[發明專利]一種基于視覺檢測的自動引導補膠系統及方法

有效

• 申請號: 202010739543.0
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112025677B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 劉亦銘;簡偉明;孫科;趙成
• 申請（專利權）人: 武漢象點科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16;B25J11/00;B25J19/04;B05C5/02
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 林鵬

1.一種基于視覺檢測的自動引導補膠方法，其特征在于，包括示教階段和運行階段；

所述示教階段具體步驟如下：

S1：示教工業機器人（1）涂膠軌跡，工件固定在工裝位置保持不動，人工示教工業機器人（1）涂膠的運動軌跡、運動速度以及涂膠量，將設置保存在工業機器人（1）控制器中，之后工業機器人（1）將按照此設置進行涂膠操作；

S2：工業機器人（1）涂膠并控制三目全方位相機（3）采集樣本圖片，工業機器人（1）按照示教軌跡進行涂膠，在涂膠啟動時，工業機器人（1）通過I/O線觸發三目全方位相機（3）拍照，并在涂膠結束時觸發三目全方位相機（3）停止拍照，三目全方位相機（3）采集的圖像通過網絡通訊傳送給工控機，整個涂膠過程中，工業機器人（1）通過工業總線與工控機進行周期性的數據交換，通訊數據包括涂膠狀態數據、工業機器人（1）末端速度以及工控機狀態數據，工控機則將接收到的工業機器人（1）末端速度隨時間變化的關系保存下來，用于后續的補膠算法；

S3：示教圖片及參數，工控機接收了相機在不同位置拍照的圖片，為了檢測這些不同位置的膠條質量，需要逐幀的設定參數：

選取最佳圖片：在每個拍攝位置上，三目全方位相機（3）均會采集三張圖片，需要從中選擇一張膠條最易識別的圖片作為待檢測圖片；

選取膠條檢測段：待檢測圖片中的膠條需要選取一段作為檢測段，利用選點工具，在膠條中心線附近依次選取起始點、多個中間點和終點作為檢測錨點，相鄰檢測錨點構成了檢測分段，多個檢測分段構成了檢測段，檢測分段檢測膠條雙邊的邊緣或單邊邊緣檢測或者不檢測；

調節檢測算法參數：不同位置拍攝的膠條圖片，其圖片亮度、圖片對比度,膠條質量容忍度等相異，因此需要調節檢測算法參數，檢測參數包括濾波方法選擇、濾波系數、邊緣搜索范圍值、位置度誤差值、膠條寬度誤差值、背景色；

除了上述逐幀設定的參數，還需要選取出膠槍（2）頭在圖片中的像素位置以及測量出圖像單個像素對應的物理尺寸；

S4：保存數據，將示教圖片保存到本地文件夾，將示教參數、工業機器人（1）連續運動的末端速度保存到數據庫中；

所述運行階段具體步驟如下：

S5：工業機器人（1）涂膠并控制相機拍照，類似于示教階段，工業機器人（1）按照示教軌跡進行涂膠，并控制相機進行采圖，上位機系統保持與工業機器人（1）的數據交換并接收三目相機傳送的圖像；

S6：檢測圖片斷膠情況，根據示教參數，對采集的圖片逐張進行斷膠檢測；

S7：重復檢測所有的圖片，若所有圖片均不存在斷膠，則當前工件涂膠結束；

S8：若有圖片存在斷膠，則進入補膠模式。

2.根據權利要求1所述的一種基于視覺檢測的自動引導補膠方法，其特征在于，所述S6中斷膠檢測具體步驟如下：

S61：將示教的檢測錨點進行插值獲得更多檢測錨點，相鄰錨點之間形成檢測分段；

S62：對于一個檢測分段，截取出矩形檢測區域，在矩形中，沿著寬度方向做模糊濾波及梯度統計；若存在某處梯度值超過閾值則認為此處為邊緣位置，否則認為該分段無法定位邊緣；

S63：重復上述步驟定位所有檢測分段的邊緣，若任何一個檢測分段無法定位邊緣，則認為圖片在該分段處存在斷膠情況，同時記錄下此分段的一對錨點；若相鄰分段均存在斷膠，則將兩分段合并為一個斷膠分段。

3.根據權利要求1所述的一種基于視覺檢測的自動引導補膠方法，其特征在于，所述S8中補膠模式具體方式如下：

S81：根據補膠算法確定斷膠段的起始時刻和終點時刻；

S82：工業機器人（1）移動補膠，工業機器人（1）再次按照涂膠軌跡移動并控制相機采圖，此次涂膠頭默認關閉，當運行到補膠開始時刻t1,上位機發送膠頭打開命令，工業機器人（1）開始涂膠；當運行到補膠終點時刻t2，上位機發送膠頭關閉命令，工業機器人（1）停止涂膠，由于通訊存在時延，提前一定的時間量發送命令；

S83:復檢圖片,對補膠的圖片再次進行檢測，如果沒有斷膠，則當前工件涂膠結束；如果仍有斷膠，說明有其他意外情況，報警提示。