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工业机械手设计-机械手视觉将逐步取代人眼来执行各种测量和判断

发布日期:2020-04-14


摘要:机械手视觉,行业内每个人看到视觉一词都会想到机器视觉的概念。那么让我来介绍一下机械手在工业应用上如何使用机器视觉系统完成自动化组装。


      机器视觉系统是用机械手代替人眼来进行各种测量和判断。它是计算机科学的重要分支。它集成了光学,机械,电子,计算机硬件和软件中的技术,涉及许多领域,例如计算机,图像处理,模式识别,人工智能,信号处理,光机械集成等。图像处理和模式识别等技术的迅速发展也极大地促进了机器视觉的发展。

机械手视觉系统

一:了解机械手视觉系统

       一般来说,机器手视觉系统包括照明系统,镜头,照相机系统和图像处理系统。对于每种应用,我们都需要考虑系统的运行速度和图像的处理速度,是否使用彩色或黑白相机,是否要检测目标的尺寸或目标是否有缺陷,需要多大的视野,需要多高的分辨率,以及需要多少对比度,等等。从功能的角度来看,经典的机器视觉系统可以分为:图像获取部分,图像处理部分和运动控制部分。


二:机械手视觉系统的优势:


1.非接触式测量不会对观察者和被观察者造成任何损害,从而提高了系统的可靠性。

2.它具有更宽的光谱响应范围,例如,使用人眼不可见的红外测量,扩大了人眼的可视范围。

3.长时间稳定工作,人类很难长时间观察同一物体,并且机器视觉可以长时间执行测量,分析和识别任务。

4.机器视觉系统的应用领域越来越广泛。它已广泛应用于工业,农业,国防,交通,金融,甚至体育,娱乐等行业。可以说,它已经渗透到我们生活,生产和工作的各个方面。



三:视觉机械手的工作原理



       机械手视觉硬件主要包括两部分:图像采集和视觉处理。图像采集由照明系统,视觉传感器,模数转换器和帧存储器组成。机械手视觉通过视觉传感器获取环境的二维图像,通过视觉处理器对其进行分析和解释,然后将其转换为符号,从而使机械手能够识别物体并确定其位置。

完整的机器视觉系统的主要工作流程如下:

1.工件定位检测器检测到物体已移动到靠近摄像系统视场中心的位置,并将触发脉冲发送到图像采集部件。

2.图像获取部分根据预设的程序和延迟分别向照相机和照明系统发送启动脉冲。

3.照相机停止扫描并重新开始新的帧扫描,或者照相机在开始脉冲到达之前处于等待状态,并在开始脉冲到达之后开始帧扫描。

4.在相机开始新的帧扫描之前,请打开曝光机制。曝光时间可以预先设定。

5.另一个启动脉冲打开照明灯。灯的开启时间应与相机的曝光时间匹配。

6.照相机曝光后,正式开始扫描和输出一帧图像。

7.图像获取部分接收模拟视频信号并通过A / D将其数字化,或直接接收由摄像机数字化的数字视频数据。

8.图像获取部分将数字图像存储在处理器或计算机的存储器中。

9.处理器处理,分析并识别图像,以获得测量结果或逻辑控制值。

10.处理结果控制管道的操作,执行定位并纠正移动中的错误。


        从以上工作流程可以看出,机器视觉是一个相对复杂的系统。由于大多数系统监视对象是移动对象,因此系统与移动对象的匹配和协调动作尤为重要,因此对系统各部分的动作时间和处理速度提出了严格的要求。在诸如工业机械手,飞行物体引导等的一些应用领域中,对整个系统或系统的一部分的重量,体积和功耗有严格的
要求。


       通过上面的介绍,我相信每个人都对机械手视觉的优势和工作原理有所了解。 尽管目前在大型展览会上可以看到机械手视觉,但是技术的应用还不成熟。 然而,人们相信,在工业自动化应用的不断发展中,机器视觉将变得越来越普遍,并成为可以代替人们在自动化应用中使用的视觉的存在。



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