基于視覺識別的自動螺釘機及其安裝螺釘?shù)姆椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于視覺識別的自動螺釘機，其特征在于它包括機械手、視覺識別系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中央處理器、與該中央處理器連接的機械手控制器，所述視覺識別系統(tǒng)包括圖像采集模塊、與該圖像采集模塊連接并與中央處理器連接的圖像處理模塊。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且成本低廉，通過圖像采集模塊可獲取安裝螺釘?shù)臏?zhǔn)確的孔位圖像信息，圖像處理模塊則可將圖像采集模塊采集到的螺釘安裝孔位的圖像信息處理后發(fā)送至中央處理器，中央處理器則可通過機械手控制器控制機械手準(zhǔn)確的將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上，從而能保證產(chǎn)品的加工精度和使用壽命，還可節(jié)約勞動力資源，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了智能工廠，適合推廣使用。
【專利說明】基于視覺識別的自動螺釘機及其安裝螺釘?shù)姆椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動螺釘機，尤其涉及一種基于視覺識別的自動螺釘機及其安裝螺釘?shù)姆椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002]在家電產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，目前的生產(chǎn)過程一般都是采用人工手動方式完成螺釘?shù)难b配，即人工拿取螺釘，然后逐個將螺釘擰入工件內(nèi)部。這種采用人工裝配的方式生產(chǎn)效率低，勞動強度大。雖然有少數(shù)裝配能夠?qū)崿F(xiàn)半自動化，即將拿取螺釘過程通過自動完成，能夠一定程度改善生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率，但是改善效果有限，效率提升不明顯?，F(xiàn)在很多工廠都是流水線柔性化生產(chǎn)，諸如電視機后蓋板螺釘需要四人同時完成，而且人工操作勞動強度大，生產(chǎn)效率低，無法保證產(chǎn)品的加工精度和使用壽命。
[0003]隨著自動化控制技術(shù)的成熟，基于視覺識別的自動螺釘機有著廣闊的應(yīng)用前景，具有高度的柔性和適應(yīng)性，能滿足現(xiàn)在家電企業(yè)的生產(chǎn)模式——量小、品種多、產(chǎn)品生命周期短及更新?lián)Q代容易的優(yōu)點，顛覆了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了智能工廠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺識別的自動螺釘機，以期望解決在家電產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上采用人工手動方式完成螺釘?shù)难b配，這種采用人工裝配的方式生產(chǎn)效率低，勞動強度大，還無法保證產(chǎn)品的加工精度和使用壽命的問題。同時，本發(fā)明還提供一種基于視覺識別的自動螺釘機安裝螺釘?shù)姆椒ā?br> [0005]發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]基于視覺識別的自動螺釘機，它包括機械手、視覺識別系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中央處理器、與該中央處理器連接的機械手控制器，所述視覺識別系統(tǒng)包括圖像采集模塊、與該圖像采集模塊連接并與中央處理器連接的圖像處理模塊；所述圖像采集模塊用于獲取螺釘?shù)陌惭b孔位圖像，然后將獲取的螺釘安裝孔位圖像信息發(fā)送至圖像處理模塊，所述圖像處理模塊將螺釘安裝孔位的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號信息并發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過信息處理后將控制機械手動作的信息發(fā)送至機械手控制器，機械手控制器則控制機械手將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述圖像采集模塊包括至少一個鏡頭和至少一個相機，所述鏡頭與相機配合使用。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述相機為CXD相機。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述機械手與鏡頭和相機對應(yīng)。
[0010]基于視覺識別的自動螺釘機安裝螺釘?shù)姆椒?，包括以下步驟:
[0011](I)采集螺釘安裝孔位圖像
[0012]通過圖像采集模塊采集需要安裝螺釘?shù)目孜粓D像；
[0013](2)將螺釘安裝孔位的圖像信息轉(zhuǎn)換為螺釘安裝孔位的位置信息
[0014]圖像采集模塊將采集到的螺釘安裝孔位的圖像信息發(fā)送至圖像處理模塊，圖像處理模塊將獲得的圖螺釘安裝孔位的圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并獲得螺釘安裝孔位的位置信息；
[0015](3)控制機械手拿取螺釘并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上
[0016]圖像處理模塊將螺釘安裝孔位的位置信息發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過計算處理，獲得機械手拿取螺釘并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上行進(jìn)的路徑信息，中央處理器將機械手拿取螺釘、機械手行進(jìn)的路徑信息以及機械手安裝螺釘?shù)男畔l(fā)送至機械手控制器，機械手控制器則控制機械手拿取螺釘、然后運行至螺釘安裝孔位、最后將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述機械手為兩個以上，該兩個以上的機械手同時進(jìn)行螺釘安裝。
[0018]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0019]本發(fā)明的自動螺釘機不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且成本低廉，通過圖像采集模塊可獲取安裝螺釘?shù)臏?zhǔn)確的孔位圖像信息，圖像處理模塊則可將圖像采集模塊采集到的螺釘安裝孔位的圖像信息處理后發(fā)送至中央處理器，中央處理器則可通過機械手控制器控制機械手準(zhǔn)確的將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上，從而能保證產(chǎn)品的加工精度和使用壽命，還可節(jié)約勞動力資源，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了智能工廠。本發(fā)明的自動螺釘機安裝螺釘?shù)姆椒ú襟E簡單，便于操作，可同時進(jìn)行多個螺釘?shù)陌惭b。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明:
[0022]實施例
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的基于視覺識別的自動螺釘機，包括視覺識別系統(tǒng)，所述視覺識別系統(tǒng)包括圖像采集模塊以及圖像處理模塊，所述圖像采集模塊用于采集螺釘安裝孔位的圖像信息。所述圖像采集模塊為至少一個鏡頭與至少一個相機，所述鏡頭與相機配合使用，即一個鏡頭與一個相機組合為一個整體使用，本實施例中的相機使用的是CCD相機。本實施例中的鏡頭與相機均為多個，本實施例中可將鏡頭與相機的個數(shù)設(shè)為η個，η > 3。
[0024]所述鏡頭與相機均與圖像處理模塊連接，所述圖像處理模塊通過鏡頭與相機獲取螺釘安裝孔位的圖像信息，然后將獲得的圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，即螺釘安裝孔位的位置信息。本發(fā)明的自動螺釘機還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中央處理器與機械手控制器，所述中央處理器與機械手控制器連接，所述圖像處理模塊也與中央處理器連接。本發(fā)明的自動螺釘機還包括機械手，所述機械手與機械手控制器連接。
[0025]所述圖像處理模塊將轉(zhuǎn)換獲得的安裝孔位的位置信息發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過分析計算得出機械手行進(jìn)至螺釘安裝孔位的路徑信息。機械手需要拿取螺釘，然后行進(jìn)至螺釘安裝孔位，并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上，即可完成安裝螺釘?shù)膭幼鳌Ｋ鲋醒胩幚砥鲗C械手拿取螺釘?shù)目刂菩畔?、機械手行進(jìn)的路徑信息以及機械手安裝螺釘?shù)目刂菩畔l(fā)送至機械手控制器，機械手控制器則控制機械手完成拿取螺釘、然后行進(jìn)至螺釘安裝孔位并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上的系列動作，最后控制機械手回復(fù)到初始位置，以便進(jìn)行下次操作。
[0026]所述機械手為一個以上，該機械手與鏡頭以及相機一一對應(yīng)，即鏡頭與相機獲取一個螺釘安裝孔位的圖像信息，就有一個機械手對應(yīng)對這個螺釘安裝孔位進(jìn)行螺釘安裝。本實施例中的機械手的數(shù)量與鏡頭以及相機相同，該機械手也為η個，η >3。當(dāng)需要對加工部件的多個部位進(jìn)行螺釘安裝時，通過與螺釘安裝孔位相同數(shù)量的鏡頭與相機采集螺釘安裝孔位的圖像信息，并配合與螺釘安裝孔位相同數(shù)量的機械手，即可通過與鏡頭以及相機一一對應(yīng)的機械手分別對多個螺釘安裝孔位同時進(jìn)行螺釘安裝。當(dāng)需要對多個螺釘安裝孔位進(jìn)行螺釘安裝時，采用人工手動完成螺釘安裝的方式則需要與螺釘安裝孔位數(shù)量相同的批次工作人員進(jìn)行螺釘安裝，因此相對采用人工手動完成螺釘安裝的方式可明顯的提高生產(chǎn)效率，還可節(jié)約勞動力資源，同時能保證產(chǎn)品的加工精度和使用壽命，實現(xiàn)了智能工廠。
[0027]本發(fā)明的自動螺釘機安裝螺釘?shù)姆椒?，首先通過圖像采集模塊即鏡頭與相機的組合設(shè)備采集需要安裝螺釘?shù)目孜粓D像。然后，圖像處理模塊則可通過鏡頭與相機獲取采集到的螺釘安裝孔位的圖像信息，所述圖像處理模塊將獲取的圖像信息經(jīng)過計算處理后得到螺釘安裝孔位的數(shù)字化位置信息。該圖像處理模塊將獲得的螺釘安裝孔位的位置信息發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過計算處理，獲得機械手拿取螺釘并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上行進(jìn)的路徑信息。中央處理器將機械手拿取螺釘、機械手行進(jìn)的路徑信息以及機械手安裝螺釘?shù)男畔l(fā)送至機械手控制器，機械手控制器則控制機械手拿取螺釘、然后運行至螺釘安裝孔位、最后將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上。
[0028]其中，所述機械手為兩個以上，該機械手與鏡頭以及相機的數(shù)量相同，該機械手與鏡頭以及相機一一對應(yīng)、配合使用。所述兩個以上的機械手可同時進(jìn)行螺釘安裝，因此可極大地提高生產(chǎn)效率。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于視覺識別的自動螺釘機，其特征在于它包括機械手、視覺識別系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括中央處理器、與該中央處理器連接的機械手控制器，所述視覺識別系統(tǒng)包括圖像采集模塊、與該圖像采集模塊連接并與中央處理器連接的圖像處理模塊；所述圖像采集模塊用于獲取螺釘?shù)陌惭b孔位圖像，然后將獲取的螺釘安裝孔位圖像信息發(fā)送至圖像處理模塊，所述圖像處理模塊將螺釘安裝孔位的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號信息并發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過信息處理后將控制機械手動作的信息發(fā)送至機械手控制器，機械手控制器則控制機械手將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于視覺識別的自動螺釘機，其特征在于所述圖像采集模塊包括至少一個鏡頭和至少一個相機，所述鏡頭與相機配合使用。
3.按照權(quán)利要求2所述的基于視覺識別的自動螺釘機，其特征在于所述相機為CCD相機。
4.按照權(quán)利要求1所述的基于視覺識別的自動螺釘機，其特征在于所述機械手與鏡頭和相機 對應(yīng)。
5.基于視覺識別的自動螺釘機安裝螺釘?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟诎ㄒ韵虏襟E: (1)采集螺釘安裝孔位圖像 通過圖像采集模塊采集需要安裝螺釘?shù)目孜粓D像； (2)將螺釘安裝孔位的圖像信息轉(zhuǎn)換為螺釘安裝孔位的位置信息 圖像采集模塊將采集到的螺釘安裝孔位的圖像信息發(fā)送至圖像處理模塊，圖像處理模塊將獲得的圖螺釘安裝孔位的圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并獲得螺釘安裝孔位的位置信息； (3)控制機械手拿取螺釘并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上 圖像處理模塊將螺釘安裝孔位的位置信息發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過計算處理，獲得機械手拿取螺釘并將螺釘安裝到螺釘安裝孔位上行進(jìn)的路徑信息，中央處理器將機械手拿取螺釘、機械手行進(jìn)的路徑信息以及機械手安裝螺釘?shù)男畔l(fā)送至機械手控制器，機械手控制器則控制機械手拿取螺釘、然后運行至螺釘安裝孔位、最后將螺釘安裝在螺釘安裝孔位上。
6.按照權(quán)利要求5所述的基于視覺識別的自動螺釘機安裝螺釘?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟谒鰴C械手為兩個以上，該兩個以上的機械手同時進(jìn)行螺釘安裝。
【文檔編號】B23P19/06GK104259839SQ201410444462
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】杜繼紅, 劉桂杉, 宋佳, 吳明會 申請人:四川長虹電器股份有限公司