一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统及方法，该控制系统包括机械臂控制系统和分流装置控制系统，机械臂控制系统与分流装置控制系统之间通信连接，以使机械臂控制系统根据视觉检测结果控制分流装置控制系统进行分流动作，机械臂控制系统和分流装置控制系统均是包括stm32单片机最小系统控制单元、复位电路、开关电路、PWM振荡器模块和电机控制模块，stm32单片机最小系统控制单元与PWM振荡器模块相连接，能够解决现有的生成中都是装配一套运输与检测装置会使得工厂异常庞大，并且浪费资源，且没有可以实现检测和分流一体化的智能检测控制系统，进而造成工作效率低，成本高的问题。成本高的问题。成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统及方法


[0001]本专利技术属于汽车线束制造加工
，具体涉及一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]线束作为汽车重要组成部分之一，相当于汽车的传输神经，直接影响一台汽车的质量和性能。因此线束设计除了要满足汽车基本性能要求之外，对线束本身的质量要求也极高。而汽车线束连接器是线束的重要组成部分，充当汽车线束的中继站，因此线束连接器的质量是不容忽视的；再者，汽车线束种类繁多，需要多种连接器，这会增加线束连接器的质量风险以及质量检测难度。在线束连接器生产中，线束连接器通过注塑机注塑成型，然后冷却，通过运输装置运输到检测区。在注塑的环节中，需要用到特定的连接器模型进行注塑。对于种类繁多的连接器，同一个注塑机会更换不同的模型。
[0003]在生产中，复杂工况下，有很多注塑机，对于不同类型的连接器，如果都装配一套运输与检测装置会使得工厂异常庞大，并且浪费资源，且没有可以实现检测和分流一体化的智能检测控制系统，进而造成工作效率低，成本高。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于提供，能够解决现有的生成中都是装配一套运输与检测装置会使得工厂异常庞大，并且浪费资源，且没有可以实现检测和分流一体化的智能检测控制系统，进而造成工作效率低，成本高的问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统，该控制系统包括机械臂控制系统和分流装置控制系统，机械臂控制系统与分流装置控制系统之间通信连接，以使机械臂控制系统根据视觉检测结果控制分流装置控制系统进行分流动作；
[0006]机械臂控制系统和分流装置控制系统均是包括stm32单片机最小系统控制单元、复位电路、开关电路、PWM振荡器模块和电机控制模块，stm32单片机最小系统控制单元与PWM振荡器模块相连接，各路电机控制模块分别与stm32单片机最小系统控制单元的io引脚相连，复位电路的复位端口与stm32单片机最小系统控制单元的复位接收端口相连；开关电路与stm32单片机最小系统控制单元的开关引脚相连；
[0007]其中，机械臂控制系统还包括CMOS传感模块，CMOS传感模块和机械臂控制系统中的stm32单片机最小系统控制单元相连接；
[0008]机械臂控制系统中的stm32单片机最小系统控制单元与分流装置控制系统中的stm32单片机最小系统控制单元之间通过3个引脚通信连接。
[0009]可选的，电机控制模块包括光耦隔离模块、施密特反相器模块和电机接口模块，stm32单片机最小系统控制单元与光耦隔离模块相连接，光耦隔离模块与施密特反相器模块相连接，施密特反相器模块与电机接口模块相连接。
[0010]可选的，施密特反相器采用采用CD40106施密特反相器。
[0011]可选的，电机采用TBS2701舵机。
[0012]一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制方法，用于控制上述的控制系统，控制系统包括机械臂控制系统和分流装置控制系统机械臂控制系统和分流装置控制系统均是包括stm32单片机最小系统控制单元、复位电路、开关电路、PWM振荡器模块和电机控制模块，机械臂控制系统还包括CMOS传感模块，电机控制模块包括光耦隔离模块、施密特反相器模块和电机接口模块；
[0013]控制方法包括以下步骤：
[0014]第一步，线束连接器从注塑机产出并放置在运输装置上；
[0015]第二步，线束连接器经过传输装置到达分流装置区域；
[0016]第三步，视觉检测器采集到线束连接器的位置，并控制机械臂精准夹取；
[0017]第四步，机械臂将线束连接器放置在最佳的视觉检测区域，并控制机械臂在合理范围内调整线束连接器的检测位置，从而完成对目标区域进行多次采样；
[0018]第五步，对每个目标区域的多次检测结果进行数学统计分析，以减少检测误差，完成线束连接器质量检测；
[0019]第六步，完成线束连接器质量检测后，单片机根据检测结果控制分流转盘对线束连接器进行分流动作；
[0020]第七步，单片机对每个种类对应的送料装置中的线束连接器进行计数，当其数量达到10个时，控制电机将送料装置中的线束连接器释放到相应的产品收纳盒中；
[0021]以上的步骤是由机械臂控制系统与分流装置控制系统联合完成，其中，机械臂控制系统还包括机械臂控制步骤、摄像头图像采集程序步骤、线束连接器表面缺陷检测程序步骤，分流装置控制系统包括分流程序步骤和舵机驱动程序步骤
[0022]可选的，机械臂控制步骤是首先机械臂控制系统通过CMOS传感模块检测到运输在运输装置上的线束连接器到达分流装置区域，然后检测计算出该线束连接器的空间坐标，通过该坐标控制机械臂各部分电机的运转，从而夹取目标连接器；夹取目标连接器后将连接器放在视觉检测区域，同时进行检测位置调整，以获得目标区域的多次检测样本。
[0023]可选的，视觉检测区域处的摄像头图像采集程序步骤首先是摄像头初始化，OV7670摄像头通过OV_SCL和OV_SDA进行寄存器配置，然后配置对应的IO口状态，先设置OV_PWDN＝0，退出掉电模式，复位OV7670，之后再设置OV_RESET为1，结束复位，然后对OV7670的寄存器进行配置，配置成UXGA输出；OV7670配置好之后，使能IO和DCMI时钟，然后设置相关IO口为复用功能模式；之后再配置DCMI相关设置，将第一个参数设置为捕获模式，第二个参数选择同步方式，通过第三个参数设置像素时钟极性，通过第四个参数设置垂直同步极性VSYNC，通过第五个参数设置水平同步极性，通过第六个参数设置帧捕获率，通过第七个参数设置扩展数据模式；然后再配置DMA；之后再设置OV7670的图像输出大小，使能DCMI捕获；捕获到线束连接器模板图片，然后调整摄像头亮度寻找目标区域，拟合目标出现的区域，寻找到目标区域并对目标进行边缘提取，之后计算目标的坐标并反馈。
[0024]可选的，线束连接器表面缺陷检测程序步骤首先是OV7670摄像头初始化，使能IO和DCMI时钟，设置捕获模式，选择同步方式，设置像素时钟极性，设置垂直同步极性VSYNC，设置水平同步极性，设置帧捕获率，设置扩展数据模式，配置DMA，设置OV7670的图像输出大
小，使能DCMI捕获，获取线束表面图片，对图片进行灰度化，然后对图片进行中值滤波，进行极坐标变换将获取的曲面变换成平面，再对图片进行均值滤波，然后二值化，开运算、膨胀运算，判断是否存在缺陷，同时对合格品进行分类，将不合格品与不同种类合格品进行标记并反馈给分流装置控制系统，分流装置控制系统根据这些标记信息控制分流圆盘接收相应的线束连接器。
[0025]可选的，分流装置控制步骤是分流装置控制系统获取到机械臂控制系统传输过来的线束连接器的分类标记数据，根据标记数据控制分流转盘将指定种类接收口转动到目标线束连接器所在方位，机械臂松开机械爪，将线束连接器放置在相应种类的送料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统，其特征在于，该控制系统包括机械臂控制系统和分流装置控制系统，机械臂控制系统与分流装置控制系统之间通信连接，以使机械臂控制系统根据视觉检测结果控制分流装置控制系统进行分流动作；机械臂控制系统和分流装置控制系统均是包括stm32单片机最小系统控制单元、复位电路、开关电路、PWM振荡器模块和电机控制模块，stm32单片机最小系统控制单元与PWM振荡器模块相连接，各路电机控制模块分别与stm32单片机最小系统控制单元的io引脚相连，复位电路的复位端口与stm32单片机最小系统控制单元的复位接收端口相连；开关电路与stm32单片机最小系统控制单元的开关引脚相连；其中，机械臂控制系统还包括CMOS传感模块，CMOS传感模块和机械臂控制系统中的stm32单片机最小系统控制单元相连接；机械臂控制系统中的stm32单片机最小系统控制单元与分流装置控制系统中的stm32单片机最小系统控制单元之间通过3个引脚通信连接。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统，其特征在于，电机控制模块包括光耦隔离模块、施密特反相器模块和电机接口模块，stm32单片机最小系统控制单元与光耦隔离模块相连接，光耦隔离模块与施密特反相器模块相连接，施密特反相器模块与电机接口模块相连接。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统，其特征在于，施密特反相器采用采用CD40106施密特反相器。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测与分流机器人的控制系统，其特征在于，电机采用TBS2701舵机。5.一种基于机器视觉检测与分流机器人的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1
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4任意一项所述的控制系统，控制系统包括机械臂控制系统和分流装置控制系统。机械臂控制系统和分流装置控制系统均是包括stm32单片机最小系统控制单元、复位电路、开关电路、PWM振荡器模块和电机控制模块，机械臂控制系统还包括CMOS传感模块，电机控制模块包括光耦隔离模块、施密特反相器模块和电机接口模块；控制方法包括以下步骤：第一步，线束连接器从注塑机产出并放置在运输装置上；第二步，线束连接器经过传输装置到达分流装置区域；第三步，视觉检测器采集到线束连接器的位置，并控制机械臂精准夹取；第四步，机械臂将线束连接器放置在最佳的视觉检测区域，并控制机械臂在合理范围内调整线束连接器的检测位置，从而完成对目标区域进行多次采样；第五步，对每个目标区域的多次检测结果进行数学统计分析，以减少检测误差，完成线束连接器质量检测；第六步，完成线束连接器质量检测后，单片机根据检测结果控制分流转盘对线束连接器进行分流动作；第七步，单片机对每个种类对应的送料装置中的线束连接器进行计数，当其数量达到10个时，控制电机将送料装置中的线束连接器释放到相应的产品收纳盒中；以上的步骤是由机械臂控制系统与分流装置控制系统联合完成，其中，机械臂控制系统还包括机械臂控制步骤、摄像头图像采集程序步骤、线束连接器表面缺陷检测程序步骤，
分流装置控制系统包括分流程序步骤和舵机驱动程序步骤。6.根据权利要求5所述的基于机器视觉检测与分流机器人的控制方法，其特征在于，机械臂控制步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，唐亮，何璐瑶，武梓涵，廉正，王福川，杨理践，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：