彩色視覺技術(shù)在工業(yè)機器人流水線工作站系統(tǒng)中的應(yīng)用

閆 坤

（長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校，吉林 長春 130013）

隨著工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日益發(fā)展，碼垛、搬運、焊接等機器人已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，成為自動化生產(chǎn)過程中必不可少的設(shè)備。但與此同時，對于工業(yè)機器人的工業(yè)自動化要求和工作靈活度都有了更高的需求。普通的生產(chǎn)線若生產(chǎn)中工件位置存在偏差，或者不同工件之間存在色彩上的區(qū)別，則滿足不了自動識別的要求。文章介紹一種基于EVP嵌入式視覺控制器的彩色視覺技術(shù)，提高機器人的自動識別能力。

1 系統(tǒng)原理

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

KUKA機器人流水線工作站系統(tǒng)由機器人本體、機器人控制柜、自動生產(chǎn)線工作區(qū)、EVP相機、嵌入式視覺控制器、PLC組成。機器人是系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，負(fù)責(zé)搬運和碼垛；EVP相機和嵌入式視覺控制器用于采集形狀、大小和色彩信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并與機器人進(jìn)行通訊；PLC負(fù)責(zé)整個生產(chǎn)線及機器人的控制。

1.2 工作流程

機器人由卸跺區(qū)將工件抓取，放到料井的位置。由傳感器1確定到位后，氣動推桿將工件推至傳送帶。當(dāng)工件隨著傳送帶到達(dá)底端的位置時，傳感器2發(fā)出信號，機器人再次抓取工件送至工位2。當(dāng)傳感器3確定到位后，氣動推桿將工件推至工位3。在工位3進(jìn)行沖壓后，再由氣動推桿將其推到工位4。傳感器4發(fā)出確認(rèn)到位信號后，機器人將工件抓取送至檢測區(qū)，檢測合格后，再由機器人將工件送至碼垛區(qū)。在整個系統(tǒng)中，工件顏色不同，碼垛時要求按照不同顏色擺放到各自規(guī)定的區(qū)域。如圖1系統(tǒng)組成及流程圖所示。

圖1

2 具體實現(xiàn)

2.1 EVP嵌入式視覺控制系統(tǒng)

EVP嵌入式視覺控制系統(tǒng)是一款功能強大、價格適中的產(chǎn)品。內(nèi)置因特爾T3100雙核1.9GHz處理器，支持2個分辨率為200萬的攝像頭，以滿足多工位的檢測需要，從而降低用戶成本。功能強大的視覺軟件——Vision Explorer課滿足不同需要，支持Win7系統(tǒng)。帶有16個隔離數(shù)字輸入與16個隔離數(shù)字輸出。具備網(wǎng)絡(luò)通訊與串口通訊接口。調(diào)試系統(tǒng)時，相機有一根網(wǎng)線連接到控制器的CAM-1網(wǎng)口，通訊口一根網(wǎng)線連接到電腦。

2.2 視覺軟件實現(xiàn)過程

應(yīng)用Vision Explorer軟件中的IDM（后臺程序編輯軟件），首先利用EVP相機獲取工件的顏色、形狀、大小等參數(shù)信息。建立處理信息程序，并對每個信息進(jìn)行示教，將示教好的信息存在字符庫中。若能成功讀取，則為示教成功。然后利用Vision Explorer軟件中的ILM（前臺顯示界面編輯軟件），將IDM中建立好的程序調(diào)入。新建顯示程序，加載顯示選項，設(shè)置數(shù)值顯示，運行測試，將運行好的文件保存。回到IDM，點擊IDM左上角的連續(xù)運行按鈕，在客戶端的監(jiān)控界面就可以看到當(dāng)前運行的程序的模擬狀態(tài)。

2.3 自動生產(chǎn)線系統(tǒng)控制實現(xiàn)

首先應(yīng)用KUKA機器人對流水線工作站中，工件要到達(dá)的各個工位進(jìn)行示教，利用示教器進(jìn)行編寫機器人運動程序。在示教過程中，調(diào)整機器人的姿態(tài)，防止運行程序時，發(fā)生碰撞，每進(jìn)行一部分子程序后，機器人回到固定位置進(jìn)行待命。機器人工作時，利用視覺對工件的大小、形狀、顏色進(jìn)行判斷，確定最后碼垛的要求位置。

3 結(jié)語

文章重點在于介紹EVP嵌入式視覺控制器的彩色視覺技術(shù)，詳細(xì)闡述視覺控制器的軟件應(yīng)用。將彩色視覺技術(shù)應(yīng)用到流水線工作站教學(xué)設(shè)備中，提高了系統(tǒng)的識別能力，并能進(jìn)行更多靈活的應(yīng)用。