一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置，涉及工业机器人应用技术领域，包括抓取模块、图像识别模块和控制模块，抓取模块包括机械臂和物料夹爪，物料夹爪通过法兰固定于机械臂末端，图像识别模块包括工业相机、环形光源和图像处理PC平台，工业相机安装在物料夹爪上随机械臂一同移动，环形光源固定在工业相机的镜头接口部位上，图像处理PC平台包括搭载上位机软件的主控计算机和用于显示的监视器，主控计算机通过总线交换机连接工业相机，主控计算机连接监视器，该装置具有速度快，精度高，开发成本低，操作性强等特点，同时易于普及，适合行业内的加工需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置
本技术涉及工业机器人应用
，具体涉及一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置。
技术介绍
机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作，机器视觉是以其高速度高精度的特点而被广泛应用于汽车、机械加工、电子、食品包装等各个行业。但是现有的机器视觉应用在工业机器人上时仍然具有一定的缺陷，使用传统传感器检测物料信息不全面且价格昂贵，同时多种信息的融合使工业应用难度加大。因此，我们有必要针对现有技术的不足而提供一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，而提出一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置，其具有速度快、精度高、开发成本低的优点。本技术的一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置，包括抓取模块、图像识别模块和控制模块，抓取模块包括机械臂和物料夹爪，物料夹爪通过法兰固定于机械臂末端。图像识别模块包括工业相机、环形光源和图像处理PC平台，工业相机安装在物料夹爪上随机械臂一同移动，环形光源固定在工业相机的镜头接口部位上，图像处理PC平台包括搭载上位机软件的主控计算机和用于显示的监视器，主控计算机通过总线交换机连接工业相机，主控计算机连接监视器。控制模块为PLC控制单元，PLC控制单元通过总线交换机连接主控计算机，主控计算机通过总线交换机连接机械臂和物料夹爪。优选的，物料夹爪利用内部的气动单元压缩空气作为动力。优选的，环形光源采用940nm的红外光。优选的，总线交换机通过以太网连接PLC控制单元、通过CameraLink接口连接工业相机和环形光源、通过Tcp-ip协议连接主控计算机、通过以太网连接机械臂。优选的，工业相机通过法兰安装在物料夹爪的上端，且工业相机的拍摄方向与物料夹爪的夹取方向相对应。本技术具有以下有益效果：高清晰度的工业相机随机械臂夹爪同步移动拍摄齿科预加工物料，通过采集视觉图像并传输至图像处理PC平台，由图像处理PC平台分析，判定视觉下是否有物料，有物料则对物料摆放的位姿做出计算，并将计算结果输出至PLC，由PLC控制机械臂及气动夹爪抓取物料，并在监视器终端显示处理结果，具有速度快，精度高，开发成本低，操作性强等特点，同时易于普及，适合行业内的加工需求。附图说明下面结合附图对本技术作进一步描写和阐述。图1是一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置整体结构图。附图标记：1、机械臂；2、物料夹爪；3、工业相机；4、环形光源；5、图像处理平台；6、PLC控制单元；7、总线交换机。具体实施方式下面将结合附图、通过对本技术的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本技术的技术方案。实施例如图1所示，一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置，包括抓取模块、图像识别模块和控制模块，其中抓取模块主要用于抓取齿科物料，图像识别模块用于识别齿科物料的位置信息，控制模块用于控制抓取模块调整抓取角度和位置。如图1所示，抓取模块包括机械臂1和物料夹爪2，物料夹爪2通过法兰固定于机械臂1末端，本实施例使用的机械臂1为库卡六自由机械臂1，采用六关节串联结构，各个关节以编码器电机和减速器为传动，物料夹爪2采用气动夹爪，夹爪利用内部的气动单元压缩空气作为动力。如图1所示，图像识别模块包括工业相机3、环形光源4和图像处理PC平台，工业相机3安装在物料夹爪2上随机械臂1一同移动，环形光源4固定在工业相机3的镜头接口部位上，图像处理PC平台包括搭载上位机软件的主控计算机和用于显示的监视器，主控计算机通过总线交换机7连接工业相机3，主控计算机连接监视器，高清晰度的镜头通过标准C接口安装于高清晰度工业相机3，镜头采用6mm焦距，使用小焦距镜头，使视野范围内图像细节更加清晰，同时提高图像精度，工业相机3及镜头穿过机器视觉环形光源4中孔，并使用螺钉将机器视觉环形光源4固定在镜头接口部位，光源使用940nm红外光源，光照范围内能量更强更集中，确保光源随相机同步移动以及对拍摄环境均匀照射，工业相机3将采集的图像信息发送给图像处理平台5，本实施例采用的主控计算机配置酷睿i5处理器，WIN10系统，主控计算机安装有上位机软件，便于对控制系统的开发与删改，主控计算机对图像信息进行处理，处理结果在监视器上显示。如图1所示，控制模块为PLC控制单元6，PLC控制单元6通过总线交换机7连接主控计算机，主控计算机通过总线交换机7连接机械臂1和物料夹爪2，PLC控制单元6采用SIMATICS7-1200可完成复杂逻辑控制、网络通信等任务，由PLC控制单元6分配运动指令。作为本技术的一种技术优化方案，总线交换机7通过以太网连接PLC控制单元6、通过CameraLink接口连接工业相机3和环形光源4、通过Tcp-ip协议连接主控计算机、通过以太网连接机械臂1。通过采用上述技术方案，总线交换机7能够通过各种连接协议和连接接口实现本装置各个模块的通信互联。作为本技术的一种技术优化方案，工业相机3通过法兰安装在物料夹爪2的上端，且工业相机3的拍摄方向与物料夹爪2的夹取方向相对应。通过采用上述技术方案，从而保证工业相机3拍摄的物料即为物料夹爪2所要拾取的物料。本技术在使用时，工业相机3将采集的图像信号输出至主控计算机，主控计算机采集图像，通过图像算法分析，并将处理结果反馈至上位机软件，由上位机软件做出响应，处理结果图像输出至与主控计算机连接的监视器显示，处理结果输出至与主控计算机连接的PLC控制单元6，PLC控制单元6控制机械臂1及物料夹爪2操作。上述具体实施方式仅仅对本技术的优选实施方式进行描述，而并非对本技术的保护范围进行限定。在不脱离本技术设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本技术所提供的文字描述、附图对本技术的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本技术的保护范畴。本技术的保护范围由权利要求确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置，包括抓取模块、图像识别模块和控制模块，其特征在于，所述抓取模块包括机械臂和物料夹爪，所述物料夹爪通过法兰固定于机械臂末端；/n所述图像识别模块包括工业相机、环形光源和图像处理PC平台，所述工业相机安装在物料夹爪上随机械臂一同移动，所述环形光源固定在工业相机的镜头接口部位上，所述图像处理PC平台包括搭载上位机软件的主控计算机和用于显示的监视器，所述主控计算机通过总线交换机连接工业相机，所述主控计算机连接监视器；/n所述控制模块为PLC控制单元，所述PLC控制单元通过总线交换机连接主控计算机，所述主控计算机通过总线交换机连接机械臂和物料夹爪。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的齿科物料识别及拾取装置，包括抓取模块、图像识别模块和控制模块，其特征在于，所述抓取模块包括机械臂和物料夹爪，所述物料夹爪通过法兰固定于机械臂末端；
所述图像识别模块包括工业相机、环形光源和图像处理PC平台，所述工业相机安装在物料夹爪上随机械臂一同移动，所述环形光源固定在工业相机的镜头接口部位上，所述图像处理PC平台包括搭载上位机软件的主控计算机和用于显示的监视器，所述主控计算机通过总线交换机连接工业相机，所述主控计算机连接监视器；
所述控制模块为PLC控制单元，所述PLC控制单元通过总线交换机连接主控计算机，所述主控计算机通过总线交换机连接机械臂和物料夹爪。


2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的齿科...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大鹏，
申请(专利权)人：南京佳和牙科技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32