方案427a.docVIP

工件分拣方案 项目需求 背景： 工业上电气触点的生产数量大、种类多。目前电气触点的分拣工作大都由人工进行，人力成本逐年上升，企业希望用“机器换人”实现电气触点的自动分拣，图1为目标触点。 分拣时，检测合格的产品通过传送带送至下一个环节，次品则放入回收筐。 图1 电气触点 具体要求： 进料：每次输送一个电气触点（以下统称为待测件）到检测和分拣工位，待测件分离和输送过程中不得有损坏。 合格性检查：主要指检查各个面的喷涂字码是否清晰或缺失、铆钉、螺丝钉是否缺失或安装不到位。出错率不高于人工检测。 分拣速度：为了满足原有的生产节拍，要求执行机构5秒钟内完成一个待测件的检测与分拣。 总体方案设计 方案概述 机器视觉：选择实时性、快速性好的工业相机（见图2）捕捉待测件的实时图像，代替人眼完成待测件的合格性检测。 图2 工业相机 分拣执行器：利用六自由度关节机器人（见图3左），代替人手实现对待测件的抓取、翻转、放置，为了适应已有的工作台再结合工件尺寸小的特点，选择灵敏、紧凑、小巧、快速、精准的六自由度机器人，因为待测件体积不大，并且有多个面需要检测，为了减少抓取末端对待测件检测面的遮挡，所以选择结构简单的二指式机械手爪（见图3右）。 图3 六自由度机器人和二指式机械手爪 控制：整个流程由工控机监控，控制过程如图4，控制程序分为录制程序（图5）、回放程序（图6）两部分。录制程序负责录入待测件的抓取、翻转、放置动作（放置动作分为合格品和次品两种情况）。并录入合格品与残次品的图像用于合格性检测。回放程序，根据录制动作完成抓取，并在翻转过程中根据图像处理的结果进行待测件的合格性检测，然后根据检测的结果选择待测件的放置位置。 图4 控制过程图 图5录制程流程图  图6回放程序流程图 为了控制程序的稳定，程序具体实现时还将加入待测件处于错入姿态时的错误提示。回放程序还可以控制开始、暂停、复位，并统计显示合格品和残次品的个数。 方案设计示意图 图7方案设计示意图 图像检测 的检测 背景的颜色误差，可以通过二值化处理识别其缺失。可以看出螺丝在二值化图中呈现不同。从而通过检测螺丝是否确实。 图8 螺丝图像处理 铆钉识别 后与略微不同，见图缺失所以这里采用一种区域求平均的思想来检测铆钉的。主要步骤如下 出铆钉所在图像区域 对划定区域的灰度图二值化图像素点求平均 求出的平均值，有一个或者几个的明显偏离其它的平均值，则判断其铆钉。 缺失铆钉的图像分析，这里可以看出二值化后的图像，其右上的铆钉明显偏白。可以到其平均值也会明显其它三个铆钉。 图像处理定位辨识精度的控制 是我们需要进行图像识别的两个这里需要我们解决两面的问题 区的定位 的图像的处理过程有相关区域定位的过程定位螺丝位置）两个方面方案 在摄像头的情况下机械臂运动位置也固定的情形下那么识别的区域也是固定的，可以直接对相关的区域进行处理 先识别出整体部件，然后已所要检测区域与部件的相关位置信息，来确定图像处理的位置。 辨识的控制 的控制我们可以从两个来掌控， 一个阈值，如果超过这个阈值那么则判定不合格，反之则判定合格 图像处理过程中对形成的图像进行控制，比如根据光线等外因。调整形成二值化图像的参数，更易于后期处理的。是两个不同参数所产生的二值化图像可以看出有明显） 图10 不同参数对二值化图像的影响 特点：敏捷、紧凑、精准、快速，具有出色的便携性与集成性。 参数： IRB120重25kg 水平工作范围达580mm具有一流的工作行程 底座下方拾取距离为112mm 在1kg拾料节拍下TCP最大速度可以达到6.2m/s TCP最大加速度可达28m/s2 该机器人每个轴的运动参数如下表： 轴运动 工作范围 最大速度 轴1旋转 +165o~-165o 250o /s 轴2手臂 +110o~-110o 250o /s 轴3手臂 +70o~-90o 250o /s 轴4手腕 +160o~-160o 320o /s 轴5弯曲 +120o~-120o 320o /s 轴