一种基于机器视觉的零部件分拣机器人制造技术

本发明专利技术属于机械自动化控制领域，尤其涉及机器视觉自动识别控制的零部件分拣机器人，本发明专利技术提供的一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，包括零件分散系统、机械手臂控制系统和机器视觉图像采集系统，三个系统通过CAN总线连接计算机。零件分散系统自动将细小零件分散开，便于机器视觉图像采集系统采集零件方位信息，并将采集的信息传输给计算机进行图像识别处理，最后将处理的信号传输给机械手臂控制系统，驱动机械手臂拾取调整零件方位，便于后一道工序操作。本系统基于机器视觉技术，自动化程度高，大大提高工作效率，减少生产中的人工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的零部件分拣机器人
本专利技术涉及机械自动化控制领域，尤其涉及机器视觉自动识别控制的零部件分拣机器人。
技术介绍
随着现代工业的发展，人们出于提高生产效率，稳定和提高产品质量，改善工人劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的考虑，对机械自动化的需求越来越多。机器视觉是研究计算机模拟生物宏观视觉功能的科学和技术，即用摄像机和计算机等机器代替人眼对目标进行测量、跟踪和识别，并加以判断。主要应用于如工业检测、工业探伤、精密控制、自动生产流水线、邮政自动化、粮食优选、显微医学操作，以及各种危险场合工作的机器人等。机器视觉图像技术、模式识别技术，以及计算机技术发展的新的产物，是实现智能化、自动化、信息化的先进
机器视觉系统的应用，大大提高装备的智能化、自动化，提高装备的使用效率、可靠性等性能。随着新的技术、新的理论在机器视觉系统中的应用，机器视觉将在国民经济的各个领域发挥更大的作用，一方面可以带来新的产业增长点，向市场推广满足各种需求的机器视觉系统产品，产生直接的经济效益；另一方面，通过机器视觉系统的应用，更加有效地发挥自动化装备的效能，提升自动化生产水平，提高产品质量，带动整个产业的生产效率大幅提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，通过零件分散装置将零部件分散开，通过机器视觉判别零部件方向，驱动机械手臂调整零部件方向，实现将细小的零部件整齐排放，便于下一道工序操作，减少人工劳动，提高分拣效率。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，包括零件分散系统、机械手臂控制系统和机器视觉图像采集系统，三个系统通过CAN总线连接计算机。零件分散系统托盘，机架，导轨、凸轮和电机组成，托盘固定连接导轨，导轨仅沿机架上下运动，托盘下设凸轮，电机与机架固定连接，凸轮与电机输出轴固定连接。电机驱动凸轮带动托盘上下振动，导轨保证托盘振动方向仅上下振动。机械手臂控制系统由机械手臂、单片机、电磁控制器，吸盘和伺服电机组成，机械手臂内置有伺服电机，通过单片机控制伺服电机驱动机械手臂抬高、旋转，同时单片机控制电磁控制器的开关，电磁控制器连接吸盘，通过电磁控制器控制吸盘有无吸引力。机器视觉图像采集系统由摄像头，CMOS传感器，数字图像处理芯片(DSP)组成，CMOS传感器前设置摄像头，摄像头拍摄的图像经CMOS传感器转换为模拟电信号，经A/D转换后形成数字图像信号，数字图像信号经DSP芯片加工处理，通过CAN总线传输到计算机中。计算机对图像进行对比判别，通过二值化运算进行产品图片信息处理，然后利用Blob算法检测产品图片信息中的目标图像的内点和边界点，得出物体的周长、面积，进而计算6个不变矩和圆形度，将这7个数据作为特征量进行识别，对识别的结果进行方位情况判定，确定产品的方向、正反及中心坐标，然后将上述信息通过CAN控制总线传递给机械手臂伺服控制系统，再由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂准确抓取在振动盘上的产品，并将不同方位的产品调整为一个方向。有益技术效果：基于机器视觉的零部件分拣机器人采用了机器视觉图像采集系统，通过计算机图像识别，对零件的方位、正反进行自动识别，通过计算机传输信号给机械手臂控制系统，驱动机械手臂调整零部件方向，实现将细小的零部件整齐排放，便于下一道工序操作，减少人工劳动，提高分拣效率。附图说明图1是本专利技术一种基于机器视觉的零部件分拣机器人的工作原理图；图2是本专利技术一种基于机器视觉的零部件分拣机器人的机构示意图；1.视觉采集系统2.吸盘3.电磁控制器4.伺服电机5.机械臂6.单片机7.机架8.电机9.凸轮10.导轨11.托盘具体实施方式如图1和图2所示，基于机器视觉的零部件分拣机器人，包括零件分散系统、机械手臂控制系统和机器视觉图像采集系统，三个系统通过CAN总线连接计算机。零件分散系统由托盘11，机架7，导轨10、凸轮9和电机8组成，托盘11固定连接导轨10，导轨10仅沿机架7上下运动，托盘11下设凸轮9，电机8与机架7固定连接，凸轮9与电机8输出轴固定连接。电机8驱动凸轮9带动托盘11上下振动，导轨保证托盘振动方向仅上下振动。零件被放入分散系统的托盘后，打开电机带动凸轮9转动，凸轮9转动顶起托盘，托盘11在机架上往复沿上下方向振动，托盘11下固定连接导轨10，导轨10沿机架7的支架运动，保证托盘运动的振动仅为上下振动，避免托盘在左右、前后方向的晃动。零件分散开后，机器视觉图像采集系统1对托盘的零件方位图像进行采集，机器视觉图像采集系统由摄像头，CMOS传感器，数字图像处理芯片(DSP)组成，图像传感器CMOS采用中星微电子有限公司的V-MT9V011，1/4英寸VGA格式，30万像素，分辨率640*480，CMOS传感器前设置摄像头，摄像头拍摄的图像经CMOS传感器转换为模拟电信号，经A/D转换后形成数字图像信号，数字图像信号经DSP芯片加工处理，数字图像处理芯片采用中星微公司ZC0301PLH，信号通过CAN总线传输到计算机中。计算机对采集的图像信号进行图像识别处理，通过二值化运算进行产品图片信息处理，然后利用Blob算法检测产品图片信息中的目标图像的内点和边界点，得出物体的周长、面积，进而计算6个不变矩和圆形度，将这7个数据作为特征量进行识别，对识别的结果进行方位情况判定，确定产品的方向、正反及中心坐标，然后将上述信息通过CAN控制总线传递给机械手臂控制系统。机械手臂控制系统由机械手臂5、单片机6、电磁控制器3，吸盘2和伺服电机4组成，机械手臂内置有伺服电机4，通过单片机6控制伺服电机驱动机械手臂5抬高、旋转。单片机接收计算机传输的零件方位信号，控制伺服电机4启动，驱动机械手臂5向定位零件运动，同时驱动电磁控制器3开，吸盘2带电产生吸力，对指定零件拾取，单片机6驱动伺服电机4带动吸盘旋转一定角度，至指定位置后，单片机6驱动电磁控制器3关闭，吸盘2断电，零件落入指定位置。单片机接收计算机图像信号后驱动机械手臂和吸盘吸取指定零件，并旋转至目标方位。利用本专利技术的技术方案，或本领域的技术人员在本专利技术技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，包括零件分散系统、机械手臂控制系统和机器视觉图像采集系统，三个系统通过CAN总线连接计算机。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，包括零件分散系统、机械手臂控制系统和机器视觉图像采集系统，三个系统通过CAN总线连接计算机。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，零件分散系统托盘，机架，导轨、凸轮和电机组成，托盘固定连接导轨，导轨仅沿机架上下运动，托盘下设凸轮，电机与机架固定连接，凸轮与电机输出轴固定连接。电机驱动凸轮带动托盘上下振动，导轨保证托盘振动方向仅上下振动。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的零部件分拣机器人，机械手臂控制系统由机械手臂、单片机、电磁控制器，吸盘和伺服电机组成，机械手臂内置有伺服电机，通过单片机控制伺服电机驱动机械手臂抬高、旋转，同时单片机控制电磁控制器的开关，电磁控制器连接吸盘，通过电磁控制器控制吸盘有无吸引力。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的零部件分拣机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永平，张钰婷，张庚怀，
申请(专利权)人：天津永兴泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12