[发明专利]一种基于视觉定位的双臂协同智能装配系统

说明书

本发明公开了一种基于视觉定位的双臂协同智能装配系统，包括两台机械臂和两台相机，其中，第一相机固定在第一机械臂的末端执行器上，用来拍摄模组底座；第二相机固定在第一机械臂外部；第二机械臂的末端执行器为自动打螺丝机，在系统正式开始工作之前，进行前期标定，进行第一相机和第一机械臂基坐标系的标定，第二相机和第一机械臂基坐标系的标定，以及第一机械臂和第二机械臂之间位置转换的标定工作，获得对应的转换矩阵，以便将相机拍摄的图片中点的位置转换到机械臂的基坐标系下，引导机械臂到达指定位置；系统装配。

技术领域

本发明属于图像识别及控制技术领域，具体涉及一种基于视觉定位的双臂协同智能装配系统。

背景技术

现有技术中，有一种LED路灯模组，参见图1所示，包括LED光源和模组底座，装配的时候通过螺钉固定LED光源上和模组底座上设置有对应的两组螺孔完成LED路灯模组的装配。目前，此类LED 路灯模组的装配全由人工操作完成，人工装配存在人工成本较高，装配速度较慢的问题。

为了加速实现“工业4.0”，有必要对LED路灯模组生产过程结合视觉技术对路灯模组产线进行智能化升级，将原有包含抓取光源，固定光源等工序的人工操作生产线全部改为由机械臂来进行自动化装配生产。

发明内容

鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供基于视觉定位的双臂协同智能装配系统，用于利用机器视觉技术准确的找到目标点的位置，并控制两台机械臂协同完成装配操作。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于视觉定位的双臂协同智能装配系统，包括两台机械臂和两台相机，其中，第一相机固定在第一机械臂的末端执行器上，用来拍摄模组底座；第二相机固定在第一机械臂外部，用来拍摄LED 光源；第二机械臂的末端执行器为自动打螺丝机。

在系统正式开始工作之前，进行前期标定，进行第一相机和第一机械臂基坐标系的标定，第二相机和第一机械臂基坐标系的标定，以及第一机械臂和第二机械臂之间位置转换的标定工作，获得对应的转换矩阵，以便将相机拍摄的图片中点的位置转换到机械臂的基坐标系下，引导机械臂到达指定位置；

系统装配，分别进行如下动作：

当待安装的模组底座运行到安装工位时，第一机械臂运动至的模组上方由标定关系确定的拍摄基准，触发第一相机拍照，并对待安装的模组的照片进行图像处理之后，获取模组上两个螺纹孔的位置；

第一机械臂吸取LED光源并将其准确的移动到第二相机下方由标定关系确定的拍摄基准；

第二相机拍摄LED光源照片，获取LED光源上两个螺纹孔的位置；

将LED光源放置在模组底板上，使LED光源与模组底座上两组对应的螺纹孔重合并压紧；

第二机械臂运动到指定位置将LED光源和模组底座采用螺钉锁死。

优选地，对待安装的模组的照片进行图像处理之后，获取模组上两个螺纹孔的位置如下：

对拍摄的图片进行预处理，先根据相机每次拍摄的图片效果截取照片中靠近模组中央位置的包含需要定位的两个螺纹孔一个方形区域，对图形进行去噪处理；

对去噪后的图像进行初步二值化处理，算法步骤如下：首先采集一组不同光照情况下的模组图片估算出每张图片中螺纹孔区域灰度值的变化范围(i0～in)；取变化阈值t0≥in-i0；每次拍摄好图片之后，首先对图片进行遍历，记录每一个像素点的灰度值，并进行比较，获取图像中的最小灰度值im；取图像分割阈值t＝im+t0；利用阈值t对图像进行初步二值化分割；

进行边缘检测；

进行螺纹孔位置检测，用霍夫圆检测算法来确定模组上螺纹孔位置。