[发明专利]一种基于机器视觉的四轴并联机器人分拣系统及其分拣方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人和机器视觉技术领域，具体为一种基于机器视觉的四轴并联机器人分拣系统。

背景技术

结合国家的智能制造2025的总体目标，针对制造业的未来趋势，实现小批量多品种的特点，以及企业对柔性制造技术的要求。目前已经孕育出了最先进最流行的柔性制造技术——智能机器人生产单元（机器视觉+机器人）。机器视觉的应用方面已经涵盖了几乎所有工业生产领域，主要有汽车制造业、半导体行业、农业、医学、物流等。

我国在机器视觉技术方面还有许多空白，特别是在机器视觉柔性分拣和装箱技术方面。在现有的工业制造产业当中，大多作业效率低，定位精度不高，视觉软件的可开放性不高，可视性不强，并且机器人的灵活性差，机械手的柔性度不高，整个系统的集成度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机器视觉的四轴并联机器人分拣系统及其分拣方法，可广泛用于手机、电子等3C行业的多零件快速分拣、瑕疵检测、贴标，轻小金属零件、食品、药品等的搬运和分拣，具有使用方便、集成化控制、多终端同步性强、控制准确性高和成本低廉的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种基于机器视觉的四轴并联机器人分拣系统，包括机架，所述机架上设有工件平台单元、工业相机平台单元、视觉处理平台单元、机器人RC控制单元；所述工业相机平台单元与所述视觉处理平台单元连接，所述视觉处理平台单元与所述机器人RC控制单元连接，所述机器人RC控制单元、所述视觉处理平台单元均与所述工件平台单元连接，所述工件平台单元与所述工业相机单元连接。

进一步地，所述工业相机平台单元包括2D相机；所述机器人RC控制单元包括四轴并联机器人本体；所述工业相机单元平台、四轴并联机器人本体均设置在工件平台单元上方，所述工业相机单元平台设置在所述四轴并联机器人本体前方。

进一步地，所述工件平台单元包括上料装置、编码器装置、传送装置和下料装置。所述传送装置设置在所述上料装置和所述下料装置之间实现工件传送，所述编码装置设置在所述上料装置和所述传送装置的连接处。上料装置和下料装置可针对不同的前后装置进行调整，编码器装置能与机器人RC控制单元更好的配合。

进一步地，所述视觉处理平台单元包括处理器和显示器，所述2D相机与所述处理器连接，所述处理器与所述显示器连接，所述处理器与所述工件平台单元连接。视觉处理单元平台主要负责处理工业相机单元平台采集的图片，结合canny算法将图像显示在显示器上，通过In-Sight软件内部坐标转换将信息传至机器人RC控制单元。

进一步地，所述机器人RC控制单元还包括控制柜；所述控制柜与所述视觉处理单元的处理器和四轴并联机器人本体的机械臂连接。

进一步地，：所述传送装置为绿色传送履带。

一种基于机器视觉的四轴并联机器人分拣系统的分拣方法，通过工业相机单元平台把工件放置台上的待分拣的几何工件的图像序列采集到视觉处理平台单元内，通过视觉处理平台单元的视觉处理软件把待检测工件的图像序列按每一帧进行分析，并且自动识别其形状，同时计算其相关的形状特征然后开始分拣。

进一步地，所述分拣步骤如下：

(1)图像预处理：对采集到的图像进行图像平滑去除噪，消除噪声对图像的干扰；

(2)目标提取：使用Canny算子进行二值化，其目的是将目标图像从背景图像提取出来；

(3)单一目标分析：由于目标成不规则形状，需要设定平面坐标系对单一目标进行位置及方向定位；

(4)分类抓取：将特征信息通过CAN总线发送至机器人RC控制单元内，并通过机器人RC控制单元控制四轴并联机器人进行分拣，并摆放整齐。

本发明一种基于机器视觉的四轴并联机器人分拣系统及其分拣方法，具有如下的有益效果：

第一、可靠性，本系统包括工件平台单元、工业相机平台单元、视觉处理平台单元、机器人RC控制单元针对工件的几何形状进行研究，方便工业机器人抓取工件，具有较高的可靠性；

第二、准确性好，本系统包括工件平台单元、工业相机平台单元、视觉处理平台单元、机器人RC控制单元，通过视觉识别和控制可以避免机械臂抓取时产生干涉，具有较高的准确性；

第三、使用寿命长，本系统包括工件平台单元、工业相机平台单元、视觉处理平台单元、机器人RC控制单元，通过视觉识别和控制可以避免机械臂抓取时产生的碰撞，延长系统的使用寿命。