本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于機(jī)器視覺的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的進(jìn)步，PE灌裝精度和衛(wèi)生都有很大的改善，但仍不能滿足嚴(yán)格的食品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。剛剛生產(chǎn)出來的灌裝產(chǎn)品中，會(huì)存在充裝率不達(dá)標(biāo)或者密封缺陷等問題，一旦流入市場被人食用，會(huì)危及身體健康，損害企業(yè)形象。

機(jī)械臂搭配視覺系統(tǒng)使得系統(tǒng)柔性化程度更高，機(jī)械臂代替?zhèn)鲃?dòng)的分揀機(jī)構(gòu)，減少了機(jī)械設(shè)計(jì)的難度，便于維修，可以作為獨(dú)立單元，移植到任意的流水線或者其他工位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有PE瓶檢測與分揀采用人工方式的精度較低、工作效率較低的不足，本實(shí)用新型提供一種精度較高、工作效率較高的基于機(jī)器視覺的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于機(jī)器視覺的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)，包括運(yùn)輸傳送單元、視覺檢測單元、系統(tǒng)控制單元和分揀執(zhí)行單元，所述的運(yùn)輸傳送單元包括傳送帶平臺(tái)和分揀擺放平臺(tái)，所述的視覺檢測單元包括第一工業(yè)相機(jī)、第二工業(yè)相機(jī)、環(huán)光源和背光源，第一相機(jī)和環(huán)光源安裝在傳送帶正上方，第二相機(jī)和背光源垂直且側(cè)放在傳送帶兩側(cè)；所述的分揀執(zhí)行單元包括六軸機(jī)械臂和末端執(zhí)行夾爪，所述視覺檢測單元與所述系統(tǒng)控制單元相連，所述系統(tǒng)控制單元連接所述分揀執(zhí)行單元。

進(jìn)一步，所述的運(yùn)輸傳送單元包括白色傳送帶和用于實(shí)時(shí)記錄反饋傳送帶上PE瓶移動(dòng)距離的光電編碼器，所述光電編碼器安裝在傳送帶上方。

再進(jìn)一步，所述視覺檢測單元還包括視覺軟件系統(tǒng)，所述視覺軟件系統(tǒng)包括In-Sight模塊，該模塊對采集到的PE瓶圖像進(jìn)行處理，計(jì)算PE瓶的位置坐標(biāo)，檢測判斷不合格的PE瓶，并通過所述的控制器引導(dǎo)分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成分揀。

更進(jìn)一步，所述的分揀執(zhí)行單元中，所述的末端夾爪通過法蘭盤與所述的機(jī)械臂相連，機(jī)械臂的控制端與所述的系統(tǒng)控制單元連接，所述機(jī)械臂放置在傳送帶一側(cè)。

本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：

1、結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，采用六軸機(jī)械臂代替?zhèn)魉偷姆謷C(jī)構(gòu)，提高了系統(tǒng)魯棒性，簡化了設(shè)備或裝置結(jié)構(gòu)。

2、準(zhǔn)確性好，本實(shí)用新型通過視覺識(shí)別定位檢測對PE瓶進(jìn)行分類，并通過機(jī)械臂抓取擺放，分揀精度、準(zhǔn)確率及自動(dòng)化程度較高。

3、使用壽命長，本系統(tǒng)包括視覺系統(tǒng)、分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸傳送系統(tǒng)，通過視覺識(shí)別和控制，可以避免不必要的碰撞及生產(chǎn)時(shí)的人為干涉，延長系統(tǒng)的使用壽命。

4、生產(chǎn)效率高，通過視覺識(shí)別和控制的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)，無需人為高強(qiáng)度進(jìn)行分揀，方便快速準(zhǔn)確的抓取PE瓶進(jìn)行分類整齊排列，具有較高的生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為基于機(jī)器視覺的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本基于機(jī)器視覺的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

參照圖1和圖2，一種基于機(jī)器視覺的在線PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)由四大單元組成：運(yùn)輸傳送單元、視覺檢測單元、系統(tǒng)控制單元、分揀執(zhí)行單元。視覺檢測單元設(shè)置在運(yùn)輸傳送單元上方，視覺檢測單元與系統(tǒng)控制單元相連，系統(tǒng)控制單元連接分揀執(zhí)行單元。

運(yùn)輸傳送單元包括白色傳送帶1和光電編碼器9，光電編碼器9安裝在傳送帶1上方，其作用是實(shí)時(shí)記錄反饋傳送帶上PE瓶移動(dòng)距離。

視覺檢測單元包括第一工業(yè)相機(jī)6、第二工業(yè)相機(jī)8、背光源7、環(huán)光源5、對應(yīng)的支架4和視覺軟件系統(tǒng)，所述的相機(jī)6和8為康耐視7200相機(jī)，所述的環(huán)光源5為紅色光源，用于彌補(bǔ)室內(nèi)光線不足或其它光源在拍照區(qū)分布不均勻，有效的確保拍照區(qū)域的光線的充足及光源分布的均勻，所述的第一相機(jī)6和環(huán)光源5安裝在傳送帶正上方，所述的第二相機(jī)8和背光源7垂直且側(cè)放在傳送帶1兩側(cè)，所述的視覺軟件系統(tǒng)包括In-Sight模塊，該模塊對采集到的PE瓶圖像進(jìn)行處理，計(jì)算PE瓶的位置坐標(biāo)，檢測判斷不合格的PE瓶，并通過所述的控制器10引導(dǎo)分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成分揀。

系統(tǒng)控制單元為機(jī)械臂的CS8C控制器10，分別與所述的視覺檢測單元和分揀執(zhí)行單元相連。

分揀執(zhí)行單元主要用六軸機(jī)械臂3和末端夾抓2組成，所述的末端夾抓2通過法蘭盤與所述的機(jī)械臂3相連，機(jī)械臂與3所述的CS8C控制器10連接，放置在傳送帶1一側(cè)。

如圖1和圖2所示，一種采用上述基于機(jī)器視覺的PE瓶檢測與分揀系統(tǒng)進(jìn)行檢測分揀的方法，包括如下步驟：

(1)PE瓶圖像采集：通過光電編碼器9記錄傳送帶1位移變化，采用外部觸發(fā)方式每隔20cm觸發(fā)相機(jī)6和8拍照并傳輸給視覺系統(tǒng)軟件進(jìn)行圖像處理；

(2)PE瓶圖像預(yù)處理：對采集到的圖像進(jìn)行圖像的濾波和銳化等處理，消除噪聲對PE瓶圖像的干擾；

(3)目標(biāo)定位識(shí)別：使用基于輪廓周長的匹配方法對PE瓶圖像匹配識(shí)別，使用基于最小二乘法擬合橢圓的方法完成質(zhì)心位置的檢測。

(4)缺陷檢測：采用等分圓法和豎直積分投影法完成PE瓶瓶口缺陷檢測和充裝率的檢測。

(5)跟蹤抓?。簩z測信號(hào)反饋給CS8C控制器10，根據(jù)系統(tǒng)反饋的位置信息，計(jì)算在線PE瓶在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置，控制機(jī)械臂3和末端夾抓2完成在線抓取。

(6)分類擺放：視覺系統(tǒng)將通過以太網(wǎng)的信息傳輸方式，將每個(gè)PE瓶的特征信息發(fā)送至機(jī)械臂控制系統(tǒng)10。并通過機(jī)械臂CS8C控制器10控制六軸機(jī)械臂3進(jìn)行分揀，并在不同區(qū)域擺放整齊。

本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。