一种基于点胶路径的点胶系统的制作方法

1.本发明涉及点胶技术领域，特别涉及一种基于点胶路径的点胶系统。


背景技术：

2.点胶机又称涂胶机、滴胶机、打胶机、灌胶机等，是专门对流体进行控制，将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，被广泛应用于工业生产的各个行业。
3.目前，传统的模具表面特殊形状的点胶自动化程度低，穿透点胶靠手工操作完成，点胶效率较低。而要实现点胶的自动化生产，点胶机需要获知点胶路径，以根据点胶路径控制点胶阀喷头运动，实现自动点胶，而如何获取点胶路径成了本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种基于点胶路径的点胶系统，主要所要解决的技术问题是：如何获取点胶路径。
5.为达到上述目的，本点胶系统主要提供如下技术方案：
6.本发明的实施例提供一种基于点胶路径的点胶系统，包括：
7.图像采集模块，用于获取待点胶产品上目标区域的图像，所述目标区域包含待点胶区域；
8.待点胶区域轮廓提取模块，用于根据颜色特征提取目标区域图像内的待点胶区域的轮廓；
9.骨架路径生成模块，用于根据所述待点胶区域的轮廓生成骨架路径；
10.点胶路径生成模块，用于根据所述骨架路径，生成点胶路径。
11.可选的，所述图像采集模块包括待点胶产品图像采集模块、定位特征中心生成模块和目标区域图像生成模块；其中，
12.所述待点胶产品图像采集模块用于获取待点胶产品的图像，所述待点胶产品的图像包含产品上的定位特征以及所述目标区域；
13.所述定位特征中心生成模块用于根据所述定位特征，确定定位特征的中心a；
14.所述目标区域图像生成模块用于根据所述定位特征的中心a，使用设定模板剪切所述待点胶产品的图像，得到所述目标区域的图像；其中，所述设定模板的中心与所述定位特征的中心a重合，所述目标区域的图像与所述设定模板相对应。
15.可选的，当骨架路径为封闭轮廓时，所述骨架路径即为点胶路径；
16.当骨架路径为非闭合轮廓时，将骨架路径的端点沿骨架路径收缩5-8mm，得到所述点胶路径。
17.可选的，所述的基于点胶路径的点胶系统还包括第一参数获取模块、第二参数获取模块和点胶参数生成模块；
18.所述第一参数获取模块用于获取第一点胶参数和第二点胶参数；其中，第一点胶
参数包括上限点胶量和下限点胶量，第二点胶参数包括第一等级参数、第二等级参数和第三等级参数，所述第一等级参数包括第一气缸压力和第一加热器温度，所述第二等级参数包括第二气缸压力和第二加热器温度，所述第三等级参数包括第三气缸压力和第三加热器温度；
19.所述第二参数获取模块用于获取待点胶产品的点胶量；
20.所述点胶参数生成模块用于生成点胶参数，其中，当所述点胶量大于上限点胶量时，所述点胶参数为第一等级参数；当所述点胶量小于上限点胶量、且大于下限点胶量时，所述点胶参数为第二等级参数；当所述点胶量小于下限点胶量时，所述点胶参数为第三等级参数。
21.可选的，所述的基于点胶路径的点胶系统还包括相机标定模块；
22.所述相机标定模块用于对相机进行标定，确定图像坐标与实际世界坐标的转换机制。
23.所述的基于点胶路径的点胶系统还包括g代码生成模块和指令生成模块；所述g代码生成模块用于根据所述点胶路径，生成路径轨迹运动坐标加工g代码；
24.所述指令生成模块用于根据所述g代码，生成用于控制点胶阀喷头运动的指令。
25.借由上述技术方案，本发明基于点胶路径的点胶系统至少具有以下有益效果：
26.1、通过获取待点胶产品上目标区域的图像，然后根据颜色特征可以提取目标区域图像内的待点胶区域的轮廓；然后根据待点胶区域的轮廓可以生成骨架路径；然后根据骨架路径可以生成点胶路径。点胶机根据该点胶路径可以实现自动化点胶，从而可以提高点胶效率，降低作业人员劳动强度；
27.2、本发明解决了目前在模具上点胶手工为主及质量稳定性差的问题，影像自动识别定位，自动点胶，实现高效、高质量点胶生产，简单方便，易学易用。
28.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
29.图1是本发明的一实施例提供的一种基于点胶路径的点胶系统的结构框图；
30.图2是本发明的一实施例提供的一种待点胶产品的图像的示意图；
31.图3是目标区域的示意图；
32.图4是待点胶区域的骨架路径为封闭轮廓时的示意图；
33.图5是待点胶区域的骨架路径为非封闭轮廓时的示意图；
34.图6是对非封闭轮廓的骨架路径的端点进行调整后的示意图。
35.附图标记：1、待点胶产品的图像；2、定位特征；3、设定模板；4、待点胶区域；5、无用区域；6、目标区域；7、骨架路径；8点胶路径；9、矩形；41、待点胶区域的轮廓；10、第一参数获取模块；20、第二参数获取模块；30、点胶参数生成模块；40、相机标定模块；50、图像采集模块；60、待点胶区域轮廓提取模块；70、骨架路径生成模块；80、点胶路径生成模块；90、g代码生成模块；100、指令生成模块。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
38.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
39.如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种基于点胶路径的点胶系统，其包括图像采集模块50、待点胶区域轮廓提取模块60、骨架路径生成模块70和点胶路径生成模块80。图像采集模块50用于获取待点胶产品上目标区域6的图像，所述目标区域6包含待点胶区域4。其中，待点胶产品可以为模具。
40.待点胶区域轮廓提取模块60用于根据颜色特征提取目标区域6图像内的待点胶区域4的轮廓41。其中，目标区域6图像包含待点胶区域4和其它区域，而待点胶区域4与其它区域的颜色会有明显不同。具体来说，可以将前述的目标区域6图像灰度化，如此，其中待点胶区域4的颜色更深比如呈黑色，而其它区域呈白色或灰色，待点胶区域4与其它区域具有明显的边界轮廓，提取该边界轮廓即得到待点胶区域4的轮廓41。其中，图3示出了一种待点胶区域4的轮廓41，其呈类8字形。
41.骨架路径生成模块70用于根据所述待点胶区域4的轮廓41生成骨架路径7。如图4所示，下面以待点胶区域4的轮廓41为环形举例说明，其中环形的内外圈之间的中线即为骨架路径7。这里需要说明的是：根据待点胶区域4的轮廓41生成骨架路径7的具体方法为现有技术，在此不再赘述。
42.点胶路径生成模块80用于根据前述骨架路径7，生成点胶路径8。具体来说：
43.如图4所示，当骨架路径7为封闭轮廓时，则所述骨架路径7即为点胶路径8。如图5和图6所示，当骨架路径7为非闭合轮廓时，将骨架路径7的端点沿骨架路径收缩5-8mm，得到所述点胶路径8。其中，通过骨架路径7的端点收缩5-8mm，可以防止出现边缘溢胶。其中，图5示出了一种骨架路径7为非闭合轮廓的示意图，该骨架路径7具有端点a、端点b、端点c、端点d和端点e。此时需要对其各端点的位置进行调整。具体来说，需要将各端点均沿骨架路径7向内收缩5-8mm，如图5所示，即需要将端点a沿骨架路径7向内收缩5-8mm至点a’，将端点b沿骨架路径7向内收缩5-8mm至点b’，将端点c沿骨架路径7向内收缩5-8mm至点c’，将端点d沿骨架路径7向内收缩5-8mm至点d’，将端点e沿骨架路径7向内收缩5-8mm至点e’，最终得到的点胶路径8如图6所示，点胶路径8的各端点分别为端点a’、端点b’、端点c’、端点d’和端点e’。
44.在上述示例中，通过获取待点胶产品上目标区域6的图像，然后根据颜色特征可以提取目标区域6图像内的待点胶区域4的轮廓；然后根据待点胶区域4的轮廓可以生成骨架路径7；然后根据骨架路径7可以生成点胶路径8。点胶机根据该点胶路径8可以实现自动化点胶，从而可以提高点胶效率，降低作业人员劳动强度。
45.为了实现前述图像采集模块50的功能，使图像采集模块50可以获取待点胶产品上目标区域6的图像，在一个具体的应用示例中，图像采集模块50可以包括待点胶产品图像采集模块50、定位特征中心生成模块和目标区域图像生成模块。
46.其中，待点胶产品图像采集模块50用于获取待点胶产品的图像1，如图2所示，所述待点胶产品的图像1包含产品上的定位特征2以及所述目标区域6。具体来说，可以通过cmos工业相机对待点胶产品进行拍照，以获取待点胶产品的图像1，该图像为彩色三通道图像。由于cmos工业相机的拍摄视野较大，所拍摄得到的待点胶产品图像除了包含产品上的定位特征2以及所述目标区域6，还包含很多其它无用区域5，需要将这些无用区域5从待点胶产品图像上剔除，以减少对抓取所述目标区域6的图像的干扰，提高从待点胶产品图像1上抓取目标区域6图像的效率。
47.为了剔除待点胶产品上的无用区域5，以得到所述目标区域6，其可以通过定位特征中心生成模块和目标区域图像生成模块来实现。其中，定位特征中心生成模块用于根据前述待点胶产品图像1上的定位特征2，确定定位特征2的中心a。如图2所示，在一个具体的应用示例中，上述的定位特征2可以为分布在产品比如模具边角上的四个圆形定位孔，该四个圆形定位孔分布在一个矩形9的四个角上，每个圆形定位孔的中心均与一个角相对应。
48.其中，确定定位特征2的中心的具体方法为：根据相机所采集的待点胶产品的图像1，在halcon中调用emphasize函数增强图像对比度；使用阈值分割函数threshold分割阈值介于0-120的图像域并填充；断开连通域根据面积特征筛选去掉噪点区域；计算区域圆度，筛选大于0.9的值定位到矩形产品(模具)的四个圆形定位孔；然后根据该四个圆形定位孔的中心，可以确定其所构成矩形9区域的中心a，该矩形9区域的中心a即为前述定位特征2的中心。
49.前述的目标区域图像生成模块用于根据前述定位特征2的中心a，使用设定模板3剪切所述待点胶产品的图像1，得到所述目标区域6的图像。其中，所述设定模板3的中心与所述定位特征2的中心a重合，所述目标区域6的图像与所述设定模板3相对应。在一个具体的应用示例中，设定模板3可以为矩形，矩形的大小为预设确定好的。将设定模板3的中心与前述定位特征2的中心a重合，然后使用设定模板3对前述待点胶产品的图像1进行剪切，设定模板3可以将待点胶产品的图像1分割成两部分，其中与设定模板3形状大小相一致部分的图像即为目标区域6的图像。这里需要说明的是：图2是待点胶产品的图像1的示意图，图2中的标号3所指的矩形方框为设定模板，图3为使用设定模板3对待点胶产品的图像1进行剪切后所得到的目标区域6的图像。
50.在点胶时需要确定点胶参数，以方便点胶机点胶。点胶参数包括气缸压力和加热器温度等，其具体可以通过第一参数获取模块10、第二参数获取模块20和点胶参数生成模块30来实现。
51.如图1所示，本发明基于点胶路径的点胶系统还包括第一参数获取模块10、第二参数获取模块20和点胶参数生成模块30。
52.前述的第一参数获取模块10用于获取第一点胶参数和第二点胶参数。其中，第一点胶参数包括上限点胶量和下限点胶量，第二点胶参数包括第一等级参数、第二等级参数和第三等级参数，所述第一等级参数包括第一气缸压力和第一加热器温度，所述第二等级参数包括第二气缸压力和第二加热器温度，所述第三等级参数包括第三气缸压力和第三加热器温度。这里需要说明的是：第一点胶参数和第二点胶参数均为手动输入点胶机系统。
53.前述的第二参数获取模块20用于获取待点胶产品的点胶量。其中，将产品的实体模型体积减去实际模具体积可以算出待点胶体积，在与待选胶的相应温度下的密度做积可得到所需点胶质量。这里需要说明的是：点胶量可以为手动输入点胶机系统。
54.前述的点胶参数生成模块30用于生成点胶参数，其中，当所述点胶量大于上限点胶量时，所述点胶参数为第一等级参数；当所述点胶量小于上限点胶量、且大于下限点胶量时，所述点胶参数为第二等级参数；当所述点胶量小于下限点胶量时，所述点胶参数为第三等级参数。
55.这里需要说明的是：根据气缸压力可以转化得到点胶针头每秒喷出的点胶量，而加热器温度会影响胶的扩散能力，故气缸压力和加热器温度是非常重要的点胶参数。
56.在上述示例中，通过将点胶参数分为三个等级，点胶机可以根据实际情况自动选取相应的等级，如此可以提高产品的点胶质量。
57.在点胶时需要使用相机采集图像，而图像坐标与实际世界坐标需要进行转换，其转换机制可以通过相机标定模块40来实现。
58.如图1所示，本发明基于点胶路径的点胶系统还可以包括相机标定模块40。相机标定模块40用于对相机进行标定，确定图像坐标与实际世界坐标的转换机制。其中，相机的内参、外参以及畸变参数是图像坐标转换为世界坐标的重要换算依据，具体操作方法为：输入标定卡实际数据，系统结合标定卡的影像数据求解得到变换的旋转矩阵和平移矩阵，迭加得到变换矩阵即为换算依据。本步骤可以将在图像内确定的点胶路径转化为世界坐标系下的路径，从而方便点胶机的点胶阀喷头根据该实际路径完成点胶操作。
59.如图1所示，本发明基于点胶路径的点胶系统还可以包括g代码生成模块90和指令生成模块100。g代码生成模块90用于根据所述点胶路径8，生成路径轨迹运动坐标加工g代码。指令生成模块100用于根据所述g代码，生成用于控制点胶阀喷头运动的指令。
60.其中，系统传递加工g代码给plc等运动控制器，运动控制器根据输入的g代码信号生成脉冲信号指令传递给点胶阀喷头完成点胶操作。
61.下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。
62.本发明在于设计一种基于点胶路径的点胶系统，其包括以下步骤：
63.设备点胶参数初始化设置的步骤；具体包括：接收点胶指令预设置第一、第二点胶参数；unigraphics软件得到所述待点胶模具需要的点胶量并输入；根据所述点胶量系统确定点胶参数具体值并显示。
64.其中，所述接收点胶指令预设置第一、第二点胶参数，包括：第一点胶参数包括上限点胶量及下限点交量参数，第二点胶参数包括气缸压力及加热器温度，将气缸压力和加热器温度分别设置好具有三个等级的数据。
65.所述unigraphics软件得到所述待点胶模具需要的点胶量并输入，包括：将对应模具的实体模型减去实际模具算出体积，在与待选胶的相应温度下的密度做积得到所需点胶
质量。
66.所述根据所述点胶量系统确定参数具体值并显示，包括：当所述点胶量大于上限点胶量时，设置气缸压力为第一压力和加热器温度为第一温度，并在显示界面返回显示结果；当所述点胶量小于上限点胶量且大于下限点胶量时，设置气缸压力为第二压力和加热器温度为第二温度，并在显示界面返回显示结果；当所述点胶量小于下限点胶量时，设置气缸压力为第三压力和加热器温度为第三温度，并在显示界面返回显示结果。
67.cmos工业相机采集影像数据的步骤；其包括：在红光打光下，cmos采集得到模具的彩色三通道图像。
68.相机标定形成图像坐标与实际坐标的转换机制的步骤；其包括：相机的内参、外参以及畸变参数，是图像坐标转换为世界坐标的重要换算依据，具体操作方法为输入标定卡实际数据，系统结合标定卡的影像数据求解得到变换的旋转矩阵和平移矩阵，迭加得到变换矩阵即为换算依据。
69.根据模具矩形边角的四个圆形定位模板区域的步骤；其具体步骤包括：通过相机实时采集图像数据；在halcon中调用emphasize函数增强图像对比度；使用阈值分割函数threshold分割阈值介于0-120的图像域并填充；断开连通域根据面积特征筛选去掉噪点区域；计算区域圆度，筛选大于0.9的值定位到矩形模具的四个角点圆，从而得到矩形模具的中心位置进而转化定位模具所在图像区域。
70.图像处理得到目标区域6的骨架路径7并在系统界面的点胶路径规划区和路径规划结果显示区显示的步骤；其方法包括以下步骤：将视觉定位得到的区域与采集图像进行图像剪切；使用高斯滤波器去除噪点；图像分割得到点胶区域；提炼区域形成骨架，再转xld轮廓；平滑曲线后在显示界面显示结果，以便于操作人员观察处理。
71.操作人员根据系统界面的提示路径手动标记路径的步骤；其包括：所述计算机模拟生成的路径在界面显示，操作人员可将其作为辅助参考，用鼠标手动标出实际路径，当路径闭合时实际描绘路径应与骨架大致重合；当路径非闭合时操作人员按需求从骨架端点附近出发标记路径，实际路径的端点与骨架路径7的端点应收缩5-8mm，以防止出现边缘溢胶。
72.pc机计算生成路径轨迹运动坐标加工g代码的步骤；其包括：根据所述得到的标记路径，系统自动记录坐标信息，生成点胶路径g代码。
73.将所述代码传递给控制器生成运动指令的步骤；其包括：系统传递加工g代码给plc为运动控制器，根据输入的g代码信号生成脉冲信号指令传递给点胶阀喷头完成点胶操作。
74.通过上述方法，本发明解决了目前在模具上点胶手工为主及质量稳定性差的问题，影像自动识别定位，自动点胶，实现高效、高质量点胶生产，简单方便，易学易用。
75.这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
76.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。