本發(fā)明視覺處理領域，具體涉及一種移位放料系統(tǒng)及移位放料方法。

背景技術：

在現(xiàn)有的流水線生產中，為了提高工業(yè)生產的效率，其產線自動化設備的設置都是為了使物料能夠以正確的位姿在設定的時間進入正確的位置，進而進行自動加工處理。

目前，在使用XYU滑臺進行物料的移轉時，通過視覺引導來保證物料以正確的位姿以及保證物料移轉位置準確。其中，針對Y軸和U軸聯(lián)動的XYU滑臺，U軸轉動時，Y軸也會隨伴隨旋轉，即當被吸取的物料進行U軸旋轉時，物料的角度，XY軸坐標均會發(fā)送變化。這使得在移轉時，需要通過多次拍照進行視覺引導，進而對物料的角度、物料沿X軸、Y軸移動的距離進行補償，視覺引導時間長，無法滿足量產的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種移位放料位姿和位置準確、移位時間短的移位放料系統(tǒng)及一種移位放料的方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一種技術方案是：一種移位放料系統(tǒng)，用于將流水線流轉的工件移動放置到設定的放料位。所述移位放料系統(tǒng)包括控制單元、相機、XYU坐標軸滑臺和吸盤，所述XYU坐標軸滑臺具有X軸、Y軸和U軸，所述Y軸能夠隨U軸同步轉動，所述吸盤安裝在XYU坐標軸滑臺上并能分別沿X軸平移、沿Y軸平移以及沿U軸轉動，所述控制單元能夠控制吸盤吸取所述工件并能控制XYU坐標軸滑臺運動帶動工件沿X軸平移、沿Y軸平移以及沿U軸轉動，所述相機能夠對被吸盤吸取的工件進行拍攝并將拍攝圖像反饋給控制單元，所述控制單元能夠根據(jù)所述拍攝圖像運算進而控制XYU坐標軸滑臺帶動工件調整位姿并移動放置在所述放料位。

一種移位放料方法，通過上述的移位放料系統(tǒng)將流水線上流轉的工件放置到設定的放料位，所述移位放料方法包括以下步驟：

S1)標定工件的放料位、拍照位和工件在拍照位的位姿；

S2)吸取流水線的工件并移動至所述拍照位；

S3)對位于拍照位的工件進行拍照獲取工件圖像；

S4)根據(jù)工件圖像進行運算并控制工件轉動調整位姿；

S5)控制工件移動至所述放料位并將工件放入放料位。

具體的，所述步驟S1包括：

S11)設定放料位的參照基準點A平面坐標以及XYU坐標軸滑臺的U軸基準角度T0；

S12)在放料位放置作為基準的工件；

S13)吸取放料位的工件并控制工件僅沿X軸和Y軸移動直至工件到達相機鏡頭拍攝區(qū)域，設定拍照位的參照基準點B平面坐標；

S14)打開相機拍照獲取工件圖像，根據(jù)工件圖像設定工件在拍照位的參照基準點C的平面坐標和參照基準角度T1。

具體的，所述步驟S4包括：

S41)根據(jù)工件圖像計算工件在拍照位對應參照基準點C的實時對應點E的平面坐標和工件相對U軸的實時角度T2；

S42)計算工件需要旋轉的角度ΔT，ΔT＝T2-T1；

S43)控制U軸旋轉帶動工件轉動角度ΔT使工件的位姿與基準工件的位姿一致。

具體的，所述步驟S5包括：

S51)計算工件在放料位的參照基準點D的平面坐標；

S52)計算工件旋轉后在拍照位的實時對應點F的平面坐標；

S53)計算XYU滑臺帶動工件自拍照位移至放料位X軸需要移動的距離和Y軸需要移動的距離；

S54)按所計算的X軸需要移動的距離移動X軸以及Y軸需要移動的距離移動Y軸使工件移動至放料位并在放料位將工件放下。

本發(fā)明的范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案等。

由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：采用一次拍照獲取工件圖像，通過計算轉換一次完成工件的位姿調整和移位，使工件能夠快速準確地被抓取放入設定的放料位且保持準確的位姿，一步完成，視覺引導時間短，能夠滿足量產需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種移位放料系統(tǒng)的模塊框圖；

圖2為本發(fā)明一種移位放料系統(tǒng)的應用示意圖；

圖3為本發(fā)明一種移位放料方法第一步的圖像取點示意圖；

圖4為本發(fā)明一種移位放料方法第三步的圖像取點示意圖；

圖5為本發(fā)明一種移位放料方法第四步的圖像取點示意圖；

圖6為本發(fā)明一種移位放料方法第五步的圖像取點示意圖；

圖7為實施例的工件移位路線示意圖；

其中：1、控制單元；2、相機；3、XYU坐標軸滑臺；4、吸盤；31、X軸；32、Y軸；33、U軸；100、工件。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的一種移位放料系統(tǒng)，用于將流水線流轉的工件100移動放置到設定的放料位。所述移位放料系統(tǒng)包括控制單元1、相機2、XYU坐標軸滑臺3和吸盤4。所述XYU坐標軸滑臺3具有X軸31、Y軸32和U軸33。所述Y軸32能夠隨U軸33同步轉動。所述吸盤4安裝在XYU坐標軸滑臺3上并能分別沿X軸31平移、沿Y軸32平移以及沿U軸33轉動。所述控制單元1能夠控制吸盤4吸取所述工件100并能控制XYU坐標軸滑臺3運動帶動工件100沿X軸31平移、沿Y軸32平移以及沿U軸33轉動。所述相機2能夠對被吸盤4吸取的工件100進行拍攝并將拍攝圖像反饋給控制單元1。所述控制單元1能夠根據(jù)所述拍攝圖像運算進而控制XYU坐標軸滑臺3帶動工件100調整位姿并移動放置在所述放料位。

如圖3至7所示，一種移位放料方法，通過上述的移位放料系統(tǒng)將流水線上流轉的工件100放置到設定的放料位。所述移位放料方法包括以下步驟：

S1)標定工件100的放料位、拍照位和工件100在拍照位的位姿，具體地說：

S11)如圖3所示，設定放料位的參照基準點A平面坐標(X_A,Y_A)以及XYU坐標軸滑臺3的U軸33基準角度T0；

S12)在放料位放置作為基準的工件100；

S13)吸取放料位的工件100并控制工件100僅沿X軸31和Y軸32移動直至工件100到達相機2鏡頭拍攝區(qū)域，設定拍照位的參照基準點B平面坐標(X_B,Y_B)，由于U軸33未轉動，此時U軸33依然處于基準角度T0；

S14)打開相機2拍照獲取工件100圖像，根據(jù)工件100圖像設定工件100在拍照位的參照基準點C的平面坐標(X_C,Y_C)和參照基準角度T1。

S2)通過吸盤4吸取流水線的工件100并移動至所述拍照位。

S3)如圖4所示，對位于拍照位的工件100進行拍照獲取工件100圖像。

S4)如圖5所示，根據(jù)工件100圖像進行運算并控制工件100轉動調整位姿，具體地說：

S41)根據(jù)工件100圖像計算工件100在拍照位對應參照基準點C的實時對應點E的平面坐標((X_E,Y_E)和工件100相對U軸33的實時角度T2；

S42)計算工件100需要旋轉的角度ΔT，ΔT＝T2-T1；

S43)控制U軸33旋轉帶動工件100轉動角度ΔT使工件100的位姿與基準工件100的位姿一致。

S5)如圖6所示，控制工件100移動至所述放料位并將工件100放入放料位，具體地說，

S51)計算工件100在放料位的參照基準點D的平面坐標(X_D，Y_D)，放料位和拍照位的位置差為：ΔX＝X_B-X_A,ΔY＝Y_B-Y_A,那么，X_D＝X_C+ΔX＝X_C+X_B-X_A，Y_D＝Y_C+ΔY＝Y_C+Y_B-Y_A；

S52)計算工件100旋轉后在拍照位的實時對應點F的平面坐標(X_F,Y_F),

X_F＝cos(△T)×(X_E-X_B)-sin(△T)×(Y_E)+X_B，

Y_F＝cos(△T)×(Y_E)+sin(△T)×(X_E-X_B)，

那么，F(xiàn)點至D點間的位置差為：ΔX_FD＝X_F-X_D，ΔY_FD＝Y_F-Y_D，

U軸的角度旋轉補償量：Tb＝T1-T2；

S53)計算XYU滑臺帶動工件100自拍照位移至放料位X軸31需要移動的距離和Y軸32需要移動的距離，由于U軸旋轉后，Y軸跟隨U軸轉動，工件100相對X軸和Y軸的坐標會跟隨改變，那么XYU滑臺中X軸和Y軸實際要要移動的距離計算如下：

U軸經(jīng)旋轉后的角度T＝T0+Tb＝T0+T1-T2，

U軸旋轉后Y軸需要移動的距離dy＝ΔY_FD/cos(T),

同時，U軸旋轉后，工件100會不可避免地沿X軸移動，該移動量在計算X軸需要移動的距離時需要扣除，那么，X軸實際需要移動的距離dx＝ΔX_FD+ΔY_FD×tan(-T)；

S54)按所計算的X軸31需要移動的距離移動X軸31以及Y軸32需要移動的距離移動Y軸32使工件100移動至放料位并在放料位將工件100放下。

如圖7所示，設T0＝0，那么T＝T1-T2。dy＝ΔY_FD/cos(T1-T2)，dx＝ΔX_FD+ΔY_FD×tan(-T)＝ΔX_FD+ΔY_FD×tan(T2-T1)。

本發(fā)明所述的移位放料方法采用一次拍照獲取工件圖像，通過計算轉換一次完成工件的位姿調整和移位，使工件能夠快速準確地被抓取放入設定的放料位且保持準確的位姿，一步完成，視覺引導時間短，能夠滿足量產需求。

如上所述，我們完全按照本發(fā)明的宗旨進行了說明，但本發(fā)明并非局限于上述實施例和實施方法。相關技術領域的從業(yè)者可在本發(fā)明的技術思想許可的范圍內進行不同的變化及實施。