[发明专利]基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统

权利要求书

1.基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测的方法，其特征在于，应用于基于机器视觉的LED灯盘分拣与检测系统，所述系统包括摄像头识别工位(1)、机械臂抓取工位(2)、电参数测量工位(3)和产品分拣工位(4)，所述摄像头识别工位(1)包括摄像头架(11)和摄像头(12)，摄像头架(11)活动安装在设备支架(6)上，摄像头架(11)上安装摄像头(12)，所述摄像头架(11)的一侧安装传送带(5)，所述传送带(5)上放置LED灯盘(7)，所述机械臂抓取工位(2)包括横向滑台(21)、滑件(22)、垂向滑台(23)、旋转电机(24)、真空吸盘(25)和纵向滑台(26)，纵向滑台(26)安装在设备支架(6)上，纵向滑台(26)上卡合有横向滑台(21)，纵向滑台(26)通过固定连接的滑件(22)在横向滑台(21)上滑动，所述垂向滑台(23)上安装旋转电机(24)，旋转电机(24)的底端安装真空吸盘(25)，所述电参数测量工位(3)包括LED测试台(31)，所述LED测试台(31)安装在传送带(5)的侧面，所述产品分拣工位(4)包括旋转气缸(41)、挡板(42)和滑槽(43)，旋转气缸(41)安装在传送带(5)的侧面，旋转气缸(41)的顶端安装挡板(42)，所述滑槽(43)安装在传送带(5)的另一侧面；所述摄像头(12)和PC端电连接；机械臂抓取工位(2)受控于PLC；

所述方法包括如下步骤：

S1、图像识别，包括标定、提取LED灯板的形状信息并进行LED灯板区分；

S2、机械手的定位；

S3、电能质量测试；

S4、产品的分拣；

S1包含以下步骤：

S11、标定；

S12、区分LED灯板，拍摄一张具有两款LED灯板的照片，使用labview提取两款LED灯板的形状信息，以其形状作为不同灯板的区分；

S13、LED灯板位置信息提取；

S14、使用labview的opc进行modbus主机设置，通讯格式与PLC中的设置一致；

S15、通过485通讯线将PC端与PLC进行连接，并且绑定所需变量，即可使之间进行通讯；

S2包含以下步骤：

S21、原点回归，每次让伺服电机上电开机时，都需进行一次原点回归，确保原点处的脉冲当前值复位，PLC使用ZRN指令进行原点回归；

S22、机械手定位，为了使机械手能够准确并快速的到达定位点，我们使用了绝对坐标的直线插补指令PPMA；

S3包含以下步骤：

S31、PLC与电能质量模块通讯，电能质量模块的通讯规约为Modbus RTU通讯规约，因此PLC使用MODRD指令可以读取从机的数据；通讯格式与上述PC端通讯一致；

S32、浮点数转换，由于读取的数据为双精度浮点数，每个寄存器仅存储了8位的数据，分别占用D1073，D1074，D1075，D1076四个寄存器，且D1037为高位，D1076为低位，又因为PLC指令INT是16位指令，所以需要将寄存器数据重组成16位，方可进行浮点数转换；

S4包含以下步骤：

S41、LED灯盘(7)测试完成后将进入产品分拣工位：

S42、当LED灯盘(7)测试合格时，旋转气缸(41)不动作，LED灯盘(7)进入合格区；当LED灯盘(7)测试不合格时，旋转气缸(41)控制挡板(42)动作，最后LED灯盘(7)经过滑槽(43)进入不合格区；

S11包括如下步骤：

S111、载入采集的标定模版图像，图像中应将标定模版水平放置于工作平面；

S112、通过调节参数来对图像进行阈值分割，使黑色圆点从背景中显现出来；若标定模版没有完全覆盖视场，还需手动划定出标定模版的范围，只有在模版覆盖的区域可以保证测量精度；最后定义识别的点大小范围以及圆度范围以防止图像中细微噪点被错误识别为标定圆点；

S113、输入标定模版的相关信息，X方向上相邻两个圆点圆心间的距离，Y方向上相邻两个圆点圆心间的距离和距离的单位；

S114、系统将对模版进行学习，需要手动选定计算方法，同时考虑三个畸变系数以及切向畸变将提高标定精度，同时也会降低计算速度，应根据实际需求进行选择；

S115、为标定图像设定坐标系，以便在后续测量中得出点的精确坐标值；

S116、将标定好的结果保存为png格式文件，在测量时进行调用；

S117、最后测试标定精度，拍摄一张放置了直尺的图片，并载入标定完成后文件，利用视觉助手进行精度测量，精度达0.01mm。