人防门智能打磨视觉系统及标定方法与流程

1.本发明涉及人防门打磨技术领域，具体涉及一种人防门智能打磨视觉系统及标定方法。


背景技术：

2.人防门是属于民防防护设备，就是人民防护工程出入口的门，同时人防门是门窗行业的重要组成部分，人防门大概分为普通单、双扇防护密闭门和密闭门、活门槛单、双扇防护密闭门和密闭门、胶管式防爆波活门、悬摆式防爆波(屏蔽)活门等，大部分人防门为了保证安全性能，大都选用金属材质进行制造加工，因此，对于人防门的制造加工少不了焊接工艺。
3.在焊接过后为了保证人防门的外表面的平整，往往需要对一些焊接点进行打磨，将焊接点磨平以保证人防门外表面的平整。现有的焊点打磨大都采用人工打磨的方式，工作人员需要对人防门上的焊点逐一打磨，人防门一般体积较大，容易出现遗漏，对工作人员的操作要求较高，且整体工作效率低下，打磨精度也难以保证。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种人防门智能打磨视觉系统及标定方法，有利于提高人防门打磨效率和打磨精度。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种人防门智能打磨视觉系统，其包括plc控制器、rgv送料装置和机器人，所述机器人执行末端设置打磨头和视觉相机，所述视觉相机下方设置打磨平台，所述plc控制器控制连接所述rgv送料装置、所述机器人、所述打磨头和所述视觉相机，所述rgv送料装置与所述打磨平台连接；
7.在打磨平台的中心设置基准产品，所述plc控制器获取基准产品的尺寸，在机器人坐标系下标定基准产品的特征坐标点，编写机器人打磨头打磨所述基准产品的基准打磨程序；
8.通过rgv送料装置将待打磨新产品输送至打磨平台上，所述plc控制器获取新产品的尺寸，计算新产品与基准产品的尺寸差值，调整rgv送料装置的输送程序，使得新产品位于打磨平台的中心；
9.根据新产品与基准产品的尺寸差值预估机器人坐标系下新产品的特征坐标点，所述plc控制器控制机器人带着视觉相机移动到预估的特征坐标点，通过视觉相机进行拍摄并上传图像至plc控制器，所述plc控制器对图像进行处理确定新产品的特征坐标点，对基准打磨程序进行调试，得到与新产品匹配的打磨程序。
10.作为本发明进一步的方案，所述视觉相机采用ccd相机。
11.作为本发明进一步的方案，所述系统还包括主控制面板，与所述plc控制器连接，用于获取产品尺寸数据及plc控制指令。
12.作为本发明进一步的方案，在所述搭配平台的两侧平行设置供机器人行走机构，机器人沿机器人行走机构移动。
13.作为本发明进一步的方案，所述机器人行走机构为轨道。
14.一种利用如上所述人防门智能打磨视觉系统的视觉标定方法，其包括以下步骤：
15.在打磨平台的中心设置基准产品，plc控制器获取基准产品的尺寸，在机器人坐标系下标定基准产品的特征坐标点，编写机器人打磨头打磨所述基准产品的基准打磨程序；
16.通过rgv送料装置将待打磨新产品输送至打磨平台上，所述plc控制器获取新产品的尺寸，计算新产品与基准产品的尺寸差值，调整rgv送料装置的输送程序，使得新产品位于打磨平台的中心；
17.根据新产品与基准产品的尺寸差值预估机器人坐标系下新产品的特征坐标点，所述plc控制器控制机器人带着视觉相机移动到预估的特征坐标点，通过视觉相机进行拍摄并上传图像至plc控制器，所述plc控制器对图像进行处理确定新产品的特征坐标点，对基准打磨程序进行调试，得到与新产品匹配的打磨程序。
18.由于采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：通过视觉相机与机器人的配合，获取待打磨产品的特征坐标点，控制机器人打磨头进行自动打磨，提高打磨效率和打磨精度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例的人防门智能打磨系统的整体示意图。
21.图2为本发明实施例的人防门智能打磨视觉系统的平面示意图。
22.图3为本发明实施例的人防门智能打磨视觉系统的局部立体示意图。
23.图4为本发明实施例的人防门智能打磨视觉系统中的机器人执行末端的立体示意图。
24.图中：1-打磨平台；2-rgv送料装置；3-自动焊接线缓存平台；4-埋伏焊上料台；5-数控埋伏焊机；6-主控制面板；7-主控柜；8-视觉相机；9-打磨头；10-机器人；11-机器人行走机构；12-刀具库；13-打磨房；14-待打磨产品。
具体实施方式
25.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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.参阅图1～4所示，本发明实施例提供了一种人防门智能打磨视觉系统，该系统主要包括plc控制器、rgv送料装置2和机器人10，机器人10手臂的末端安装带有自动换刀功能的打磨头9和视觉相机8，机器人10在臂展范围内任意移动打磨头9和视觉相机8。视觉相机8下方设置打磨平台1，机器人10采用六轴工业机器人，行走在机器人行走机构11上，在打磨
平台1的两侧平行设置有两个机器人行走机构11(即轨道)，两个六轴工业机器人行走在两个机器人行走机构11上，在靠近机器人行走机构11一端端部的位置设置有刀具库12，刀具库12中存放有不同种类的打磨刀具，与机器人执行末端上的打磨头9可更换使用。
27.打磨平台1、机器人10、机器人行走机构11、刀具库12均设置在打磨房13内，可以避免打磨产生的粉尘对环境造成污染。plc控制器放置在打磨房13后方的主控柜7内，plc控制器通过有线或无线通讯方式连接rgv送料装置2、机器人10、打磨头9和视觉相机8；rgv送料装置2为有轨制导车辆，用于运输待打磨产品(人防门)，rgv送料装置2的导轨穿过打磨房13，连接打磨房13内的打磨平台1和打磨房13外的自动焊接线缓存平台3、埋伏焊上料台4和数控埋伏焊机5等设备。能够理解的是，待打磨产品(人防门)平放在rgv送料装置2的小车上，小车沿导轨自自动焊接线缓存平台3或埋伏焊上料台4移动至打磨平台1上。rgv送料装置2兼具顶升移栽功能，通过设置在小车上的顶升平台实现产品输送到位后顶升至上方的打磨平台上，通过水平气缸实现将产品推送至打磨平台上，通过plc控制器编写输送程序控制rgv送料装置2执行其输送及上料的操作。
28.本发明实施例中的视觉相机8采用ccd相机。ccd是电荷耦合器件(charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的ccd相机元件，以其构成的ccd相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。
29.本发明人防门智能打磨视觉系统还包括主控制面板6，可采用触摸屏，与plc控制器连接，可以用于输入打磨产品的尺寸数据以及其他所涉及的plc控制指令，该主控制面板6设置在打磨房13的外侧，以方便操作人员进行操作。
30.在使用本发明人防门智能打磨视觉系统进行的人防门智能打磨视觉标定时，步骤如下：
31.第一步：在打磨平台1的中心设置基准产品(图中未显示)，操作人员根据产品来料型号及尺寸，人工在触摸屏上输入产品规格尺寸(长、宽、高)，plc控制器获取该基准产品的尺寸，标定出基准产品的坐标系，与机器人坐标系建立联系，将基准产品坐标系下的基准产品的特征坐标点转换为在机器人坐标系下的标定基准产品的特征坐标点，从而可以编写机器人打磨头打磨基准产品的基准打磨程序；其中，基准产品的特征坐标点可以是基准产品的中心点、当基准产品是长方形的人防门时，特征坐标点还包括人防门四个直角顶点的坐标。由plc控制器或编程软件可以根据基准产品的尺寸及特征点坐标编写出机器人执行打磨工序的程序，这是现有技术，在此不赘。
32.第二步：人工在上料位置(自动焊接线缓存平台3或埋伏焊上料台4)，将待打磨产品14按照要求进行上料(上料要求前挡停，左右偏差
±
30mm内，提高识别率，上料误差越小，相机识别率越高)，通过rgv送料装置2将待打磨产品14输送至打磨平台1上，plc控制器通过触摸屏获取待打磨产品14的型号及尺寸，计算出待打磨产品14与基准产品的尺寸差值，对rgv送料装置2的行程进行补偿，调整rgv送料装置的输送程序，使得待打磨产品14位于打磨平台的中心；如图1所示，打磨平台1为长方形平台，长边方向与rgv送料装置2的导轨方向垂直，rgv送料装置2的导轨中心线穿过打磨平台1的中心点，因此实际操作中，无需调整产品垂直于导轨的前后方向的位置，只需调整产品沿导轨方向的左右位置，即可保证产品中心位于打磨平台中心。假设待打磨产品14沿导轨前后方向的宽度为a，基准产品该方向的宽度
为a1，那么宽度差值为a-a1，说明rgv送料装置2在按照基准产品上料程序对待打磨产品执行上料时，应当将沿导轨前后方向的推进行程减去(a-a1)/2，从而使得新产品位于打磨平台的中心；
33.第三步：根据新产品与基准产品的尺寸差值预估机器人坐标系下新产品的特征坐标点，plc控制器控制机器人带着视觉相机移动到预估的特征坐标点(人防门的四个直角顶点)，通过视觉相机进行拍摄并上传图像至plc控制器(图像中会显示新产品与基准产品的差值)，plc控制器对图像进行处理确定新产品的特征坐标点(plc控制器或者借助图像分析软件根据图像中限制的距离差值计算出特征坐标点的差值，补偿到基准产品已知的特征坐标点中，得到新产品的特征坐标点)，从而通过得到的新产品的特征坐标点对基准打磨程序进行调试，得到与新产品匹配的打磨程序。
34.第四步：调试完成后，同型号的产品生产，将自动实现拍照、打磨、换刀程序。
35.优选的，在第三步中，由于在打磨平台1的两侧对称设置有两组配套的机器人行走机构11和机器人10，在通过视觉相机进行拍摄时，可以选择不同的对角位进行拍摄，如图2中所示的两个机器人带着视觉相机在产品的左下角和右上角位置进行拍摄，获取该组对角位置特征坐标点的图像；当该组对角位置特征不明显时，可以转换到对产品的左上角和右下角位置进行拍摄，获取该组对角位置特征坐标点的图像，操作人员可以根据产品实际情况选取特征明显的部位进行拍摄。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种人防门智能打磨视觉系统，其特征在于：包括plc控制器、rgv送料装置和机器人，所述机器人执行末端设置打磨头和视觉相机，所述视觉相机下方设置打磨平台，所述plc控制器控制连接所述rgv送料装置、所述机器人、所述打磨头和所述视觉相机，所述rgv送料装置与所述打磨平台连接；在打磨平台的中心设置基准产品，所述plc控制器获取基准产品的尺寸，在机器人坐标系下标定基准产品的特征坐标点，编写机器人打磨头打磨所述基准产品的基准打磨程序；通过rgv送料装置将待打磨新产品输送至打磨平台上，所述plc控制器获取新产品的尺寸，计算新产品与基准产品的尺寸差值，调整rgv送料装置的输送程序，使得新产品位于打磨平台的中心；根据新产品与基准产品的尺寸差值预估机器人坐标系下新产品的特征坐标点，所述plc控制器控制机器人带着视觉相机移动到预估的特征坐标点，通过视觉相机进行拍摄并上传图像至plc控制器，所述plc控制器对图像进行处理确定新产品的特征坐标点，对基准打磨程序进行调试，得到与新产品匹配的打磨程序。2.如权利要求1所述的人防门智能打磨视觉系统，其特征在于：所述视觉相机采用ccd相机。3.如权利要求1所述的人防门智能打磨视觉系统，其特征在于：还包括主控制面板，与所述plc控制器连接，用于获取产品尺寸数据及plc控制指令。4.如权利要求1所述的人防门智能打磨视觉系统，其特征在于：在所述搭配平台的两侧平行设置供机器人行走机构，机器人沿机器人行走机构移动。5.如权利要求4所述的人防门智能打磨视觉系统，其特征在于：所述机器人行走机构为轨道。6.一种利用如权利要求1～5中任一项的所述人防门智能打磨视觉系统的视觉标定方法，其特征在于，包括以下步骤：在打磨平台的中心设置基准产品，plc控制器获取基准产品的尺寸，在机器人坐标系下标定基准产品的特征坐标点，编写机器人打磨头打磨所述基准产品的基准打磨程序；通过rgv送料装置将待打磨新产品输送至打磨平台上，所述plc控制器获取新产品的尺寸，计算新产品与基准产品的尺寸差值，调整rgv送料装置的输送程序，使得新产品位于打磨平台的中心；根据新产品与基准产品的尺寸差值预估机器人坐标系下新产品的特征坐标点，所述plc控制器控制机器人带着视觉相机移动到预估的特征坐标点，通过视觉相机进行拍摄并上传图像至plc控制器，所述plc控制器对图像进行处理确定新产品的特征坐标点，对基准打磨程序进行调试，得到与新产品匹配的打磨程序。

技术总结
本发明公开了一种人防门智能打磨视觉系统及标定方法，系统包括PLC控制器、RGV送料装置和机器人，所述机器人执行末端设置打磨头和视觉相机，所述视觉相机下方设置打磨平台，所述PLC控制器控制连接所述RGV送料装置、所述机器人、所述打磨头和所述视觉相机，所述RGV送料装置与所述打磨平台连接。本发明通过视觉相机与机器人的配合，获取待打磨产品的特征坐标点，控制机器人打磨头进行自动打磨，提高打磨效率和打磨精度。效率和打磨精度。效率和打磨精度。


技术研发人员：胡鹏飞 赵唯 常甲兴 吴艳
受保护的技术使用者：上海地空防护设备有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/6