帶圖象處理的直角坐標(biāo)機(jī)器人在檢測(cè)中的應(yīng)用

國(guó)際金屬加工網(wǎng)

文章作者：沈陽(yáng)鼎冷機(jī)電設(shè)備有限公司溫海邦 024-25926569
參考資料：沈陽(yáng)鼎冷機(jī)電直角坐標(biāo)機(jī)器人
公司網(wǎng)站：(暫不可見(jiàn))
關(guān)鍵詞：直角坐標(biāo)機(jī)器人悄济、涂膠機(jī)桑抱、伺服運(yùn)動(dòng)殖咨、運(yùn)動(dòng)控制,工業(yè)機(jī)器人昌执，碼跺機(jī)，碼跺機(jī)器人诈泼，搬運(yùn)機(jī)器人懂拾，噴涂機(jī)器人，焊接機(jī)器人铐达，涂裝機(jī)器人岖赋，裝配機(jī)器人

任務(wù)描述

　被檢測(cè)的產(chǎn)品被整齊放在一個(gè)4000*2500mm的檢測(cè)平臺(tái)上。每個(gè)產(chǎn)品的尺寸大約是60*30mm瓮孙，整個(gè)平臺(tái)被均分成50行和50列的矩陣式2500個(gè)小格唐断，每個(gè)格的尺寸是80*50mm。每個(gè)格中心處放一個(gè)產(chǎn)品杭抠，但其位置有大約2mm的誤差脸甘。但誤差僅是在X和Y方向上恳啥，而產(chǎn)品的方向是足夠準(zhǔn)確的。機(jī)器手要把測(cè)量用插頭準(zhǔn)確插入產(chǎn)品信號(hào)端子上斤程，測(cè)量?jī)x器發(fā)出幾種檢測(cè)信號(hào)，來(lái)檢驗(yàn)該產(chǎn)品的各個(gè)功能是否正常工作菩混。測(cè)量?jī)x器接收產(chǎn)品的輸出信號(hào)忿墅，并以此為依據(jù)來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格。測(cè)量?jī)x器要給出不合格產(chǎn)品的位置棍潜。在上面的工作過(guò)程中恭吊，機(jī)器人必需知道每個(gè)產(chǎn)品的準(zhǔn)確位置，誤差要小于0.1mm, 這樣機(jī)器人才能把測(cè)量用插頭準(zhǔn)確插入產(chǎn)品信號(hào)端子上针如。

所選用的機(jī)器人土下：

　根據(jù)工作平臺(tái)的有效面積是4000*2500mm仓判，這里要選擇一個(gè)有效行程為4000*2500*200mm的三維機(jī)器人。為了測(cè)量每個(gè)產(chǎn)品的準(zhǔn)確位置艇泡，我們?cè)跈C(jī)器人的Z軸上裝上CCD相機(jī)蜘体，由機(jī)器人按事先定好的位置運(yùn)動(dòng)到被測(cè)產(chǎn)品的上面，CCD鏡頭與被測(cè)產(chǎn)品的最高表面的高度是100mm广狂，保證視場(chǎng)是40*40 mm逮百。

　由于CCD相機(jī)及所配電纜的總重量大約500克，測(cè)量用插頭及所配電纜的總重量大約1000克镀翁，向上拔測(cè)量用插頭的力量大約1000克氯北，Z軸總負(fù)載大約為2500克，所以Z軸負(fù)載為5公斤的抓取式導(dǎo)軌卸悼”哪考慮到可能有幾種不同高度的產(chǎn)品要檢測(cè)，Z軸的行程選為200mm车海。Z軸自重加上所有負(fù)載和驅(qū)動(dòng)電機(jī)為11.6公斤笛园，Y軸選擇有效行程為2500mm， Y軸自重加上所有負(fù)載（Z軸）和驅(qū)動(dòng)電機(jī)為42.3公斤侍芝。根據(jù)Y軸喘沿，Z軸重量及所有負(fù)載和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總重量X軸有效行程為4000mm。

　　根據(jù)工作平臺(tái)的有效面積是4000*2500mm竭贩，這里要選擇一個(gè)有效行程為4000*2500*200mm的三維機(jī)器人蚜印。為了測(cè)量每個(gè)產(chǎn)品的準(zhǔn)確位置，我們?cè)跈C(jī)器人的Z軸上裝上CCD相機(jī)留量，由機(jī)器人按事先定好的位置運(yùn)動(dòng)到被測(cè)產(chǎn)品的上面窄赋，CCD鏡頭與被測(cè)產(chǎn)品的最高表面的高度是100mm，保證視場(chǎng)是40*40 mm楼熄。

　由于CCD相機(jī)及所配電纜的總重量大約500克忆绰，測(cè)量用插頭及所配電纜的總重量大約1000克浩峡，向上拔測(cè)量用插頭的力量大約1000克，Z軸總負(fù)載大約為2500克律馏，所以Z軸負(fù)載為5公斤的抓取式導(dǎo)軌村钧。考慮到可能有幾種不同高度的產(chǎn)品要檢測(cè)腥浪，Z軸的行程選為200mm臊骂。Z軸自重加上所有負(fù)載和驅(qū)動(dòng)電機(jī)為11.6公斤，Y軸選擇有效行程為2500mm伸四， Y軸自重加上所有負(fù)載（Z軸）和驅(qū)動(dòng)電機(jī)為42.3公斤云拔。根據(jù)Y軸，Z軸重量及所有負(fù)載和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總重量X軸有效行程為4000mm淡班。

四控制結(jié)構(gòu)和CCD相機(jī)

　該機(jī)器人的控制系統(tǒng)采用德國(guó)運(yùn)動(dòng)技術(shù)公司的三軸運(yùn)動(dòng)控制卡DEC4DT和運(yùn)動(dòng)控制軟件Editasc足曹。DEC4T3運(yùn)動(dòng)控制卡是基于PC機(jī)，專(zhuān)用控制4臺(tái)步進(jìn)電機(jī)和數(shù)字伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制卡杀佑。EdiTasc不僅是各種控制卡配套的通用數(shù)控軟件江刚，它也是一個(gè)高度開(kāi)放的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以直接控制各種工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備卤连，或方便的開(kāi)發(fā)用戶專(zhuān)用頁(yè)面及控制系統(tǒng)增队。DEC4T3自帶36路數(shù)字輸入輸出口，來(lái)作為限位開(kāi)關(guān)哲银，控制CCD和起動(dòng)檢測(cè)儀器扛吞。

　CCD相機(jī)選用德國(guó)公司智能攝像機(jī)VC2028。其配置如下：CCD芯片是Sony 1/2” 640*480點(diǎn)荆责，每秒25楨圖像滥比，存儲(chǔ)器配置是16 MB SDRAM, 2 MB Flash Eprom, 8 bit overlay, CPU是TMS320C62XX，速度是1200MIPS （每秒1200百萬(wàn)指令）做院。VC2028通過(guò)自帶RS232口可以把位置數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)盲泛。VC2028還自帶4路數(shù)字輸入口和4路數(shù)字輸出口。視場(chǎng)范圍是40mm×40mm键耕。

五工作過(guò)程：

　整個(gè)工作臺(tái)上有50×50個(gè)產(chǎn)品寺滚，X軸方向有50行，Y軸方向上有50列屈雄，每個(gè)產(chǎn)品占80*50mm的工作臺(tái)面村视。先對(duì)第一行的第一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，然后是第一行的第二個(gè)產(chǎn)品酒奶，如此依次到然后是第一行的第五十個(gè)產(chǎn)品蚁孔。完成對(duì)第一行所有產(chǎn)品的檢測(cè)后，再對(duì)第二行上從第一列上的產(chǎn)品到第五十列上的產(chǎn)品依次逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè)纪孔。如此依次逐行逐列對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)眠亿。

運(yùn)動(dòng)控制軟件界面

　利用EdiTasc通用數(shù)控軟件的Mtasc語(yǔ)言可以很方便簡(jiǎn)單地完成上面的定位運(yùn)動(dòng)衷屋。程序結(jié)構(gòu)大體如下：

I = -1; /* 行位置變量 */

J = -1; /* 列位置變量 */

For 50 { /* 逐行檢測(cè)產(chǎn)品 */

I = I + 1;

For 50 { /* 逐列檢測(cè)產(chǎn)品 */

J = J + 1;

If (Input1 == 1) { /* 輸入口1，一個(gè)產(chǎn)品檢測(cè)完信號(hào)也控，可以運(yùn)動(dòng)到下個(gè)產(chǎn)品上面 */

Xposi = I * 80 + 40; /* 下個(gè)產(chǎn)品的行位置 */

Yposi = J * 50 + 25; /* 下個(gè)產(chǎn)品的列位置 */

X Xposi Y Yposi MF ; /* Z軸快速運(yùn)動(dòng)到該產(chǎn)品上方 */

Wait 0.0; /* 等待0.0秒尔粮，目的是保證Z軸已運(yùn)動(dòng)到該產(chǎn)品上方*/

}

Out Output1 /*輸出口1給CCD像機(jī)信號(hào)，Z軸已到產(chǎn)品的上面用省，CCD可以工作*/

}

　從機(jī)器人把Z軸和上面CCD相機(jī)運(yùn)動(dòng)到產(chǎn)品上面后激靡，CCD相機(jī)檢測(cè)到開(kāi)始新的位置檢測(cè)工作信號(hào)后，攝取一副圖象松浆。圖象處理軟件的功能大體如下：1）第一步是先對(duì)圖象二值化處理窑竖，由于采用近似平行光從側(cè)面照明擅啸，產(chǎn)品的兩個(gè)幾乎相互垂直的外邊可以很清楚地被檢測(cè)出來(lái)旧晴。2）第二步是對(duì)兩個(gè)幾乎相互垂直的外邊的位置進(jìn)行推算，為得當(dāng)更準(zhǔn)的位置碎领，利用像素間差補(bǔ)遮尚。3）把得到的位置數(shù)據(jù)傳給EdiTasc軟件。EdiTasc通用數(shù)控軟件得到新的位置數(shù)據(jù)后挡毅，根據(jù)所得位置的差來(lái)移動(dòng)X軸和Y軸到產(chǎn)品上面蒜撮。實(shí)際中0.1mm的位置差用百格拉的機(jī)器人很輕松得到保證。

　到達(dá)產(chǎn)品的正上方后機(jī)器手把測(cè)量用插頭迅速準(zhǔn)確插入產(chǎn)品信號(hào)端子上跪呈，先給產(chǎn)品通電段磨，然后測(cè)量?jī)x器按一定時(shí)序發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，并接收該產(chǎn)品對(duì)應(yīng)各個(gè)功能時(shí)的輸出信號(hào)耗绿，并以此為依據(jù)來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格苹支。

六：結(jié)論

　采用我公司的機(jī)器人后使上面的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)速度大為提高，而且沒(méi)有忘檢測(cè)現(xiàn)象出現(xiàn)误阻。省去打量人力债蜜，大量降低成人工成本。該機(jī)器人運(yùn)行一年后就收回所投入的成本究反。該機(jī)器人在正常維護(hù)下至少運(yùn)行十年寻定。實(shí)際中下面的領(lǐng)域是幾個(gè)典型的直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用：1）從面包包裝，雞蛋噴碼精耐，BOURJOIS公司和LAUDER化妝品公司口紅的裝配和包裝狼速，很多藥品的包裝；2）精密工件到電子產(chǎn)品的裝配竿饭，檢測(cè)和包裝：如西門(mén)子和諾基亞的手機(jī)生產(chǎn)中裁鸦，菲利浦和Suntec的電子元件生產(chǎn)線；3）其它一些大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)和裝配瘟气。4）大眾和奔馳公司的汽車(chē)的生產(chǎn)線肮脱，博世公司廠內(nèi)自動(dòng)化生產(chǎn)線档改，海德堡印刷機(jī)生產(chǎn)線上。隨著大批量全自動(dòng)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展及很多產(chǎn)品要在許多生產(chǎn)環(huán)節(jié)100%被檢測(cè)夜痊，這類(lèi)直角坐標(biāo)機(jī)器人將具有更加廣范的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿Γ?/font>

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