一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备，包括传送带装置、视觉装置、机械手装置以及控制系统；所述视觉装置包括支架以及单目相机和线激光器，所述单目相机与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距以及所述机械手装置在所述传送带装置的传送面上的投影位置与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距都为定值。采用单目相机代替现有的双面视觉系统，成本相对较低，结合了三维视觉测量检测速度快和机器人喷胶效率高、通用性强的优点，对任意鞋码尺寸、鞋形轮廓，都可以快速完成施胶工作，节省了人工，降低了工人劳动强度及化学粘接剂对人体可能产生的损害。

A Sole Spraying Equipment Based on Monocular Vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备
本技术涉及一种喷胶设备，尤其是一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备。
技术介绍
在制鞋工艺中，施胶操作的好坏一直都是决定鞋子质量的重要因素。随着制鞋工业的自动化程度提高，制鞋施胶操作正逐步由自动化设备代替原来的人工。利用自动化设备来进行制鞋施胶工作，其工作方式根据施胶轨迹生成方式的不同，主要分为施胶轨迹匹配生成和在线自动生成两种类型，前者通过特征来匹配调用已有的施胶轨迹，由于现在鞋子样式以及材料的多样化，采取这种方式比较耗费时间和精力；后者通过在线测量自动生成施胶轨迹，广泛应用在制鞋工业自动化生产等领域中。目前市场上的鞋底喷胶设备普遍采用双目视觉系统来自动生产施胶轨迹，成本相对较高；同时，目前市场上的鞋底喷胶设备在进行喷胶时通常会有部分胶液呈雾状飞散，这些胶液容易粘附在视觉系统的镜头上，影响视觉系统的拍照质量，进而影响喷胶质量；此外，前市场上的鞋底喷胶设备通常仅设置有一个喷枪，容易出现漏胶现象，进而影响喷胶质量，或者需要对同一鞋底进行多次喷胶，效率相对较低。有鉴于此，本申请人对鞋底喷胶设备进行了深入的研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种成本相对较低的基于单目视觉的鞋底喷胶设备。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备，包括传送带装置、设置在所述传送带装置上的视觉装置、位于所述传送带装置旁的机械手装置以及分别与所述传送带装置、所述视觉装置和所述机械手装置通讯连接的控制系统，所述传送带装置的电机上设置有编码器，所述视觉装置包括设置在所述传送带装置的机架上的支架以及分别安装在所述支架上的单目相机和线激光器，所述单目相机与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距以及所述机械手装置在所述传送带装置的传送面上的投影位置与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距都为定值，所述机械手装置上安装有喷胶组件。作为本技术的一种改进，所述单目相机和所述线激光器沿着所述传送带装置的传送方向依次布置，所述单目相机相对于所述线激光器靠近所述机械手装置，且所述单目相机的镜头位于所述单目相机背离所述机械手装置的一侧。作为本技术的一种改进，所述传送带装置为直线式传送带装置，所述机械手装置为六关节串联机械手装置。作为本技术的一种改进，所述喷胶组件包括连接座以及分别固定连接在所述连接座上的立面喷枪和中心喷枪，所述立面喷枪和所述中心喷枪之间呈八字形布置。采用上述技术方案，本技术具有以下有益效果：1、本技术的设备及方法采用单目相机代替现有的双面视觉系统，成本相对较低。2、由于单目相机的镜头位于单目相机背离机械手装置的一侧，单目相机的镜头不易粘附胶液，喷胶质量相对较高。3、通过设置立面喷枪和中心喷枪，可对鞋底内侧施胶部位一次喷胶成型，喷胶均匀且漏胶量少、喷胶精度高且生产效率也相对较高。4、本技术结合了三维视觉测量检测速度快和机器人喷胶效率高、通用性强的优点，对任意鞋码尺寸、鞋形轮廓，都可以快速完成施胶工作，其施胶质量符合制鞋工艺的要求，节省了人工，降低了工人劳动强度及化学粘接剂对人体可能产生的损害。5、对于按照简单要求放置在传送带装置上的鞋底(鞋底在传送带上的放置位置及角度，只需要满足鞋尖鞋跟顺着传送带的运动方向、鞋底在传送带上的左右位置，以不超过传送带宽度为准)，不需要专门的定位、夹紧装置，仅仅通过视觉三维扫描测量与坐标变换，就能够准确控制机器人到达理想喷胶点位。附图说明图1为本技术基于单目视觉的鞋底喷胶设备的结构示意图；图2为本技术中标定块标定过程示意图；图3为本技术中获取图像过程示意图。图中标示对应如下：10-传送带装置；11-基准划线；20-视觉装置；21-支架；22-单目相机；23-线激光器；30-机械手装置；40-控制系统；50-喷胶组件；51-连接座；52-立面喷枪；53-中心喷枪；60-标定块；61-基准面；62-基准槽。具体实施方式下面结合具体实施例对技术做进一步的说明：如图1所示，本实施例提供了一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备，包括传送带装置10、设置在传送带装置10上的视觉装置20、位于传送带装置10旁的机械手装置30以及分别与传送带装置10、视觉装置20和机械手装置30通讯连接的控制系统40，其中，传送带装置10的电机上设置有与控制系统40连接的编码器，且传送带装置10为常规的直线式传送装置，机械手装置30为六关节串联机械手装置。本实施例中的传送带装置10、机械手装置30和控制系统40都可以从市场上直接购买获得，对其具体结构此处不再展开描述。视觉装置20包括设置在传送带装置10的机架上的支架21以及分别安装在支架21上的单目相机22和线激光器23，其中，单目相机22与线激光器23发出的光束在传送带装置10的传送面上所形成的线条(即投影)之间的间距以及机械手装置30在传送带装置10的传送面上的投影位置与线激光器23发出的光束在传送带装置10的传送面上所形成的线条之间的间距都为定值，即单目相机22与线激光器23以及单目相机22和机械手装置30分开设置，这样单目相机的镜头不易粘附胶液，喷胶质量相对较高。具体的，单目相机22和线激光器23沿着传送带装置10的传送方向依次布置，单目相机22相对于线激光器23靠近机械手装置30，且单目相机22的镜头位于单目相机22背离机械手装置10的一侧。优选的，在本实施例中，单目相机22相对于水平面倾斜布置，线激光器23竖直布置，且线激光器23发出的光线在传送带装置10上所形成的线条与传送带装置10的传送方向垂直布置。机械手装置30的执行端上安装有喷胶组件50，喷胶组件50包括连接座51以及分别固定连接在连接座51上的立面喷枪52和中心喷枪53，立面喷枪52和中心喷枪53之间呈八字形布置，且立面喷枪52和中心喷枪53具有喷头的一端之间的间距相对于另一端之间的间距小，这样，机械手装置30的依次喷胶动作可同时实现对鞋底侧立面以及中心区域进行喷胶，喷胶效率相对较高且不易出现漏胶现象，具体的，立面喷枪52只负责鞋底内侧立面及其相邻区域的施胶，中心喷枪53只负责鞋底内底面纵向对称线区域的施胶，立面喷枪52与中心喷枪53的相对位置关系是固定的，亦即在喷胶过程中具有相同的运动轨迹。至于立面喷枪52与中心喷枪53之间的相对位置关系，可根据鞋底的理论轮廓通过机器人运动学的三维仿真确定。此外，虽然鞋底轮廓的三维扫描测量，主要是决定鞋底内立面喷枪52的运动轨迹及喷嘴开启、结束点位，但是中心喷枪的施胶开启点位、结束点位，则需要根据鞋底纵向对称线与鞋底边缘的交点进行确定。当鞋底在传送带装置10上运动时，可以通过单目相机22采集到一系列的鞋底边缘的点云，再将鞋底边缘的三维点云降维投影到传送带装置10的传送面所在的二维平面上，得到鞋底边缘在传动带装置10的传送面所在平面上的一系列有序的二维点集，并将该二维点集按照传送带装置10的运动方向、距离及时序，排序分段为多段轨迹曲线段，根据测量顺序及基于单目相机22的测量坐标系下的坐标，将二维鞋底边缘轨迹连接为鞋底轮廓轨迹；然后通过坐标变换将鞋底轮廓轨迹点集，从测量坐标系变换到基于机械手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备，其特征在于，包括传送带装置、设置在所述传送带装置上的视觉装置、位于所述传送带装置旁的机械手装置以及分别与所述传送带装置、所述视觉装置和所述机械手装置通讯连接的控制系统，所述传送带装置的电机上设置有编码器，所述视觉装置包括设置在所述传送带装置的机架上的支架以及分别安装在所述支架上的单目相机和线激光器，所述单目相机与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距以及所述机械手装置在所述传送带装置的传送面上的投影位置与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距都为定值，所述机械手装置上安装有喷胶组件。

【技术特征摘要】
1.一种基于单目视觉的鞋底喷胶设备，其特征在于，包括传送带装置、设置在所述传送带装置上的视觉装置、位于所述传送带装置旁的机械手装置以及分别与所述传送带装置、所述视觉装置和所述机械手装置通讯连接的控制系统，所述传送带装置的电机上设置有编码器，所述视觉装置包括设置在所述传送带装置的机架上的支架以及分别安装在所述支架上的单目相机和线激光器，所述单目相机与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距以及所述机械手装置在所述传送带装置的传送面上的投影位置与所述线激光器发出的光束在所述传送带装置的传送面上所形成的线条之间的间距都为定值，所述机械手装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平江，余凌波，元波，陈达伟，黄成，陈子和，邓少丰，张顺林，连志军，张锴，
申请(专利权)人：泉州华中科技大学智能制造研究院，华中科技大学，
类型：新型
国别省市：福建,35