一種用於LED燈絲點焊校正的視覺檢測系統及檢測方法與流程

2024-04-03 17:42:05 1

本發明涉及智能控制技術領域，具體涉及一種用於led燈絲點焊校正的視覺檢測系統及檢測方法。

背景技術：

進入21世紀，能源消耗、資源短缺和環境惡化等問題席捲全球，成為影響世界經濟和社會發展的主要矛盾。led燈具替換傳統照明燈是節能環保的必然趨勢，因此近年來led燈具需求量越來越大。led燈絲是led燈具的核心部件，目前國內led燈絲的生產製作主要以人工為主，效率低，質量良莠不齊，產能無法得到提升，由此造成led燈具成本高。

led燈絲的生產最關鍵的兩個環節就是點焊與不良品的篩選。由於led燈絲非常細，且容易變形，點焊過程中對焊接的位置和燈絲的形狀要求十分嚴格。雖然目前國內焊接機器人發展迅猛，但是對於這種精密焊接的機器人十分少見，而國外此類機器人價格昂貴，大大增加了生產成本，因此目前國內普遍採用人工焊接的方式。人工焊接過程中很難保證燈絲不發生位移和形變，這樣很難確保燈絲的質量，生產效率也十分低下。焊接之後的燈絲一定要進行檢測，目前都是採用人工檢測的方式，檢測結果受到工人的工作狀態的影響，也會存在一些人為誤判的情況，檢測效率也不高。因此目前led燈絲的生產技術在量和質的方面均滿足不了市場的需求。

技術實現要素：

本發明的首要目的在於克服現有以人工操作為主的led燈絲生產方式效率低下、產品精度不高、質量不穩定等問題，提供一種用於led燈絲點焊校正的視覺檢測系統，該檢測系統既能在led燈絲點焊過程中進行燈絲位置的自動校正功能，提高焊接精度，又能在不良品分揀過程中實現高速視覺檢測功能，提高不良品的分揀速度與準確度。

本發明的另一目的在於克服現有技術的不足，提供一種用於led燈絲點焊校正的視覺檢測系統的檢測方法，該方法能達到提高產品質量和生產效率的目的。

本發明的第一個目的可以通過採取如下技術方案達到：

一種用於led燈絲點焊的視覺檢測系統，所述視覺檢測系統包括：plc控制器、圖像採集卡、第一位置傳感器、第二位置傳感器、校正機械手、分揀機械手、第一led光源、第二led光源、第一光學鏡頭、第二光學鏡頭、第一ccd相機、第二ccd相機；

所述圖像採集卡、所述第一位置傳感器、所述第二位置傳感器、所述校正機械手、所述分揀機械手與所述plc控制器相連；

所述第一位置傳感器和所述第二傳感器分別安裝在led燈絲點焊處與分揀處，用於採集led燈絲的位置信息並傳送給所述plc控制器；

所述第一ccd相機、所述第二ccd相機、所述第一led光源、所述第二led光源與所述圖像採集卡相連，所述圖像採集卡控制所述第一led光源與所述第二led光源的開關從而配合ccd相機的採集工作，所述第一ccd相機採集led燈絲焊接過程中的圖像數據並將其傳送給所述圖像採集卡，所述第二ccd相機採集焊接之後的led燈絲圖像數據將其傳送給所述圖像採集卡；

所述plc控制器與所述圖像採集卡獲取來自所述圖像採集卡處理的結果後控制所述校正機械手與所述分揀機械手進行相應的操作，所述校正機械手用於校正被檢測物體的位姿，所述分揀機械手用於分揀焊接之後的次品。

進一步地，所述plc控制器與所述圖像採集卡通過rs232總線進行連接。

進一步地，所述視覺檢測系統還包括：第一光學鏡頭、第二光學鏡頭，所述第一光學鏡頭、所述第二光學鏡頭分別安裝在所述第一ccd相機、所述第二ccd相機的前端。

進一步地，所述第一位置傳感器和所述第二位置傳感器向所述plc控制器發送被檢測物體到位脈衝信號。

進一步地，所述校正機械手採用六軸關節機器人，機械手末端裝有精密夾具，可以快速穩定夾住led燈絲。

進一步地，所述分揀機械手採用五軸關節機器人，根據所述plc控制器發送的命令將不合格led燈絲分揀出去。

本發明的另一個目的可以通過採取如下技術方案達到：

一種用於led燈絲點焊的視覺檢測方法，所述視覺檢測方法包括：

步驟s1、第一位置傳感器當檢測到採集對象1達到指定焊接位置時向plc控制器發送「探測到被檢測物體」的脈衝信號；

步驟s2、plc控制器經過運算後向圖像採集卡發送觸發信號，圖像採集卡檢測到觸發信號後會向第一ccd相機發出採集圖像命令，第一ccd相機採集led燈絲焊接過程中的圖像數據並將其傳送給圖像採集卡；

步驟s3、圖像採集卡將圖像信號經過處理之後得到位置偏差信號傳遞給plc控制器，plc控制器將位置偏差信號處理之後給校正機械手發送校正信號；

步驟s4、校正機械手根據plc控制器的命令調整燈絲的位置和角度；

步驟s5、採集對象1進行校正之後繼續進入圖像採集環節，直到採集對象1的位置偏差值在允許的範圍內，將採集對象1轉移到不良品分揀工位，此時稱其為採集對象2；

步驟s6、第二位置傳感器當檢測到採集對象2達到指定分揀位置時向plc控制器發送「探測到被檢測物體」的脈衝信號；

步驟s7、plc控制器經過運算後向圖像採集卡發送觸發信號，圖像採集卡檢測到觸發信號後會向第二ccd相機發出採集圖像命令，第二ccd相機採集led燈絲焊接過程中的圖像數據並將其傳送給圖像採集卡；

步驟s8、圖像採集卡將圖像信號經過處理之後將採集對象2是否合格的信號反饋給plc控制器，當plc控制器接收到採集對象2不合格的信號時將向分揀機械手發出命令；

步驟s9、分揀機械手根據plc控制器的命令對不良品進行分揀。

進一步地，所述視覺檢測方法包括：

所述圖像採集卡檢測到觸發信號後會向第一ccd相機發出採集圖像命令的同時，控制第一led光源的打開。

進一步地，所述圖像採集卡檢測到觸發信號後會向第二ccd相機發出採集圖像命令的同時，控制第二led光源的打開。

本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果：

本發明提供的一種用於led燈絲點焊的視覺檢測系統，既能在led燈絲點焊過程中進行燈絲位置的自動校正功能，提高焊接精度，又能在不良品分揀過程中實現高速視覺檢測功能，提高不良品的分揀速度與準確度。

附圖說明

圖1是本發明中公開的一種用於led燈絲點焊校正的視覺檢測系統的結構框圖；

圖2是本發明中公開的一種用於led燈絲點焊校正的視覺檢測方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例一

如圖1所示，一種用於led燈絲點焊的視覺檢測系統，包括：plc控制器、圖像採集卡、第一位置傳感器、第二位置傳感器、校正機械手、分揀機械手、第一led光源、第二led光源、第一光學鏡頭、第二光學鏡頭、第一ccd相機、第二ccd相機。所述第一ccd相機、所述第二ccd相機、所述第一光學鏡頭、所述第二光學鏡頭、所述第一led光源、所述第二led光源共同組成視覺採集系統，對焊接過程與分揀過程的產品進行圖像採集。

所述圖像採集卡與所述第一led光源與所述第二led光源、所述第一ccd相機與所述第二ccd相機直接相連，所述圖像採集卡控制所述第一led光源與所述第二led光源的開關從而配合ccd相機的採集工作，採集到的圖像數據將會在圖像採集卡中進行處理。所述第一位置傳感器和所述第二傳感器分別安裝在led燈絲點焊處與分揀處，與所述plc控制器直接相連，負責採集led燈絲的位置信息並傳送給所述plc控制器。其中，所述第一位置傳感器和所述第二位置傳感器向所述plc控制器發送被檢測物體到位脈衝信號

所述plc控制器與所述圖像採集卡通過rs232總線進行連接，獲取來自所述圖像採集卡處理的結果後控制校正機械手與分揀機械手進行相應的操作，從而完成led燈絲的精準焊接與快速分揀。

所述校正機械手用於校正被檢測物體的位姿，所述分揀機械手用於分揀焊接之後的次品。

其中，所述校正機械手採用六軸關節機器人，機械手末端裝有精密夾具，可以快速穩定夾住led燈絲。

所述分揀機械手採用五軸關節機器人，與plc控制器實時通信，根據plc發送的命令將不合格led燈絲分揀出去。

所述第一光學鏡頭和所述第二光學鏡頭分別按照在所述第一ccd相機和所述第二ccd相機的前端。所述第一ccd相機採集led燈絲焊接過程中的圖像數據並將其傳送給所述圖像採集卡。所述第二ccd相機採集焊接之後的led燈絲圖像數據將其傳送給所述圖像採集卡。

所述圖像採集卡能實時接收來自ccd相機採集到的圖像數據，並採用模板匹配算法進行圖像處理，將處理之後的結果發送到plc控制器。

實施例二

如圖2所示，一種用於led燈絲點焊校正的視覺檢測方法，具體工作流程如下：當採集對象1達到指定焊接位置時，第一位置傳感器會向plc控制器發送「探測到被檢測物體」的脈衝信號，plc控制器經過運算後向圖像採集卡發送觸發信號，圖像採集卡檢測到此信號後會立即向第一ccd相機發出採集圖像命令，並同時控制第一led光源的打開。第一ccd相機把採集到的圖像信號傳回給圖像採集卡，圖像採集卡將圖像信號經過處理之後得到位置偏差信號傳遞給plc控制器，plc控制器將位置偏差信號處理之後給校正機械手發送校正信號，採集對象進行校正之後繼續進入圖像採集環節，直到採集對象1的位置偏差值在允許的範圍內，將採集對象1轉移到不良品分揀工位，此時稱其為採集對象2。第二位置傳感器接收到採集對象2的信號後向plc控制器發送「探測到被檢測物體」的脈衝信號，plc控制器經過運算後向圖像採集卡發送觸發信號，圖像採集卡檢測到此信號後會立即向第二ccd相機發出採集圖像命令，並同時控制第二led光源的打開。第二ccd相機把採集到的圖像信號傳回給圖像採集卡，圖像採集卡將圖像信號經過處理之後將採集對象2是否合格的信號反饋給plc控制器，當plc控制器接收到採集對象2不合格的信號時將向分揀機械手發出命令，將不合格品分揀出去。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。