[发明专利]一种玻璃管智能上料系统及其上料方法

说明书

本发明涉及玻璃瓶生产技术领域，具体公开了一种玻璃管智能上料系统及其上料方法；本系统是基于视觉引导的工业机器人进行玻璃管反复抓取作业；在机器人工作之前，先通过工业相机实时采集图像转换为数字图像传输至工控计算机算法系统，算法软件在极短的时间内计算出下一根待抓取玻璃管位置信息并通过工业通讯协议发送给机器人，然后机器人根据接收到的位置信息进行精准抓取玻璃管作业，直至当前料架玻璃管被全部抓取完毕之后，系统自动切换料架。这样工人只需要把一捆玻璃管放置到料架然后拆开包装，剩余工作都由上管系统完成，大大减少了工作量，同时减少玻璃管上料过程的磨损，帮助企业节省人工成本并提高原材料利用率，市场竞争力很强。

技术领域

本发明涉及玻璃管上料技术领域，特别是涉及一种玻璃管智能上料系统及其上料方法。

背景技术

首先，当前制瓶车间玻璃管上料有两种方式：一种由工人从一捆玻璃管中手工取出然后一根根插入到正在运转的转盘中，然后转盘带着玻璃管进入下一步工序，工人需要频繁上下梯子进行插管作业，工作量大且存在安全风险。另一种链式自动上料，它依赖于滚动的链条把玻璃管传输至一定高度，再用机构把玻璃管竖起吸入到等候区，最后利用设备将等候区玻璃管推入到转盘卡槽，这种方式虽然不需要工人手工上料，但是链条传送波管会对其表面造成摩擦损伤。

其次，不依赖机器视觉的机器人要完成上管作业作，必须对其进行精确逐点示教，才能一步一步的按照固定程序执行。在这过程中，工件相对于机器人的初始位姿(位置和姿态)和终止位姿必须是事先规定的，但很多情况下，特别是流水线上料场合，工件的位姿常常是不固定的，非常容易变化。导致实际目标工件的位姿与理想工件位姿总是有偏差的，这种偏差哪怕很小但是误差累计后会导致机器人抓取任务失败，大大影响了机械手抓取的稳定性、准确性和安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对繁琐的人工上料以及链式上料磨损问题，车间智能上管系统利用工业相机实时采集图像经过算法软件运算得到待抓取波管位置发送机器手，使机器手在车间复杂多变的工作环境下仍然能够进行准确抓取波管进行上料：

一种玻璃管智能上料系统，包括光源、相机、远心镜光学模组、机械手、计算机、中央控制器以及带有工作台的设备主体，计算机和中央控制器集成于设备主体内，机械手安装于设备主体上，光源和相机分别位于工作台两侧，玻璃管置于工作台上，玻璃管与相机之间的设备主体上还设有远心镜光学模组。

一种玻璃管智能上料系统的上料方法，包括以下步骤：

步骤一：智能上管系统输入：通过相机实时采集玻璃管图像，由中央控制器发送脉冲信号触发相机采集图片，图片信号由相机内部系统转化为数字图像输入到中央控制器；

步骤二：对图像进行预处理：数字图像信号由中央控制器中进行算法计算的图像，通过计算机加载的软件算法系统，进行灰度校正、噪声过滤等图像预处理；

步骤三：预处理后的图像进行算法计算：预处理完后，进行外接矩形以及椭圆圆度的特征提取，最后根据特征进行图像搜索找圆，并根据结果进行过滤和筛选，得到机器人需要的玻璃管坐标信息；

步骤四：像素坐标转化机器人坐标：通过9点标定得到图像坐标与机器人坐标之间的转换矩阵，将玻璃管在图像中像素坐标转化为机器人位置坐标，机器人通过该坐标进行运动学逆解，得到关节运动信息；

步骤五：规划路径并控制机械手进行目标玻璃管的抓取，实现玻璃管上料。。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明公开的智能上管系统有效地利用机器人取代人工进行插管作业，工人只需把一捆玻璃管放置在固定位置，启动上管系统，系统与机器人进行实时通信发送待抓取玻璃管位置，然后机器人根据接收到的位置信息精准抓取玻璃管插入主机卡槽。这样完全实现了基于视觉自动化上管作业，一个工人可以负责看管几条生产线，只需在应急情况下手工干预即可，大大减少工人工作量，极大地提高了车间生产效率。