一种基于机器视觉的热管打标识别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于机器视觉的热管打标识别装置及方法，该装置包括底板、视觉识别机构、热管升降机构、热管传送夹取机构和控制器。其中视觉识别机构包含视觉处理模块：相机、镜头、光源和光源控制器；视觉识别机构、热管升降机构和热管传送夹取机构均安装在底板上，同时与控制器相连；其中视觉识别机构竖直安装；热管升降机构安装在视觉识别机构和热管传送夹取机构中间。本发明专利技术具有原理简单、使用方便，适应性强等优点。应性强等优点。应性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的热管打标识别装置及方法


[0001]本申请设计热管生产制造领域，具体涉及一种基于机器视觉的热管打标识别装置及方法。

技术介绍

[0002]机器视觉技术是一门涉及机械、光学、人工智能、图像处理、计算机科学等诸多领域的交叉学科。机器视觉主要使用计算机来模拟人的眼睛，从客观事物中提取目标信息，并进行相关处理；即通过机器代替人眼进行测量和判断。机器视觉也是将计算机视觉应用于工业自动化。
[0003]热管是一种高效的导热元件，主要应用在电子行业和诸多工业领域。由于热管在进行生产制造过程中，进行二次除气和压扁工艺时，热管已经是密封完毕的，操作者不能在外观上判断内部吸液芯的方向。因此，打标是在热管烧结工艺之后，为了辨别热管内部烧结吸液芯的位置方向而进行的添加标记的工艺，同时操作者在进行二次除气和压扁的工序时，操作者需要通过观察打标的位置来进行相关的操作，本装置和方法能够有效解决这个问题。为了替代人眼对打标的观察，设计了一种基于机器视觉来判断打标方向的装置，有效解决人工操作时操作者眼睛疲劳问题，同时可实现自动识别打标定位。

技术实现思路

[0004]基于此本申请的目的在于，提出了一种基于机器视觉的热管打标识别装置及方法，可实现自动完成热管打标方向识别过程，提高生产效率。
[0005]一种基于机器视觉的热管打标识别方法，包括底板、视觉识别机构、热管升降机构、热管传送夹取机构和控制器；
[0006]所述视觉识别机构、热管升降机构和热管传送夹取机构均安装在底板上，同时与控制器相连；
[0007]所述视觉识别机构竖直安装；
[0008]所述热管升降机构安装在视觉识别机构和热管传送夹取机构中间。
[0009]所述视觉识别机构包含有竖直安装板、相机、镜头、光源和背景底板；
[0010]所述相机与所述镜头相连，且竖直安装，所述相机安装在相机安装板上，同时所述相机安装板安装在Z轴滑台上，所述Z轴滑台通过两块短板安装在所述竖直安装板上，所述短板和所述竖直安装板所述通过连接板进一步连接。
[0011]所述光源为环形光源，且安装在两个光源安装条上，所述两个光源滑动安装条安装在滑动条上，所述滑动条和所述背景底板均滑动安装在所述竖直安装板上，所述背景底板安装在所述光源的下方；
[0012]所述两个光源安装条可在所述滑动条上一定范围内左右滑动，所述滑动条可在所述竖直安装板上一定范围内上下滑动，所述背景底板也可在所述竖直安装板上一定范围内上下滑动。
[0013]所述相机、所述镜头、光源和背景底板均安装在所述竖直安装板的同一侧。
[0014]所述视觉识别机构通过视觉安装底板安装在所述底板上，所述视觉安装底板和所述竖直安装板通过两个加强筋连接，同时所述视觉安装底板、加强筋与所述相机分别安装在所述竖直安装板的两侧。
[0015]所述热管升降机构包含有升降气缸、气缸安装板、底座、安装座、热管和前定位钣金；
[0016]所述升降气缸通过定位销安装在所述底板上，且竖直安装；所述气缸安装板通过定位销安装在所述气缸安装板上；所述底座通过下方的凹槽安装在所述气缸安装板上，所述安装座安装在所述底座上，同时所述安装座可根据热管的管径不同进行更换，所述底座可根据热管长度的不同安装在所述气缸安装板上的不同位置；所述定位钣金安装在所述气缸安装板一端，作为定位。
[0017]所述热管传送夹取机构包含有直线模组、XZ轴滑台、步进电机、滑环、气动夹爪和夹爪；
[0018]所述直线模组安装在所述底板上，所述XZ轴滑台安装在所述直线模组上，所述XZ轴滑台与所述直线模组之间通过模组安装板连接；滑台安装板安装在所述XZ轴滑台上，电机安装支架安装在所述滑台安装板上；所述步进电机与所述滑环分别安装在所述电机安装支架两侧；滑环轴与所述滑环相连，并通过轴承；所述轴承安装在所述电机安装支架内部；所述滑环轴与所述电机通过联轴器连接；滑环输出法兰安装在所述滑环的另一侧；夹爪安装板一和夹爪安装板二将所述滑环输出法兰与所述气动夹爪连接；所述气动夹爪安装在所述气动夹爪的上方；所述夹爪安装板二安装在所述气动夹爪和所述夹爪安装板一的上方；所述夹爪为两个，均安装在所述气动夹爪上；热管夹具为两个，分别安装在所述夹爪上。
[0019]所述控制器为雷赛运动控制器。
[0020]采用上述装置，进行一种基于机器视觉的热管打标识别方法，包括以下步骤：
[0021]首先调节光源在滑动条上的位置，使光源的中心位置与相机、镜头的中心位置重合；将一块白板放置在背景底板上，作为图像背景；之后将升降气缸上升，放上热管，并同时做好定位，驱动直线模组前进，至夹爪可夹住热管尾部后停止，并保持热管能够稳定夹持；若夹爪中心与热管中心位置不重合，通过调节XZ轴滑台微调中心点，使夹爪中心与热管中心重合；夹爪夹住热管之后，升降气缸下降，驱动直线模组继续前进，将热管打标位置转移至光源下方，调节光源的亮度、镜头的光圈大小、镜头的焦距、相机的高度、光源的高度和背景底板的高度，之后分别通过Z轴滑台和在竖直安装板后面通过螺栓进行固定，使热管打标位置在图像中成像清晰；旋转热管，在旋转的过程中观察图像中能清晰地看到打标的记号，而热管在背景以及环形光源的打光下过曝，呈现与背景相同的灰度，而只能看到打标的部分呈现黑色，复位所有元件，前期准备工作完毕；
[0022]保存前准备工作中各部件的位置不动，首先将直线模组回到右端原点位置、气动夹爪处于张开状态，将升降气缸上升，热管放置在两个安装座上，安装座的规格根据热管的直径大小进行更换、同时根据热管的长度可在气缸安装板上选择合适的安装位置，通过定位钣金作为前端定位，放置好热管；
[0023]驱动直线模组前进，至夹爪能到夹住热管尾部一段距离后停止，并保持热管能够稳定夹持；保证夹爪已经夹住热管之后，将升降气缸下降，之后再次驱动直线模组前进至热
管打标部分大致处于相机视野中心位置后停止，之后同时触发相机实时采集指令以及步进电机旋转指令；在步进电机旋转的同时，相机实时采集图像，并实时处理图像，在处理图像时，针对图像中打标位置绘制ROI，ROI大小可相对打标记号的大小进行扩大，在ROI内部进行二值化，显示出打标的灰度，而热管非打标位置的颜色与背景颜色相同，灰度均为255，实时计算ROI内部二值化后面积的大小，若打标位置完全朝上，则此时的面积为最大值；控制步进电机旋转一圈后停止，同时结束相机实时采集指令；针对相机实时处理图像时获取的最大面积所对应的那张图片序号，结合帧率的大小，即计算步进电机所需要继续旋转的角度，进一步通过步进电机单圈脉冲数，即计算还需发送的脉冲数；之后再次驱动步进电机旋转至所需旋转角度即可停止；
[0024]步进电机旋转完毕后，控制直线模组退回至热管原位置即可。
[0025]本专利技术所述的基于机器视觉的热管打标识别方法及装置，具有通过机器视觉自动识别热管打标方向的优点。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的一种基于机器视觉的热管打标识别装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的热管打标识别装置，其特征在于，包括底板(1)、视觉识别机构(2)、热管升降机构(3)、热管传送夹取机构(4)和控制器；所述视觉识别机构(2)、热管升降机构(3)和热管传送夹取机构(4)均安装在底板(1)上，同时均与控制器相连；所述视觉识别机构(2)竖直安装；所述热管升降机构(3)安装在视觉识别机构(2)和热管传送夹取机构(4)中间。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的热管打标识别装置，其特征在于：所述视觉识别机构(2)包含有竖直安装板(15)、相机(10)、镜头(11)、光源(13)和背景底板(14)；所述相机(10)与所述镜头(11)相连，且竖直安装，所述相机(10)安装在相机安装板(20)上，同时所述相机安装板(20)安装在Z轴滑台(19)上，所述Z轴滑台(19)安装在两块短板(21)上，所述短板(21)通过连接板(22)和所述竖直安装板(15)连接。3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的热管打标识别装置，其特征在于：所述光源(13)为环形光源，且安装在两个光源安装条(12)上，所述两个光源安装条(12)滑动的安装在滑动条(18)上，所述滑动条(18)和所述背景底板(14)均滑动的安装在所述竖直安装板(15)上，所述背景底板(14)安装在所述光源(13)的下方；所述两个光源安装条(12)可在所述滑动条(18)上一定范围内左右滑动，所述滑动条(18)可在所述竖直安装板(15)上一定范围内上下滑动，所述背景底板(14)也可在所述竖直安装板(15)上一定范围内上下滑动；所述相机(10)、所述镜头(11)、所述光源(13)和所述背景底板(14)均安装在所述竖直安装板(15)的同一侧。4.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的热管打标识别装置，其特征在于：所述视觉识别机构(2)通过视觉安装底板(16)安装在所述底板(1)上，所述视觉安装底板(16)和所述竖直安装板(15)通过两个加强筋(17)连接，同时所述视觉安装底板(16)、加强筋(17)与所述相机(10)分别安装在所述竖直安装板(15)的两侧。5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的热管打标识别装置，其特征在于：所述热管升降机构(3)包含有升降气缸(30)、气缸安装板(31)、底座(32)、安装座(33)、热管(34)和前定位钣金(35)；所述升降气缸(30)通过定位销安装在所述底板(1)上，且竖直安装；所述气缸安装板(31)通过定位销安装在所述气缸安装板(31)上；所述底座(32)通过下方的凹槽安装在所述气缸安装板(31)上，所述安装座(33)安装在所述底座(32)上，同时所述安装座(33)根据热管的管径不同进行更换，所述底座(32)根据热管长度的不同安装在所述气缸安装板(31)上的不同位置；所述定位钣金(35)安装在所述气缸安装板(31)一端，作为定位。6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的热管打标识别装置，其特征在于：所述热管传送夹取机构(4)包含有直线模组(40)、XZ轴滑台(42)、步进电机(41)、滑环(45)、气动夹爪(51)和夹爪(49)；所述直线模组(40)安装在所述底板(1)上，所述XZ轴滑台(42)安装在所述直线模组(40)上，所述XZ轴滑台(42)与所述直线模组(40)之间通过模组安装板(41)连接；滑台安装板(43)安装在所述XZ轴滑台(42)上，电机安装支架(42)安装在所述滑台安装板(43)上；所述步进电机(41)与所述滑环(45)分别安装在所述电机安装支架(42)两侧；滑环轴(44)与所
述滑环(45)相连，并通过轴承(52)；所述轴承(52)安装在所述电机安装支架(42)内部；所述滑环轴(44)与所述电机通过联...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，刘腾远，韩皓庭，李乐，唐新开，唐永霞，
申请(专利权)人：广东德镒盟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：