基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统及其方法，包括摄像头识别工位、机械臂抓取工位、电参数测量工位和产品分拣工位，摄像头识别工位包括摄像头架和摄像头，机械臂抓取工位包括横向滑台、滑件、垂向滑台、旋转电机、真空吸盘和纵向滑台，产品分拣工位包括旋转气缸、挡板和滑槽，步骤如下：图像识别；机械手的定位；电能质量测试；产品的分拣。本发明专利技术基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统及其方法，完全机械化工作，工作效率高于传统的人工检测，不会出现次品混进成品中的现象，完全的自动化处理，保证工人的安全，产品的检测数据统一处理存放，方便查看和记录，而且可根据不同的LED灯盘形状进行分拣，大大方便了后续的装箱打包。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统
本专利技术涉及LED灯盘的分拣和检测
，特别涉及基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统及其方法。
技术介绍
当前的工业生产流水线逐步走向自动化生产，而对于产品的检测技术则依旧使用人工检测的方法比较多。很显然人工检测的速度和自动化生产线的生产速度相比时处于绝对的劣势，所以只能对产品进行抽样检查，并不能有效地做到对产品质量的保障，就调研的情况而言，学校周边的大多数中小型工厂，依旧是使用纯人工的方式对产品进行检测，让一线的工人使用测试仪器来检测产品的质量是否合格。而长期进行机械性操作时，工人容易产生精神疲劳，让次品也混进成品中。与此同时，测试用的电压通常为220V的家庭用电，如果测试仪器使用方式不当时，将会出现事故，是属于生产流水线中较为危险的工位之一。综上，现有技术的缺点/不足：1.人工检测的速度缓慢；2.具有一定的危险性；3.数据的统计困难；4.会出现让次品混进成品中的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统及其方法，工作效率高于传统的人工检测，不会出现次品混进成品中的现象，完全的自动化处理，让工人远离危险，保证工人的安全，产品的检测数据统一处理存放，方便查看和记录，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统，包括摄像头识别工位、机械臂抓取工位、电参数测量工位和产品分拣工位，所述摄像头识别工位包括摄像头架和摄像头，摄像头架活动安装在设备支架上，摄像头架上安装摄像头，所述摄像头架的一侧安装传送带，所述传送带上放置LED灯盘，所述机械臂抓取工位包括横向滑台、滑件、垂向滑台、旋转电机、真空吸盘和纵向滑台，纵向滑台安装在设备支架上，纵向滑台上卡合有横向滑台，纵向滑台通过固定连接的滑件在横向滑台上滑动，所述垂向滑台上安装旋转电机，旋转电机的底端安装真空吸盘，所述电参数测量工位包括LED测试台，所述LED测试台安装在传送带的侧面，所述产品分拣工位包括旋转气缸、挡板和滑槽，旋转气缸安装在传送带的侧面，旋转气缸的顶端安装挡板，所述滑槽安装在传送带的另一侧面。优选的，所述摄像头和PC端电连接。优选的，机械臂抓取工位受控于PLC。本专利技术要解决的另一技术问题是提供基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统及其方法，包括如下步骤：第一步、图像识别；第二步、机械手的定位；第三步、电能质量测试；第四步、产品的分拣。优选的，步骤一图像识别包含以下步骤：第一步、标定；第二步、区分LED灯板，拍摄一张具有两款LED灯板的照片，使用labview提取两款LED灯板的形状信息，以其形状作为不同灯板的区分；第三步、LED灯板位置信息提取；第四步、使用labview的opc进行modbus主机设置，通讯格式与PLC中的设置一致；第五步、通过485通讯线将PC与PLC进行连接，并且绑定所需变量，即可使之间进行通讯。优选的，步骤二机械手的定位包含以下步骤：第一步、原点回归，每次让伺服电机上电开机时，都需进行一次原点回归，确保原点处的脉冲当前值复位，PLC使用ZRN指令进行原点回归；第二步、机械手定位，为了使机械手能够准确并快速的到达定位点，我们使用了绝对坐标的直线插补指令PPMA；优选的，步骤三电能质量测试包含以下步骤：第一步、PLC与电能质量模块通讯，电能质量模块的通讯规约为ModbusRTU通讯规约，因此PLC使用MODRD指令可以读取从机的数据。通讯格式与上述PC通讯一致；第二步、浮点数转换，由于读取的数据为双精度浮点数，每个寄存器仅存储了8位的数据，分别占用D1073，D1074，D1075，D1076四个寄存器，且D1037为高位，D1076为低位，又因为PLC指令INT是16位指令，所以需要将寄存器数据重组成16位，方可进行浮点数转换。优选的，步骤四产品的分拣包含以下步骤：第一步、LED灯盘测试完成后将进入产品分拣工位：第二步、当LED灯盘测试合格时，旋转气缸不动作，LED灯盘进入合格区；当LED灯盘测试不合格时，旋转气缸控制挡板动作，最后LED灯盘经过滑槽进入不合格区。优选的，步骤一标定包括如下步骤：第一步、载入采集的标定模版图像，图像中应将标定模版水平放置于工作平面；第二步、通过调节参数来对图像进行阈值分割，使黑色圆点从背景中显现出来。若标定模版没有完全覆盖视场，还需手动划定出标定模版的范围，只有在模版覆盖的区域可以保证测量精度。最后定义识别的点大小范围以及圆度范围以防止图像中细微噪点被错误识别为标定圆点；第三步、输入标定模版的相关信息，X方向上相邻两个圆点圆心间的距离，Y方向上相邻两个圆点圆心间的距离和距离的单位；第四步、系统将对模版进行学习，需要手动选定计算方法，同时考虑三个畸变系数以及切向畸变将提高标定精度，同时也会降低计算速度，应根据实际需求进行选择；第五步、为标定图像设定坐标系，以便在后续测量中得出点的精确坐标值；第六步、将标定好的结果保存为png格式文件，在测量时进行调用；第七步、最后测试标定精度，拍摄一张放置了直尺的图片，并载入标定完成后文件，利用视觉助手进行精度测量，精度达0.01mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统及其方法，通过采用摄像头识别工位对不同型号的两种LED灯盘进行识别并将采集的图像信息发送至PC端，LabVIEW对LED灯盘外观形状的分析和处理后得到的信息发送到PLC，发送到PLC带动机械手上的真空吸盘对两种LED灯盘进行分拣，并放置到对应的电参数测量工位中，检测完成后，将LED灯盘抓取回传送带运送到产品分拣工位，当LED灯盘的电能质量合格时，LED灯盘在传送带上继续向前，进入合格区。当LED灯盘的电能质量不合格时，旋转气缸控制挡板，使不合格灯板进入滑槽，进入不合格区，各个工位相互关联配合，完全机械化工作，工作效率高于传统的人工检测，不会出现次品混进成品中的现象，完全的自动化处理，让工人远离危险，保证工人的安全，产品的检测数据统一在电脑处理存放，方便查看和记录，而且可根据不同的LED灯盘形状进行分拣，而且分拣后的摆放位置固定，大大方便了后续的装箱打包。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的摄像头识别工位结构示意图；图3为本专利技术的机械臂抓取工位结构示意图；图4为本专利技术的电参数测量工位结构示意图；图5为本专利技术的产品分拣工位结构示意图；图6为载入采集的标定模版图像的状态图；图7为测试标定精度的状态图；图8为LED灯板位置信息提取示意图；图9为原点回归例程示意图；图10为绝对坐标的直线插补指令PPMA的使用例程示意图；图11为PLC使用MODRD指令的使用例程示意图；图12为PLC指令INT是16位指令的使用例程示意图；图中：1摄像头识别工位、11摄像头架、12摄像头、2机械臂抓取工位、21横向滑台、22滑件、23垂向滑台、24旋转电机、25真空吸盘、26纵向滑台、3电参数测量工位、31LED测试台、4产品分拣工位、41旋转气缸、42挡板、43滑槽、5传送带、6设备支架、7LED灯盘。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统，其特征在于，包括摄像头识别工位(1)、机械臂抓取工位(2)、电参数测量工位(3)和产品分拣工位(4)，所述摄像头识别工位(1)包括摄像头架(11)和摄像头(12)，摄像头架(11)活动安装在设备支架(6)上，摄像头架(11)上安装摄像头(12)，所述摄像头架(11)的一侧安装传送带(5)，所述传送带(5)上放置LED灯盘(7)，所述机械臂抓取工位(2)包括横向滑台(21)、滑件(22)、垂向滑台(23)、旋转电机(24)、真空吸盘(25)和纵向滑台(26)，纵向滑台(26)安装在设备支架(6)上，纵向滑台(26)上卡合有横向滑台(21)，纵向滑台(26)通过固定连接的滑件(22)在横向滑台(21)上滑动，所述垂向滑台(23)上安装旋转电机(24)，旋转电机(24)的底端安装真空吸盘(25)，所述电参数测量工位(3)包括LED测试台(31)，所述LED测试台(31)安装在传送带(5)的侧面，所述产品分拣工位(4)包括旋转气缸(41)、挡板(42)和滑槽(43)，旋转气缸(41)安装在传送带(5)的侧面，旋转气缸(41)的顶端安装挡板(42)，所述滑槽(43)安装在传送带(5)的另一侧面。...

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统，其特征在于，包括摄像头识别工位(1)、机械臂抓取工位(2)、电参数测量工位(3)和产品分拣工位(4)，所述摄像头识别工位(1)包括摄像头架(11)和摄像头(12)，摄像头架(11)活动安装在设备支架(6)上，摄像头架(11)上安装摄像头(12)，所述摄像头架(11)的一侧安装传送带(5)，所述传送带(5)上放置LED灯盘(7)，所述机械臂抓取工位(2)包括横向滑台(21)、滑件(22)、垂向滑台(23)、旋转电机(24)、真空吸盘(25)和纵向滑台(26)，纵向滑台(26)安装在设备支架(6)上，纵向滑台(26)上卡合有横向滑台(21)，纵向滑台(26)通过固定连接的滑件(22)在横向滑台(21)上滑动，所述垂向滑台(23)上安装旋转电机(24)，旋转电机(24)的底端安装真空吸盘(25)，所述电参数测量工位(3)包括LED测试台(31)，所述LED测试台(31)安装在传送带(5)的侧面，所述产品分拣工位(4)包括旋转气缸(41)、挡板(42)和滑槽(43)，旋转气缸(41)安装在传送带(5)的侧面，旋转气缸(41)的顶端安装挡板(42)，所述滑槽(43)安装在传送带(5)的另一侧面。2.如权利要求1所述的基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统，其特征在于，所述摄像头(12)和PC端电连接。3.如权利要求1所述的基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统，其特征在于，机械臂抓取工位(2)受控于PLC。4.如权利要求1所述的基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步、图像识别；第二步、机械手的定位；第三步、电能质量测试；第四步、产品的分拣。5.如权利要求4所述的基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测的方法，其特征在于，步骤一包含以下步骤：第一步、标定；第二步、区分LED灯板，拍摄一张具有两款LED灯板的照片，使用labview提取两款LED灯板的形状信息，以其形状作为不同灯板的区分；第三步、LED灯板位置信息提取；第四步、使用labview的opc进行modbus主机设置，通讯格式与PLC中的设置一致；第五步、通过485通讯线将PC与PLC进行连接，并且绑定所需变量，即可使之间进行通讯。6.如权利要求4所述的基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测的方法，其特征在于，步骤二包含以下步骤：第一步、原点回归，每次让伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄辉，赵润权，梁逸龙，章哲宇，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44