CN208992148U - 一种高精度智能视觉引导装配系统 - Google Patents
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Abstract
一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于它包括示教器、外围控制电路板、交换机、辅助外设、视觉引导器、机械手控制器；可以进行多种类、多姿态的高精度装配；结构简单、体积小、算法接口均为标准接口，可以作为独立的产品与其它多种品牌的机械手进行配合工作；大大的增加了工作效率和提高了产品质量；高柔性化，系统适用范围广。
Description
技术领域：
本实用新型涉及生产线智能装配系统领域，用于智能化装配生产线，特别是一种高精度智能视觉引导装配系统。
背景技术：
随着工业生产一体化技术的不断发展，生产线的流水作业成为扩大生产规模的一个具体的实现方式之一。在装配生产线领域也掀起了智能化控制的热潮。目前市场上虽然有大量的自动化装配设备，其装配精度主要依靠工件的定位精度和定位角度决定，但现有技术中，定位精度和角度往往通过红外线、激光等测距传感器及设备实现测量，但普遍存在装配精度低和柔性化水平差的缺陷。目前还没有即可以实现高精度又可达到高柔性化的高智能装配系统。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种高精度智能视觉引导装配系统，它不仅可以提升装配精度，并且摆脱了传统设备需要对装配件进行高精度定位的技术缺陷，工件可以在规定角度内随意摆放，系统可以根据视觉引导系统进行高精度自主装配，大大增加了设备的柔性化程度，应用范围也随之扩大。
本实用新型的技术方案：一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于它包括示教器、外围控制电路板、交换机、辅助外设、视觉引导器、机械手控制器；其中，所述外围控制电路板分别与示教器、交换机以及辅助外设呈双向连接；所述交换机和视觉引导器及机械手控制器呈双向连接。
所述外围控制电路板带USB接口、以太网接口和I/O口，此外还有核心CPU控制板；所述外围控制电路板与示教器之间依USB接口呈双向连接；所述外围控制电路板与交换机之间依以太网接口呈双向连接；所述外围控制电路板与辅助外设之间依I/O口呈双向连接；所述核心CPU控制板与USB接口、以太网接口和I/O口之间呈双向信号交换连接。
所述机械手控制器是含控制器的六轴机械手。
所述核心CPU控制板采用嵌入式核心CPU板为控制核心，是符合 X86结构的计算系统的EMBC-1000-600U主板，该主板是超恩公司的工业用宽温嵌入式电脑主板。
所述以太网接口是千兆以太网口，可通过工业交换机与相机和机械手控制器进行连接，形成最主要的控制回路。
所述视觉引导器是相机或高精度摄像头。
本实用新型的工作原理：本实用新型集成了一套完整的视觉引导控制算法和坐标转换算法，即通过相机内参标定得到摄像机坐标系和图片像素坐标系的转换矩阵T1，通过相机外参标定得到相机坐标系和实际坐标系的转换矩阵T2，通过手眼标定技术得到摄像机坐标系与机械手坐标系之间的转换矩阵T3，通过多组数据的联合计算最终得到图片的像素坐标系到机械手坐标系的转换矩阵。
本实用新型的优越性：①通过搭建一套符合X86结构的计算系统，采用嵌入式核心CPU板为控制核心，可以安装Windows/Linux系统；②本实用新型集成了一套完整的视觉引导控制算法和坐标转换算法，可以进行多种类、多姿态的高精度装配；③采用嵌入式开发思想，结构简单、体积小、算法接口均为标准接口，可以作为独立的产品与其它多种品牌的机械手进行配合工作；④采用通用简单的交互式人机界面，可以使得操作人员不必了解机械手和视觉的复杂系统，就可以简单的通过一些参数设置和初始化设置进行装配生产，为企业在不增加用工成本的同时大大的增加了工作效率和提高了产品质量；⑤高柔性化，系统适用范围广，对工作场景的要求、对工件的位置和姿态要求较低。
附图说明：
图1为本实用新型所涉一种高精度智能视觉引导装配系统的整体结构示意图。
具体实施方式：
实施例：如图1所示，一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于它包括示教器、外围控制电路板、交换机、辅助外设、视觉引导器、机械手控制器；其中，所述外围控制电路板分别与示教器、交换机以及辅助外设呈双向连接；所述交换机和视觉引导器及机械手控制器呈双向连接。
所述外围控制电路板带USB接口、以太网接口和I/O口，此外还有核心CPU控制板；所述外围控制电路板与示教器之间依USB接口呈双向连接；所述外围控制电路板与交换机之间依以太网接口呈双向连接；所述外围控制电路板与辅助外设之间依I/O口呈双向连接；所述核心CPU控制板与USB接口、以太网接口和I/O口之间呈双向信号交换连接，如附图所示。
所述机械手控制器是含控制器的六轴机械手。
所述核心CPU控制板采用嵌入式核心CPU板为控制核心，是符合 X86结构的计算系统的EMBC-1000-600U主板，该主板是超恩公司的工业用宽温嵌入式电脑主板。
所述以太网接口是千兆以太网口，可通过工业交换机与相机和机械手控制器进行连接，形成最主要的控制回路。
所述视觉引导器是相机或高精度摄像头。
在法兰装配应用中，首先，视觉检测系统对包装箱内的工件进行拍照，通过二维检测提取特征点和外围轮廓识别出所要抓取工件的位置和姿态信息，然后将信息反馈给机械手，机械手要按着确定的位置和姿态信息进行抓取操作，机械手下降深度是提前通过对工件的标定设定好的，所以不存在伸出过量或者伸出量不足的缺陷。抓取动作完毕以后，手臂移动到设定的位置，摄像机首先对所要装配的部件进行拍照，然后通过图像处理来实现得到它的位置和姿态信息，根据这些信息引导机械手臂进行安装。
为了进一步清晰明白的描述本实用新型的目的、技术方案及优点，结合附图以及实施案例进行详细的说明。此处描述的实施案例只是本实用新型的一部分。
如图所示，本实用新型X86核心板为核心，通过外围电路实现与外部的交互。其中，以太网口通过交换机与相机和机械手控制器连接，实现从图像采集→图像处理→姿态信息计算→机械手姿态调整的一个完整的闭环控制系统，这也是本实用新型的核心技术。最主要的是可以自动识别工件位置并进行调整，这是本实用新型的技术亮点。尽管上述已经详细描述本实用新型实施例，但是对本领域普通技术人员，在此原理和精神下可对实施例进行多种变化，在没有做出创造性的劳动前提下，均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于它包括示教器、外围控制电路板、交换机、辅助外设、视觉引导器、机械手控制器；其中，所述外围控制电路板分别与示教器、交换机以及辅助外设呈双向连接；所述交换机和视觉引导器及机械手控制器呈双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于所述外围控制电路板带USB接口、以太网接口和I/O口，此外还有核心CPU控制板；所述外围控制电路板与示教器之间依USB接口呈双向连接；所述外围控制电路板与交换机之间依以太网接口呈双向连接；所述外围控制电路板与辅助外设之间依I/O口呈双向连接；所述核心CPU控制板与USB接口、以太网接口和I/O口之间呈双向信号交换连接。
3.根据权利要求1所述的一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于所述机械手控制器是含控制器的六轴机械手。
4.根据权利要求2所述的一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于所述核心CPU控制板采用嵌入式核心CPU板为控制核心，是符合X86结构的计算系统的EMBC-1000-600U主板，该主板是超恩公司的工业用宽温嵌入式电脑主板。
5.根据权利要求1所述的一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于所述以太网接口是千兆以太网口，可通过工业交换机与相机和机械手控制器进行连接，形成最主要的控制回路。
6.根据权利要求1所述的一种高精度智能视觉引导装配系统，其特征在于所述视觉引导器是相机或高精度摄像头。
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