伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法及机械手臂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其包括在生产线输送带上的多台机械手臂，设置伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，该控制系统通过CAN控制总线分别连接多台机械手臂伺服控制系统及视觉检测系统，其包括以下步骤：（1）所述控制系统包括中央控制处理器；（2）所述控制系统还包括机械手臂伺服控制系统；（3）所述控制系统还包括机器视觉检测系统；（4）机械手臂伺服控制系统及机器视觉检测系统共同通过CAN控制总线与中央控制处理器组成的伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统。本发明还公开一种实施该控制方法的机械手臂。本发明同时控制多台机械手臂与输送带协调运作，实现自动化生产。
【专利说明】伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法及机械手臂
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械自动化控制的【技术领域】，具体涉及一种伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，及实施该控制方法的机械手臂。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的发展，人们出于提高生产效率，稳定和提高产品质量，改善工人劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的考虑，发明了机械臂，并把它大量应用于生产过程中，尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，机械臂更是得到了广泛的应用。机械臂是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代工业生产系统中的一个重要组成部分。机械臂是工业机器人的一种，它由操作机，控制器，伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制，可重复编程，能在三维空间完成各种作业的自动化生产设备。
[0003]机器视觉是研究计算机模拟生物宏观视觉功能的科学和技术，即用摄像机和计算机等机器代替人眼对目标进行测量、跟踪和识别，并加以判断。主要应用于如工业检测、工业探伤、精密控制、自动生产流水线、邮政自动化、粮食优选、显微医学操作，以及各种危险场合工作的机器人等。
[0004]机器视觉足图像技术、模式识别技术，以及计算机技术发展的新的产物，是实现智能化、自动化、信息化的先进【技术领域】。机器视觉系统的应用，大大提高装备的智能化、自动化，提高装备的使用效率、可靠性等性能。随着新的技术、新的理论在机器视觉系统中的应用，机器视觉将在国民经济的各个领域发挥更大的作用，一方面可以带来新的产业增长点，向市场推广满足各种需求的机器视觉系统产品，产生直接的经济效益；另一方面，通过机器视觉系统的应用，更加有效地发挥自动化装备的效能，提升自动化生产水平，提高产品质量，带动整个产业的生产效率大幅提高。
[0005]然而，随着招工难等问题的出现，工厂需从人口劳动密集型转型到技术密集型，将自动化、机械化生产代替传统的人工操作。目前，大部分的注塑企业采用人工取出注塑件并分类，其自动化程度极低，效率慢，废品率高。
【发明内容】
[0006]本项发明是针对现行技术不足，提供一种伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，通过伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，分别控制位于同一生产线输送带上不同注塑机的运作，并检测生产的注塑产品的合格与否，将不同规格型号的注塑产品分别摆放，实现长输送带车间全自动化生产，无人车间，并且效率高、速度快，提高了生产效率及产品合格率，降低了劳动强度，提高了操作人员的安全性。
[0007]本发明还提供一种用来实施该控制方法的机械手臂。
[0008]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
[0009]一种伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其包括设置在一条生产线输送带上的多台机械手臂，在该机械手臂上设有横行部、引拔部、正臂部及副臂部，通过伺服电机带动平移工作，正臂部及副臂部设置在引拔部上，引拔部设置在横行部上，其特征在于，设置伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，该控制系统通过CAN控制总线分别连接多台机械手臂伺服控制系统及视觉检测系统，其包括以下步骤:
[0010](I)所述控制系统包括中央控制处理器；
[0011](2)所述控制系统还包括机械手臂伺服控制系统，多台机械手臂上的伺服控制系统通过CAN控制总线与中央控制处理器连接并形成一控制网络；
[0012](3)所述控制系统还包括机器视觉检测系统，该机器视觉检测系统包括产品质量检测装置及产品规格检测及分类装置，产品质量检测装置及产品规格检测及分类装置通过CAN控制总线与中央控制处理器连接并形成一控制网络；
[0013](4)机械手臂伺服控制系统及机器视觉检测系统共同通过CAN控制总线与中央控制处理器组成的伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，通过该集中管理、分散控制系统，分别控制多台机械手臂将不同注塑机注塑产品取出，取出的同时检测产品，放置到生产线输送带上，最后将产品分类摆放，实现不同产品的快速、精确、高效的检测及分类摆放。
[0014]步骤(2)所述的机械手臂伺服控制系统是由位置、速度和电流三闭环控制实现的输出速度和距离准确复制输入要求的位置伺服控制装置，电流环保证机械手臂伺服控制系统的电流在动态时为最佳波形，速度环和位置环保证机械手臂伺服控制系统在任何时刻的输出速度和位置准确复制输入信号要求的速度和位置；电流环由电流采样反馈电路和电流环控制器构成，完成输出转矩控制，速度环由位置检测反馈电路、速度计算和速度环调节器组成，实现无极调速，位置环由外部指定信号和位置环调节器组成，保证定位精度，指定位置脉冲信号作为位置环的输入，位置环调节器的输出作为速度环的输入信号，速度环调节器的输出作为电流环的输入信号，电流环输出三相PWM控制器的开关信号，三个环节相互协调实现位置指令跟随，三个环节的调节器通过模拟控制同PID串联校正实现。
[0015]所述的机械手臂伺服控制系统连接机械手臂，机械手臂内置有伺服电机，所述位置伺服控制装置包括相互连接的电机专用控制单片机、电流传感器、智能功率IPM模块、永磁同步电机PMSM及增量式磁性编码器，该电机专用控制单片机内置有三相马达驱动模块、Α/D转换模块、事件计算器模块。
[0016]步骤(3)所述产品质量检测装置设置在每台机械手臂上，并收集注塑产品的产品信息，将产品信息传输到中央控制处理器中，判断产品是否合格，将合格产品放置到生产线的输送带上，将不合格产品放置到废料收集桶。
[0017]步骤(3)所述产品规格检测及分类装置设置在生产线输送带的末端，检测被输送来的产品规格，并统计数据到中央控制处理器，产品规格检测及分类装置通过分类装置将不同产品放置到指定位置。
[0018]所述产品质量检测装置包括设置在机械手臂上的摄像机，摄像机获取注塑产品的产品图片信息，并将产品图片信息输送到中央控制处理器，由中央控制处理器内置的程序计算，对注塑产品进行改变、比对、量测、颜色辨认、颗粒分析的产品图片信息处理动作，并与内置的合格注塑产品信息对比，判断生产出来的产品是否合格，中央控制处理器将该判断结果输送到机械手臂伺服控制系统，由机械手臂伺服控制系统控制机械手臂将生产出来的产品放置到生产线输送带上或者废料桶内。
[0019]所述产品规格检测及分类装置包括设置在生产线输送带末端的摄像机，将摄像机获取的产品图片信息输送到中央控制处理器中，通过二值化运算进行产品图片信息处理，然后利用Blob算法检测产品图片信息中的目标图像的内点和边界点，得出物体的周长、面积，进而计算6个不变矩和圆形度，将这7个数据作为特征量进行识别，对识别的结果进行定位，确定产品的规格及中心坐标，然后将上述信息通过CAN控制总线传递给机械手臂伺服控制系统，再由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂准确抓取在输送带上的产品，并将不同规格的产品放置到指定位置。
[0020]所述的摄像机为智能摄像头，其包括摄像、图像采集、图像处理、CPU、输入输出接口，通过智能摄像头获得被测产品的图像信号，得到产品图片信息，然后通过Α/D转换变成数字信号传送给中央控制处理器中，根据像素分布、亮度和颜色的信息，进行各种运算来抽取目标图像的特征，然后再根据中央控制处理器内置的分类器预设的判别准则输出判断结果，对目标产品判断合格或者定位，最后由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂抓取物品放置到指定位置。
[0021]一种实施上述控制方法的机械手臂，所述横行部为加长型的横行部，其长度在4米或以上，机械手臂将注塑机内的产品及水口从模具内取出，通过横行部沿注塑机上空，输送并放置到注塑机尾端的生产线输送带上；所述的引拔部的横向、纵向手臂位置可调整，所述正臂部通过设置治具，在注塑机开模后，下行至模具内取出产品，副臂部下行至模具内取水口，水口放置到指定位置；所述引拔部设置引拔臂、线轨及滑块，所述正臂部、副臂部在线轨上滑动；所述引拔部还设置引拔气缸牵动座、正臂部引拔气缸安装板、副臂部引拔气缸安装座、引拔气缸安装板垫块及引拔挡块，通过气缸驱动方式来带动两支手臂移动，所述引拔部还设置油压缓冲器来缓冲气缸动作，引拔臂通过角码连接横行部。
[0022]所述的机械手臂，其还包括分类装置，该分类装置包括设置在一输送带末端的定位部件及拦截部件，所述定位部件包括定位气缸及定位杆，该定位气缸的活塞杆活动方向与输送带垂直；所述拦截部件包括拦截架，及竖向设置在拦截架上左右对称的两个拦截气缸，横向连接在两个拦截气缸的活塞杆上的顶料杆，所述拦截部件还包括物料延迟输送组件，其具体包括产品延迟气缸，设置在产品延迟气缸活塞杆上的推板，及设置在推板前方的推料杆料头，所述产品延迟气缸通过气缸固定组件固定在输送带侧方。
[0023]本发明的有益效果:本发明通过伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，分别控制位于同一生产线输送带上不同注塑机上的机械手臂的运作，并检测生产的注塑产品的合格与否，将不同规格型号的注塑产品分别摆放，实现自动化生产。
[0024]机械手臂伺服控制系统，控制机械手臂从注塑机中取出产品，同时，产品质量检测装置检测产品是否合格，并由中央控制处理器发送信号到机械手臂伺服控制系统中，控制机械手臂将产品放置到输送带上或者放置到废料桶中；多个机械手臂上的伺服控制系统连接同一个中央控制处理器，实现高效、同步、集中管理，多个机械手臂上的伺服控制系统的运行情况实时掌控，实现智能化调配生产。
[0025]产品规格检测及分类装置，设置的智能摄像头，将注塑产品的图片信息输送到中央控制处理器中，并由其判断产品的规格，再由机械手臂的分类装置将同一条生产线输送带上的不同规格的产品放置到指定的地方。[0026]视觉检测系统具有分辨率高、帧率高等优点，是机器视觉发展的主流。
[0027]下面结合附图与【具体实施方式】，对本发明进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本实施例的机械手臂及生产线输送带结构示意图；
[0029]图2为本实施例的机械手臂伺服控制系统的系统总体控制框图；
[0030]图3为本实施例的机械手臂伺服控制系统的控制系统的整体硬件框图；
[0031]图4为本实施例的机械手臂整体结构示意图；
[0032]图5为本实施例的机械手臂横行部结构示意图；
[0033]图6为本实施例的引拔部结构示意图；
[0034]图7为本实施例的分类装置结构示意图。
[0035]图中:1.机械手臂，11横行部，111.基座，112.拱，113.线轨，114.横行滑板，115.马达固定板，116.伺服马达，12.引拔部，121.引拔臂，122.线轨，123.气缸，124.滑块，13.正臂部，14.副臂部，15.分类装置，151.定位部件，152.拦截部件，153.定位气缸，154.定位杆，155.拦截架，156.拦截气缸，157.顶料杆，158.物料延迟输送组件，159.延迟气缸，
2.注塑机，21.废料桶，3.生产线输送带。
【具体实施方式】
[0036]实施例，参见图1，本实施例提供的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其包括设置在一条生产线输送带3上的多台机械手臂1，在该机械手臂I上设有横行部
11、引拔部12、正臂部13及副臂部14，通过伺服电机带动平移工作，正臂部13及副臂部14设置在引拔部12上，引拔部12设置在横行部11上，设置伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，该控制系统通过CAN控制总线分别连接多台机械手臂伺服控制系统及视觉检测系统，其包括以下步骤:
[0037](I)所述控制系统包括中央控制处理器；
[0038](2)所述控制系统还包括机械手臂伺服控制系统，多台机械手臂I上的伺服控制系统通过CAN控制总线与中央控制处理器连接并形成一控制网络；
[0039]参见图2?图3，所述的机械手臂伺服控制系统是由位置、速度和电流三闭环控制实现的输出速度和距离准确复制输入要求的位置伺服控制装置，电流环保证机械手臂伺服控制系统的电流在动态时为最佳波形，速度环和位置环保证机械手臂伺服控制系统在任何时刻的输出速度和位置准确复制输入信号要求的速度和位置；电流环由电流采样反馈电路和电流环控制器构成，完成输出转矩控制，速度环由位置检测反馈电路、速度计算和速度环调节器组成，实现无极调速，位置环由外部指定信号和位置环调节器组成，保证定位精度，指定位置脉冲信号作为位置环的输入，位置环调节器的输出作为速度环的输入信号，速度环调节器的输出作为电流环的输入信号，电流环输出三相PWM控制器的开关信号，三个环节相互协调实现位置指令跟随，三个环节的调节器通过模拟控制同PID串联校正实现；所述的机械手臂伺服控制系统连接机械手臂1，机械手臂I内置有伺服电机，即永磁同步电机PMSM ;所述位置伺服控制装置包括相互连接的电机专用控制单片机、电流传感器、智能功率IPM模块、永磁同步电机PMSM及增量式磁性编码器，该电机专用控制单片机内置有三相马达驱动模块、A/D转换模块、事件计算器模块；
[0040](3)所述控制系统还包括机器视觉检测系统，该机器视觉检测系统包括产品质量检测装置及产品规格检测及分类装置15，产品质量检测装置及产品规格检测及分类装置15通过CAN控制总线与中央控制处理器连接并形成一控制网络；
[0041]所述产品质量检测装置设置在每台机械手臂I上，并收集注塑产品的产品信息，将产品信息传输到中央控制处理器中，判断产品是否合格，将合格产品放置到生产线的输送带上，将不合格产品放置到废料收集桶；
[0042]所述产品规格检测及分类装置15设置在生产线输送带3的末端，检测被输送来的产品规格，并统计数据到中央控制处理器，产品规格检测及分类装置15通过分类装置15将不同产品放置到指定位置；
[0043](4)机械手臂伺服控制系统及机器视觉检测系统共同通过CAN控制总线与中央控制处理器组成的伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，通过该集中管理、分散控制系统，分别控制多台机械手臂I将不同注塑机2注塑产品取出，取出的同时检测产品，放置到生产线输送带3上，最后将产品分类摆放，实现不同产品的快速、精确、高效的检测及分类摆放。
[0044]电机专用控制单片机选用日本瑞萨公司的单片机，系列号为M16C/Tiny，具体型号为M16C26，该系列单片机采用高性能硅栅CMOS工艺，搭载有16位多功能定时器，包含用于三相变流马达控制的定时器功能，时钟同步/异步串行接口，10位Α/D转换器、DMAC、看门狗定时器和振荡停止检测功能等。
[0045]所述产品质量检测装置包括设置在机械手臂I上的摄像机，摄像机获取注塑产品的产品图片信息，并将产品图片信息输送到中央控制处理器，由中央控制处理器内置的程序计算，对注塑产品进行改变、比对、量测、颜色辨认、颗粒分析的产品图片信息处理动作，并与内置的合格注塑产品信息对比，判断生产出来的产品是否合格，中央控制处理器将该判断结果输送到机械手臂伺服控制系统，由机械手臂伺服控制系统控制机械手臂I将生产出来的产品放置到生产线输送带3上或者废料桶21内。
[0046]所述产品规格检测及分类装置15包括设置在生产线输送带3末端的摄像机，将摄像机获取的产品图片信息输送到中央控制处理器中，通过二值化运算进行产品图片信息处理，然后利用Blob算法检测产品图片信息中的目标图像的内点和边界点，得出物体的周长、面积，进而计算6个不变矩和圆形度，将这7个数据作为特征量进行识别，对识别的结果进行定位，确定产品的规格及中心坐标，然后将上述信息通过CAN控制总线传递给机械手臂伺服控制系统，再由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂I准确抓取在输送带上的产品，并将不同规格的产品放置到指定位置。
[0047]所述的摄像机为智能摄像头，其包括摄像、图像采集、图像处理、CPU、输入输出接口，通过智能摄像头获得被测产品的图像信号，得到产品图片信息，然后通过Α/D转换变成数字信号传送给中央控制处理器中，根据像素分布、亮度和颜色的信息，进行各种运算来抽取目标图像的特征，然后再根据中央控制处理器内置的分类器预设的判别准则输出判断结果，对目标产品判断合格或者定位，最后由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂I抓取物品放置到指定位置。
[0048]参见图4，本实施例提供的机械手臂1，在注塑机2上安装伺服纵走式机械手臂1，所述横行部11为加长型的横行部11，其长度在4米或以上，机械手臂I将注塑机2内的产品及水口从模具内取出，通过横行部11沿注塑机2上空，输送并放置到注塑机2尾端的生产线输送带3上；所述的引拔部12的横向、纵向手臂位置可调整，所述正臂部13通过设置治具，在注塑机2开模后，下行至模具内取出产品，副臂部14下行至模具内取水口，水口放置到指定位置；所述引拔部12设置引拔臂、线轨122及滑块124，所述正臂部13、副臂部14在线轨122上滑动；所述引拔部12还设置引拔气缸牵动座、正臂部13引拔气缸安装板、副臂部14引拔气缸安装座、引拔气缸安装板垫块及引拔挡块，通过气缸驱动方式来带动两支手臂移动，所述引拔部12还设置油压缓冲器来缓冲气缸动作，引拔臂通过角码连接横行部11。
[0049]参见图5，横行部11，设置基座111，使之能与注塑机2连接，保证支撑整个机械手臂I运行，且运行平稳。设置拱112，连接在基座111上，在拱112平面上两端固定两条线轨113，在两条线轨113附带四个滑块上设置一个横行滑板114，横行滑板114通过安装马达固定板115，同时马达固定板上固定减速机，装上伺服马达116，通过伺服马达116旋转带动皮带轮在皮带线轨113上来回运转。因横行部1111拱为加长型，整个横行滑板114运行距离比较长，且周期比较长，所以对线轨113与滑块耐磨性能上要求比较高，因此设置一个自动给油泵，使之在全循环运行时，自动给线轨113润滑。整个自动循环运行，全部由机械手臂伺服控制系统控制。
[0050]设置皮带固定座及防撞顶杆，防止机器失去控制时，保护硬件安全，并在拱两顶端设计横行端盖，起到防撞人性安全保护。
[0051]参见图6，引拔部12，设置引拔臂121，同时引拔臂121设置了固定的内部结构，易于手臂在引拔臂上滑动位置，设置线轨122、滑块124，保证正臂部13、副臂部14精确地在线轨122轨迹上滑动。设置气缸123，配套设置引拔气缸牵动座、正臂引拔气缸安装板、副臂引拔气缸安装座、引拔气缸安装板垫块、引拔挡块，使之通过气缸驱动来带动两支手臂移动，同时设置油压缓冲器来缓冲气缸动作。引拔臂通过角码连接横行部11，所有气管、电缆通过拖链统一输送与保护。引拔臂两端设置引拔端盖，使之美观，并达到人性化的安全保护。
[0052]参见图7，所述的机械手臂1，还包括分类装置15，该分类装置15包括设置在一输送带末端的定位部件151及拦截部件152,所述定位部件151包括定位气缸153及定位杆154，该定位气缸153的活塞杆活动方向与输送带垂直；所述拦截部件152包括拦截架155，及竖向设置在拦截架155上左右对称的两个拦截气缸156,横向连接在两个拦截气缸的活塞杆上的顶料杆157，所述拦截部件152还包括物料延迟输送组件158，其具体包括产品延迟气缸159，设置在产品延迟气缸活塞杆上的推板，及设置在推板前方的推料杆料头，所述产品延迟气缸通过气缸固定组件固定在输送带侧方。注塑产品经输送带输送，当产品在输送带上靠近拦截部件152时，如果定位部件151里有产品，拦截部件152中拦截气缸156将下行，顶料杆157将挡住产品，不让产品进入定位部件151里，以免造成干涉。等到预设的机械手臂把定位部件151里的产品取走后，拦截部件152中拦截气缸156上行，让产品进入定位部件151。当两个产品排列紧靠着靠近拦截部件152时，第一个产品经过拦截部件152时，产品延迟气缸159推出，将紧靠着第一个产品的后面一个产品顶住，让其不能紧跟第一个产品走，延时一段时间，当第一个产品走出了拦截部件152时，拦截气缸156下行，产品延迟气缸159收回，拦截部件152拦截第二个产品。当产品进入定位部件151后，定位部件151的定位气缸153推出，将产品定位在预设的定位位置，然后收回，注塑产品在定位杆154和定位气缸153的共同作用下定位到指定的地方，待产品规格检测及分类装置15的摄像机识别。位于分类装置15处的机械手臂为单独设置的机械手臂，这机械手臂的功能只是将位于定位部件151内的注塑产品取出并按程序设置防置到指定位置，这机械手臂的结构与设置在注塑机上的伺服纵走式机械手臂不一样。
[0053]本实施例通过伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，分别控制位于同一生产线输送带3上不同注塑机2上的机械手臂I的运作，并检测生产的注塑产品的合格与否，将不同规格型号的注塑产品分别摆放，实现自动化生产。
[0054]机械手臂伺服控制系统，控制机械手臂I从注塑机2中取出产品，同时，产品质量检测装置检测产品是否合格，并由中央控制处理器发送信号到机械手臂伺服控制系统中，控制机械手臂I将产品放置到输送带上或者放置到废料桶21中；多个机械手臂I上的伺服控制系统连接同一个中央控制处理器，实现高效、同步、集中管理，多个机械手臂I上的伺服控制系统的运行情况实时掌控，实现智能化调配生产。
[0055]产品规格检测及分类装置15，设置的智能摄像头，将注塑产品的图片信息输送到中央控制处理器中，并由其判断产品的规格，再由机械手臂I的分类装置15将同一条生产线输送带3上的不同规格的产品放置到指定的地方。
[0056]视觉检测系统具有分辨率高、帧率高等优点，是机器视觉发展的主流。
[0057]本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似方法或装置，而得到的其他伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法及机械手臂，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其包括设置在一条生产线输送带上的多台机械手臂，该机械手臂上设有横行部、引拔部、正臂部及副臂部，通过伺服电机驱动，正臂部及副臂部设置在引拔部上，引拔部设置在横行部上，其特征在于，设置伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，该控制系统通过CAN控制总线分别连接多台机械手臂伺服控制系统及视觉检测系统，其包括以下步骤: (1)所述控制系统包括中央控制处理器； (2)所述控制系统还包括机械手臂伺服控制系统，多台机械手臂上的伺服控制系统通过CAN控制总线与中央控制处理器连接并形成一控制网络； (3)所述控制系统还包括机器视觉检测系统，该机器视觉检测系统包括产品质量检测装置及产品规格检测及分类装置，产品质量检测装置及产品规格检测及分类装置通过CAN控制总线与中央控制处理器连接并形成一控制网络； (4)机械手臂伺服控制系统及机器视觉检测系统共同通过CAN控制总线与中央控制处理器组成的伺服控制及视觉检测的集中管理、分散控制系统，通过该集中管理、分散控制系统，分别控制多台机械手臂将不同注塑机注塑产品取出，取出的同时检测产品，放置到生产线输送带上，最后将产品分类摆放，实现不同产品的快速、精确、高效的检测及分类摆放。
2.根据权利要求1所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，步骤(2)所述的机械手臂伺服控制系统是由位置、速度和电流三闭环控制实现的输出速度和距离准确复制输入要求的位置伺服控制装置，电流环保证机械手臂伺服控制系统的电流在动态时为最佳波形，速度环和位置环保证机械手臂伺服控制系统在任何时刻的输出速度和位置准确复制输入信号要求的速度和位置；电流环由电流采样反馈电路和电流环控制器构成，完成输出转矩控制，速度环由位置检测反馈电路、速度计算和速度环调节器组成，实现无极调速，位置环由外部指定信号和位置环调节器组成，保证定位精度，指定位置脉冲信号作为位置环的输入，位置环调节器的输出作为速度环的输入信号，速度环调节器的输出作为电流环的输入信号，电流环输出三相PWM控制器的开关信号，三个环节相互协调实现位置指令跟随，三个环节的调节器通过模拟控制同PID串联校正实现。
3.根据权利要求2所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，所述的机械手臂伺服控制系统连接机械手臂，机械手臂内置有伺服电机，所述位置伺服控制装置包括相互电连接的电机专用控制单片机、电流传感器、智能功率IPM模块、永磁同步电机PMSM及增量式磁性编码器，该电机专用控制单片机内置有三相马达驱动模块、A/D转换模块、事件计算器模块。
4.根据权利要求1所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，步骤(3)所述产品质量检测装置设置在每台机械手臂上，并收集注塑产品的产品信息，将产品信息传输到中央控制处理器中，判断产品是否合格，将合格产品放置到生产线的输送带上，将不合格产品放置到废料收集桶。
5.根据权利要求1所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，步骤(3)所述产品规格检测及分类装置设置在生产线输送带的末端，检测被输送来的产品规格，并统计数据到中央控制处理器，产品规格检测及分类装置通过分类装置将不同产品放置到指定位置。
6.根据权利要求4所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，所述产品质量检测装置包括设置在机械手臂上的摄像机，摄像机获取注塑产品的产品图片信息，并将产品图片信息输送到中央控制处理器，由中央控制处理器内置的程序计算，对注塑产品进行改变、比对、量测、颜色辨认、颗粒分析的产品图片信息处理动作，并与内置的合格注塑产品信息对比，判断生产出来的产品是否合格，中央控制处理器将该判断结果输送到机械手臂伺服控制系统，由机械手臂伺服控制系统控制机械手臂将生产出来的产品放置到生产线输送带上或者废料桶内。
7.根据权利要求5所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，所述产品规格检测及分类装置包括设置在生产线输送带末端的摄像机，将摄像机获取的产品图片信息输送到中央控制处理器中，通过二值化运算进行产品图片信息处理，然后利用Blob算法检测产品图片信息中的目标图像的内点和边界点，得出物体的周长、面积，进而计算6个不变矩和圆形度，将这7个数据作为特征量进行识别，对识别的结果进行定位，确定产品的规格及中心坐标，然后将上述信息通过CAN控制总线传递给机械手臂伺服控制系统，再由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂准确抓取在输送带上的产品，并将不同规格的产品放置到指定位置。
8.根据权利要求6或7所述的伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法，其特征在于，所述的摄像机为智能摄像头，其包括摄像、图像采集、图像处理、CPU、输入输出接口，通过智能摄像头获得被测产品的图像信号，得到产品图片信息，然后通过Α/D转换变成数字信号传送给中央控制处理器中，根据像素分布、亮度和颜色的信息，进行运算来抽取目标图像的特征，然后再根据中央控制处理器预设的判别准则输出判断结果，对目标产品判断合格或者定位，最后由机械手臂伺服控制系统去控制机械手臂抓取物品放置到指定位置。
9.一种实施权利要求1至8之一所述伺服控制机械手及视觉检测生产线的控制方法的机械手臂，其特征在于，所述横行部为加长型的横行部，其长度在4米或以上，机械手臂将注塑机内的产品及水口从模具内取出，通过横行部沿注塑机上空，输送并放置到注塑机尾端的生产线输送带上；所述的引拔部的横向、纵向手臂位置可调整，所述正臂部通过设置治具，在注塑机开模后，下行至模具内取出产品，副臂部下行至模具内取水口，水口放置到指定位置；所述引拔部设置引拔臂、线轨及滑块，所述正臂部、副臂部在线轨上滑动；所述引拔部还设置引拔气缸牵动座、正臂部引拔气缸安装板、副臂部引拔气缸安装座、引拔气缸安装板垫块及引拔挡块，通过气缸驱动方式来带动两支手臂移动，所述引拔部还设置油压缓冲器来缓冲气缸动作，引拔臂通过角码连接横行部。
10.根据权利要求9所述的机械手臂，其特征在于，其还包括分类装置，该分类装置包括设置在一输送带末端的定位部件及拦截部件，所述定位部件包括定位气缸及定位杆，该定位气缸的活塞杆活动方向与输送带垂直；所述拦截部件包括拦截架，及竖向设置在拦截架上左右对称的两个拦截气缸，横向连接在两个拦截气缸的活塞杆上的顶料杆，所述拦截部件还包括物料延迟输送 组件，其具体包括产品延迟气缸，设置在产品延迟气缸活塞杆上的推板，及设置在推板前方的推料杆料头，所述产品延迟气缸通过气缸固定组件固定在输送带侧方。
【文档编号】G05B19/418GK103901861SQ201410141317
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】尹荣造 申请人:广东伯朗特智能装备股份有限公司