[發(fā)明專利]智能填涂鐳刻標圖技術

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510580178.2
• 申請日: 2015-09-13
• 公開（公告）號: CN105291108A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳嵐萍;封曉鳴;周文濤;鄧開貴;劉珣
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種應用工業(yè)上的智能填涂鐳刻標圖技術，屬于工業(yè)控制應用領域。

背景技術

隨著電子技術和工業(yè)技術的不斷發(fā)展與融合，鐳刻技術的應用越來越廣泛，而隨之衍生的鐳刻二維商標、銘牌等標圖加工企業(yè)也越來越多。但在鐳刻標圖的后續(xù)加工過程當中，標圖圖形的填涂目前基本上還是手工作業(yè)，任務單一、工作量大、勞動強度高，費時費力，不能與快速發(fā)展的生產需求相適應，而且工人長時間接觸不同的填涂料，對身體健康不利，另外人力成本也越來越高，影響產品市場競爭力。

發(fā)明內容

針對現有鐳刻標圖效率低，勞動力成本高的問題，本發(fā)明提供一種可以應用于工業(yè)上的智能噴涂鐳刻標圖技術。智能噴涂鐳刻標圖技術可將采集得到的彩色標圖圖片，通過圖像處理及視覺引導控制器編程控制，完成對鐳刻二維標圖的自動識別填涂，從而提高鐳刻二維標圖產品的生產效率，增加企業(yè)效益。具有低成本，高回報；適用性廣，安全穩(wěn)定等特點。

本發(fā)明的技術方案是：

智能填涂鐳刻標圖技術以運動控制卡為主控核心，采用攝像頭作為檢測裝置，來獲取標圖圖片，經圖像處理，提取的需要填涂的輪廓，以運動控制軸卡為主導，配合步進電機、變頻器和檢測傳感裝置等，實現機械手臂的三軸運動控制，調整機械手臂位置及運行速度，實現定位功能、圓弧插補、直線插補和高速計數等功能，通過程序控制實現機械手臂的標圖填涂動作。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明針對現實相關企業(yè)中的鐳刻二維標圖人工填涂標準不一、效率不高等實際問題，自主研發(fā)了基于機器視覺和運動控制的智能填涂鐳刻標圖技術，提高生產力，可以說是一種技術集成進步。

(1)鐳刻二維標圖填涂以往人工作業(yè)，勞動密集，任務枯燥繁重，長時間對人體健康不利，至今還無相關設備代替完成該任務。而本發(fā)明技術無需過多人員參與，自動完成鐳刻二維標圖的識別填涂，具備創(chuàng)新性。

(2)使用運動控制卡，實現任意三軸直線插補、圓弧插補等功能?？梢赃m應各種二維圖形的填涂。對于圖案形狀沒有要求，具有更廣泛的適用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的智能填涂鐳刻標圖系統框圖；

圖2是本發(fā)明所述系統中的圖像處理的流程框圖；

圖3是本發(fā)明所述系統中的填涂運動控制流程框圖；

圖4是本發(fā)明所述系統中的運動控制硬件框圖

具體實施方式

智能填涂鐳刻標圖技術主要由視覺檢測模塊和運動控制模塊組成，首先由攝像頭負責采集載物臺上鐳刻二維標圖圖像，通過圖像采集卡將識別結果傳送給上位機電腦。上位機電腦負責采集圖像的識別，并將識別結果傳送給運動控制器。由運動控制器控制三軸機械臂執(zhí)行相關操作，完成二維圖塊填涂。圖1是本發(fā)明所述的整個系統框圖，包括如下模塊：

1.視覺模塊

如圖1所示，視覺模塊包括光源、光源控制器與圖像采集卡，通過光源控制器調節(jié)光源明暗，通過USB攝像機自動捕捉較清晰圖像，通過圖像采集卡將拍攝的圖像傳送至電腦，進行圖像處理。

2.視覺引導控制模塊

利用ED算法和圖像處理軟件進行圖像處理，以獲得清晰完整的標圖輪廓。根據圖像的特點，采用運動控制卡來實現對三軸機械臂的運動控制，分析特定點的位置，實現定位功能、圓弧插補、直線插補和高速計數，使用相應插補運算方法實現標圖輪廓的填涂。

(1)圖像處理模塊

經過圖像處理模塊流程如圖2所示，經過圖像濾波、邊緣檢測、標圖圖像輪廓提取、分割、擬合得到圖像坐標，然后編寫運動控制程序實現三軸機械臂的填涂動作。

其中，(a)鐳刻二維標圖識別采用動態(tài)閾值分割方法，以克服傳統固定閾值分割法對于不同材質的鐳刻二維標圖需要不斷變換閾值，適應性不強等缺點。(b)邊緣檢測方法選擇EdgeDrawing算法用來檢測標圖圖塊的邊緣，該算法克服了經典圖像處理算法中有可能會出現的斷點現象，而且獲得的是單像素邊緣，有利于圖像后續(xù)處理。(c)邊緣檢測算法處理后的圖像，采用骨架化算法進行中線及圓心點的提取，并進行寬度及半徑檢測計算。(d)然后采用輪廓分割和線段擬合算法獲得后面的運動控制模塊填涂標圖所需要的線段起始點坐標和終點坐標。(e)考慮為避免填涂標圖時圖像不會幾何失真，需通過對攝像頭與載物臺坐標標定，即將攝像頭與載物臺坐標系統一，則機械臂填涂的圖像正常清晰。

(2)控制算法實現