段的驱动装置，防止多个轮毂同时进入视觉识别段102，干扰识别工作。待视觉识别段102的轮毂识别完成，机械手7抓取轮毂后，测高段101的驱动装置运行，将轮毂输送进视觉识别段102，防误进传感器13便是检测是否有多个轮毂同时进入视觉识别段102；视觉定位传感器4检测到轮毂，工控机12接收视觉定位传感器4的检测信号，通过PLC控制器控制输送带1的视觉识别段102暂停，识别相机5拍摄轮毂的图像信息，工控机12通过内部设置的图像处理软件处理轮毂图像信息；工控机12将轮毂图像信息、轮毂高度信息与原本存储的各轮毂模板信息进行匹配，得到精确的轮毂信息；工控机12根据获取的轮毂信息控制机械手7抓取轮毂，放置于标识装置的打码标识区进行打码标识。打码标识后的轮毂被放回输送带的标识后输送段103。标识后输送段103上设有标识后轮毂定位器，用于机械手放置轮毂时确定位置，并且当有轮毂放置于标识后轮毂定位器处时，机械手7暂停轮毂的放置。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的轮毂激光标识系统，其特征在于，包括：轮毂预识别装置、输送带（1）、轮毂标识装置、机械手（7）、PLC控制器和工控机（12）；输送带（1）、轮毂标识装置、机械手（7）分别通过PLC控制器与工控机（12）通信连接；

轮毂预识别装置包括：轮高识别器（2）、识别相机（5）、测高定位传感器（3）、防误进光电传感器（13）、视觉定位传感器（4）；

沿输送带（1）输送方向依次设有测高定位传感器（3）、防误进光电传感器（13）、视觉定位传感器（4）；测高定位传感器（3）、防误进光电传感器（13）、视觉定位传感器（4）间隔设置；输送带（1）上与测高定位传感器（3）相匹配设有轮高识别器（2），与视觉定位传感器（4）相匹配设有识别相机（5），识别相机（5）镜头上设有环形光源（6）；

轮高识别器（2）、识别相机（5）、测高定位传感器（3）、防误进光电传感器（13）、视觉定位传感器（4）分别与工控机（12）通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂激光标识系统，其特征在于，

输送带（1）包括：测高段（101）、视觉识别段（102）和标识后输送段（103）；

测高段（101）、视觉识别段（102）和标识后输送段（103）依次连接，并分别设有驱动装置，驱动装置与PLC控制器通信连接；

测高定位传感器（3）、轮高识别器（2）设置于测高段（101），防误进光电传感器（13）、视觉定位传感器（4）、识别相机（5）设置于视觉识别段（102）；标识后输送段（103）设置有标识后轮毂定位器；

标识后轮毂定位器与工控机（12）通信连接。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂激光标识系统，其特征在于，

机械手（7）包括：固定盘（701）、水平转轴（703）、转轴电机（702）、肩关节（704）、第一电机（705）、机械主臂（706）、肘关节（707）、第二电机（708）、机械副臂（709）、腕关节（710）、第三电机、手掌横杆（711）、第一弧形手指（712）、第二弧形手指（714）、夹轮（713）；

固定盘（701）上设有水平转轴（703）和转轴电机（702），水平转轴（703）与转轴电机（702）啮合连接，并通过肩关节（704）与机械主臂（706）的一端活动连接，肩关节（704）处设有第一电机（705），第一电机（705）与肩关节（704）啮合连接；机械主臂（706）的另一端通过肘关节（707）与机械副臂（709）一端活动连接，肘关节（707）处设有第二电机（708），第二电机（708）与肘关节（707）啮合连接；机械副臂（709）另一端通过腕关节（710）与手掌横杆（711）连接，腕关节（710）处设有第三电机，第三电机与腕关节（710）啮合连接；第一弧形手指（712）、第二弧形手指（714）分别通过伸缩杆对称设置于手掌横杆（711）的两端，第一弧形手指（712）、第二弧形手指（714）上均活动设有多个夹轮（713），夹轮（713）为单叶双曲面体结构。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的轮毂激光标识系统，其特征在于，

第一弧形手指（712）的中部和端部、第二弧形手指（714）的中部和端部分别设有夹轮（713），夹轮（713）通过中心轴活动设置于第一弧形手指（712）和第二弧形手指（714）上。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂激光标识系统，其特征在于，

标识装置包括：激光器（11）、固定杆（8）、标识相机（9）、标识光源（10）；

固定杆（8）上相匹配设有激光器（11）和标识相机（9），标识相机（9）上设有环形的标识光源（10）；激光器（11）和标识相机（9）分别与工控机（12）通信连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的基于机器视觉的轮毂激光标识系统，其特征在于，

工控机（12）采用IPC820型工控机。