CN201134038Y - 基于机器视觉的在线零件识别系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于机器视觉的在线零件识别系统，包括对需要识别的工件进行图像采集的采集器，与所述采集器连接并将采集到的图像信号进行处理的工控机，给所述工控机下发命令和计划文件的主机，其特征在于：所述工控机内集成有在线零件图像识别模块，所述在线零件图像识别模块包括对采集到的图像信号进行输入的输入模块、对输入的图像信号进行处理的图像处理识别模块和将识别处理后的图像信号输出的输出模块。本实用新型零件识别效率高，准确性好，适用面广。
Description
技术领域
本实用新型涉及零件识别系统技术领域，确切的说涉及将加工零件转化为具有相应特征结构的图像，然后再将其转化为具有相应特征的零件代码加以显示并传送到柔性制造系统的控制系统中。
背景技术
随着现代制造业的发展，制造产品朝着小批量、多种类的方向发展，传统的制造技术及生产管理模式正发生巨大变革；加工工业正朝着高速、高精密、高度自动化、智能化和柔性化的方向发展。因此，柔性制造系统即FMS(Flexible Manufacturing System)也应运而生，同时也出现了向无人化车间、工厂发展的趋势。
机器视觉技术具有快速性、可重复性、智能化、非接触、现场抗干扰能力强等优点，随着智能制造系统的发展，越来越多的FMS必将引入了机器视觉技术。目前，从国内外的柔性制造系统来看，还尚未配套机器视觉技术，但从长远的角度来看，该项技术必将在柔性制造系统(特别是无人化车间)中推广应用。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种能够满足无人化现场操作、智能化、自动化控制程度高的基于机器视觉的在线零件识别系统，本实用新型零件识别效率高，准确性好，适用面广。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于机器视觉的在线零件识别系统，包括对需要识别的工件进行图像采集的采集器，与所述采集器连接并将采集到的图像信号进行处理的工控机，给所述工控机下发命令和计划文件的主机，其特征在于：所述工控机内集成有在线零件图像识别模块，所述在线零件图像识别模块包括对采集到的图像信号进行输入的输入模块、对输入的图像信号进行处理的图像处理识别模块和将识别处理后的图像信号输出的输出模块；所述的图像处理识别模块包括对所述的图像信号进行预处理的图像预处理模块，对产生故障时进行处理的故障处理模块，对所述图像处理模块进行参数设定的参数设置模块，存放零件图像的图像库模块，以及提取零件图像和对该图像与图像库中的零件图像进行对比分析的图像匹配模块；所述故障处理模块和图像匹配模块上还连接有人机交互界面。
所述工控机上设置有I/O接口，工控机经所述I/O接口与主机相连。
所述工控机包括对所述图像信号进行放大、滤波、采样处理，以及将处理后的图像信号写入工控机的采集卡。
所述采集器为工业CCD相机。
所述人机交互界面为输入键盘和显示识别结果的显示器。
本实用新型的工作原理如下：
在自动识别零件前，摄取各种零件的图像生成图像库。在每个工作计划执行前，根据主机下发的计划文件，更新当前工作计划临时零件库；识别系统工作时，当载有零件的自动牵引小车将托板送到上料工位，工人装夹工件，然后按动摄像启动按钮，光源系统启动为系统提供均匀的光线，由工业CCD相机开始摄像，工控机内的图像采集卡对工业CCD相机传送来的图像信号进行放大、滤波、采样等处理，并将图像信号写入到工控机的内存中，然后由在线零件图像识别模块对采集到的零件图像进行图像处理和识别。最后在显示器上显示识别结果，同时通过I/O接口，把识别出来的零件信息传送给托板库控制系统和主机，主机再根据识别结果安排加工中心并调用相应的数控加工程序传给相应的加工中心，完成相应零件的加工。
本实用新型的优点在于：
1、本实用新型采用在线零件图像识别模块对工件的图像进行识别、处理，结合工业CCD相机、采集卡和主机，从而具有除了上下料由人工完成外，其余程序皆由整个系统自动控制完成的优点，满足了人们对无人化现场操作、智能化、自动化控制程度高的要求；且识别效率高，准确性好，适用面广，可识别箱体、轴、盘类等工件种类。
2、本实用新型具有人机交互界面，图像识别的结果将返回人机交互界面，方便人们看到识别结果，系统具备自诊断功能，即如果系统识别过程中出现了异常，系统将给出提示信息采取保护，改正措施。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图
图2为在线零件图像识别模块的结构原理方框图
具体实施方式
实施例1
一种基于机器视觉的在线零件识别系统，包括对需要识别的工件进行图像采集的采集器1，与所述采集器1连接并将采集到的图像信号进行处理的工控机2，给所述工控机2下发命令和计划文件的主机3，其特征在于：所述工控机2内集成有在线零件图像识别模块4，所述在线零件图像识别模块4包括对采集到的图像信号进行输入的输入模块5、对输入的图像信号进行处理的图像处理识别模块6和将识别处理后的图像信号输出的输出模块7；所述的图像处理识别模块6包括对所述的图像信号进行预处理的图像预处理模块8，对产生故障时进行处理的故障处理模块9，对所述图像处理模块进行参数设定的参数设置模块10，存放零件图像的图像库模块11，以及提取零件图像和对该图像与图像库中的零件图像进行对比分析的图像匹配模块12；所述故障处理模块9和图像匹配模块12上还连接有人机交互界面13。所述工控机2上设置有I/O接口14，工控机2经所述I/O接口14与主机3相连。所述工控机2包括对所述图像信号进行放大、滤波、采样处理，以及将处理后的图像信号写入工控机2的采集卡15。所述采集器1为工业CCD相机。所述人机交互界面13为输入键盘和显示识别结果的显示器。
实施例2
如图1所示：基于机器视觉的在线零件识别硬件系统主要由工控机2、采集器1即高分辨率的面阵黑白工业相机、采集卡15、光源16、光学镜头、I/O接口14等组成，它用于对柔性制造岛在线零件进行识别。在线零件识别软件系统是与硬件系统配套使用的，其可以被设计为可以在Windows系列操作系统上运行。
开发在线零件识别软件系统使用的软件开发包是：Matrox Mil7.5，使用得主要编程语言是C++，编程工具是Microsoft Visual C++ 6.0withService Pack 6和SQL。
在自动识别零件前，摄取各种零件的图像生成图像库。在每个工作计划执行前，根据主机3下发的计划文件，更新当前工作计划临时零件库；识别系统工作时，当载有零件的自动牵引小车将托板送到上料工位，工人装夹工件17，然后按动摄像启动按钮，光源系统启动为系统提供均匀的光线，由工业CCD相机开始摄像，工控机2内的图像采集卡15对工业CCD相机传送来的图像信号进行放大、滤波、采样等处理，并将图像信号写入到工控机2的内存中，然后由在线零件图像识别模块4对采集到的零件图像进行图像处理和识别。最后在显示器上显示识别结果，同时通过I/O接口，把识别出来的零件信息传送给托板库控制系统和主机3，主机3再根据识别结果安排加工中心并调用相应的数控加工程序传给相应的加工中心，完成相应零件的加工。
实施例3
当有新种类的零件安装到柔性制造岛的上下料工位时，首先采用添加新零件功能将其图像按规定的方式存放到图像库模块11中，在确定所有被识别零件的种类均已放入图像库模块11中后，即可进行零件的在线识别工作。
首先读取从主机3发出的当前批次的生产任务即需要加工的零件号及生产数量，提取目前上下料工位上的零件图像，对该图像特征与存储在图像库中的当前批次零件图像进行对比分析，找出该被识别零件的名称及要加工该零件的程序号，并在系统屏幕上显示出该被识别零件的名称及要加工该零件的程序号，同时将要加工该零件的程序号及识别成功信号发送给柔性制造岛的控制系统中，当某种零件加工识别数量达到生产管理下发的生产数量后，该零件在线识别系统向上级生产管理发出该种零件已加工完成的信息，以便接收新的生产任务。
如果提取的当前上下料工位上的零件图像与存储在图像库中的当前批次零件的图像不符合，则该零件在线识别系统就会发出报警及提示，这样柔性制造岛的控制系统就不会将该零件送入下道工序中去，这样就避免产生设备的损伤现象发生。
Claims (5)
1、一种基于机器视觉的在线零件识别系统，包括对需要识别的工件进行图像采集的采集器(1)，与所述采集器(1)连接并将采集到的图像信号进行处理的工控机(2)，给所述工控机(2)下发命令和计划文件的主机(3)，其特征在于：所述工控机(2)内集成有在线零件图像识别模块(4)，所述在线零件图像识别模块(4)包括对采集到的图像信号进行输入的输入模块(5)、对输入的图像信号进行处理的图像处理识别模块(6)和将识别处理后的图像信号输出的输出模块(7)；所述的图像处理识别模块(6)包括对所述的图像信号进行预处理的图像预处理模块(8)，对产生故障时进行处理的故障处理模块(9)，对所述图像处理模块进行参数设定的参数设置模块(10)，存放零件图像的图像库模块(11)，以及提取零件图像和对该图像与图像库中的零件图像进行对比分析的图像匹配模块(12)；所述故障处理模块(9)和图像匹配模块(12)上还连接有人机交互界面(13)。
2、根据权利要求1所述的基于机器视觉的在线零件识别系统，其特征在于：所述工控机(2)上设置有I/O接口(14)，工控机(2)经所述I/O接口(14)与主机(3)相连。
3、根据权利要求1所述的基于机器视觉的在线零件识别系统，其特征在于：所述工控机(2)包括对所述图像信号进行放大、滤波、采样处理，以及将处理后的图像信号写入工控机(2)的采集卡(15)。
4、根据权利要求1所述的基于机器视觉的在线零件识别系统，其特征在于：所述采集器(1)为工业CCD相机。
5、根据权利要求1所述的基于机器视觉的在线零件识别系统，其特征在于：所述人机交互界面(13)为输入键盘和显示识别结果的显示器。
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