[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

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的齿轮匹配系统及其匹配方法。齿轮匹配系统包括工业相机、工业机器人、机械手爪、气泵、PC机、路由器以及电源；工业相机用于获取齿轮图像，并将图像传送到PC机进行数据处理；工业机器人用于和工业相机、PC机进行实时通信，接受PC机发送的位置坐标和触发信号，实现齿轮匹配；机械手爪安装在工业机器人的第六轴上，气泵给机械手爪提供动能使其完成齿轮搬运工作；PC机用于编程和监视工业相机和工业机器人的运作情况；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；电源用于为整个齿轮匹配系统供电。本发明能控制工业机器人自动完成齿轮匹配，节省了大量人力，同时提高了齿轮啮合的精度和速度。

技术领域

本发明涉及齿轮匹配系统，特别涉及一种基于机器视觉的齿轮匹配系统及其匹配方法。

背景技术

现有的许多齿轮啮合、装配操作仍需要人工完成，既增加了人工成本，费时费力，也无法保证齿轮啮合的精度与效率，存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能自动识别定位齿轮，并控制工业机器人自动完成齿轮匹配的一种基于机器视觉的齿轮匹配系统及其匹配方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于机器视觉的齿轮匹配系统，所述齿轮匹配系统包括：

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；本实施例中的工业机器人采用的是工业机器人，其内置数据传输软件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，气泵用于给安装在工业机器人上的机械手爪提供动能，，使其能吸取并移动齿轮，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旋转角度和移动位移信息；

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。

在本发明的一个实施例中，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。

一种基于机器视觉的齿轮匹配系统的匹配方法，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；