[发明专利]一种基于视觉处理的自动化导管涂覆设备和方法

权利要求书

1.一种基于视觉处理的自动化导管涂覆设备，其特征在于，包括：机架、控制面板、工控机、上料平台、相机、XY轴机械手运动平台、Z轴运动机构和试管；所述控制面板与工控机上的控制面板接口相连；所述工控机内具有图像处理模块；所述上料平台安装在机架上，用于承接导管；所述相机安装在机架上，用于采集导管在上料平台内的图像，经电源线与工控机的电源相连，经数据线与工控机的数据接收端口相连；所述XY轴机械手运动平台安装在机架上，与工控机相连，受工控机控制可在XY平面内运动；在所述XY轴机械手运动平台上设有夹持机构；所述Z轴运动机构安装在机架上，与工控机和XY轴机械手运动平台相连，受工控机控制可使XY轴机械手运动平台在Z轴轴向运动；在所述机架的内部下侧设有盛放有涂层液的试管；

所述上料平台上设置有放料槽，为限位槽，用于对导管进行限位；

所述相机为面阵相机；

所述XY轴机械手运动平台包括X轴伺服电机、X轴联轴器、X轴丝杠导轨、Y轴伺服电机、Y轴联轴器和Y轴丝杠导轨；X轴伺服电机与工控机上的X轴电机控制口相连，输出轴经X轴联轴器与X轴丝杠导轨相连；Y轴伺服电机与工控机上的Y轴电机控制口相连，输出轴经Y轴联轴器与Y轴丝杠导轨相连；

所述夹持机构包括气缸、动块、导向轴和静块；导向轴为动块提供运动导向，其上固定连接有静块、滑动连接有动块，静块和动块相对设置；气缸的动力轴与动块相连；

所述Z轴运动机构包括Z轴伺服电机、同步带、支撑轴、轴承座和同步带轮；Z轴伺服电机与工控机上的Z轴电机控制口相连，输出轴连接同步带轮；同步带轮经支撑轴固定，支撑轴经轴承座支撑和定位，轴承座固定在机架上；同步带与同步带轮啮合，且与XY轴机械手运动平台相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉处理的自动化导管涂覆设备，其特征在于，所述夹持机构在其与导管的接触部位设有硅胶层。

3.利用如权利要求1或2所述的设备进行自动化导管涂覆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：工控机提取相机的位置图像，进行相机标定，获得相机内部参数矩阵和转换矩阵；

S2：通过相机对导管在上料平台内的位置成像，之后将采集到的图像传送到工控机中，通过工控机内的图像处理模块将图像进行转换，对导管特征进行提取并根据标定所得的转换矩阵计算出导管世界坐标；类似地，计算出夹持机构世界坐标；

S3：工控机依照得到的导管世界坐标、夹持机构世界坐标，并结合试管世界坐标，控制不同伺服电机动作来实现XY轴机械手运动平台的XY轴移动和Z轴移动来实现导管对涂层液的蘸取。

4.根据权利要求3所述的自动化导管涂覆的方法，其特征在于，所述标定是采用棋盘格式的标定方法，标定块为正方形单位为10mm的平面，将其原点与对应的世界坐标原点重合，然后采用OpenCV中的标定函数进行标定。

5.根据权利要求4所述的自动化导管涂覆的方法，其特征在于，步骤S2中，XY轴机械手运动平台复位，夹持机构复位，通过OPenCV的矩阵转换函数，计算出夹持机构世界坐标。