一种基于视觉引导的装配系统的制作方法

本发明属于机器视觉和图像分析技术领域，具体涉及一种基于视觉引导的装配系统。

背景技术：

工业生产中最重要的一个过程就是整机装配，需要将不同类型的零部件拼装到一起。传统的装配方式是由人工来完成的，一些大批量生产的设备，可以通过优化作业流程，将一台整机的装配任务进行拆，最终每个工人只需要负责分配好的小部分内容即可。而对于如航天发动机等单类别产量很少，同时又有多种型号的产品来说，多人配合工作反而效率低下。所以这类装配任务对工人的技能水平和工作经验要求很高，需要其对若干个型号的装配流程都非常熟悉。但在实际情况中，经验丰富且素质较高的人员在普通操作工群体中的比例并不高，难以满足全部的装配任务，而一般的操作工人未经过长时间的培训，容易出现零件漏装、型号错误等状况，进而影响产品质量甚至引发事故。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于视觉引导的装配系统，能够解决装配过程中的人工失误现象，降低装配难度和提升效率。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种基于视觉引导的装配系统，包括：两个视频信号采集单元、控制单元及显示单元；

两个所述视频信号采集单元分别用于采集当前待安装的零件和装配体的视频信息，并将所述视频信息转化为电信号后，分别发送给控制单元；

所述控制单元内预存有所有待安装零件和装配体的特征数据及所有待安装零件的装配顺序信息，并对所有待安装零件按照装配顺序进行编号；

所述控制单元对收到的两个视频信号采集单元的电信号进行智能图像算法处理后，得到当前待安装的零件的编号及当前在装配体的装配顺序信息，并判断当前待安装的零件是否为当前装配顺序所需要的零件，若是当前所需要的零件，则控制单元将预存的该编号的零件在装配体上安装位置的信息发送给显示单元；若不是当前所需要的零件，控制单元将待安装的正确的零件编号信息发送给显示单元；

其中，所述控制单元的智能图像算法处理为：控制单元对接收到的当前待安装的零件的图像特征进行提取，并与预存的所有待安装零件的特征数据进行对比，识别出来当前待安装的零件的编号；同时控制单元对接收到的装配体的图像特征进行提取，并与预存的装配体的特征数据进行对比，识别出来装配体当前的装配顺序；

所述显示单元用于将收到的零件在装配体上安装位置的信息或待安装的正确的零件编号信息转化为图像信息进行显示。

进一步的，所述显示单元上设有gui交互界面，通过其输入控制指令来调整控制单元预存的所有待安装零件和装配体的特征数据及所有待安装零件的装配顺序信息。

进一步的，还包括语音播报单元；所述语音播报单元用于接收控制单元发送的零件在装配体上安装位置的信息，将该信息转化为语音，对操作人员在装配过程中进行引导；语音播报单元还用于接收控制单元发送的电平信号，并发出声音进行报警。

进一步的，还包括报警指示灯，所述报警指示灯用于接收控制单元发送的电平信号，并进行闪烁报警。

进一步的，还包括光源，所述光源用于提供照明，辅助视频信号采集单元获取清晰的视频信息。

进一步的，每个视频信号采集单元均包括工业相机和与其配合的工业镜头；所述工业相机采用具有500万像素分辨率的相机。

有益效果：(1)本发明通过识别待安装零件并提示其安装位置、提供正确的装配顺序及错误提示，具有很强的辅助性，操作简单，一般人员经过简单的培训即可作业，极大地降低了对操作人员的工作经验要求，使作业方式变得简单；

(2)本发明通过显示单元的gui交互界面来调整控制单元4的系统参数，可以满足多种型号的装配任务；适用于小批量、多种类的装配生产，符合当前制造过程柔性化、智能化的发展趋势。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2为本发明的工作流程图；

其中，1-工业镜头，2-工业相机，3-视频信号线，4-控制单元，5-显示单元，6-视频信号线，7-语音播报单元，8-音频信号线，9-报警指示灯，10-电平信号线，11-光源，13-零件，14-装配体。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种基于视觉引导的装配系统，参见附图1，包括：两个视频信号采集单元、控制单元4、显示单元5、语音播报单元7、报警指示灯9及光源11；

两个所述视频信号采集单元分别用于采集当前待安装的零件13和装配体14的视频信息，并将所述视频信息转化为电信号后，分别通过视频信号线3发送给控制单元4；其中，每个视频信号采集单元均包括工业相机2和与其配合的工业镜头1；所述工业相机2采用具有500万像素分辨率的高清相机；

所述控制单元4对收到的两个视频信号采集单元的电信号进行智能图像算法处理后，得到当前待安装的零件13的编号及当前在装配体14的装配顺序信息，并判断当前待安装的零件13是否为当前装配顺序所需要的零件，若是当前所需要的零件，则控制单元4将预存的该编号的零件13在装配体14上安装位置的信息通过视频信号线6发送给显示单元5，通过音频信号线8发送给语音播报单元7；若不是当前所需要的零件，控制单元4将待安装的正确的零件编号信息通过视频信号线6发送给显示单元5，同时控制单元4生成电平信号，并将该电平信号通过电平信号线10发送给报警指示灯9，通过音频信号线8发送给语音播报单元7；

其中，控制单元4内预存有所有待安装零件和装配体14的特征数据及所有待安装零件的装配顺序信息，并对所有待安装零件按照装配顺序进行编号；所述智能图像算法处理为：控制单元4对接收到的当前待安装的零件13的图像特征进行提取，并与预存的所有待安装零件的特征数据进行对比，识别出来当前待安装的零件13的编号；同时控制单元4对接收到的装配体14的图像特征进行提取，并与预存的装配体14的特征数据进行对比，识别出来装配体14当前的装配顺序；

所述显示单元5将收到的零件13在装配体14上安装位置的信息或待安装的正确的零件编号信息转化为图像信息进行显示，且显示单元5上设有gui交互界面，操作人员可以在gui交互界面上看到零件13在装配体14上正确的安装位置的提示，还可以通过其输入控制指令来调整控制单元4预存的所有待安装零件和装配体14的特征数据及所有待安装零件的装配顺序信息；

所述语音播报单元7接收到零件13在装配体14上安装位置的信息后，将该信息转化为语音，对操作人员在装配过程中进行引导；语音播报单元7接收到电平信号后，发出声音进行报警，表示装配过程中出现异常状况；

所述报警指示灯9接收到电平信号后，进行闪烁报警，表示装配过程中出现异常状况；

所述光源11用于提供照明，辅助视频信号采集单元获取清晰的视频信息。

参见附图2，工作流程为：

第一步，通过视频信号采集单元采集所有待安装零件和装配体14的特征数据后，发送给控制单元4进行预存，且控制单元4内预存有所有待安装零件的装配顺序信息，并对所有待安装零件按照装配顺序进行编号；

第二步，操作人员抓取当前待安装的零件13；

第三步，视频信号采集单元采集当前待安装的零件13和装配体14的视频信息，并发送给控制单元4；

第四步，控制单元4对收到的两个视频信号采集单元的电信号进行智能图像算法处理后，得到当前待安装的零件13的编号及当前在装配体14的装配顺序信息，并判断当前待安装的零件13是否为当前装配顺序所需要的零件；

若是当前所需要的零件，则控制单元4将预存的该编号的零件13在装配体14上安装位置的信息发送给显示单元5进行显示，同时发送给语音播报单元7进行语音引导；操作人员在显示单元5和语音播报单元7的指导下，将零件13装配在装配体14上，完成当前顺序的零件装配；

若不是当前所需要的零件，则控制单元4将待安装的正确的零件编号信息发送给显示单元5进行显示，同时控制语音播报单元7进行声音报警，控制报警指示灯9进行闪烁报警；操作人员在显示单元5、语音播报单元7及报警指示灯9的指导下，重新抓取零件，重复第三步和第四步，直到完成当前顺序的零件装配；

第五步，重复第二步到第四步，执行下一个待安装的零件的装配，直到所有零件都装配在装配体14上后，工作流程结束。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。