一种车床在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车床在线监测系统，包括设置在车床上的机器人，包括以下步骤：a：机器人为车床上料后命令车床开始加工工件；b：车床加工完成后，发出加工完成信号并将信号传送给机器人；c：机器人收到信号后对工件进行视觉检测，并为车床下料；若工件不合格，机器人发出信号，为车床提供下一次加工的补偿数据；d：重复上述步骤，直至达到约束条件；本发明专利技术通过视觉装置识别物体表面特征，测量尺寸，并捕捉物体坐标，机器人利用视觉装置中获取的坐标走位，达到指定位置后控制夹爪抓取物体，根据测量的尺寸及表面特征情况，放入指定的位置，达到分选功能。

An on-line monitoring system for lathes

The invention discloses an on-line monitoring system for lathes, which includes a robot set on the lathe, including the following steps: a: the robot feeds the lathe and orders the lathe to start processing the workpiece; b: after the lathe is finished, the signal of processing completion is sent out and transmitted to the robot; c: the robot detects the workpiece visually after receiving the signal, and if the workpiece is cut off for the lathe; Unqualified, the robot sends out signals to provide the next processing compensation data for the lathe; d: Repeat the above steps until the constraints are met; The invention identifies the surface characteristics of the object, measures the size, and captures the coordinates of the object through the visual device. The robot uses the coordinates acquired by the visual device to control the gripper to grasp the object after reaching the specified position, and according to the measuring ruler. The cubic inch and surface feature can be put in the designated position to achieve sorting function.

【技术实现步骤摘要】
一种车床在线监测系统
本专利技术涉及车床加工
，具体涉及一种车床在线监测系统。
技术介绍
作为一种人类最伟大的专利技术，机器人技术已经在短短几十年取得了很大的进步。所以机器人技术已成为制造业中不可缺少的核心技术，工业机器人不仅成为一个工厂的工人在工厂不可或缺的合作伙伴，并正以惊人的速度向军事、服务、娱乐和航空航天等领域人类生活以及工作的各个领域内渗透。在中国的工业机器人的发展历史已经超过20年，不仅在机器人的基础理论与关键技术中取得重大突破，并在工业机器人方面，已经逐步掌握了弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、等不同用途的机的核心技术，一个典型的工业机器人，机器人市场的需求即将进入繁荣期，中国潜在的巨大机械已经在早期的生产与市场需求的出现，工业机器人可以代替更昂贵的劳动力，同时可以提高工作效率和产品质量。工业机器人正朝着智能化方向发展，工业机器人将成为未来世界经济增长和技术尖端。从国内市场来看，制造业相关的公司及企业很难招到员工，面对这样的处境，很多的企业会马上向自动化生产线方面发展，其中自动化成套生产线受到了很多公司的青睐，而这其中的核心技术就是机器人技术；在生产线上，让人类做诸多的测量和现象以及对问题的判断，会导致操作疲劳、人因差异等因素造成的误差和误差，这显然不利于生产。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种车床在线检测系统，可以对车床加工的工件进行检测及分选，提高了工作效率，解放了生产力。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种车床在线监测系统，包括设置在车床上的机器人，包括以下步骤：a：机器人为车床上料后命令车床开始加工工件；b：车床加工完成后，发出加工完成信号并将信号传送给机器人；c：机器人收到信号后对工件进行视觉检测，并为车床下料；若工件不合格，机器人发出信号，为车床提供下一次加工的补偿数据；d：重复上述步骤，直至达到约束条件作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述机器人为六自由度机器人，包括末端执行器；所述末端执行器包括夹爪，所述末端执行器上设置有视觉装置，用于进行视觉检测；所述视觉装置包括摄像机、镜头和光圈，所述摄像机与工控机相连接，所述工控机与PLC相连接，所述PLC用于控制车床和机器人。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述步骤c中机器人收到信号后对工件进行视觉检测的步骤为：首先通过摄像机获取工件的图像；其次通过工控机计算得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述摄像机获得的工件图像为黑白图像；所述工控机首先通过轮廓提取算法提取工件的外轮廓线，所述外轮廓线提取算法为梯度算法或者拉普拉斯-高斯锐化或者Canny边缘检测算法；其次通过直线判别算法获取检测需求要求的尺寸数据；所述直线判别算法为Hough变换、直线拟合；最后根据预先用标定板标定的像素/距离关系参数，换算出需要检测的几何参数，从而得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述步骤c中车床下料的具体方法为：所述机器人由初始位置运动到指定区域顶部后，向视觉装置发出拍照指令；视觉装置获取工件的位置坐标后回馈给机器人；机器人运动到工件的位置坐标的上方，视觉装置对工件进行尺寸检测的同时，打开夹爪；机器人垂直向下运动，达到抓取位置后，驱动夹爪关闭。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述初始位置测量平台上方；所述视觉装置获取工件的位置坐标的过程为：当工件进入到摄像机的视野中时，设置计时器，每1秒钟一个图像触发了相机的采集功能，图像约大小为640×480，采用模板匹配的方法来确定工件的重心位置，通过两帧确定的工作图像位移与拍摄时间确定工件的速度；采用卡尔曼滤波来预测下一个时钟周期工件的位置，并对机器人的运动轨迹规划，使工件运动到待抓取位置时，机器人的末端执行器上位置和目标位置重叠，逆解对机器人的位姿信息动态转换到熟悉的工业机器人关节角和信息角度的控制，从而实现利用视觉引导机器人来准确的抓取工件。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述步骤c中机器人为车床下料后根据分拣条件进行分拣。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述分拣条件为机器人根据已抓取工件的放置要求将工件的定位放置。作为本专利技术的一个优选的技术方案：所述摄像机为BasleracA1300-60gm型摄像机，所述镜头为ComputarLensM0814-MP2F1.4f8mm2/3＂型镜头，所述工控机内加载有NI视觉软件。本专利技术具有以下有益效果：1、通过视觉装置识别物体表面特征，测量尺寸，并捕捉物体坐标，机器人利用视觉装置中获取的坐标走位，达到指定位置后控制夹爪抓取物体，根据测量的尺寸及表面特征情况，放入指定的位置，达到分选功能。2、机器人视觉装置是非接触性测量，非接触测量可以保证观测器和观察器都不产生任何损伤的前提下，从而有效地提高系统的可靠性。具有广泛的光谱响应，如人眼无法看到的红外光的测量，通过视觉装置扩展人眼的视觉范围；可以长期稳定有效的工作，人类已无法保证对同一物体进行长时间的观测和测量，而机器视觉可以在很长一段时间内进行测量，如分析和识别任务。附图说明图1为本专利技术结构流程框图；图2为本专利技术末端执行器结构示意图；图3为视觉装置软件设计流程；图4为视觉装置数据传输流程；图2中：5、视觉装置，8、夹爪，9、摄像机，10、镜头，11、LED圆形光源。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-图2所示，本专利技术实施例提供了一种车床在线监测系统，包括设置在车床上的机器人，包括以下步骤：a：机器人为车床上料后命令车床开始加工工件；b：车床加工完成后，发出加工完成信号并将信号传送给机器人；c：机器人收到信号后对工件进行视觉检测，并为车床下料；若工件不合格，机器人发出信号，为车床提供下一次加工的补偿数据；其中，机器人收到信号后对工件进行视觉检测的步骤为：首先通过摄像机获取工件的黑白图像图像；其次通过工控机计算得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值；具体方法为：工控机首先通过轮廓提取算法提取工件的外轮廓线，外轮廓线提取算法为梯度算法或者拉普拉斯-高斯锐化或者Canny边缘检测算法；其次通过直线判别算法获取检测需求要求的尺寸数据；直线判别算法为Hough变换、直线拟合；最后根据预先用标定板标定的像素/距离关系参数，换算出需要检测的几何参数，从而得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值；车床下料的具体方法为：机器人由初始位置运动到指定区域顶部后，向视觉装置发出拍照指令；视觉装置获取工件的位置坐标后回馈给机器人；机器人运动到工件的位置坐标的上方，视觉装置对工件进行尺寸检测的同时，打开夹爪；机器人垂直向下运动，达到抓取位置后，驱动夹爪关闭；初始位置为测量平台上方；视觉装置获取工件的位置坐标的过程为：当工件进入到摄像机的视野中时，设置计时器，每1秒钟一个图像触发了相机的采集功能，图像约大小为640×480，采用模板匹配的方法来确定工件的重心位置，通过两帧确定的工作图像位移与拍摄时间确定工件的速度；采用卡尔曼滤波来预测下一个时钟周期工件的位置，并对机器人的运动轨迹规划，使工件运动到待抓取位置时，机器人的末端执行器上位置和目标位置重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车床在线监测系统，包括设置在车床上的机器人，其特征在于：包括以下步骤：a：机器人为车床上料后命令车床开始加工工件；b：车床加工完成后，发出加工完成信号并将信号传送给机器人；c：机器人收到信号后对工件进行视觉检测，并为车床下料；若工件不合格，机器人发出信号，为车床提供下一次加工的补偿数据；d：重复上述步骤，直至达到约束条件。

【技术特征摘要】
1.一种车床在线监测系统，包括设置在车床上的机器人，其特征在于：包括以下步骤：a：机器人为车床上料后命令车床开始加工工件；b：车床加工完成后，发出加工完成信号并将信号传送给机器人；c：机器人收到信号后对工件进行视觉检测，并为车床下料；若工件不合格，机器人发出信号，为车床提供下一次加工的补偿数据；d：重复上述步骤，直至达到约束条件。2.根据权利要求1所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述机器人为六自由度机器人，包括末端执行器；所述末端执行器包括夹爪，所述末端执行器上设置有视觉装置，用于进行视觉检测；所述视觉装置包括摄像机、镜头和光圈，所述摄像机与工控机相连接，所述工控机与PLC相连接，所述PLC用于控制车床和机器人。3.根据权利要求2所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述步骤c中机器人收到信号后对工件进行视觉检测的步骤为：首先通过摄像机获取工件的图像；其次通过工控机计算得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值。4.根据权利要求3所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述摄像机获得的工件图像为黑白图像；所述工控机首先通过轮廓提取算法提取工件的外轮廓线，所述外轮廓线提取算法为梯度算法或者拉普拉斯-高斯锐化或者Canny边缘检测算法；其次通过直线判别算法获取检测需求要求的尺寸数据；所述直线判别算法为Hough变换、直线拟合；最后根据预先用标定板标定的像素/距离关系参数，换算出需要检测的几何参数，从而得出工件的尺寸测量结果和逻辑控制值。5.根据权利要求2所述的一种车床在线监测系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏杰，杨晓伟，王国民，王绪，魏磊，
申请(专利权)人：江苏智测计量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32