船舶小組立工件定位系統技術方案

一種船舶小組立工件定位系統，包括CCD面陣相機視覺定位系統，CCD面陣相機視覺定位系統包括相機(4)、圖像采集卡(5)、處理器(6)、控制機構(7)；設置視覺定位模塊(3)，視覺定位模塊(3)上設置識別圓點(304)；工作時視覺定位模塊(3)放置在工件底板(2)的至少兩邊上。本實用新型專利技術滿足高效率、高精度、易保養、易操作、兼容性好、牢固性好、水平度好、可重復利用的要求。

【技術實現步驟摘要】
船舶小組立工件定位系統
本技術涉及焊接工作平臺、小組立工件、機器視覺、照明光源、大跨度移動平臺以及軟硬件控制等，實現高效率、高精度、多工件視覺定位的系統。
技術介紹
目前船舶船廠的工件定位系統主要分為兩大類：一、CCD面陣相機視覺定位系統：船廠將工件放在焊接工作平臺上，多個CCD面陣相機和輔助照明光源安裝在龍門架上。相機隨著龍門移動通過拍照，視覺軟件運用內置的邊緣檢測算法功能直接提取工件的外輪廓邊沿，確定工件的坐標位置，完成定位工作。二、激光輪廓傳感器：船廠將工件放在焊接工作平臺上，多個激光輪廓傳感器并排安裝在龍門架上。3D激光掃描相機隨著龍門移動通過線激光掃描直接獲取返回的信息生成三維模型，通過運算算法進行定位分析，獲取到工件的三維立體坐標信息。在經濟快速發展的時代，船舶的產量越來越大，不同類型的工件越來越多。機器視覺需要更大的兼容性兼容不同類型與規格的工件，才能更好的解決焊接行業視覺定位的需求。CCD面陣相機缺陷：CCD面陣相機視覺定位系統想要直接提取工件的外輪廓，需要先對焊接工作平臺進行刷漆，使得工作平臺的顏色與工件的顏色產生差異化比較大的對比度。CCD面陣相機才能穩定識別工件的輪廓。但是由于工件很大，在擺放工件或者撤離工件的時候，工件與平臺發生碰撞，平臺的背景很容易被刮花，直接導致出現很多的直線刮痕產生干擾，會直接造成相機識別輪廓線特征出現錯誤。在生產過程中工人可以隨時進行維護保養，但是會直接導致生產效率的降低，大大增加人工維護成本。激光輪廓傳感器缺陷：目前市場上主流的激光輪廓傳感器的測量高度只能在600mm以下，但是目前船廠主流的小組立和中組立的工件垂直立板的高度都在600mm以上，這就會直接造成很多類型的工件直接無法進行視覺掃描定位。同時由于激光輪廓傳感器打出的光線為扇形，如果掃描的工件立板很高，底板的邊沿很接近立板，會導致原本掃描底板的激光被立板擋住，造成信息掃描不完整，定位不準確。由于船廠大部分的工件尺寸都很大，所以龍門架就必須要很寬，需要配置很多個激光輪廓傳感器在龍門架上，才能掃描完工作平臺的工件。3D激光輪廓傳感器的成本非常昂貴，視野范圍很小，物距很小，所以運用3D激光輪廓傳感器的方案還需要單獨配置一個升降臺，在掃描的時候配合下降高度，整體的解決方案成本非常高。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種易保養、易操作的船舶小組立工件定位系統。本技術為達到上述目的所采用的一個技術方案是：一種船舶小組立工件定位系統，包括CCD面陣相機視覺定位系統，CCD面陣相機視覺定位系統包括相機、圖像采集卡、處理器、控制機構；設置視覺定位模塊，視覺定位模塊上設置識別圓點；工作時視覺定位模塊放置在工件底板的至少兩邊上，相機設置在工件底板的上方。進一步地，視覺定位模塊包括底座、面蓋，面蓋上設有識別圓點，面蓋通過緊固件固定在底座上，底座的底面上設置一靠臺，靠臺一側與工件底板接觸的接觸底面上至少設有三個觸點。進一步地，視覺定位模塊上設置磁鐵，底座上設有安置磁鐵的凹槽，凹槽通過面蓋封閉。進一步地，在靠臺與接觸底面交界處設置避讓槽。更進一步地，避讓槽為圓槽。進一步地，在靠臺上面對接觸底面與工件底板接觸的一側設置方形槽，形成平行觸靠點。更進一步地，在接觸底面至少設置四個觸點。本技術滿足高效率、高精度、易保養、易操作、兼容性好、牢固性好、水平度好、可重復利用的要求。附圖說明圖1是本技術較佳實施例的示意圖；圖2是本技術較佳實施例之視覺定位模塊的分解圖；圖3是本技術較佳實施例之視覺定位模塊的另一角度分解圖；圖4是本技術較佳實施例之視覺定位模塊的示意圖。具體實施方式下面將結合附圖及實施例對本技術作進一步說明：如圖1和圖2所示，一種船舶小組立工件定位系統，包括CCD面陣相機視覺定位系統，CCD面陣相機視覺定位系統包括相機4、圖像采集卡5、處理器6、控制機構7；設置視覺定位模塊3，視覺定位模塊3上設置識別圓點304；工作時視覺定位模塊3放置在工件底板2的至少兩邊上。控制機構7發出啟動指令，CCD面陣相機視覺定位系統啟動，相機4通過拍照視覺定位模塊3，圖像采集卡5獲取到視覺定位模塊3的圖像信息并傳送至處理器6進行處理，獲取工件邊沿上的坐標。視覺定位模塊3包括底座301、面蓋302，面蓋302上設有識別圓點304，面蓋302通過緊固件固定在底座301上，底座301的底面上設置一靠臺311，靠臺一側與工件底板接觸的接觸底面上至少設有三個觸點312。在接觸底面至少設置四個觸點312。識別圓點304呈啞光白色，面蓋302呈啞光黑色。小組立工件擺放到焊接工作平臺1上，在工件底板2的邊沿擺放上視覺定位模塊3。由于焊接工作平臺1底板的顏色與工件底板2的顏色值很接近，所以視覺定位模塊3運用黑與白的極端灰度差可以達到最好的對比效果。視覺定位模塊3表面采用啞光材料的設計，不易受外部強烈光源的影響，視覺采集可以穩定提取特征。視覺定位模塊3上設置磁鐵303，底座301上設有安置磁鐵的凹槽308，凹槽308通過面蓋302封閉。在視覺定位模塊3中間增加磁鐵303使視覺定位模塊3具備磁性，通過磁鐵303與工件底板2的磁性吸力作用很好的將視覺定位模塊3固定在工件底板2上。在靠臺311與接觸底面交界處設置避讓槽309。本實施例中，避讓槽309為圓槽。在工件底板2與視覺定位模塊3互相接觸的拐角處設計了避讓圓槽，因為工件底板2的材料是切出來的，必然會有存在毛刺，所以避讓圓槽的設計可以有效的在視覺定位模塊3貼合工件底板2的時候避開毛刺，達到完全貼合的效果。在靠臺311上面對接觸底面與工件底板接觸的一側設置方形槽313，形成平行觸靠點。在靠臺311上面對接觸底面與工件底板接觸的一側設置窄方槽314，形成至少四個平行觸靠點。在視覺定位模塊3與工件底板2接觸的兩個接觸面分別設置了觸點、觸靠點，可以有效避開工件底板2表面的毛刺，以點對面的形式更容易保證視覺定位模塊3與工件底板2的平行貼合度。貼合度越平行越有利于相機4的鏡頭拍攝到的視覺定位模塊3的特征值更準確。船舶小組立工件定位系統可以實現高效、穩定、快速對工件的定位，兼容所有矩形底板的工件。本技術滿足高效率、高精度、易保養、易操作、兼容性好、牢固性好、水平度好、可重復利用的要求。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種船舶小組立工件定位系統，包括CCD面陣相機視覺定位系統，CCD面陣相機視覺定位系統包括相機(4)、圖像采集卡(5)、處理器(6)、控制機構(7)；其特征在于：設置視覺定位模塊(3)，視覺定位模塊(3)上設置識別圓點(304)；工作時視覺定位模塊(3)放置在工件底板(2)的至少兩邊上，相機(4)設置在工件底板(2)的上方。/n

【技術特征摘要】
1.一種船舶小組立工件定位系統，包括CCD面陣相機視覺定位系統，CCD面陣相機視覺定位系統包括相機(4)、圖像采集卡(5)、處理器(6)、控制機構(7)；其特征在于：設置視覺定位模塊(3)，視覺定位模塊(3)上設置識別圓點(304)；工作時視覺定位模塊(3)放置在工件底板(2)的至少兩邊上，相機(4)設置在工件底板(2)的上方。


2.根據權利要求1所述的船舶小組立工件定位系統，其特征在于：視覺定位模塊(3)包括底座(301)、面蓋(302)，面蓋(302)上設有識別圓點(304)，面蓋(302)通過緊固件固定在底座(301)上，底座(301)的底面上設置一靠臺(311)，靠臺一側與工件底板接觸的接觸底面上至少設有三個觸點(312)。


3.根據權利要求2所述的船舶小組立工件定位系統，其特征在于：視覺定位模塊(3)上設置磁鐵(303)，底座(301)上設有安置磁鐵的凹槽(308)，凹槽(308)通過面蓋(302)封...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郝富強，廖昌葉，
申請(專利權)人：深圳市鯤鵬智能裝備制造有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44