基于机器视觉的物料排正装置制造方法及图纸

一种基于机器视觉的物料排正装置，用于将圆柱状的物料按照特定特征属性投放到包装盒中，其特征在于，包括：料斗单元；气缸单元；图像采集单元；翻转排正单元，用于将朝向不对的物料翻转排正，包括由第一电机、与该第一电机连接的第一齿轮以及与第一齿轮连接的夹具组成的翻转组件和由第二电机、与该第二电机连接的第二齿轮组成的移位组件，该移位单元用于转移排正后的物料；第二传送带；以及控制单元，控制图像采集单元、气缸单元、翻转排正单元的运行。本实用新型专利技术结构简单，专业性强，显示直观，易于操作，检测准确，提高了工作效率，适用于各种圆柱状物料的装配。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的物料排正装置
本技术涉及一种基于机器视觉处理的装置，具体是一种基于机器视觉的物料姿态校正投放装置，属于自动化领域。
技术介绍
机器视觉技术是目前国内外正在深入研究与应用的技术。其关键性技术就是运用计算机或微处理器来模拟人的视觉功能，从摄像头采集到的图像数据中运用复杂的图像处理技术对图像进行分析理解，并作出相应的判断，控制不同的执行机构进行协同工作达到控制和检测的目的。目前基于机器视觉技术的产品已经越来越普遍，随着工业自动化需求的不断加大，很多工厂都在试图做自动化改造以适应时代的发展。工厂在对产品进行包装和装配的时候往往对产品的放置顺序以及放置后产品的状态有一定要求，传统的方式都是采用人工的方式。人工的方式在效率和成本上有很大的不足，而且存在诸多不确定因素，这些都严重影响了企业的长期发展。
技术实现思路
本技术为解决上述问题，提供了一种基于机器视觉的物料排正装置及圆柱形物料特征属性的识别方法，该装置改变了老旧的人工物料装配法，实现了流水线的自动化升级，提高了装配效率，对于提高生产效率有很大的作用，适合工业自动生产线上使用。一种基于机器视觉的物料排正装置，用于将圆柱状的物料按照特定特征属性投放到包装盒中，其特征在于，包括：料斗单元，用于将物料一个一个的输送出来，包括料斗、设置在该料斗的下部出口处的挡板以及控制该挡板开闭的凸轮；气缸单元，用于推送物料，包括设置在第一传送带左侧的左小气缸、左大气缸，设置在第一传送带上方的上小气缸、上大气缸，设置在第一传送带右侧的右小气缸，以及设置在第一传送带上而位于料斗后的后大气缸；图像采集单元，包括第一摄像头和第二摄像头，分别设置在第一传送带上方且位于传送方向的上方和下方；翻转排正单元，用于将朝向不对的物料翻转排正，包括由第一电机、与该第一电机连接的第一齿轮以及与第一齿轮连接的夹具组成的转组件和由第二电机、与该第二电机连接的第二齿轮组成的移位组件，该移位单元用于转移排正后的物料；第二传送带，与第一传送带水平且平行设置，承接翻转排正单元转移来的物料，承载有容纳物料的包装盒并在气缸单元的作用下将该包装盒打包输出；以及控制单元，控制图像采集单元、气缸单元、翻转排正单元的运行。本技术提供的基于机器视觉的物料排正装置，还可以就有这样的特征：其中，料斗还包括设置在料斗的出口处用于检测物料的光电检测开关。本技术提供的基于机器视觉的物料排正装置，还可以就有这样的特征：其中，第一摄像头和第二摄像头均为微距摄像头。本技术提供的基于机器视觉的物料排正装置，还可以就有这样的特征：其中，夹具呈漏斗状，大口端用于套住物料，小口端用于让右小气缸的推杆穿过来将套在的物料推出。本技术提供的基于机器视觉的物料排正装置，还可以就有这样的特征：其中，第一电机、第二电机均为步进电机。本技术还提供一种用于上述的基于机器视觉的物料排正装置中的控制单元中的圆柱形物料特征属性的识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，局部自适应阈值边缘提取，通过对摄像图像的特定坐标区域进行卷积梯度值运算，然后使用中值滤波和加权平均法来实现自适应阈值的计算并实现物料的摄像图像的边缘提取；步骤二，边缘快速细化，使用并行快速细化算法实现对经过反复闭运算以消除摄像图像中存在的空洞后的二值化图像进行细化；步骤三，特征属性识别，预先做一个特定的匹配模版，将摄像图像与该匹配模版做比较运算得到最终的相关系数。本技术提供的圆柱形物料特征属性的识别方法，还可以具有这样的特征：其中，并行快速细化算法为Zhang并行快速细化算法。技术作用与效果根据本技术提供的一种基于机器视觉的物料排正装置及圆柱形物料特征属性的识别方法，排正装置采用巧妙的机械设计方式，同时运用先进的图像处理技术配合气缸和电机实现联动，实现了对物料特征的提取和判定。更重要的是，这一检测过程可以做到非常迅速，这对于整个流水线装配的效率起到了很大的提高作用。在检测完毕后通过通讯接口向气缸和电机发出动作命令，达到精确放置物料的目的。另外本技术结构简单，专业性强，显示直观，易于操作，检测准确，提高了工作效率，适用于工业自动生产线上各种圆柱状物料的装配。附图说明图1是本技术的基于机器视觉的物料排正装置的使用示意图；图2是图1中的翻转组件部分的放大示意图；图3是本技术圆柱形物料特征属性的识别方法中的局部自适应阈值边缘提取过程示意图；图4是本技术圆柱形物料特征属性的识别方法中的边缘快速细化的算法实现模版示意图；图5是本技术在物料按特征属性进行装配和包装过程的流程示意图；以及图6是本技术的控制单元的动作时序图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本技术的基于机器视觉的物料排正装置以及圆柱形物料特征属性的识别方法的结构、原理、使用步骤、技术效果作具体阐述。实施例图1是本技术的基于机器视觉的物料排正装置的使用示意图。如图1所示，基于机器视觉的物料排正装置100包括料斗单元、第一传送带、气缸单元、图像采集单元、翻转排正单元、第二传送带、控制单元以及显示单元。料斗单元，用于将物料一个一个的输送出来，包括料斗3和包括设置在料斗3下部出口处的挡板4和控制该挡板4开闭的凸轮5和设置在料斗的出口处用于检测物料的光电检测开关2。第一传送带，设置在料斗3的出口处的下方，用于承载从料斗中输出的物料；气缸单元，用于推送物料，包括设置在第一传送带左侧的左小气缸6、左大气缸7，设置在第一传送带上方的上小气缸8、上大气缸9，设置在第一传送带右侧的右小气缸13，以及设置在第一传送带上而位于料斗3后的后大气缸1。图像采集单元，包括第一摄像头21和第二摄像头10，分别设置在第一传送带上方且位于传送方向的上方和下方，本实施例中第一摄像头21和第二摄像头10均为微距摄像头。图2是图1中的翻转组件部分的放大示意图。翻转排正单元，用于将朝向不对的物料翻转排正，包括由第一电机18、与该第一电机18连接的第一齿轮12以及与第一齿轮12连接的夹具14组成的翻转组件和由第二电机19、与该第二电机19连接的第二齿轮20组成的移位组件，该移位单元用于转移排正后的物料，本实施例中第一电机、第二电机均为步进电机。如图2所示，夹具14呈漏斗状，大口端用于套住物料，小口端用于让右小气缸13的推杆穿过来将套在的物料推出。第二传送带17，与第一传送带水平且平行设置，承接翻转排正单元转移来的物料，承载有容纳物料的包装盒16并在气缸单元的作用下将该包装盒打包输出。控制单元，控制图像采集单元、气缸单元、翻转排正单元的运行，其控制方法将在下位详细说明。显示单元，和控制单元连接，用于显示和触摸输入相应的控制参数或控制指令。图3是本技术圆柱形物料特征属性的识别方法中的局部自适应阈值边缘提取过程示意图。图4是本技术圆柱形物料特征属性的识别方法中的边缘快速细化的算法实现模版示意图。下面结合附图3，4来说明圆柱形物料特征属性的识别方法的据统计步骤过程，一种用于上述的基于机器视觉的物料排正装置中的控制单元中的圆柱形物料特征属性的识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，局部自适应阈值边缘提取，通过对摄像图像的特定坐标区域进行卷积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的物料排正装置，用于将圆柱状的物料按照特定特征属性投放到包装盒中，其特征在于，包括：料斗单元，用于将物料一个一个的输送出来，包括料斗、设置在该料斗的下部出口处的挡板以及控制该挡板开闭的凸轮；第一传送带，设置在所述料斗的出口处的下方，用于承载从所述料斗中输出的物料；气缸单元，用于推送所述物料，包括设置在所述第一传送带左侧的左小气缸、左大气缸，设置在所述第一传送带上方的上小气缸、上大气缸，设置在所述第一传送带右侧的右小气缸，以及设置在所述第一传送带上而位于所述料斗后的后大气缸；图像采集单元，包括第一摄像头和第二摄像头，分别设置在第一传送带上方且位于传送方向的上方和下方；翻转排正单元，用于将朝向不对的所述物料翻转排正，包括由第一电机、与该第一电机连接的第一齿轮以及与第一齿轮连接的夹具组成的翻转组件和由第二电机、与该第二电机连接的第二齿轮组成的移位组件，该移位组件用于转移排正后的所述物料；第二传送带，与所述第一传送带水平且平行设置，承接翻转排正单元转移来的所述物料，承载有容纳所述物料的包装盒并在所述气缸单元的作用下将该包装盒打包输出；以及控制单元，控制所述图像采集单元、所述气缸单元、所述翻转排正单元的运行。...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的物料排正装置，用于将圆柱状的物料按照特定特征属性投放到包装盒中，其特征在于，包括：料斗单元，用于将物料一个一个的输送出来，包括料斗、设置在该料斗的下部出口处的挡板以及控制该挡板开闭的凸轮；第一传送带，设置在所述料斗的出口处的下方，用于承载从所述料斗中输出的物料；气缸单元，用于推送所述物料，包括设置在所述第一传送带左侧的左小气缸、左大气缸，设置在所述第一传送带上方的上小气缸、上大气缸，设置在所述第一传送带右侧的右小气缸，以及设置在所述第一传送带上而位于所述料斗后的后大气缸；图像采集单元，包括第一摄像头和第二摄像头，分别设置在第一传送带上方且位于传送方向的上方和下方；翻转排正单元，用于将朝向不对的所述物料翻转排正，包括由第一电机、与该第一电机连接的第一齿轮以及与第一齿轮连接的夹具组成的翻转组件和由第二电机、与该第二电机连接的第二齿轮组成的移位组件，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫元，李筠，杨海马，涂建坤，张大伟，刘瑾，姚隆龙，王祖德，方睿，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31