戴花林

根據(jù)THMSRB-3型平臺(tái)機(jī)械手抓取工件的特征及數(shù)據(jù)分析，提出一個(gè)基于智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用的整體方案。對(duì)這個(gè)方案的結(jié)構(gòu)原理以及智能視覺系統(tǒng)組成部分做了具體的分析。應(yīng)用結(jié)果表明，使用智能視覺系統(tǒng)可以更方便、更精確、更準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的檢測(cè)，縮短工件檢測(cè)時(shí)間，提高工作效率。

【關(guān)鍵詞】智能視覺 工件 檢測(cè)技術(shù)

1 引言

近年來，隨著自動(dòng)化行業(yè)的飛速發(fā)展，機(jī)器智能視覺逐漸成為崛起的新興行業(yè)，在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器智能視覺來替代人工視覺；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高。由于機(jī)器智能視覺系統(tǒng)具有速度快、精度高、準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)，所以用機(jī)器智能視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。

2 機(jī)器智能視覺系統(tǒng)概述

機(jī)器智能視覺被稱為自動(dòng)化的眼睛，它主要采用照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布、亮度、顏色等信息，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。

THMSRB-3型平臺(tái)采用的是歐姆龍F(tuán)Z4-350智能視覺檢測(cè)系統(tǒng)，用于對(duì)工件如數(shù)字、顏色、形狀等檢測(cè)，并對(duì)裝配效果進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)操作。通過以太網(wǎng)總線連接到機(jī)械手控制器，對(duì)檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。

3 THMSRB-3型平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

THMSRB-3型平臺(tái)主要由一臺(tái)六自由度工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)、智能視覺系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、RFID檢測(cè)系統(tǒng)、四工位工件供料單元、環(huán)形輸送單元、直線輸送單元、工件組裝單元、立體倉(cāng)庫(kù)單元、電氣控制柜、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等組成。

在以太網(wǎng)聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，可快速、精準(zhǔn)對(duì)工件進(jìn)行分揀、搬運(yùn)、裝配、拆解、檢測(cè)等操作。也可根據(jù)具體的工作任務(wù)，進(jìn)行不同的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)不同的控制效果，具有良好的柔性。它的組成如圖1所示。

4 智能視覺系統(tǒng)在THMSRB-3型平臺(tái)工件檢測(cè)的總體方案

在論述總體方案之前，假定RFID和PLC系統(tǒng)程序和通信都正常，各個(gè)系統(tǒng)之間接線正常。

4.1 智能視覺鏡頭調(diào)整

將智能視覺傳感器鏡頭調(diào)整到工件的正上方150mm左右的位置，使得智能視覺傳感器能穩(wěn)定、清晰地?cái)z取圖像信號(hào)，調(diào)整工件的角度，對(duì)工件外形輪廓進(jìn)行清晰穩(wěn)定的成像，再對(duì)兩幅圖進(jìn)行分析處理。

4.2 工件視覺檢測(cè)

（1）確定工件的顏色，在“流程編輯”當(dāng)中，完成工件顏色的錄入，并將串行數(shù)據(jù)輸出（表達(dá)式）：（（U1.JG+1）/2*U1.IN）+100；

（2）確定工件的編號(hào)，在“流程編輯”當(dāng)中，進(jìn)行模型登錄，完成工件的編號(hào)的錄入，并將串行數(shù)據(jù)輸出（表達(dá)式）：（（U1.JG+1）/2*U1.NO；

（3）確定工件的角度，在模型登錄后，在“流程編輯”當(dāng)中完成工件角度的錄入，并將串行數(shù)據(jù)輸出（表達(dá)式）：（（U1.JG+1）/2*U1.TH；

（4）確定工件的尺寸，在“流程編輯”當(dāng)中，完成工件的尺寸的錄入，并將串行數(shù)據(jù)輸出（表達(dá)式）：（（U2.JG+1）/2*1）+（（U3.JG+1）/2*2）；

表達(dá)式輸入完成后，根據(jù)通信要求，設(shè)定為以太網(wǎng)通信，輸出形式為ASCII，小數(shù)位數(shù)為0，其他不變。

4.3 工件裝配流程編輯

當(dāng)以上4步完成后，我們就要給機(jī)器人下達(dá)工件裝配指令，在工件裝配流程編輯軟件中，我們給PLC下發(fā)工件裝配流程，PLC對(duì)裝配流程進(jìn)行保存，用以重復(fù)裝配。工件有不同編號(hào)、顏色、角度之分，我們規(guī)定三個(gè)裝配臺(tái)顏色分別為藍(lán)、紅、黃，編號(hào)順序?yàn)?、2、3、4。如圖2所示。

5 結(jié)束語

基于智能視覺系統(tǒng)的THMSRB-3型平臺(tái)工件檢測(cè)技術(shù)，能夠快速響應(yīng)，讓機(jī)械手準(zhǔn)確抓取工件，同時(shí)，又不相互干涉，無需編寫復(fù)雜程序，操作靈活方便，而且功能強(qiáng)大，參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單方便，價(jià)格低，可靠性好，性能穩(wěn)定。隨著我國(guó)自動(dòng)化水平的不斷提高，人工成本壓力增大，該方案的提出，可以很大程度上取代人工，滿足生產(chǎn)的需要，預(yù)計(jì)將有更加廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

江西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西省南昌市 330013endprint