机器人激光打标车辆识别代号的控制系统及其方法
【专利摘要】本发明提供了一种机器人激光打标车辆识别代号的控制系统及其方法，包括PLC控制系统、激光打标控制系统、机器人系统、视觉平面测位系统、激光测距系统、视觉检测识别系统，PLC控制系统通过以太网或其他工业控制网络分别与激光打标控制系统，机器人系统，视觉平面测位系统，激光测距系统，视觉检测识别系统进行通讯。本发明的系统及方法的整个工作过程在完全自动控制下完成，打标过程与车身无接触，避免对车身的伤害。通过视觉检测识别系统的光学字符检测功能对打标后字符进行识别，确保所打标结果完全正确并保证打标品质完全合格。
【专利说明】机器人激光打标车辆识别代号的控制系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业自动化【技术领域】，特别涉及一种机器人激光打标车辆识别代号的控制系统。
【背景技术】
[0002]我国于2004-06-21发布的国家标准《道路车辆识别代号(VIN)》(GB16735-2004)，又在2012-05-11发布国家标准《机动车运行技安全术条件》(GB7258-2012)。车辆识别代号(VIN)是为了识别某一辆车，由车辆制造厂为该车辆指定的一组字码，这个代号能保证30年之内在世界范围内制造的所有车辆的车辆识别代号具有唯一性。《机动车运行技安全术条件》是我国机动车运行安全管理最基本的技术标准，在它的第四部分整车中明确规定:车辆识别代号或零部件编号应直接打刻或采用能永久保持的标签粘贴在制造厂家规定主要部件的目标区域内，其代码高度应保持内容清晰确认。
[0003]现在的汽车生产线都是自动化流水线，随着自动化技术不断发展，汽车生产流水线中的每个工序都需要在完全自动化下生产(无人操作)以提高产品品质和生产效率。目前，大部分整车厂的车辆识别代码(VIN)是通过点阵打标机或划刻机来完成的。这些设备通常都是使用在半自动生产线中，由人工通过机械手臂移动打标设备放置在需要打标的位置，然后锁紧打标或划刻。打标或划刻完成后，人工再次通过机械手臂移走打标设备。这些打标控制系统基本都是接触式打标系统，在操作过程中可能会造成打标区域划伤。而且打标内容都是通过人工检查，这样可能会造成因人为检查失误而造成不合格产品流出。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，以解决现有技术中存在的车辆识别代码的打标操作过程中，由于半自动化生产，可能会造成打标区域划伤、以及因人为检查失误而造成不合格产品流出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，包括PLC控制系统、激光打标控制系统、机器人系统、视觉平面测位系统、激光测距系统、视觉检测识别系统，PLC控制系统通过以太网或其他工业控制网络分别与激光打标控制系统，机器人系统，视觉平面测位系统，激光测距系统，视觉检测识别系统进行通讯；
所述机器人系统是用于执行移动位置，与PLC控制系统连接，传输数据、信号通讯、指令控制；
所述视觉平面测位系统用于水平面上的位置输出，与PLC控制系统连接，传输水平面的坐标X、Y值；
所述激光测距系统用于与水平面垂直的方向上位置输出，与PLC控制系统连接，传输垂直方向上的坐标Z值；
所述激光打标控制系统用于打标，与PLC控制系统连接，传输数据、信号通讯、指令控制；
所述视觉检测识别系统用于对打标位置的校验和对VIN进行识别，与PLC控制系统连接，相互传输数据、信号通讯，指令控制。
[0006]进一步的，还包括记录系统，记录系统与PLC控制系统连接，相互传输数据。
[0007]进一步的，还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统与记录系统连接，提取储存信息；计算机控制系统与激光打标控制系统连接，传输设置、指令控制；计算机控制系统与视觉检测识别系统连接，传输设置、控制指令。
[0008]机器人激光打标控制系统与视觉平面测位系统既可以独立运行，也可以计算机控制系统为载体运行操作。
[0009]进一步的，机器人激光打标车辆识别代号的控制系统放置一个完全密封的单元中，以防激光外泄。
[0010]进一步的，所述完全密封的单元安装有观察窗，观察窗由能过滤激光中对眼睛有害的辐射光线的玻璃构成。
[0011 ] 所述机器人系统为工业机器人。
[0012]本发明的另一个目的是提供一种机器人激光打标车辆识别代号的控制方法，技术方案如下:
一种机器人激光打标车辆识别代号的控制方法，包括以下步骤:
步骤一:由视觉平面测位系统和激光测距系统来补偿校正位置误差:在水平面或者工件坐标系中的X轴和Y轴组成的平面上通过视觉平面测位系统来给出X和Y的坐标数值，从而推算出水平面上的位置偏差；垂直方向或工件坐标系中的Z轴通过激光测距系统给出垂直方向上的坐标数值，推算出垂直方向上的位置偏差；
步骤二:PLC控制系统根据这些位置偏差计算补偿值，机器人系统再根据PLC控制系统的计算结果值来移动至期望的打标位置或VIN检查位置，从而保证所期望的坐标的精确度；
步骤三:在工业机器人到达打标位置后，通过视觉检测识别系统的检测校验功能对打标位置进行检查校验；
步骤四:在视觉检测识别系统给出打标位置正确的信号后，PLC控制系统给出打标信号，启动激光打标控制系统打标；
步骤五:打标完成后，工业机器人再次移动至VIN检查位置，通过视觉检测识别系统的光学字符检测功能来识别出打标内容，然后将这些内容发送给PLC控制系统，由PLC控制系统判定打标结果是否满足要求。
[0013]本发明的有益效果是:整个工作过程在完全自动控制下完成，打标过程与车身无接触，避免对车身的伤害。通过视觉检测识别系统的光学字符检测功能对打标后字符进行识别，确保所打标结果完全正确并保证打标品质完全合格。防止激光外泄并安装观察窗，安全环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的系统框图。
[0015]图2是本发明的控制流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0017]如图1所示，本发明的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，包括PLC控制系统、激光打标控制系统、机器人系统(工业机器人)、视觉平面测位系统、激光测距系统、视觉检测识别系统，PLC控制系统通过以太网或其他工业控制网络分别与激光打标控制系统，机器人系统，视觉平面测位系统，激光测距系统，视觉检测识别系统进行通讯；
工业机器人用于执行移动位置，即是移动位置的执行者，与PLC控制系统连接，传输数据、信号通讯、指令控制；
视觉平面测位系统用于水平面上的位置输出，与PLC控制系统连接，传输水平面的坐标X、Y值；
激光测距系统用于与水平面垂直的方向上位置输出，与PLC控制系统连接，传输垂直方向上的坐标Z值；
激光打标控制系统用于打标，与PLC控制系统连接，传输数据、信号通讯、指令控制；视觉检测识别系统用于对打标位置的校验和对VIN进行识别，与PLC控制系统连接，相互传输数据、信号通讯，指令控制。
[0018]还包括记录系统，记录系统与PLC控制系统连接，相互传输数据。
[0019]还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统与记录系统连接，提取储存信息；计算机控制系统与激光打标控制系统连接，传输设置、指令控制；计算机控制系统与光学字符检测系统连接，传输设置、控制指令。
[0020]激光打标控制系统与视觉平面测位系统既可以独立运行，也可以计算机控制系统为载体运行操作。当整个系统正常运行时，打标控制器系统与视觉平面测位系统是独立运行，只与PLC系统进行数据交换。而当需要对激光打标控制系统与视觉平面测位系统进行设置和调试时，需要通过PC来进行操作。
[0021]机器人激光打标车辆识别代号的控制系统放置一个完全密封的单元中。以防止激光外泄，从而避免对人员或其他设备造成伤害。
[0022]为了便于观察打标过程，在完全密封的单元安装有观察窗，观察窗由能过滤激光中对眼睛有害的辐射光线的玻璃构成。
[0023]机器人系统米用工业机器人。
[0024]利用上述系统进行机器人激光打标车辆识别代号的控制方法，包括以下步骤: 步骤一:由于每辆车辆自身，或传送带系统，或传送带到位定位精度等差异，每辆车辆停止后的打标位置在水平面和垂直方向上都有位置误差，由视觉平面测位系统和激光测距系统来补偿校正位置误差:在水平面或者工件坐标系中的X轴和Y轴组成的平面上通过视觉平面测位系统来给出X和Y的坐标数值，从而推算出水平面上的位置偏差；垂直方向或工件坐标系中的Z轴通过激光测距系统给出垂直方向上的坐标数值，推算出垂直方向上的位置偏差；
步骤二:PLC控制系统根据这些位置偏差计算补偿值，工业机器人再根据PLC控制系统的计算结果值来移动至期望的打标位置或VIN检查位置，从而保证所期望的点位的精确度； 步骤三:在工业机器人到达打标位置后，通过视觉检测识别系统的检测校验功能对打标位置进行检查校验；
步骤四:在视觉检测识别系统给出打标位置正确的信号后，PLC控制系统给出打标信号，启动激光打标控制系统打标；
步骤五:打标完成后，工业机器人再次移动至VIN检查位置，视觉检测识别系统的光学字符检测功能来识别出打标内容，然后将这些内容发送给PLC控制系统，由PLC控制系统判定打标结果是否满足要求。
【权利要求】
1.一种机器人激光打标车辆识别代号的控制系统,其特征在于:包括PLC控制系统、激光打标控制系统、机器人系统、视觉平面测位系统、激光测距系统、视觉检测识别系统，PLC控制系统通过以太网或其他工业控制网络分别与激光打标控制系统，机器人系统，视觉平面测位系统，激光测距系统，视觉检测识别系统进行通讯； 所述机器人系统是用于执行移动位置，与PLC控制系统连接，传输数据、信号通讯、指令控制； 所述视觉平面测位系统用于水平面上的位置输出，与PLC控制系统连接，传输水平面的坐标X和Y值； 所述激光测距系统用于与水平面垂直的方向上位置输出，与PLC控制系统连接，传输垂直方向上的坐标Z值； 所述激光打标控制系统用于打标，与PLC控制系统连接，传输数据、信号通讯、指令控制； 所述视觉检测识别系统用于对打标位置的校验和对VIN进行识别，与PLC控制系统连接，相互传输数据、信号通讯，指令控制。
2.如权利要求1所述的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，其特征在于:还包括记录系统，记录系统与PLC控制系统连接，相互传输数据。
3.如权利要求2所述的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，其特征在于:还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统与记录系统连接，提取储存信息；计算机控制系统与光纤激光打标控制系统连接，传输设置、指令控制；计算机控制系统与视觉检测识别系统连接，传输设置、控制指令。
4.如权利要求3所述的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，其特征在于:所述激光打标控制系统与视觉平面测位系统既可以独立运行，也可以计算机控制系统为载体运行操作。
5.如权利要求1所述的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，其特征在于:所述机器人激光打标车辆识别代号的控制系统放置在一个完全密封的单元中。
6.如权利要求5所述的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，其特征在于:所述完全密封的单元安装有观察窗，观察窗由能过滤激光中对眼睛有害的辐射光线的玻璃构成。
7.如权利要求1所述的机器人激光打标车辆识别代号的控制系统，其特征在于:所述机器人系统为工业机器人。
8.一种机器人激光打标车辆识别代号的控制方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤一:由视觉平面测位系统和激光测距系统来补偿校正位置误差:在水平面或者工件坐标系中的X轴和Y轴组成的平面上通过视觉平面测位系统来给出X和Y的坐标数值，从而推算出水平面上的位置偏差；垂直方向或工件坐标系中的Z轴通过激光测距系统给出垂直方向上的坐标数值，推算出垂直方向上的位置偏差； 步骤二:PLC控制系统根据这些位置偏差计算补偿值，机器人系统再根据PLC控制系统的计算结果值来移动至期望的打标位置或VIN检查位置，从而保证所期望的坐标的精确度； 步骤三:在工业机器人到达打标位置后，通过视觉检测识别系统的检测校验功能对打标位置进行检查校验； 步骤四:在视觉检测识别系统给出打标位置正确的信号后，PLC控制系统给出打标信号，启动激光打标控制系统打标； 步骤五:打标完成后，工业机器人再次移动至VIN检查位置，通过视觉检测识别系统的光学字符检测功能来识别出打标内容，然后将这些内容发送给PLC控制系统，由PLC控制系统判定打标结果是否满足要求。
【文档编号】B41J29/393GK104191842SQ201410456361
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】王立之, 王群, 孙健 申请人:南京安迈机电有限责任公司