一种基于机器视觉的注塑机械手位置保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及注塑机成品自动化控制领域，尤其是一种基于机器视觉的注塑机械手位置保护装置。
【背景技术】
[0002]近几年，国内消费电子产业的发展很快，大量的外资企业进入内地建立塑料加工厂，带动了内地塑料机械销售量的快速增长；注塑是塑料加工中占比重最大，也是对效率要求非常高的一种工艺类型，注塑取件注塑机械手的市场需求也开始进入快速增长期。注塑机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求进行取件、输送制品的自动化设备，对提高注塑成型机的生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。
[0003]注塑机械手的组成一般由执行系统、驱动系统、控制系统等组成，市场上的这些注塑机械手普遍存在一些问题，注塑机械手的执行系统和驱动系统得到控制系统的指令后驱动注塑机械手移动，然而在移动过程中注塑机械手臂可能会偏离要取成品的位置，并可能超出可移动安全范围的临界点，这样会造成注塑机械手碰撞机床，损坏部件，增加成本，并可能会伤害人员；此外，注塑机械手臂在以一定的速度抓取成品的过程中在快到达成品时并没有以一定的加速度做减速运动，在到达成品位置时未停止会造成注塑机械手指碰撞成品，这样会造成注塑机械手指的零件损坏，只能更换部件造成成本的增加。
【实用新型内容】
[0004]为了克服已有注塑机械手成品抓取过程中注塑机械手偏离安全位置的不足，本实用新型提供一种响应速度较快、通用性较好的基于机器视觉的注塑机械手位置保护装置。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种基于机器视觉的注塑机械手位置保护装置，所述装置包括用以获得注塑机械手运动路径和实时位置的摄像头模块、用以控制注塑机械手位置并执行命令的位置保护控制器和人机交互单元，所述摄像头模块与所述位置保护控制器连接，所述位置保护控制器与所述人机交互单元连接，所述摄像头模块、位置保护控制器和人机交互单元均与电源模块连接。
[0007]进一步，所述位置保护控制器由ARM Cortex A8与FPGA连接形成的单个异构双核的核心控制板和外扩板组成。
[0008]再进一步，所述核心控制板包括图像采集模块、图像比较分析模块、用以控制注塑机械手位置的位置控制模块、用以注塑机械手超出预设安全位置进行报警的报警模块和界面显示交互模块，所述外扩板包括视频图像输入接口和界面显示交互接口 ；
[0009]视频图像输入接口与所述图像采集模块连接，所述图像采集模块与所述图像比较分析模块连接，所述图像比较分析模块分别与所述位置控制模块和所述报警模块连接，所述界面显示交互模块与所述界面显示交互接口连接。
[0010]再进一步，所述摄像头模块包括摄像头和光源，所述人机交互单元包括液晶显示触摸屏和备用键盘；所述摄像头与所述视频图像输入接口连接，所述液晶显示触摸屏、备用键盘分别与所述界面显示交互接口连接。
[0011 ] 再进一步，所述外扩板还包括用以连接注塑机械手的CAN总线接口和通过信号转接板与注塑机械手连接的I/o接口，所述CAN总线接口与所述I/O接口分别与所述位置控制模块连接。
[0012]再进一步，所述光源设置有四个，四个光源均布在以摄像头为圆心的圆上。
[0013]更进一步，所述摄像头为红外摄像头。
[0014]更进一步，所述液晶显不触摸屏为IXD触摸屏。
[0015]本实用新型的有益效果主要表现在:摄像头能够实时监控注塑机械手并在注塑机械手偏离安全位置时，位置保护控制器中ARM Cortex AS的报警模块能产生报警，控制注塑机械手紧急停止，重新规划路径抓取成品，以免与其他物体发生碰撞，造成部件损坏；系统模块化设计，安装便捷，可直接插拔并分开检修；注塑机械手位置保护装置采用叠加式架构，通过上下两个总线插槽将位置保护控制器和外扩板衔接起来，减少系统体积并提高了稳定性；位置保护控制器采用高性能的ARM Cortex AS外部总线连接FPGA形成单个异构双核的处理器，提高处理速度，可以提供丰富的I/O接口，注塑机信号为24V，而核心控制板只提供和接收3.3V的电平信号，通过信号转接板完成3.3V电压与24V的相互转换；提供人机交互方式，界面直观，操作简单，能够满足不同工况下的人机交互需求。
【附图说明】
[0016]图1是一种基于机器视觉的注塑注塑机械手位置保护装置的架构框图。
[0017]图2是位置保护控制器的原理图。
[0018]图3是注塑机械手保护控制流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0020]参照图1?图3，一种基于机器视觉的注塑机械手位置保护装置，所述装置包括用以获得注塑机械手运动路径和实时位置的摄像头模块、用以控制注塑机械手位置并执行命令的位置保护控制器和人机交互单元，所述摄像头模块与所述位置保护控制器连接，所述位置保护控制器与所述人机交互单元连接，所述摄像头模块、位置保护控制器和人机交互单元均与电源模块连接。
[0021]进一步，所述位置保护控制器由ARM Cortex A8与FPGA连接形成的单个异构双核的核心控制板和外扩板组成。
[0022]再进一步，所述核心控制板包括图像采集模块、图像比较分析模块、用以控制注塑机械手位置的位置控制模块、用以注塑机械手超出预设安全位置进行报警的报警模块和界面显示交互模块，所述外扩板包括视频图像输入接口和界面显示交互接口 ；
[0023]视频图像输入接口与所述图像采集模块连接，所述图像采集模块与所述图像比较分析模块连接，所述图像比较分析模块分别与所述位置控制模块和所述报警模块连接，所述界面显示交互模块与所述界面显示交互接口连接。
[0024]再进一步，所述摄像头模块包括摄像头和光源，所述人机交互单元包括液晶显示触摸屏和备用键盘；所述摄像头与所述视频图像输入接口连接，所述液晶显示触摸屏、备用键盘分别与所述界面显示交互接口连接。
[0025]再进一步，所述外扩板还包括用以连接注塑机械手的CAN总线接口和通过信号转接板与注塑机械手连接的I/o接口，所述C