1.一种基于OpenCV视觉处理的机器人滚轮自动装配系统,其特征在于,包括人机交互系统、远程监控系统、PLC主控系统、机器人控制系统和视觉处理系统;
所述远程监控系统与人机交互系统连接,具有UG MCD机电概念设计平台仿真、控制数据交互、生产状态实时监控功能,所述人机交互系统还与PLC主控系统连接,具有用户权限管理、参数设置与管理、生产工艺管理功能,所述PLC主控系统还与机器人控制系统和视觉处理系统连接,具有机器人程序调度控制、冲压气缸运动控制、装配工作流程控制功能,所述机器人控制系统具有位置数据通讯管理、RAPID程序轨迹运动、报警信息及异常管理功能,所述视觉处理系统具有相机图像采集、图像前置处理、图像特征识别、图像模板匹配、视觉处理数据通讯功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于OpenCV视觉处理的机器人滚轮自动装配系统,其特征在于:所述人机交互系统与远程监控系统之间通过TCP/IP通讯技术实现控制数据交互,所述PLC主控系统与人机交互系统通过ETHERCAT通讯技术实现实时生产数据通讯,所述机器人控制系统通过标准I/O板卡DSQ652与PLC进行输入输出信号通信,所述视觉处理系统与PLC主控系统通过TCP/IP通讯。
3.根据权利要求1所述的一种基于OpenCV视觉处理的机器人滚轮自动装配系统,其特征在于:还包括自动装配设备,自动装配设备包括基台,和设置在基台上的控制面板(1)、原料工位转盘(2)、轴承压装机构(3)、六轴机器人(4)、轴承检测机构(5)、卡簧检测机构(6)、卡簧压装机构(7)。
4.应用于权利要求3所述的一种基于OpenCV视觉处理的机器人滚轮自动装配系统的装配方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:所述控制面板(1)启动装配流程,通过六轴机器人(4)移动至原料转盘工位(2)的上方,完成滚轮底座取料;
步骤二:原料转盘工位(2)旋转到下一工位,并将滚轮底座原料放入轴承压装机构(3)的待装工位,通过六轴机器人(4)完成轴承取料后,轴承压装机构(3)将轴承压入滚轮底座;
步骤三:六轴机器人(4)移动压装后的滚轮至轴承检测机构(5)下方进行拍照,并将照片传输到视觉处理系统进行图像识别,若识别失败则放入不合格产品区,若识别成功则放入卡簧压装机构(7)中完成卡簧装配;
步骤四:最后六轴机器人(4)将成品移至卡簧检测机构(6)的下方,进行卡簧识别,识别成功后将成品入库完成装配工作,否则放入废品区。
5.根据权利要求4所述的一种基于OpenCV视觉处理的机器人滚轮自动装配系统的装配方法,其特征在于:所述步骤三中图像识别方法包括如下步骤:S100、通过相机拍摄,获取安装有轴承及卡簧的滚轮标准件图像;
S200、对所述滚轮标准件图像进行图像处理,得到用于后续匹配的模板轮廓;
S300、通过相机拍摄,获取冲压后的滚轮带检测图像;
S400、对所述S300步骤得到的待检测图像进行与S200步骤相同的方式进行图像中处理,提取待检测图像轮廓;
S500、对所述S200步骤得到的目标轮廓与所述S400步骤得到的待检测轮廓进行轮廓形状匹配,匹配方法如下:A B
hi:目标轮廓的Hu不变距,hi:待检测轮廓的Hu不变距。
6.根据权利要求5所述的一种基于OpenCV视觉处理的机器人滚轮自动装配系统的装配方法,其特征在于:所述步骤S200还包括具体如下步骤:S210、由于光照、遮挡和阴影影响,为将检测轴承图像从设备、滚轮体背景中清晰分割,根据以下公式将滚轮图像从RGB转换为HSV颜色空间:V=max(R,G,B);
S220、根据所述S210步骤得到的HSV颜色空间H色调值,对诉述滚轮图像进行二值化处理,提取滚轮中心轴承图像:S230、对所述S220步骤得到的二值化图像进行闭运算,即先膨胀运算再腐蚀运算,将细微断开的图块连接,替补图像中的小孔,在保持目标图像位置和形状情况下,是图像更光滑,实现去噪:dilate(x,y)=min(x',y'):element(x',y')≠0src(x+x',y+y')erode(x,y)=max(x',y'):element(x',y')≠0src(x+x',y+y');
close(x,y)=erode(dilate(x,y))
S240、对所述S230步骤得到的闭运算图像应用Canny算子进行边缘检测,依次通过高斯滤波、像素梯度计算、非极大值抑制、滞后阈值处理和孤立弱边缘抑制等操作提取边缘轮廓;
S250、对所述S240步骤得到的边缘轮廓进行圆度检测,提取目标轴承图像的圆形轮廓,圆度根据以下方法计算:P:轮廓质心,Pi:轮廓点,Num:轮廓点总数,Dis:轮廓点到质心的平均距离,Sig:轮廓点到质心的距离与平均距离的误差,Round:圆度值。