便捷、引導式機械手視覺系統(tǒng)；采用圖像處理功能模塊可以針對單一或多數(shù)不同對象進行識別、建立視覺算法，簡化繁瑣過程，處理速度快，智能化程度高。
[0051]實施例2
[0052]如圖2所示，本發(fā)明的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)工作方法，包括如下步驟:
[0053]S1:機械手運行至固定的拍照位置。
[0054]S2:所述機械手通過工控機與機械手通訊功能模塊與工控機建立通訊連接。
[0055]S3:所述機械手向所述工控機發(fā)送拍照命令，發(fā)送完成后所述機械手進入等待狀
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[0056]S4:所述工控機控制工業(yè)相機對工件進行拍照，獲取工件圖像。
[0057]S5:所述工控機通過圖像處理模塊對所述工件圖像進行圖像處理，獲取所述工件所處的狀態(tài)、位置坐標及相對于標定點的位置偏移量。
[0058]S6:所述工控機通過工控機與機械手通訊功能模塊將所述位置偏移量和繼續(xù)運行的通訊命令發(fā)送給所述機械手。
[0059]S7:所述機械手根據(jù)接收的位置偏移量和繼續(xù)運行的通訊命令運行到所述工件位置處進行抓取處理。
[0060]所述步驟S3和所述步驟S6中，機械手與工控機的通訊方式都采用基于以太網(wǎng)通用通訊方式，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定可靠的通訊。
[0061]實施例3
[0062]本實施例的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是:一種智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)由機械手、工業(yè)相機、工控機組成的，其中工控機的功能是基于NIVis1n Builder的平臺上實現(xiàn)的，主要實現(xiàn)三個功能:相機拍照、圖像處理及與機械手通訊。
[0063]如圖3所示，該系統(tǒng)的整個工作過程如下所描述:機械手運行至固定的拍照位，機械手通過以太網(wǎng)通訊與工控機建立通訊連接，發(fā)送拍照命令至工控機，從而機械手等待，同時工控機控制相機開始拍照，獲取圖片，進行圖像處理獲取當前工件所處的狀態(tài)、位置坐標及相對于標定點的位置偏移量，再通過以太網(wǎng)通訊發(fā)送位置偏移量及繼續(xù)運行命令給機械手，機械手繼續(xù)運行程序，運行到工件位置處進行抓取處理。
[0064]其中基于以太網(wǎng)通用通訊設計的具體技術(shù)方案如下:
[0065]本實施例中，在以太網(wǎng)通信建立過程中將機械手控制器作為服務器，工控機作為客戶端。
[0066]本實施例對各個機械手進行了二次開發(fā)，利用C語言編寫服務器程序代碼，然后編譯鏈接成可執(zhí)行程序，安裝到機械手控制柜中，可作為一個任務在機器手內(nèi)執(zhí)行。該任務會在機械手控制器通電時自動啟動，建立以太網(wǎng)通信的服務器并等待客戶端連接。
[0067]在通訊連接成功后，通過工控機來實現(xiàn)對機械手的控制。針對不同廠家的各式各樣機械手通訊協(xié)議，本發(fā)明中提出了一種自定義通用通訊協(xié)議，該協(xié)議定義了一種通用、簡單易懂的通訊命令，包含啟動、暫停、繼續(xù)、獲取、設置變量等操作，適用于對各個機械手的控制操作。其中該通訊命令是通過在可執(zhí)行程序中可以調(diào)用API函數(shù)集，完成對機械手的各種控制。工控機只需按定義的命令格式通過以太網(wǎng)發(fā)送給機械手，不需要知道底層封裝，即可實現(xiàn)對各個機械手的各種控制。
[0068]本實施例針對不同公司各式各樣機械手的通訊協(xié)議，提出了一種基于以太網(wǎng)通用通訊方法，并自定義了簡易、統(tǒng)一的通訊命令格式、該方法適用于各種機械手與工控機的通訊，且能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定可靠的通訊。
[0069]基于vis1n builder的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)的具體技術(shù)方案如下:
[0070]本實施例中，工控機的功能是基于Vis1n Builder的平臺上實現(xiàn)的，主要實現(xiàn)三個功能:相機拍照、圖像處理及與機械手通訊。除了實現(xiàn)以上三個功能，基于Vis1nBuilder平臺，無需編程、還可以實現(xiàn)引導式、快速配置步驟的功能。
[0071]根據(jù)圖3的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，在vis1n builder平臺中搭建智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，如圖4所示，具體過程包括-1nitialize，即初始化；Camera Start，即相機啟動；Acquire Image，即獲取圖像；POS Calibrat1n，即工件位置標定；Send P0S，即將工件位置信息發(fā)送；Robot Continuous，即機械手繼續(xù)運行抓取工件。其中最關(guān)鍵的一步為AcquireImage，指拍攝圖片進行圖像處理(包括識別、檢測等)提取有用的信息。該框架適用于各種機械手與視覺配合使用的任何場合，只需重新配置下Acquire Image該步驟即可實現(xiàn)應用。利用本實施例中的控制結(jié)構(gòu)即只需修改配置圖4中的Acquire Image該步驟(主要是對圖像的處理、識別等算法)，即可適用于機械手與相機配合的各種場合。故本實施例能夠?qū)崿F(xiàn)智能化引導式、快速配置機械手視覺系統(tǒng)。
[0072]本實施例基于NI Vis1n builder平臺，提出了一種智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)。其中NI Vis1n builder是一款NI公司的用于自動檢測的無需編程可配置式的機器視覺開發(fā)平臺，其集成度高開發(fā)速度快，同時擁有NI Vis1n圖像處理函數(shù)包可供選用，十分適合于開發(fā)視覺識別系統(tǒng)。本實施例提出的一種智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:(1)突破不同廠家各式各樣的機械手通訊協(xié)議與機器視覺系統(tǒng)結(jié)合；(2)建立快速便捷、引導式機器視覺系統(tǒng)；(3)針對單一或多數(shù)不同對象進行識別，建立視覺算法，簡化繁瑣過程，實現(xiàn)智能化。
[0073]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，其特征在于，包括: 機械手，所述機械手用于實現(xiàn)對工件的抓取處理； 工業(yè)相機，所述工業(yè)相機用于獲取工件圖像； 工控機，所述工控機內(nèi)安裝有基于NI Vis1n Builder平臺開發(fā)設置的相機拍照功能模塊、圖像處理功能模塊、工控機與機械手通訊功能模塊、工業(yè)相機與機械手快速配置功能模塊，用于實現(xiàn)控制所述工業(yè)相機拍照、對獲取的工件圖像進行圖像處理、工控機與所述機械手進行通訊、工業(yè)相機與機械手快速配置的功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，其特征在于: 所述工控機與機械手通訊功能模塊采用基于以太網(wǎng)通用通訊模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，其特征在于，所述基于以太網(wǎng)通用通訊模塊具體包括: 通信端口確立子模塊，用于將所述機械手的控制器作為服務器，將所述工控機作為客戶端; 服務器設置子模塊，用于對所述機械手進行二次開發(fā)，利用計算機語言編寫服務器程序代碼，并將所述服務器程序代碼編譯鏈接成可執(zhí)行程序，將所述可執(zhí)行程序安裝到所述機械手的控制器中，所述可執(zhí)行程序作為一個任務在所述機械手內(nèi)執(zhí)行； 服務器建立通信連接子模塊，用于在所述機械手的控制器通電時自動啟動所述任務，建立以太網(wǎng)通信的服務器并請求等待客戶端連接； 客戶端與服務器通訊子模塊，用于所述客戶端接收所述服務器的連接請求，所述客戶端與所述服務器根據(jù)自定義通用通訊協(xié)議進行通訊，實現(xiàn)工控機對機械手的控制。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端與服務器通訊子模塊中: 所述自定義通用通訊協(xié)議定義多個通訊命令，所述通訊命令包括對所述機械手的啟動、暫停、繼續(xù)運行、獲取、設置變量的控制操作。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，其特征在于: 所述通訊命令通過在所述可執(zhí)行程序中調(diào)用API函數(shù)集實現(xiàn)對所述機械手的控制操作。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，其特征在于: 所述工業(yè)相機與機械手快速配置功能模塊通過修改所述圖像處理功能模塊中的參數(shù)實現(xiàn)不同的工業(yè)相機與不同機械手之間的快速配置。7.一種智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)工作方法，其特征在于，包括如下步驟: 51:機械手運行至固定的拍照位置； 52:所述機械手通過工控機與機械手通訊功能模塊與工控機建立通訊連接； 53:所述機械手向所述工控機發(fā)送拍照命令，發(fā)送完成后所述機械手進入等待狀態(tài)； 54:所述工控機控制工業(yè)相機對工件進行拍照，獲取工件圖像； 55:所述工控機通過圖像處理模塊對所述工件圖像進行圖像處理，獲取所述工件所處的狀態(tài)、位置坐標及相對于標定點的位置偏移量； 56:所述工控機通過工控機與機械手通訊功能模塊將所述位置偏移量和繼續(xù)運行的通訊命令發(fā)送給所述機械手； S7:所述機械手根據(jù)接收的位置偏移量和繼續(xù)運行的通訊命令運行到所述工件位置處進行抓取處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能化引導式機械手視覺系統(tǒng)，包括機械手、工業(yè)相機和工控機，其通過在工控機內(nèi)安裝基于NI？Vision？Builder平臺開發(fā)設置的相機拍照功能模塊、圖像處理功能模塊、工控機與機械手通訊功能模塊、工業(yè)相機與機械手快速配置功能模塊，實現(xiàn)控制工業(yè)相機拍照、對獲取的工件圖像進行圖像處理、工控機與機械手進行通訊、工業(yè)相機與機械手快速配置的功能。采用基于以太網(wǎng)通用通訊模塊，突破了不同廠家各式各樣的機械手通訊協(xié)議與視覺系統(tǒng)的結(jié)合；采用工業(yè)相機與機械手快速配置功能模塊建立了快速便捷、引導式機械手視覺系統(tǒng)；采用圖像處理功能模塊可以針對單一或多數(shù)不同對象進行識別、建立視覺算法，簡化繁瑣過程，處理速度快，智能化程度高。
【IPC分類】B25J13/00, B25J9/16
【公開號】CN105234951
【申請?zhí)枴緾N201510713132
【發(fā)明人】呂紹林, 楊愉強, 吳小平, 徐小武, 汪麗群
【申請人】蘇州博眾精工科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月28日