一种移位放料系统及移位放料方法与流程

本发明视觉处理领域，具体涉及一种移位放料系统及移位放料方法。

背景技术：

在现有的流水线生产中，为了提高工业生产的效率，其产线自动化设备的设置都是为了使物料能够以正确的位姿在设定的时间进入正确的位置，进而进行自动加工处理。

目前，在使用XYU滑台进行物料的移转时，通过视觉引导来保证物料以正确的位姿以及保证物料移转位置准确。其中，针对Y轴和U轴联动的XYU滑台，U轴转动时，Y轴也会随伴随旋转，即当被吸取的物料进行U轴旋转时，物料的角度，XY轴坐标均会发送变化。这使得在移转时，需要通过多次拍照进行视觉引导，进而对物料的角度、物料沿X轴、Y轴移动的距离进行补偿，视觉引导时间长，无法满足量产的需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种移位放料位姿和位置准确、移位时间短的移位放料系统及一种移位放料的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种移位放料系统，用于将流水线流转的工件移动放置到设定的放料位。所述移位放料系统包括控制单元、相机、XYU坐标轴滑台和吸盘，所述XYU坐标轴滑台具有X轴、Y轴和U轴，所述Y轴能够随U轴同步转动，所述吸盘安装在XYU坐标轴滑台上并能分别沿X轴平移、沿Y轴平移以及沿U轴转动，所述控制单元能够控制吸盘吸取所述工件并能控制XYU坐标轴滑台运动带动工件沿X轴平移、沿Y轴平移以及沿U轴转动，所述相机能够对被吸盘吸取的工件进行拍摄并将拍摄图像反馈给控制单元，所述控制单元能够根据所述拍摄图像运算进而控制XYU坐标轴滑台带动工件调整位姿并移动放置在所述放料位。

一种移位放料方法，通过上述的移位放料系统将流水线上流转的工件放置到设定的放料位，所述移位放料方法包括以下步骤：

S1)标定工件的放料位、拍照位和工件在拍照位的位姿；

S2)吸取流水线的工件并移动至所述拍照位；

S3)对位于拍照位的工件进行拍照获取工件图像；

S4)根据工件图像进行运算并控制工件转动调整位姿；

S5)控制工件移动至所述放料位并将工件放入放料位。

具体的，所述步骤S1包括：

S11)设定放料位的参照基准点A平面坐标以及XYU坐标轴滑台的U轴基准角度T0；

S12)在放料位放置作为基准的工件；

S13)吸取放料位的工件并控制工件仅沿X轴和Y轴移动直至工件到达相机镜头拍摄区域，设定拍照位的参照基准点B平面坐标；

S14)打开相机拍照获取工件图像，根据工件图像设定工件在拍照位的参照基准点C的平面坐标和参照基准角度T1。

具体的，所述步骤S4包括：

S41)根据工件图像计算工件在拍照位对应参照基准点C的实时对应点E的平面坐标和工件相对U轴的实时角度T2；

S42)计算工件需要旋转的角度ΔT，ΔT＝T2-T1；

S43)控制U轴旋转带动工件转动角度ΔT使工件的位姿与基准工件的位姿一致。

具体的，所述步骤S5包括：

S51)计算工件在放料位的参照基准点D的平面坐标；

S52)计算工件旋转后在拍照位的实时对应点F的平面坐标；

S53)计算XYU滑台带动工件自拍照位移至放料位X轴需要移动的距离和Y轴需要移动的距离；

S54)按所计算的X轴需要移动的距离移动X轴以及Y轴需要移动的距离移动Y轴使工件移动至放料位并在放料位将工件放下。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：采用一次拍照获取工件图像，通过计算转换一次完成工件的位姿调整和移位，使工件能够快速准确地被抓取放入设定的放料位且保持准确的位姿，一步完成，视觉引导时间短，能够满足量产需求。

附图说明

图1为本发明一种移位放料系统的模块框图；

图2为本发明一种移位放料系统的应用示意图；

图3为本发明一种移位放料方法第一步的图像取点示意图；

图4为本发明一种移位放料方法第三步的图像取点示意图；

图5为本发明一种移位放料方法第四步的图像取点示意图；

图6为本发明一种移位放料方法第五步的图像取点示意图；

图7为实施例的工件移位路线示意图；

其中：1、控制单元；2、相机；3、XYU坐标轴滑台；4、吸盘；31、X轴；32、Y轴；33、U轴；100、工件。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明所述的一种移位放料系统，用于将流水线流转的工件100移动放置到设定的放料位。所述移位放料系统包括控制单元1、相机2、XYU坐标轴滑台3和吸盘4。所述XYU坐标轴滑台3具有X轴31、Y轴32和U轴33。所述Y轴32能够随U轴33同步转动。所述吸盘4安装在XYU坐标轴滑台3上并能分别沿X轴31平移、沿Y轴32平移以及沿U轴33转动。所述控制单元1能够控制吸盘4吸取所述工件100并能控制XYU坐标轴滑台3运动带动工件100沿X轴31平移、沿Y轴32平移以及沿U轴33转动。所述相机2能够对被吸盘4吸取的工件100进行拍摄并将拍摄图像反馈给控制单元1。所述控制单元1能够根据所述拍摄图像运算进而控制XYU坐标轴滑台3带动工件100调整位姿并移动放置在所述放料位。

如图3至7所示，一种移位放料方法，通过上述的移位放料系统将流水线上流转的工件100放置到设定的放料位。所述移位放料方法包括以下步骤：

S1)标定工件100的放料位、拍照位和工件100在拍照位的位姿，具体地说：

S11)如图3所示，设定放料位的参照基准点A平面坐标(X_A,Y_A)以及XYU坐标轴滑台3的U轴33基准角度T0；

S12)在放料位放置作为基准的工件100；

S13)吸取放料位的工件100并控制工件100仅沿X轴31和Y轴32移动直至工件100到达相机2镜头拍摄区域，设定拍照位的参照基准点B平面坐标(X_B,Y_B)，由于U轴33未转动，此时U轴33依然处于基准角度T0；

S14)打开相机2拍照获取工件100图像，根据工件100图像设定工件100在拍照位的参照基准点C的平面坐标(X_C,Y_C)和参照基准角度T1。

S2)通过吸盘4吸取流水线的工件100并移动至所述拍照位。

S3)如图4所示，对位于拍照位的工件100进行拍照获取工件100图像。

S4)如图5所示，根据工件100图像进行运算并控制工件100转动调整位姿，具体地说：

S41)根据工件100图像计算工件100在拍照位对应参照基准点C的实时对应点E的平面坐标((X_E,Y_E)和工件100相对U轴33的实时角度T2；

S42)计算工件100需要旋转的角度ΔT，ΔT＝T2-T1；

S43)控制U轴33旋转带动工件100转动角度ΔT使工件100的位姿与基准工件100的位姿一致。

S5)如图6所示，控制工件100移动至所述放料位并将工件100放入放料位，具体地说，

S51)计算工件100在放料位的参照基准点D的平面坐标(X_D，Y_D)，放料位和拍照位的位置差为：ΔX＝X_B-X_A,ΔY＝Y_B-Y_A,那么，X_D＝X_C+ΔX＝X_C+X_B-X_A，Y_D＝Y_C+ΔY＝Y_C+Y_B-Y_A；

S52)计算工件100旋转后在拍照位的实时对应点F的平面坐标(X_F,Y_F),

X_F＝cos(△T)×(X_E-X_B)-sin(△T)×(Y_E)+X_B，

Y_F＝cos(△T)×(Y_E)+sin(△T)×(X_E-X_B)，

那么，F点至D点间的位置差为：ΔX_FD＝X_F-X_D，ΔY_FD＝Y_F-Y_D，

U轴的角度旋转补偿量：Tb＝T1-T2；

S53)计算XYU滑台带动工件100自拍照位移至放料位X轴31需要移动的距离和Y轴32需要移动的距离，由于U轴旋转后，Y轴跟随U轴转动，工件100相对X轴和Y轴的坐标会跟随改变，那么XYU滑台中X轴和Y轴实际要要移动的距离计算如下：

U轴经旋转后的角度T＝T0+Tb＝T0+T1-T2，

U轴旋转后Y轴需要移动的距离dy＝ΔY_FD/cos(T),

同时，U轴旋转后，工件100会不可避免地沿X轴移动，该移动量在计算X轴需要移动的距离时需要扣除，那么，X轴实际需要移动的距离dx＝ΔX_FD+ΔY_FD×tan(-T)；

S54)按所计算的X轴31需要移动的距离移动X轴31以及Y轴32需要移动的距离移动Y轴32使工件100移动至放料位并在放料位将工件100放下。

如图7所示，设T0＝0，那么T＝T1-T2。dy＝ΔY_FD/cos(T1-T2)，dx＝ΔX_FD+ΔY_FD×tan(-T)＝ΔX_FD+ΔY_FD×tan(T2-T1)。

本发明所述的移位放料方法采用一次拍照获取工件图像，通过计算转换一次完成工件的位姿调整和移位，使工件能够快速准确地被抓取放入设定的放料位且保持准确的位姿，一步完成，视觉引导时间短，能够满足量产需求。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。