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CN106428777B - 一种基于图像系统的零件自动排料装置 - Google Patents

一种基于图像系统的零件自动排料装置 Download PDF

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CN106428777B CN201610956671.4A CN201610956671A CN106428777B CN 106428777 B CN106428777 B CN 106428777B CN 201610956671 A CN201610956671 A CN 201610956671A CN 106428777 B CN106428777 B CN 106428777B
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Abstract

本发明公开了一种基于图像系统的零件自动排料装置，属于图像检测识别装置技术领域。机架上安装有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮下端通过联轴器与电机的动力输出端相连，从动齿轮上端安装有载物盘，载物盘上方设置有CCD相机，上料机构与载物盘对接并将上料机构上的零件传送至载物盘上，气缸和所述下料机构设置在载物盘相对的两侧。本发明通过设置CCD相机拍摄图像并将拍摄到的图像信息传输给图像处理控制系统，图像处理控制系统计算并控制电机，带动不同朝向的零件旋转完成自动排列，全程自动化控制，节省人力，降低工人劳动强度，零件排列效率及准确率高，避免了人工排料容易出错的问题。

Description

一种基于图像系统的零件自动排料装置
技术领域
本发明涉及图像检测识别装置技术领域，特别是一种基于图像系统的零件自动排料装置。
背景技术
随着制造业的发展，各行各业在生产制造中需要用到各类零件，如螺栓、注塑件、滚珠、小齿轮、小轴承以及一些不规则的零件等。零件的生产通常采用自动化流水线的方式，零件生产完成后，需要以零件的某一特征方向为参照，将零件按一定的方向整齐排列，便于检验和包装。目前，人工逐个排列零件费时费力，效率低下，工人劳动强度大，长时间工作后，工人疲劳易出现排料出错的现象。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于图像系统的零件自动排料装置。本发明通过设置CCD相机拍摄图像并将拍摄到的图像信息传输给图像处理控制系统，图像处理控制系统计算并控制电机动力输出轴旋转相应的圈数，进而带动不同朝向的零件旋转至同一方向，完成自动排列，全程自动化控制，节省人力，降低工人劳动强度，零件排列效率及准确率高，避免了人工排料容易出错的问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种基于图像系统的零件自动排料装置，它包括机架、图像处理控制系统、上料机构、气缸、下料机构，所述机架上安装有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮下端通过联轴器与电机的动力输出端相连，所述从动齿轮上端安装有载物盘，载物盘上方设置有CCD相机且所述CCD相机通过线路与图像处理控制系统的信号输入端相连，所述图像处理控制系统的信号输出端通过线路分别与电机、气缸连接，所述上料机构与载物盘对接并将上料机构上的零件传送至载物盘上，所述气缸和所述下料机构设置在载物盘相对的两侧，气缸将载物盘上的零件推送到下料机构上，所述载物盘顶端沿径向方向设置有标记刻度。
优选的，所述图像处理控制系统包括图像采集模块、图像预处理模块、图像分析模块、控制模块，图像采集模块用于采集CCD相机拍摄的图像信息并将图像信息传输给图像预处理模块，图像预处理模块分析图像信息中数据信息并将数据信息传输给图像分析模块，图像分析模块计算出零件需要旋转的角度并换算出电机动力输出端需要旋转的圈数，图像分析模块将电机动力输出端需要旋转的圈数信息传递给控制模块，控制模块控制电机的动力输出端按指定圈数旋转。
优选的，所述上料机构和下料机构采用带传动传送零件。
优选的，所述气缸的活塞端安装有海绵垫块。
优选的，所述标记刻度上喷涂有荧光涂料。
优选的，所述上料机构的传输方向和下料机构的传输方向成直角。
优选的，所述电机为伺服电机。
本发明的有益效果是：
本发明通过设置CCD相机拍摄图像并将拍摄到的图像信息传输给图像处理控制系统，图像处理控制系统计算并控制电机动力输出轴旋转相应的圈数，进而带动不同朝向的零件旋转至同一方向，完成自动排列，全程自动化控制，节省人力，降低工人劳动强度，零件排列效率及准确率高，避免了人工排料容易出错的问题。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图2中图像处理控制系统的框架示意图；
图4是以凸轮零件为例图像处理控制系统处理信息的说明示意图；
其中机架1、主动齿轮2、从动齿轮3、电机4、CCD相机5、图像处理控制系统6、图像采集模块6a、图像预处理模块6b、图像分析模块6c、控制模块6d、标记刻度7、上料机构8、气缸9、下料机构10、载物盘11，零件12。
具体实施方式
这里需要说明的是，所述方位词左、右、上、下均是以图1所示的视图为基准定义的，应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请所请求的保护范围。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图3所示，一种基于图像系统的零件自动排料装置，它包括机架1、图像处理控制系统6、上料机构8、气缸9、下料机构10，所述机架1上安装有相互啮合的主动齿轮2和从动齿轮3，所述主动齿轮2下端通过联轴器与电机4的动力输出端相连，所述从动齿轮3上端安装有载物盘11，载物盘11上方设置有CCD相机5且所述CCD相机5通过线路与图像处理控制系统6的信号输入端相连，所述图像处理控制系统6的信号输出端通过线路分别与电机4、气缸9连接，所述上料机构8与载物盘11对接并将上料机构8上的零件传送至载物盘11上，所述气缸9和所述下料机构10设置在载物盘11相对的两侧，气缸9将载物盘11上的零件推送到下料机构10上，所述载物盘11顶端沿径向方向设置有标记刻度7。
工作前，根据不同的零件12规格调整上料机构8与载物盘11之间的位置，使得上料机构8上的零件12可以传送至载物盘11的中心位置。工作时，将零件12置于上料机构8上并经上料机构8传送至载物盘11上，此时启动CCD相机5对载物盘11上的零件12进行拍摄并将拍摄的图像信息传输给图像处理控制系统6，图像处理控制系统6计算出零件12需要旋转的角度并换算成电机4动力输出端需要旋转的圈数，根据计算结果控制电机4，电机4的动力输出端通过主动齿轮2和从动齿轮3带动载物盘11旋转，进而使得载物盘11上的零件12转到预定的方向。零件12旋转到预定方向后，电机4停止工作，图像处理控制系统6控制气缸9将零件12从载物盘11上推送到下料机构10上并由下料机构10将零件12运送到下道工序位置，完成零件12的排列，方便后续的检验与包装，重复上述过程，实现自动化控制多个零件12整齐排料的目的。
如图4所示，以凸轮零件为例，凸轮传至载物盘11后，CCD相机5对其拍摄图像信息，图像处理控制系统6在信息处理过程中，以凸轮中心点为原点A建立像素坐标轴，原点A的像素坐标为(x1,y1)，基于图片信息分析出凸轮上凸起点B的像素坐标(x2,y2)，凸轮边缘与标记刻度7的相交点C的像素坐标(x3,y3)，以及凸轮上凸起点B在横轴上的投影点D的像素坐标，凸轮边缘与标记刻度7的相交点C在横轴上的投影点E的像素坐标，并且规定∠BAC＝θ1，∠BAD＝θ2，∠CAE＝θ3，其中坐标值为对应点在图像上的像素点位置，x1-x2为两点在横轴上的像素点之差，y1-y2为两点在纵轴上的像素点之差。可知：
进而可得载物盘11旋转的角度θ。
在上述技术方案基础上，所述图像处理控制系统6包括图像采集模块6a、图像预处理模块6b、图像分析模块6c、控制模块6d，图像采集模块6a采集CCD相机5拍摄的图像信息并将图像信息传输给图像预处理模块6b，图像预处理模块6b分析图像信息中数据信息并将数据信息传输给图像分析模块6c，图像分析模块6c计算出零件需要旋转的角度并换算出电机4动力输出端需要旋转的圈数，图像分析模块6c将电机4动力输出端需要旋转的圈数信息传递给控制模块6d，控制模块6d控制电机4的动力输出端按指定圈数旋转。如此设置，自动控制零件旋转，降低工人劳动强度，零件转动角度准确。
在上述技术方案基础上，所述上料机构8和下料机构10采用带传动传送零件。如此设置，零件传送平稳，传送效率高。
在上述技术方案基础上，所述气缸9的活塞端安装有海绵垫块。如此设置，气缸9活塞端通过海绵垫块推动零件时，海绵垫块会产生与零件外形相对应的形变，零件推动过程更加平稳，同时也可以防止零件表面被划伤。
在上述技术方案基础上，所述标记刻度7上喷涂有荧光涂料。如此设置，便于CCD相机5的拍摄，成像效果好，图像处理控制系统6处理的数据更准确。
在上述技术方案基础上，所述上料机构8的传输方向和下料机构10的传输方向成直角。如此设置，上料、下料方向合理，满足实际使用需要。
在上述技术方案基础上，所述电机4为伺服电机。如此设置，工作性能稳定，使用寿命长。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于图像系统的零件自动排料装置，它包括机架(1)、图像处理控制系统(6)、上料机构(8)、气缸(9)、下料机构(10)，所述机架(1)上安装有相互啮合的主动齿轮(2)和从动齿轮(3)，所述主动齿轮(2)下端通过联轴器与电机(4)的动力输出端相连，所述从动齿轮(3)上端安装有载物盘(11)，载物盘(11)上方设置有CCD相机(5)且所述CCD相机(5)通过线路与图像处理控制系统(6)的信号输入端相连，所述图像处理控制系统(6)的信号输出端通过线路分别与电机(4)、气缸(9)连接，所述上料机构(8)与载物盘(11)对接并将上料机构(8)上的零件传送至载物盘(11)上，所述气缸(9)和所述下料机构(10)设置在载物盘(11)相对的两侧，气缸(9)将载物盘(11)上的零件推送到下料机构(10)上，所述载物盘(11)顶端沿径向方向设置有标记刻度(7)；其特征在于：所述图像处理控制系统(6)包括图像采集模块(6a)、图像预处理模块(6b)、图像分析模块(6c)、控制模块(6d)，图像采集模块(6a)采集CCD相机(5)拍摄的图像信息并将图像信息传输给图像预处理模块(6b)，图像预处理模块(6b)分析图像信息中数据信息并将数据信息传输给图像分析模块(6c)，图像分析模块(6c)计算出零件需要旋转的角度并换算出电机(4)动力输出端需要旋转的圈数，图像分析模块(6c)将电机(4)动力输出端需要旋转的圈数信息传递给控制模块(6d)，控制模块(6d)控制电机(4)的动力输出端按指定圈数旋转。
2.根据权利要求1所述的基于图像系统的零件自动排料装置，其特征在于：所述上料机构(8)和下料机构(10)采用带传动传送零件。
3.根据权利要求1或2所述的基于图像系统的零件自动排料装置，其特征在于：所述气缸(9)的活塞端安装有海绵垫块。
4.根据权利要求3所述的基于图像系统的零件自动排料装置，其特征在于：所述标记刻度(7)上喷涂有荧光涂料。
5.根据权利要求4所述的基于图像系统的零件自动排料装置，其特征在于：所述上料机构(8)的传输方向和下料机构(10)的传输方向成直角。
6.根据权利要求5所述的基于图像系统的零件自动排料装置，其特征在于：所述电机(4)为伺服电机。
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