冲压件自动上料方法与流程

本发明属于物料输送技术领域，具体地说，本发明涉及一种冲压件自动上料方法。

背景技术：

目前的冲压件自动上料系统中，对中方式主要有机械对中和视觉对中两种。其中机械对中是通过对板料进行夹紧进行对中，夹紧动作通过若干气缸推动，板料种类越多，夹紧机构也越多，结构会变得复杂，维护代价也高，柔性化较差。视觉对中是通过对板料进行拍照，得出位置偏差完成对板料的调整、对中，虽然该种方式目前运用较多，但是对现场环境的稳定性提出较高的要求，使用工业相机拍照时机械手末端不能遮挡工件，现场光线不能太亮或者太暗，否则都会影响对板料特征的提取；而且还要求地面震动不能过大，否则会影响工业相机和机械手之间的位姿关系的求解，进而影响定位精度，导致放件时出现大的误差，影响放件准确率。另外，冲压件自动上料系统采用的精密视觉传感器价格昂贵，操作复杂，同时维护代价也很高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种冲压件自动上料方法，目的是提升放件准确率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：冲压件自动上料方法，采用上料系统，包括步骤：

s1、视觉检测和定位；

s2、修正抓件位姿；

s3、将板料放入冲压设备；

其中，所述上料系统包括上料机器人、视觉装置、光源和设置于上料机器人上且用于拾取板料的端拾器；

在步骤s1中，视觉装置采集板料图像，视觉装置位于板料的下方，光源位于板料的上方，端拾器位于板料的上方。

所述视觉装置包括工业相机和连接于工业相机上的镜头。

所述光源设置多个。

在步骤s1中，视觉装置采集板料图像，根据采集的板料图像中的特征获取板料的当前位姿信息；

在步骤s2中，将板料的当前位姿信息与示教的标准位姿信息进行比较，获取板料的位姿调整信息；然后上料机器人根据该位姿调整信息，修正抓件位姿。

所述板料的当前位姿信息包括板料的横坐标、纵坐标和旋转角度。

本发明的冲压件自动上料方法，特征检测稳定，可以保证板料的定位精度，提升放件准确率；而且可以提高生产效率，保障操作安全，实现一定程度上的柔性化生产。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明冲压件自动上料方法的流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本发明提供了一种冲压件自动上料方法，采用上料系统，且包括如下的步骤：

s1、视觉检测和定位；

s2、修正抓件位姿；

s3、将板料放入冲压设备；

具体地说，上料系统包括上料机器人、视觉装置、光源和设置于上料机器人上且用于拾取板料的端拾器。上料机器人为工业机器人，端拾器与上料机器人的末端相连接。视觉装置和光源设置在工作台上，工作台位于检测工位处，光源位于视觉装置的上方，光源用来打光，以突出板料特征区域。

在上述步骤s1中，在端拾器拾取板料后，上料机器人将端拾器及板料转移至检测工位，板料和端拾器位于视觉装置和光源之间，由视觉装置采集板料图像，视觉装置并位于板料的下方，光源位于板料的上方，端拾器位于板料的上方，在视觉装置采集板料图像的过程中，光源发出的光线射向下方的板料。通过合理设置视觉装置和光源的位置，可以避免端拾器对视觉装置采集图片产生遮挡影响，视觉装置可以从下往上对板料进行拍照。同时为了尽量减少由于现场光线变化产生干扰的同时，又能够有利于提取到板料特征，将光源设置在正对着下方端拾器的位置处，使得光源可以从上往下照射；因此，可以确保板料特征检测稳定，可以保证板料的定位精度，提升放件准确率。

视觉装置包括工业相机和连接于工业相机上的镜头，通过工业镜头将所成的像聚焦到工业相机的靶面上，从而完成板料图像的采集。

作为优选的，光源设置多个，所有光源处于同一高度，且所有光源发出的光线射向下方的板料。

在本实施例中，光源共设置两个。

在步骤s1中，视觉装置采集板料图像，根据采集的板料图像中的特征获取板料的当前位姿信息。在步骤s2中，将板料的当前位姿信息与示教的标准位姿信息进行比较，获取板料的位姿调整信息；然后上料机器人根据该位姿调整信息，修正抓件位姿；然后上料机器人根据该位姿调整信息，修正抓件位姿。板料的当前位姿信息包括板料的横坐标、纵坐标和旋转角度。

放到冲压设备中的不同种类或者形状的板料，都具有一个标准的放件位姿，该标准放件位姿在示教完成之后会存储在上位机的程序文件当中，在采集板料图像之后，上位机会自动分析其特征信息，然后计算得出板料的横坐标、纵坐标、旋转角度等信息，在与标准位姿信息比较后，得出位置偏差，获取板料的位姿调整信息，把位姿调整信息发送给上料机器人，然后上料机器人根据位姿调整信息，会自动修正抓件位姿，最后把板料放入到冲压设备上，冲压设备为冲床或压机。

作为优选的，由于系统检测的多为板料的孔洞或者边缘特征，且相机是从下往上拍照，所以为了突出特征，光照的均匀性很重要，在光源的选择上可以用低角度环形光源替代条形光源，也即光源优选采用低角度环形光源，同时可以节约安装空间。

针对视觉装置，还需进行工业相机的内参标定。在机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定(或摄像机标定)，相机内参标定是非常关键的一步，该标定精度直接影响相机工作产生结果的稳定性，上料系统选用m毫米的棋盘格4*5，采集超过30张棋盘格图片，为了保证结果的可靠性，借助matlab软件，采用迭代的方法，直到均重投影误差在0.35以下，获取该种情况下的相机内参和畸变系数。

另外，还需进行手眼标定，在工业相机视野范围内，拍摄标定板任意位置的一张图片，然后利用程序求解出棋盘格上角点的像素坐标，再分别记录像素坐标对应在上料机器人坐标系下的世界坐标，就可以求解出工业相机坐标系和上料机器人坐标系的位姿转换关系。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.冲压件自动上料方法，采用上料系统，其特征在于，包括步骤：

s1、视觉检测和定位；

s2、修正抓件位姿；

s3、将板料放入冲压设备；

其中，所述上料系统包括上料机器人、视觉装置、光源和设置于上料机器人上且用于拾取板料的端拾器；

在步骤s1中，视觉装置采集板料图像，视觉装置位于板料的下方，光源位于板料的上方，端拾器位于板料的上方。

2.根据权利要求1所述的冲压件自动上料方法，其特征在于，所述视觉装置包括工业相机和连接于工业相机上的镜头。

3.根据权利要求1或2所述的冲压件自动上料方法，其特征在于，所述光源设置多个。

4.根据权利要求1至3任一所述的冲压件自动上料方法，其特征在于，在步骤s1中，视觉装置采集板料图像，根据采集的板料图像中的特征获取板料的当前位姿信息；

在步骤s2中，将板料的当前位姿信息与示教的标准位姿信息进行比较，获取板料的位姿调整信息；然后上料机器人根据该位姿调整信息，修正抓件位姿。

5.根据权利要求4所述的冲压件自动上料方法，其特征在于，所述板料的当前位姿信息包括板料的横坐标、纵坐标和旋转角度。

技术总结
本发明公开了一种冲压件自动上料方法，采用上料系统，包括步骤：S1、视觉检测和定位；S2、修正抓件位姿；S3、将板料放入冲压设备；其中，所述上料系统包括上料机器人、视觉装置、光源和设置于上料机器人上且用于拾取板料的端拾器；在步骤S1中，视觉装置采集板料图像，视觉装置位于板料的下方，光源位于板料的上方，端拾器位于板料的上方。本发明的冲压件自动上料方法，特征检测稳定，可以保证板料的定位精度，提升放件准确率；而且可以提高生产效率，保障操作安全，实现一定程度上的柔性化生产。

技术研发人员：陆晓家;徐昌军;陈健;高云峰;曹雏清
受保护的技术使用者：芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司
技术研发日：2019.12.26
技术公布日：2020.04.24