1.1项目概况
目标定位是机器视觉或图像识别领域中最基础的重要工具之一,是要完成缺陷检测、目标抓取、目标作业、定位识别等操作的必要前提。通用定位是一个稳定的、高精度的、用于在任何未知图像中搜索任意指定目标的通用图像定位软件。它可以搜索指定目标图像是否存在;可以找到指定目标的精确位置和旋转角度。
通用视觉定位广泛应用于生产线上的工件定位、工业机器人的准确抓取。对于需要定位的零部件和特征(如螺丝孔、点胶孔、焊锡点等)来说,通用视觉定位是视觉检测处理量最大和最为可靠的工具。 系统采用了图形匹配和模板匹配等视觉检测算法,算法不受特定灰度级别的限制,不管物体角度、大小和形状如何变化都能准确地找到该物体,这种方法使得工作能力得到非常大的提高。视觉定位系统嵌入到锁螺丝机等设备中。
1.2检测原理
通用视觉定位系统通常由工业相机、镜头、光源以及图像处理软件等构成。工业相机负责捕捉零部件、螺丝孔或待锁螺丝产品的图像,镜头则决定了成像的清晰度和视野范围。光源的作用至关重要,它通过不同的照明方式(如背光源、环形光源等)突出目标物体的特征,增强图像的对比度,便于图像处理软件准确识别目标的2D位置和形状。图像处理软件运用先进的算法,如边缘检测、模板匹配等技术,对拍摄到的图像进行分析处理,快速准确地计算出目标物的2D坐标信息。例如,通过模板匹配等算法,将预先存储的标准螺丝孔图像与实际拍摄图像进行对比,找出螺丝孔的精确2D位置,其定位精度可达到±0.15毫米甚至更高,为后续的锁螺丝动作提供精准的导航。
(1) 目标定位与识别:工件进入工作区域后,视觉系统通过摄像头捕捉图像,并利用图像处理算法识别目标的位置、角度以及待锁螺丝孔的具体2D坐标。
(2) 路径规划:控制系统根据视觉反馈,计算出最佳的路径,并发送指令给锁付机构等,使其移动至目标位置。
(3) 螺丝供料与锁付:供料系统将螺丝准确送至螺丝刀头部,螺丝刀头将螺丝锁入工件中。
(4) 质量检测【预留】:视觉系统在锁付完成后,可再次拍摄工件图像,检测螺丝是否在漏锁或错锁现象。某些高端设备还配备了扭矩传感器,用于检测锁付力度是否符合要求。
(5) 数据记录与分析:锁付过程中的数据会被记录并上传到系统中,为后续质量追溯和生产优化提供依据。
1.3视觉定位系统功能
(1) 兼容通用产品的视觉定位需求,产品上有特征一致且目视可见的目标,目标的数量可以是一个,也可以是多个,比如50个。目标有:特征螺丝孔、点胶孔、焊锡点、一盘物料中的一个物料等;
产品整体大小在400mm×400mm内,采用大视野相机;目标大小:1.5mm以上;
(2) 可以支持100种产品的产品定位配方制作,生产时可以方便切换定位配方;
(3) 新产品配方制作时间:小于15分钟;配方制作简便易用,尽量减少配方制作时间,特征图片库已有的目标通过算法可自动找出,特征图片库没有的目标通过人工操作框选一个目标后其余的目标则算法也可自动找出;
(4) 原有产品配方切换:小于5分钟;
(5) 用于定位的零部件和特征(如螺丝孔、点胶孔、焊锡点等),并把其中心2D坐标位置送指令给到控制机构,使其移动至目标位置进行作业。
(6) 控制机构:恒控
(7) 通信协议:RS232,ModbusRTU,自定义协议格式;【已经与恒控沟通,可以实现】
(8) 定位时间:2秒左右;【视野内<20个目标1-2秒内,≧20个目标5秒内】
(9) 漏检率:小于万份之一(漏检目标个数/目标总数)
(10) 定位精度:±0.15毫米;
(11) 软件预留视觉质检的接口。
1.1 OtekSuite通用视觉定位软件
软件采用跨平台C++/QT语言进行开发,以可视化的界面显示通用视觉定位软件操作过程。
(2)软件功能介绍
软件功能 |
功能说明 |
标配/选配 |
用户管理 |
权限设置,添加用户、删除用户 |
标配 |
权限设置 |
软件界面登陆(对不同用户设置不同的权限) |
标配 |
快捷操作 |
移动轴操作&编程 |
标配 |
配方制作 |
支持不同产品的定位配方制作;配方制作简便易用,尽量减少配方制作时间,特征图片库已有的目标通过算法可自动找出,特征图片库没有的目标通过人工操作框选一个目标后其余的目标则算法也可自动找出; |
标配 |
执行定位 |
选定配方,进行批量生产定位,视觉定位系统对目标进行盲找和定位,并将定位到的零部件和特征(如螺丝孔、点胶孔、焊锡点等)中心2D坐标位置发送指令给到恒控控制机构,使其移动至目标位置进行作业。 |
标配 |
视觉算法库 |
包括图像匹配,形状匹配、轮廓提取、边缘提取、中心点计算、缺板报警等算法; |
标配 |
算法纠偏 |
算法在粗定位基础上根据目标的形状自动进行精定位,纠正不同形状产品带来的定位误差; |
标配 |
图片存储 |
生产产品图片的保存和检索; |
标配 |
视觉质检 |
A、 预留视觉质检接口,视觉可以对作业后的目标进行质检,比如:视觉系统在锁付完成后,可再次拍摄工件图像,检测螺丝是否漏锁或错锁现象; B、 也可以在定位时就对待抓取的零部件进行视觉质检,当发现零部件有可视的瑕疵就不抓取; |
【选配】 |
其它功能 |
软件设置、异常数据保存、当日数据实时统计、系统日志等其他软件通用功能。软件设计需要尽量通用化,可兼容威铁克相关自动化产品的视觉定位; |
标配 |