基于机器视觉的锯条自动化装盒系统设计-计算机测量与控制.doc

基于机器视觉的锯条自动化装盒系统设计 寿开荣1，钟鹏飞2，陈昆，冷龙龙，赵燕伟 浙江工业大学，特种装备及先进制造重点实验室，浙江，杭州，310014 史陶比尔（杭州）精密机械电子有限公司，浙江，杭州，310000 摘要：锯条包装目前主要依靠人工，这样不仅包装效率低下，而且工人的工作环境恶劣，为了提高锯条的包装效率，改善工人的工作环境，搭建了以工业机器人、工业相机、传送带为基础的锯条自动包装系统。首先将相机坐标、传送带坐标、机器人坐标三者之间进行坐标转换，完成相机与传送带的标定；其次利用图像处理技术提取锯条的质心坐标及锯条的角度，实现对锯条的定位；最后利用机器人跟踪算法对锯条进行跟踪抓取。经测试，此系统对锯条的抓取效率大大高于人工包装，不仅解放了劳动力，而且也提高了企业的经济效益。 关键字：机器视觉；图像处理；坐标转换；动态抓取 中图分类号：TP2 文献标识码：A Design of an Automated Band Saw Blade Packing System Based on Machine Vision Shou Kairong1 , Zhong Pengfei2,Chen Kun, Leng Longlong, Zhao Yanwei 1、Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Manufacturing Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou , zhejiang, 310014 2、Staubli(Hangzhou) Mechatronic Co.,Ltd. , Hangzhou , zhejiang,310018 Abstract: Blade packaging is mainly rely on manual currently, not only low packaging efficiency, and also poor working conditions. In order to improve the efficiency of the blade packaging and the working conditions, build automated packaging systems with industrial robots, industrial camera. Firstly, making the coordinate conversion between camera coordinate, conveyor coordinate and robot coordinate to finish the conveyor calibration and camera calibration; secondly, using image processing to extract the blade’s centroid coordinate and the angle of the blade; finally, tracking the blade to crawl with tracking algorithm. After testing, this system will improve the efficiency of blade packaging, not only liberate the labor force, but also improve the enterprise economic benefits. Keywords: Machine vision; image processing; coordinate conversion ; Dynamic grab 引言 工件自动识别及智能抓取是机器人在生产线上一个极为重要的应用，对生产线自动化水平的提升和工业机器人灵活性的增强都有着十分重要的意义。 本文抓取的对象为锯条，传统的锯条装盒都是以人工装盒为主，效率低下，熟练工人的装配速度为45频/分钟左右，并且非常容易伤到工人的手。 抓取系统工作原理 图1 抓取系统原理图 抓取系统原理图如上图1所示，摄 像机固定在传动带的正上方，工件从传送带左侧端进入摄像机视觉，摄像机每4ms采集一帧图像，图像大小为480x320，通过图像处理算法找到工件形心并判断是否为待抓取工件，如果确定为待抓取工件，则通过传动带上编码器的得到相邻两帧中同一工件形心之间的距离，由于摄像机是每4ms拍摄一次，因此可以计算出工件的运动速度。利用Kalman滤波预测下一帧中工件的位置，最终引导机器人准确