一种基于点胶路径的点胶方法及点胶系统与流程

1.本发明涉及点胶技术领域，特别涉及一种基于点胶路径的点胶方法及点胶系统。


背景技术：

2.点胶机又称涂胶机、滴胶机、打胶机、灌胶机等，是专门对流体进行控制，将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，被广泛应用于工业生产的各个行业。
3.目前，传统的模具表面特殊形状的点胶自动化程度低，穿透点胶靠手工操作完成，点胶效率较低。而要实现点胶的自动化生产，点胶机需要获知点胶路径，以根据点胶路径控制点胶阀喷头运动，实现自动点胶，而如何获取点胶路径成了本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种基于点胶路径的点胶方法及点胶系统，主要所要解决的技术问题是：如何获取点胶路径。
5.为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
6.一方面，本发明的实施例提供一种基于点胶路径的点胶方法，包括以下步骤：获取待点胶区域图像；根据所述待点胶区域图像提取其轮廓；将所述待点胶区域的最外圈轮廓向待点胶区域的中心点等间距线性阵列；对各阵列轮廓分别进行点采样，提取各采样点；将各采样点依次连接，形成点胶路径，其中，相邻两采样点之间采用直线连接。
7.可选的，获取待点胶区域图像，具体包括：获取待点胶产品上目标区域的图像，所述目标区域包含待点胶区域；获取待点胶区域的形状特征和面积特征；根据形状特征和面积特征对目标区域图像内的待点胶区域进行匹配，以得到所述待点胶区域图像。
8.可选的，获取待点胶产品上目标区域的图像，具体包括：获取待点胶产品的图像，所述待点胶产品的图像包含产品上的定位特征以及所述目标区域；根据所述定位特征，确定定位特征的中心a；根据所述定位特征的中心a，使用设定模板剪切所述待点胶产品的图像，得到所述目标区域的图像；其中，所述设定模板的中心与所述定位特征的中心a重合，所述目标区域的图像与所述设定模板相对应。
9.可选的，获取待点胶区域的形状特征和面积特征，具体为：根据待点胶区域的dxf模板提取其形状特征和面积特征。
10.可选的，各阵列轮廓上相邻两采样点之间的间距均相等。
11.可选的，将各采样点依次连接，具体为：自外向内依次连接各阵列轮廓上的采样点，且一条阵列轮廓上的采样点依次连接完后与下一轮阵列轮廓上最近的采样点连接。
12.可选的，所述的基于点胶路径的点胶方法还包括确定点胶参数的步骤，其中，所述确定点胶参数，具体包括：根据所述点胶路径，生成点胶路径的周长c；获取待点胶产品的点胶总量u和点胶时间t；生成点胶参数，其中，点胶参数包括点胶运动速度v和点胶量u，点胶运动速度v＝点胶路径周长c/点胶时间t，点胶量u＝点胶总量u/点胶时间t。
13.可选的，所述的基于点胶路径的点胶方法还包括以下步骤：根据所述点胶路径，生成路径轨迹运动坐标加工g代码；根据所述g代码，生成用于控制点胶阀喷头运动的指令。
14.另一方面，本发明的实施例还提供一种点胶系统，其可以包括：
15.待点胶区域获取模块，用于获取待点胶区域图像；
16.轮廓提取模块，用于根据所述待点胶区域图像提取其轮廓；
17.线性阵列模块，用于将所述待点胶区域的最外圈轮廓向待点胶区域的中心点等间距线性阵列；
18.采样模块，用于对各轮廓线分别进行点采样，提取各采样点；
19.点胶路径生成模块，用于将各采样点依次连接，形成点胶路径，其中，相邻两采样点之间采用直线连接。
20.可选的，所述待点胶区域获取模块包括目标区域获取模块、特征获取模块和匹配模块；所述目标区域获取模块用于获取待点胶产品上目标区域的图像，所述目标区域包含待点胶区域；特征获取模块用于获取待点胶区域的形状特征和面积特征；所述匹配模块用于根据待点胶区域的形状特征和面积特征对目标区域图像内的待点胶区域进行匹配，以得到所述待点胶区域图像。
21.可选的，所述目标区域获取模块包括待点胶产品图像获取模块、定位特征模块和裁剪模块；所述待点胶产品图像获取模块用于获取待点胶产品的图像，所述待点胶产品的图像包含产品上的定位特征以及所述目标区域；所述定位特征模块用于根据所述定位特征，确定定位特征的中心a；所述裁剪模块用于根据所述定位特征的中心a，使用设定模板剪切所述待点胶产品的图像，得到所述目标区域的图像；其中，所述设定模板的中心与所述定位特征的中心a重合，所述目标区域的图像与所述设定模板相对应。
22.可选的，所述的点胶系统还包括dxf模板模块；所述dxf模板模块用于获取待点胶区域的dxf模板；所述特征获取模块用于根据待点胶区域的dxf模板提取其形状特征和面积特征。
23.借由上述技术方案，本发明基于点胶路径的点胶方法及点胶系统至少具有以下有益效果：
24.1、通过提取待点胶区域图像的轮廓，对最外圈轮廓进行阵列并对各阵列轮廓进行点采样，将各采样点依次连接即可获得点胶路径。点胶机根据该点胶路径可以实现自动化点胶，从而可以提高点胶效率，降低作业人员劳动强度；
25.2、本发明解决了目前在模具上点胶手工为主及质量稳定性差的问题，影像自动识别定位，自动点胶，实现高效、高质量点胶生产，简单方便，易学易用。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
27.图1是本发明的一实施例提供的一种基于点胶路径的点胶方法的流程图；
28.图2是本发明的一实施例提供的一种待点胶产品的图像的示意图；
29.图3是目标区域的示意图；
30.图4是待点胶区域仅具有外圈轮廓的示意图；
31.图5是待点胶区域为环形区域的示意图；
32.图6是相邻两阵列轮廓上的采样点依次进行连接的示意图；
33.图7是本发明的一实施例提供的一种点胶系统的部分结构框图。
34.附图标记：1、待点胶产品的图像；2、定位特征；3、设定模板；4、待点胶区域；5、无用区域；6、目标区域；8、点胶路径；9、矩形；41、外圈轮廓；411、阵列轮廓；10、待点胶区域获取模块；11、轮廓提取模块；12、线性阵列模块；13、采样模块；14、点胶路径生成模块。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种基于点胶路径的点胶方法，其包括步骤s1-s8，其中，步骤s1-s5为生成点胶路径的步骤，步骤s6为确定点胶参数的步骤，步骤s7-步骤s8为生成运动指令的步骤。下面分别对上述的步骤s1-步骤s8进行具体描述。
39.步骤s1：获取待点胶区域4图像。
40.上述的步骤s1获取待点胶区域4图像具体可以通过步骤s11、步骤s12和步骤s13来实现。下面对步骤s11-步骤s13进行具体描述。
41.步骤s11：获取待点胶产品上目标区域6的图像，目标区域6包含待点胶区域4。其中，待点胶产品可以为模具。步骤s11所述获取待点胶产品上的目标区域6的图像，可以通过步骤s111、步骤s112和步骤s113来实现。
42.步骤s111：如图2所示，获取待点胶产品的图像1，所述待点胶产品的图像1包含产品上的定位特征2以及所述目标区域6。具体来说，可以通过cmos工业相机对待点胶产品进行拍照，以获取待点胶产品的图像1，该图像为彩色三通道图像。由于cmos工业相机的拍摄视野较大，所拍摄得到的待点胶产品图像1除了包含产品上的定位特征2以及所述目标区域6，还包含很多其它无用区域5，需要将这些无用区域5从待点胶产品图像上剔除，以减少对抓取所述目标区域6的图像的干扰，提高从待点胶产品图像1上抓取目标区域6图像的效率。
43.为了剔除待点胶产品上的无用区域5，以得到所述目标区域6，其可以通过步骤s112和步骤s113来实现。其中，步骤s112和步骤s113具体如下：
44.步骤s112：如图2所示，根据前述待点胶产品图像1上的定位特征2，确定定位特征2
的中心a。在一个具体的应用示例中，上述的定位特征2可以为分布在产品比如模具边角上的四个圆形定位孔，该四个圆形定位孔分布在一个矩形9的四个角上，每个圆形定位孔的中心均与一个角相对应。
45.其中，确定定位特征2的中心的具体方法为：根据相机所采集的待点胶产品的图像1，在halcon中调用emphasize函数增强图像对比度；使用阈值分割函数threshold分割阈值介于0-120的图像域并填充；断开连通域根据面积特征筛选去掉噪点区域；计算区域圆度，筛选大于0.9的值定位到矩形产品(模具)的四个圆形定位孔；然后根据该四个圆形定位孔的中心，可以确定其所构成矩形9区域的中心a，该矩形9区域的中心a即为前述定位特征2的中心。
46.步骤s113：根据前述定位特征2的中心a，使用设定模板3剪切所述待点胶产品的图像1，得到所述目标区域6的图像。其中，所述设定模板3的中心与所述定位特征2的中心a重合，所述目标区域6的图像与所述设定模板3相对应。在一个具体的应用示例中，设定模板3可以为矩形，矩形的大小为预设确定好的。将设定模板3的中心与前述定位特征2的中心a重合，然后使用设定模板3对前述待点胶产品的图像1进行剪切，设定模板3可以将待点胶产品的图像1分割成两部分，其中与设定模板3形状大小相一致部分的图像即为目标区域6的图像。这里需要说明的是：图2是待点胶产品的图像1的示意图，图2中的标号3所指的矩形方框为设定模板，图3为使用设定模板3对待点胶产品的图像1进行剪切后所得到的目标区域6的图像，。
47.上述目标区域6的图像包含待点胶区域4和其它区域，需要抓取目标区域6图像内的待点胶区域4(即图3中的阴影部分)，其可以通过下述的步骤s12和s13来实现。
48.步骤s12：获取待点胶区域4的形状特征和面积特征。具体来说，可以根据待点胶区域4的dxf模板提取其形状特征和面积特征。作业人员可以将待点胶区域4的dxf模板导入电脑，由电脑自动提取其形状特征和面积特征，形状特征和面积特征的提取方法为现有技术，在此不再赘述。
49.步骤s13：根据形状特征和面积特征对目标区域6图像内的待点胶区域4进行匹配，以得到待点胶区域4图像。下面以待点胶区域4的图像为面积为1平面厘米的圆形进行举例，如图3所示，待点胶区域4的形状为圆形，面积为1平面厘米。可以先通过形状特征筛选出目标区域6图像内的各面积不同的圆形区域，然后再根据面积特征筛选出各圆形区域中面积为1平面厘米的特定区域，该特定区域即为待点胶区域4，从而可以得到待点胶区域4图像。
50.步骤s2：根据待点胶区域4图像提取其轮廓。具体来说，可以先根据待点胶区域4的图像提取其边界骨架，然后再由待点胶区域4的边界骨架转化得到其xld轮廓。
51.步骤s3：将所述待点胶区域4的最外圈轮廓41向待点胶区域4的中心点b等间距线性阵列。
52.这里需要说明的是：待点胶区域4可以为具有外圈轮廓和内圈轮廓的环形区域(如图5所示)，也可以为仅具有外圈轮廓的非环形区域比如圆形区域等(如图4所示)。
53.如图4所示，当待点胶区域4为非环形区域比如圆形区域时，待点胶区域4的轮廓仅具有外圈轮廓41，此时将外圈轮廓41向待点胶区域4的中心点b等间距线性阵列。阵列轮廓411位于最外圈轮廓41的内侧。
54.如图5所示，当待点胶区域4为环形区域时，待点胶区域4的轮廓包括外圈轮廓41和
内圈轮廓42，此时将外圈轮廓41向待点胶区域4的中心点b等间距线性阵列，且阵列轮廓411位于外圈轮廓41和内圈轮廓42之间。
55.在一个具体的应用示例中，上述最外圈轮廓41的阵列距离为5mm，阵列个数采取四舍五入。
56.步骤s4：对各阵列轮廓411分别进行点采样，并提取各采样点。
57.其中，各阵列轮廓411上相邻两采样点之间的间距均相等。比如各阵列轮廓411上相邻两采样点之间的间距可以均为5mm。
58.步骤s5：将各采样点依次连接，形成点胶路径8；其中，相邻两采样点之间采用直线连接，由于两点之间直线最短，如此具有缩短点胶路径的优点，可以提高点胶效率。
59.其中，将各采样点依次连接，具体为：自外向内依次连接各阵列轮廓411上的采样点，且一条阵列轮廓411上的采样点依次连接完后与下一阵列轮廓411上最近的采样点连接。
60.如图6所示，下面以相邻的两条阵列轮廓411分别为a和b对采样点的连接进行举例说明。其中，阵列轮廓a位于阵列轮廓b的外侧，阵列轮廓a上具有5个采样点，分别为a1-a5。阵列轮廓b上具有4个采样点，分别为b1-b4。在连接各采样点时，先连接外侧阵列轮廓a上的各采样点，比如采样点a1为阵列轮廓a上的起点，a5为阵列轮廓a上的终点，将采样点a1-a5依次进行连接。然后将采样点a5与下一阵列轮廓b上的采样点进行连接，其中，阵列轮廓b上的采样点b1为距离采样点a5最近的点，故将采样点a5与阵列轮廓b上的采样点b1进行连接，采样点b1为阵列轮廓b上的起点，采样点b4为阵列轮廓b上的终点，将采样点b1-b4依次进行连接。然后将采样点b4与下一阵列轮廓411上距离最近的采样点进行连接，重复上述方法直至将各所有的采样点进行连接。其中，图5中阵列轮廓a和阵列轮廓b两者上的采样点沿箭头方向依次用直线进行连接，形成两者之间的点胶路径8。
61.在上述示例中，通过提取待点胶区域4图像的轮廓，对最外圈轮廓41进行阵列并对各阵列轮廓411进行点采样，将各采样点依次连接即可获得点胶路径8。点胶机根据该点胶路径8可以实现自动化点胶，从而可以提高点胶效率，降低作业人员劳动强度。
62.在点胶时需要确定点胶参数，以方便点胶机点胶。其可以通过步骤s6来实现。步骤s6确定点胶参数，具体可以通过步骤s61-s63来实现。下面对步骤s61-s63进行具体描述。
63.步骤s61：根据点胶路径8，生成点胶路径的周长c。
64.步骤s62：获取待点胶产品的点胶总量u和点胶时间t。其中，点胶总量u和点胶时间t为预设参数，可以通过外部输入。
65.步骤s63：生成待点胶参数。其中，待点胶参数包括点胶运动速度v和点胶量u。点胶运动速度v＝点胶路径周长c/点胶时间t，点胶量u＝点胶总量u/点胶时间t。
66.其中，点胶量u可转化为气缸压力，以方便对点胶阀气缸进行控制。这里需要说明的是：点胶量u转化为气缸压力的方法为现有技术，在此不再赘述。
67.上述的点胶方法还包括根据点胶路径8生成运动指令的步骤，其可以通过步骤s7-步骤s8来实现。
68.步骤s7：根据点胶路径8，生成路径轨迹运动坐标加工g代码；
69.步骤s8：根据g代码，生成用于控制点胶阀喷头运动的指令。
70.其中，系统传递加工g代码给plc等运动控制器，运动控制器根据输入的g代码信号
生成脉冲信号指令传递给点胶阀喷头完成点胶操作。
71.如图7所示，本发明的实施例还提供一种点胶系统，其包括：待点胶区域获取模块10、轮廓提取模块11、线性阵列模块12、采样模块13和点胶路径生成模块14。
72.上述的待点胶区域获取模块10用于获取待点胶区域4图像。为了实现待点胶区域获取模块10的功能，使待点胶区域获取模块10能够获取待点胶区域4图像，待点胶区域获取模块10可以包括目标区域获取模块、特征获取模块和匹配模块。目标区域获取模块用于获取待点胶产品上目标区域6的图像。目标区域6包含待点胶区域4。特征获取模块用于获取待点胶区域4的形状特征和面积特征。具体来说，本发明的点胶系统还可以包括dxf模板模块，dxf模板模块用于获取待点胶区域4的dxf模板。特征获取模块用于根据待点胶区域4的dxf模板提取其形状特征和面积特征。匹配模块用于根据待点胶区域4的形状特征和面积特征对目标区域6图像内的待点胶区域4进行匹配，以得到待点胶区域4图像。其具体的匹配过程可以参见上文中相应的描述，在此不再赘述。
73.为了实现上述目标区域获取模块的功能，使目标区域获取模块可以获取待点胶产品上目标区域6的图像，目标区域获取模块可以包括待点胶产品图像获取模块、定位特征模块和裁剪模块。待点胶产品图像获取模块用于获取待点胶产品的图像1，待点胶产品的图像1包含产品上的定位特征2以及目标区域6。具体来说，可以通过cmos工业相机对待点胶产品进行拍照，以获取待点胶产品的图像1，该图像为彩色三通道图像。由于cmos工业相机的拍摄视野较大，所拍摄得到的待点胶产品图像1除了包含产品上的定位特征2以及所述目标区域6，还包含很多其它无用区域5，需要将这些无用区域5从待点胶产品图像上剔除，以减少对抓取所述目标区域6的图像的干扰，提高从待点胶产品图像1上抓取目标区域6图像的效率。
74.上述的定位特征模块用于根据定位特征2，确定定位特征2的中心a。在一个具体的应用示例中，上述的定位特征2可以为分布在产品比如模具边角上的四个圆形定位孔，该四个圆形定位孔分布在一个矩形9的四个角上，每个圆形定位孔的中心均与一个角相对应。其中，确定定位特征2的中心的具体方法可以参见上文中相应的描述，在此不再赘述。
75.上述的裁剪模块用于根据定位特征2的中心a，使用设定模板3剪切待点胶产品的图像1，得到目标区域6的图像；其中，设定模板3的中心与定位特征2的中心a重合，目标区域6的图像与设定模板3相对应。在一个具体的应用示例中，设定模板3可以为矩形，矩形的大小为预设确定好的。将设定模板3的中心与前述定位特征2的中心a重合，然后使用设定模板3对前述待点胶产品的图像1进行剪切，设定模板3可以将待点胶产品的图像1分割成两部分，其中与设定模板3形状大小相一致部分的图像即为目标区域6的图像。
76.上述的轮廓提取模块11用于根据待点胶区域4图像提取其轮廓。具体来说，可以先根据待点胶区域4的图像提取其边界骨架，然后再由待点胶区域4的边界骨架转化得到其xld轮廓。
77.上述的线性阵列模块12用于将所述待点胶区域4的最外圈轮廓41向待点胶区域4的中心点b等间距线性阵列。
78.上述的采样模块13用于对各阵列轮廓411分别进行点采样，并提取各采样点。其中，各阵列轮廓411上相邻两采样点之间的间距均相等。比如各阵列轮廓411上相邻两采样点之间的间距可以均为5mm。
79.前述的点胶路径生成模块14用于将各采样点依次连接，形成点胶路径。相邻两采样点之间采用直线连接。其中，将各采样点依次连接，具体为：自外向内依次连接各阵列轮廓411上的采样点，且一条阵列轮廓411上的采样点依次连接完后与下一阵列轮廓411上最近的采样点连接。其具体连接方法可以参见上文中相应的描述，在此不再赘述。
80.本发明的点胶系统还可以包括点胶路径周长生成模块、点胶总量u和点胶时间t获取模块和点胶参数生成模块。其中，点胶路径周长生成模块用于根据所述点胶路径，生成点胶路径的周长c。点胶总量u和点胶时间t获取模块用于获取待点胶产品的点胶总量u和点胶时间t。点胶参数生成模块用于根据点胶路径周长c、点胶总量u和点胶时间t，生成点胶运动速度v和点胶量u。其中，点胶运动速度v＝点胶路径周长c/点胶时间t，点胶量u＝点胶总量u/点胶时间t。
81.本发明的点胶系统还可以包括g代码生成模块和指令生成模块，g代码生成模块用于根据点胶路径，生成路径轨迹运动坐标加工g代码。指令生成模块用于根据g代码，生成控制点胶阀喷头运动的指令。
82.下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。
83.本发明在于设计一种基于点胶路径的点胶方法及点胶系统，点胶方法包括以下步骤：
84.机器视觉模块通过ccd相机采集获得产品图像数据的步骤。
85.图像处理器进行图像处理，确定计算区域，以xld轮廓样式返回软件显示界面的步骤。所述图像处理，确定计算区域，包括：对原始图像进行预处理，使用高斯滤波器去除噪声，增强图像对比度，同时缩小产品所在区域，将裁剪的图像作为模板匹配数据。
86.其中，所述模板匹配找到点胶面积区域并转化为xld轮廓，其方法为：根据导入的dxf模板使用形状匹配找到待点胶区域，通过特征面积选择确定具体位置区域，区域转化为边界骨架，再由骨架转化得到区域的xld轮廓。
87.输入产品dxf图纸模板匹配计算点胶路径，生成点胶参数的步骤。该步骤包括：(1)、模板匹配找到点胶面积区域并转化为xld轮廓，向中心点线性阵列，阵列实际距离为5mm，阵列个数采取四舍五入；(2)提取阵xld列轮廓特征点采样生成点胶路径轮廓离散点集；其具体为：在halcon中直接提取xld坐标数据，从外到内排序轮廓线，等距采样最外的轮廓线点，采样一条轮廓线结束后，以最近的点跳入下一条轮廓线，往复循环重复此步骤直至采样结束。(3)、优化算法提取点胶路径轨迹，在系统软件界面显示确定；(4)、根据点胶路径周长c、点胶总量u和点胶时间t确定点胶运动速度v和点胶量u。所述点胶参数包括单个产品点胶总量u、点胶时间t、点胶路径周长c、点胶运动速度v和点胶量u，其中u＝u*t，c＝v*t。所述根据点胶路径周长、点胶总量和点胶时间确定点胶运动速度和每秒点胶量，其方法为当路径确定后自动生成点胶路径周长，点胶总量与点胶时间为输入参数，系统根据数据计算生成点胶运动速度和点胶量，点胶量可由气缸压力控制，系统自动转换计算。
88.控制处理系统计算生成点胶g代码并传输至运动控制器模块，运动控制器模块控制点胶阀喷头进行点胶操作的步骤。其中，所述控制处理系统包括机器视觉处理模块、运动控制器模块、计算编程模块和工控机，所述运动控制器模块与计算编程模块集成于工控机内。
89.这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将
上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
90.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。