机器人涂胶质量在线视觉检测装置及方法
【专利摘要】本发明属于汽车涂胶、检测领域，具体的说是一种机器人涂胶质量的检测装置和方法。该装置包括相机、光源、计算机、胶枪、机器人和光源控制器；检测方法为机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段并将输出胶段编号给计算机，计算机根据胶段编号选择相机、光源参数，光源控制器、计算系数、胶径极限，用相机进行拍照，存储图像，根据图像提取的胶条直径方向的像素间距和计算系数，计算胶条的直径。计算机存储所计算的胶条直径，存储的胶条直径与所选择的胶条极限比较，如果超出极限值，则给出报警显示。本发明是一种结构简单、经济适用并且检测方法准确的机器人涂胶质量在线视觉检测装置及方法，克服了现有检测装置不能对多套视觉检测单元进行控制的不足。
【专利说明】
机器人涂胶质量在线视觉检测装置及方法
技术领域
[0001]本发明属于汽车涂胶、检测领域，具体的说是一种机器人涂胶质量的检测装置和方法。
【背景技术】
[0002]随着机器人涂胶在汽车自动生产线应用，为了保证涂胶质量，采用定量涂胶装置进行涂胶方式，对出胶量进行控制，但如果胶枪嘴歪斜，胶枪出的胶未涂到工件上，则造成涂胶质量事故，直接影响汽车的质量，存在汽车漏水、噪音等的可能。
[0003]在机器人白车身制造自动生产线中，有些涂胶区域无人工值守，传统的人工目视检查方法，无法进行。
[0004]公开号CN204718963U，名称《一种Υ-Λ型涂胶质量在线视觉检测系统》的专利提到多套视觉检测单元，分布设置在三角形连接板上，采用分层布置，但是对多套视觉检测单元如何进行控制，未进行描述。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种结构简单、经济适用并且检测方法准确的机器人涂胶质量在线视觉检测装置及方法，克服了现有检测装置不能对多套视觉检测单元进行控制的不足。
[0006]本发明技术方案结合【附图说明】如下:
[0007]—种机器人涂胶质量在线视觉检测装置，该装置包括用于涂胶图像采集的2台或多台相机9、用于相机拍照时提供光源的光源8、用于图像处理和计算胶条直径的计算机、用于涂胶的胶枪10、用于控制胶枪的机器人11和用于控制光源强度的光源控制器6;所述的光源8通过安装支架7安装于胶枪10上;所述的相机9安装于光源8内部;所述的胶枪10安装于机器人11上;所述的机器人11中的机器人控制器与计算机之间采用以太网通信;所述的光源控制器6与计算机通过RS232接口通讯。
[0008]所述的计算机包括工控机3、显示器1、键盘鼠标2、PCI_E网卡4。
[0009]所述的光源采用LED环形光源。
[0010]一种机器人涂胶质量在线视觉检测方法，该方法包括以下步骤:
[0011]步骤一、机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段，在每段涂胶完成位置设置信号点，机器人程序执行到信号点位置时输出胶段编号给计算机；
[0012]步骤二、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择相机；
[0013]步骤三、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择光源参数，光源控制器根据光源参数控制光源的光照强度；
[0014]步骤四、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择计算系数；
[0015]步骤五、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择胶径极限；
[0016]步骤六、计算机启动所选择的相机进行拍照；
[0017]步骤七、计算机存储相机拍摄的图像；
[0018]步骤八、计算机根据拍摄的图像提取的胶条直径方向的像素间距和所选择的计算系数，计算胶条的直径，胶条直径等于胶条直径方向的像素间距乘以计算系数；
[0019]步骤九、计算机存储所计算的胶条直径；
[0020]步骤十、计算机存储的胶条直径与所选择的胶条极限比较，如果超出极限值，则给出报警显示，并将报警信息传递给机器人控制器。
[0021]步骤一中所述机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段，是根据相机的拍照范围，在机器人程序中对长度大于拍照范围的胶条进行分段，在机器人执行涂胶作用的过程中，在每一段结束时，机器人程序给出胶段编号，计算机接收来自机器人程序的胶段信号。
[0022]步骤四中所述的计算系数是由计算机软件生成的，通过已知直径的胶条图像，计算出的各个位置的涂胶宽度计算系数，计算系数=基准胶径值/胶条直径像素间距。
[0023]本发明的有益效果为:
[0024]1、本发明工控机对机器人的涂胶进行拍照，检测胶条宽度的视觉在线涂胶检测系统，在不同位置自动选择相应的相机，解决了机器人为相机拍照而调整轨迹姿态，延长作业时间的问题。
[0025]2、本发明采用可控光源系统，提高了视觉检测的对环境的适应能力。
[0026]3、本发明采用视觉检测系统，对机器人涂胶质量进行在线检测，使机器人涂胶系统实现了闭环检测，为提高涂胶系统的质量提供了技术保障。
【附图说明】
[0027]图1为本发明中机器人涂胶质量在线视觉检测装置的结构示意图；
[0028]图2为本发明中机器人涂胶质量在线视觉检测装置的系统通信示意图；
[0029]图3为本发明中机器人涂胶质量在线视觉检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030]参阅图1，一种机器人涂胶质量在线视觉检测装置，包括显示器1、键盘鼠标2、工控机3、PC1-E网卡4、机器人控制器5、光源控制器6、安装支架7、光源8、2台或多台相机9、胶枪10和机器人11。所述的光源8为环形光源并通过安装支架7安装于胶枪10上。所述的相机9安装于光源8内部;所述的胶枪10安装于机器人11上。
[0031]参阅图2，机器人11、相机9与计算机的告诉通讯均采用TCP/IP网络通信方式，光源控制器6与计算机采用RS232接口通讯，显示器I与计算机采用RS485通信，键盘鼠标2与计算机采用USB方式通信。
[0032]本发明以数据库信息为基本驱动基础，计算机中存储数据表包括:相机选择映射表，用于描述相机与胶段编号的映射关系;光源参数表，用于保存各检测点的光源亮度值；计算系数信息表，用于存储胶条胶径计算的计算系数。
[0033]参阅图3，一种机器人涂胶质量在线视觉检测方法，该方法包括以下步骤:
[0034]步骤一、机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段，在每段涂胶完成位置设置信号点，机器人程序执行到信号点位置时输出胶段编号给计算机;所述机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段，是根据相机的拍照范围，在机器人程序中对长度大于拍照范围的胶条进行分段，在机器人执行涂胶作用的过程中，在每一段结束时，机器人程序给出胶段编号，计算机接收来自机器人程序的胶段信号。
[0035]步骤二、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择相机；当检测装置具备多台相机时，在某一段，只使用一台相机，由预先设置在数据库中的数据来选择相机。
[0036]步骤三、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择光源参数，光源控制器根据光源参数控制光源的光照强度；
[0037]步骤四、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择计算系数;计算系数是通过已知直径的涂胶工件，相机进行图像拍摄，计算出的各个位置的涂胶宽度计算系数，计算系数=基准胶径值/胶条直径像素间距；
[0038]步骤五、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择胶径极限；
[0039]步骤六、计算机启动所选择的相机进行拍照；
[0040]步骤七、计算机存储相机拍摄的图像;计算机根据拍摄的图像进行胶条轮廓提取，计算出胶条直径方向的像素间距；
[0041]步骤八、计算机根据拍摄的图像提取的胶条直径方向的像素间距和所选择的计算系数，计算胶条的直径，胶条直径等于胶条直径方向的像素间距乘以计算系数；
[0042]步骤九、计算机存储所计算的胶条直径；
[0043]步骤十、计算机存储的胶条直径与所选择的胶条极限比较，如果超出极限值，则给出报警显示，并将报警信息传递给机器人控制器。
【主权项】
1.一种机器人涂胶质量在线视觉检测装置，其特征在于，该装置包括用于涂胶图像采集的2台或多台相机(2)、用于相机(2)拍照时提供光源的光源(8)、用于图像处理和计算胶条直径的计算机、用于涂胶的胶枪(10)、用于控制胶枪(10)的机器人(11)和用于控制光源(8)强度的光源控制器(6);所述的光源(8)通过安装支架(7)安装于胶枪(10)上;所述的相机(2)安装于光源(8)内部;所述的胶枪(10)安装于机器人(11)上;所述的机器人(11)中的机器人控制器与计算机之间采用以太网通信;所述的光源控制器(6)与计算机通过RS232接口通讯。2.根据权利要求1所述的一种机器人涂胶质量在线视觉检测装置，其特征在于，所述的计算机包括工控机(3)、显示器(I)、键盘鼠标(2)、PC1-E网卡(4)。3.根据权利要求1所述的一种机器人涂胶质量在线视觉检测装置，其特征在于，所述的光源(8)采用LED环形光源。4.一种如权利要求1所述的机器人涂胶质量在线视觉检测装置的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段，在每段涂胶完成位置设置信号点，机器人程序执行到信号点位置时输出胶段编号给计算机； 步骤二、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择相机； 步骤三、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择光源参数，光源控制器根据光源参数控制光源的光照强度； 步骤四、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择计算系数； 步骤五、计算机根据胶段编号从提前预存的数据库中选择胶径极限； 步骤六、计算机启动所选择的相机进行拍照； 步骤七、计算机存储相机拍摄的图像； 步骤八、计算机根据拍摄的图像提取的胶条直径方向的像素间距和所选择的计算系数，计算胶条的直径，胶条直径等于胶条直径方向的像素间距乘以计算系数； 步骤九、计算机存储所计算的胶条直径； 步骤十、计算机存储的胶条直径与所选择的胶条极限比较，如果超出极限值，则给出报警显示，并将报警信息传递给机器人控制器。5.根据权利要求4所述的一种机器人涂胶质量在线视觉检测方法，其特征在于，步骤一中所述机器人程序把涂胶轨迹划分成若干段，是根据相机的拍照范围，在机器人程序中对长度大于拍照范围的胶条进行分段，在机器人执行涂胶作用的过程中，在每一段结束时，机器人程序给出胶段编号，计算机接收来自机器人程序的胶段信号。6.根据权利要求4所述的一种机器人涂胶质量在线视觉检测方法，其特征在于，步骤四中所述的计算系数是由计算机软件生成的，通过已知直径的胶条图像，计算出的各个位置的涂胶宽度计算系数，计算系数=基准胶径值/胶条直径像素间距。
【文档编号】G01N21/84GK106066328SQ201610511781
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月4日 公开号201610511781.X, CN 106066328 A, CN 106066328A, CN 201610511781, CN-A-106066328, CN106066328 A, CN106066328A, CN201610511781, CN201610511781.X
【发明人】孙国林, 赵卯, 范东亮, 王珂, 王金璐, 李永强, 张鸿儒, 田丽峰, 田阳, 李长松, 王健
【申请人】中国第一汽车股份有限公司