[发明专利]一种基于机器视觉的齿轮匹配系统及其匹配方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，匹配方法采用的系统包括：一设置在工作台上的工业相机，工业相机用于获取放置在工件台上的齿轮图像，并将图像信息传送到PC机进行数据处理；

一设置在工作台上的工业机器人，工业机器人用于和工业相机、PC机进行实时通信，能够接受PC机发送的位置坐标和触发信号，最终实现齿轮匹配；工业机器人内置数据传输软件MOTOCOM32，数据传输软件MOTOCOM32负责完成NI LabVIEW与机器人控制器之间的通信及数据传输；

一气泵，气泵安装于工业机器人器械手臂顶端，气泵用于控制工业机器人的机械手爪工作，吸取齿轮移动，完成齿轮匹配；

一PC机，PC机与路由器连接，用于编程和监视工业相机和工业机器人的运作情况；PC机内置NI LabVIEW软件；NI LabVIEW软件用来处理工业相机采集到的图像，并给工业机器人发送坐标信息；

一路由器，路由器负责工业相机、机器人控制器和PC机之间的以太网通讯；

一电源，电源用于为工业相机、工业机器人、气泵、路由器以及PC机供电；齿轮匹配系统还包括一支架，支架设置在工件台相对的一侧，工业相机固定在与工业机器人位置相对的工件台一侧的支架上，与工业机器人之间保持独立工作；其特征在于，所述匹配方法包括如下步骤：

步骤(1)、将两个齿轮摆放在工件台上任意位置；

步骤(2)、系统初始化，打开通信端口，工业机器人上电；

步骤(3)、工业相机拍照，通过NI LabVIEW视觉助手的几何匹配获取齿轮需旋转的角度；

a.拍摄齿轮的照片，通过NI Lab VIEW的模板匹配确定每个齿轮位置及与模板相差的角度；

b.通过计算得到两个齿轮的角度差值，若角度差是360°/齿数的整数倍，那么该齿轮可以不用调整角度直接匹配；若角度差不是360°/齿数的整数倍，则需要调整一个齿轮转过一个偏转量c，齿轮1角度为a，齿轮2角度为b，该齿轮齿数n，偏转量c＝||a-b|-[|a-b|÷(360÷n)]×(360÷n)|；

c.将需要偏移的角度通过Lab VIEW传输给工业机器人；

步骤(4)、工业机器人调整齿轮角度；

步骤(5)、工业相机拍照，通过NI LabVIEW的图像处理VI库获取齿轮应移动的位移；

步骤(6)、工业机器人调整移动齿轮位置，完成齿轮匹配；

步骤(7)、工业机器人下电，通信端口关闭，系统复位。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，其特征在于，齿轮是带有安装缺口的外齿轮，根据其缺口部分的连线角度确定齿轮啮合前需要旋转的角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，其特征在于，步骤(1)中两个齿轮摆放在工件台上工业相机视野范围内任意位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，其特征在于，步骤(3)中几何匹配是根据齿轮的图像特征获得需要调整的角度。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，其特征在于，几何匹配过程中图像处理部分的运行时间为2～3秒，匹配时长约为20秒。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，其特征在于，工业机器人的坐标精度达到10^-3毫米。