用于并联机器人视觉识别的光源布置结构的制作方法

本发明涉及并联机器人视觉识别领域，具体地说是一种用于并联机器人视觉识别的光源布置结构。

背景技术：

由于并联机器人工作空间较小，另外工作时机器人本体会挡住相机对产品进行拍照的路径，因此通常将视觉系统布置在机器人工作区域外部，将视觉相机安装在封闭的空间中，而光源也布置在此空间内。机器人工作时，相机拍照后通过程序记录产品位置，然后通过输送线将产品输送到并联机器人工作空间内，再由并联机器人进行搬运或者其他作业。

目前并联机器人视觉光源的照射方式通常采用光线正照、光线背射、结构光照射等方式，但上述方式只能满足一种或几种产品的特征识别，无法满足数百种不同特征产品的识别，比如对于反光严重的产品无法解决产生的光斑问题，对于高度差别较大的工件存在对焦困难的问题，表面轮廓相近的工件更加无法区分。

现有技术无法实现数百种不同特征、不同外形及不同表面反光特性的产品识别，关键问题在于没有一种稳定的光源结构确保产品进入到并联机器人工作区域时，视觉系统能够稳定识别数百种产品。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于并联机器人视觉识别的光源布置结构，通过在框架周围布置光源和增加透光板的方式形成全方位立体光源，借助漫反射方式使光线从不同角度照射产品，并且视觉光源环境稳定，解决了因被识别物体反光无法准确识别被测物体特征的难题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于并联机器人视觉识别的光源布置结构，包括框架和侧板组件，框架中设有并联机器人和视觉相机，框架顶部设有密封板，框架周围设有侧板组件，所述侧板组件包括遮光板、光源、光源固定板和透光板，多个光源设于光源固定板上，遮光板设于光源固定板外侧，透光板设于光源固定板内侧，光源发出的光线经所述透光板照射于框架内。

所述光源上设有磁铁吸附于光源固定板上。

所述框架内设有相机调整机构，所述视觉相机安装于所述相机调整机构上。

所述相机调整机构包括横向调整板、纵向调整板、导向轴和升降调整座，其中横向调整板安装于框架上，纵向调整板安装于所述横向调整板上，导向轴上端安装于所述纵向调整板上，升降调整座安装于所述导向轴上，视觉相机安装于所述升降调整座上。

所述视觉相机和相机调整机构设于并联机器人两只机械手主臂中间位置。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明通过在框架周围布置光源和增加透光板的方式形成全方位立体光源，借助漫反射方式使光线从不同角度照射产品，避免了现有技术中视觉单一方向安装光源产生反光导致无法识别产品表面图像特征的问题，从而解决了被识别物体反光无法准确识别被测物体特征的难题，明显提高待识别产品的位置和角度识别率，在多个不同高度种类产品中能够准确判别是否为所需抓取产品，避免产品误识别和误抓取。

2、本发明中的光源利用磁铁吸附方式安装于光源固定板上，视觉相机安装于一相机调整机构上，以方便调整光源和视觉相机位置并获得最适合的光源照射环境，另外本发明框架顶部设有密封板，各侧板组件外侧均设有遮光板，各个遮光板与框架顶部的密封板一起形成封闭的光源环境，防止外界自然光及其他光源射入对视觉识别产生影响，保证视觉光源环境稳定，

3、本发明将视觉相机和相机调整机构位置设于并联机器人两只机械手主臂中间位置，以最大程度避免并联机器人在通过机器人端拾器抓取物体时发生碰撞，且保证产品为输送线终端识别以及视觉系统在机器人放置过程中识别，避免机器人抓取过程中影响识别效果。

4、相比于现有技术中视觉光源只能满足一种或几种产品的特征识别，本发明能够稳定识别数百种产品特征，产品适用范围及工作效率均大大提高。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图，

图2为图1中的侧板组件爆炸示意图，

图3为图2中的相机调整机构示意图。

其中，1为视觉相机，2为相机调整机构，201为横向调整板，2011为横向调整孔，202为纵向调整板，2021为纵向调整槽，2022为固定螺钉，203为导向轴，204为升降调整座，2041为紧固螺钉，205为相机固定板，206为限位垫片，3为并联机器人，4为密封板，5为侧板组件，501为遮光板，502为光源，503为透光板，504为光源固定板，6为框架，7为待识别产品，8为机器人端拾器,9为输送线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括框架6和侧板组件5，并联机器人3和视觉相机1设于框架6中，框架6顶部设有密封板4，框架6周围设有侧板组件5，如图2所示，所述侧板组件5包括遮光板501、光源502、光源固定板504和透光板503，多个光源502设于光源固定板504上，遮光板501设于光源固定板504外侧，透光板503设于光源固定板504内侧，光源502发出的光线经所述透光板503照射于框架6内，各个遮光板501与框架6顶部的密封板4一起形成封闭的光源环境，防止外界自然光及其他光源射入对视觉识别产生影响，所述遮光板501、光源固定板504和透光板503均固装于所述框架6上。所述并联机器人3和视觉相机1均为本领域公知技术，另外本实施例中，所述遮光板501和密封板4采用黑色不透明遮光板，所述光源502采用无频闪低光衰式led透镜模组，各光源502可连接采用快插接头串联，所述透光板503为亚克力透光板。

所述光源502上设有磁铁吸附于光源固定板504上，以方便调整光源502位置，每个光源固定板504上均设有多个光源502，且各个光源固定板504上的光源502形成全方位立体光源，并对待识别产品7从不同方向照射光线，通过漫反射原理防止光线聚焦，避免形成光斑，进而防止影响产品表面特征识别。

如图1所示，所述框架6内设有相机调整机构2，所述视觉相机1安装于所述相机调整机构2上，根据输送线9末端待识别产品7位置，工作人员利用所述相机调整机构2调整视觉相机1位置，使视觉相机1视觉识别范围控制在并联机器人3抓取末端的机器人端拾器8上，达到理想的识别范围，并通过调整相机焦圈和光亮度实现一定范围内不同高度产品的识别，另外还需打开遮光板501，同时调整所述框架6周围的光源502位置和光源502数量，以最大限度内避免产品将光线反射至视觉相机1形成光斑，经反复调整与测试光源效果后，在最适合的光源照射环境下，将所需识别的几百种产品特征模板录入视觉工控机，所述视觉工控机为本领域公知技术。

如图3所示，本实施例中，所述相机调整机构2包括横向调整板201、纵向调整板202、导向轴203和升降调整座204，其中横向调整板201安装于框架6顶部的中间梁上，纵向调整板202安装于所述横向调整板201上，导向轴203上端安装于所述纵向调整板202上，升降调整座204安装于所述导向轴203上，视觉相机1安装于所述升降调整座204上。

如图3所示，所述横向调整板201上设有多列横向调整孔2011，所述横向调整板201位置确定后将螺钉插入对应的横向调整孔2011中与框架6固连实现横向调整板201固定，所述纵向调整板202上设有纵向调整槽2021，所述导向轴203上端插入所述纵向调整槽2021中，当所述导向轴203位置确定后通过固定螺钉2022与横向调整板201固连实现导向轴203固定，所述升降调整座204为夹块结构，在所述升降调整座204的开口端设有紧固螺钉2041，当升降调整座204位置确定后通过拧紧所述紧固螺钉2041实现升降调整座204夹紧导向轴203固定，另外所述导向轴203下端设有限位垫片206防止升降调整座204脱离导向轴203，所述升降调整座204上设有相机固定板205，所述视觉相机1安装于所述相机固定板205上。

如图1所示，所述视觉相机1和相机调整机构2位于并联机器人3两只机械手主臂中间位置，以最大程度避免并联机器人7在通过机器人端拾器8抓取物体时发生碰撞，且保证产品为输送线9终端识别以及视觉系统在机器人放置过程中识别，避免机器人抓取过程中影响识别效果。

本发明的工作原理为：

根据输送线9末端待识别产品7位置，工作人员先利用所述相机调整机构2调整视觉相机1位置，使视觉相机1视觉识别范围控制在并联机器人3抓取末端的机器人端拾器8上，达到理想的识别范围，并通过调整相机焦圈和光亮度实现一定范围内不同高度产品的识别，另外还需打开遮光板501，同时调整所述框架6周围的光源502位置和光源502数量，以最大限度内避免产品将光线反射至视觉相机1形成光斑，经反复调整与测试光源效果后，在最适合的光源照射环境下，将所需识别的几百种产品特征模板录入视觉工控机，当输送线9运送多种不同类型产品到达并联机器人3抓取区域和视觉相机1识别区域时，视觉系统在识别区域内通过产品包装表面特征辨别是否为所需抓取产品，并将产品的位置和角度传递至并联机器人3，并联机器人3将所需抓取的产品搬运至指定位置，最终完成不同种类产品的码垛工作。