CN103600353B - 一种端拾器对组料边部检测的方法 - Google Patents

Abstract

一种端拾器对组料边部检测的方法，在端拾器X、Y二个方向各设置一组测边传感器用于组料的边部位置检测，每组测边传感器有两个传感器，安装在端拾器对角线位置；测边传感器为光电传感器，其测量方向、发射接收方向与测量边垂直；机器人携带端拾器在组料X、Y二个方向依次往复运动至少一次，以获取组料边部位置，往复行程为±50mm～±100mm；端拾器与机器人法兰连接的下部设置二个用于标定端拾器二组测边传感器的位置的标定传感器。本发明通过在端拾器上安装传感器检测组料位置，用于组料的位置检测与位置确认，以提高机器人搬运堆垛作业精度。

Description

一种端拾器对组料边部检测的方法

技术领域

本发明涉及机器人领域的检测方法，特别是一种端拾器对组料边部检测的方法。

背景技术

在机器人技术领域，可将视觉传感器或其它传感器安装在机械手手指、机器人端拾器或其它位置，用于获取组料的位置、形状、空间分布等信息。当将视觉传感器用于组料的信息检测时，需要对图像进行数据采集、分析处理等运算，会产生较大运算量，可能会影响检测速度。同时，当组料尺寸较大时，可能由于图像失真、像素分辨低等原因，影响测量精度。

中国专利CN1539604公开一种触觉传感器及其触觉信息检测方法，通过磁性橡胶与弹性夹层与物体的“软接触”获取与接触物体接触位置、接触力的空间分布以及局部形状等触觉信息，可提高抓取和传送等过程的可靠性。

通过视觉检测或触觉检测方式，获得的组料信息较全面，适用范围比较广泛。但针对一些特定情况，例如只需测定一个参数时，这种检测方式运算量大、运算复杂，不够简单直接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种端拾器对组料边部检测的方法，通过在端拾器上安装传感器检测组料位置，用于组料的位置检测与位置确认，以提高机器人搬运堆垛作业精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种端拾器对组料边部检测的方法，在端拾器X、Y二个方向各设置一组测边传感器用于组料的边部位置检测，每组测边传感器有两个传感器，安装在端拾器对角线位置；测边传感器为光电传感器，其测量方向、发射接收方向与测量边垂直；机器人携带端拾器在组料X、Y二个方向依次往复运动至少一次，以获取组料边部位置，往复行程为±50mm～±100mm；端拾器与机器人法兰连接的下部设置二个用于标定端拾器二组测边传感器的位置的标定传感器；具体测边步骤：

a)机器人携带端拾器按预设位置到达组料上方；

b)机器人携带端拾器沿X轴方向往复一个行程，进行X轴方向边部测量，每组测边传感器的二个测边传感器先后动作，有下降沿触发，有上升沿触发，测边传感器信号触发时，记录机器人末端X坐标值P_dn1x，P_up1x，P_dn2x，P_up2x，通过计算可得到组料在X轴方向上机器人末端的坐标值：X₁=(P_dn1x+P_up1x)/2，X₂=(P_dn2x+P_up2x)/2，X轴方向二个测边传感器在X轴方向上相隔距离为A₁，则实际测得的钢板X轴方向的长度A=|X₁-X₂+A₁|；其中，A₁=(X_x1-X_x2)；

c)机器人携带端拾器沿Y轴方向往复一个行程，进行Y轴方向边部测量，每组测边传感器的二个测边传感器先后动作，有下降沿触发，有上升沿触发，测边传感器信号触发时，记录机器人末端Y坐标值P_dn1y，P_up1y，P_dn2y，P_up2y，通过计算可得到组料在Y轴方向上机器人末端的坐标值：Y₁=(P_dn1y+P_up1y)/2,Y₂=(P_dn2y+P_up2y)/2，Y轴方向二个测边传感器在Y轴方向上相隔距离为B₁，实际测得的钢板Y轴方向的长度B=|Y₁-Y₂+B₁|；其中：B₁=(Y_y1-Y_y2)；

d)通过端拾器与机器人法兰连接的下部的二个标定传感器获得以下数据：

X1测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_x1，Y_x1）

X2测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_x2，Y_x2）

Y1测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_y1，Y_y1）

Y2测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_y2，Y_y2）

则组料的中心位置为：X'=(X_x1+X_x2+X₁+X₂)/2、Y'=(Y_y1+Y_y2+Y₁+Y₂)/2；

e)通过测量后的组料中心位置，以及通过计算得到组料X轴方向距离A与Y轴方向距离B，和已知组料长度a与宽度b之间进行偏离角度计算，修正端拾器位置和姿态，进行组料拾取搬运作业。

在本发明方法中：

在端拾器X、Y二个方向各设置一组测边传感器用于组料的边部位置检测，每组测边传感器有两个传感器，安装在端拾器对角线位置。所采用测边传感器为光电传感器，具有测量方向，发射接收方向与测量边垂直的特点。传感器的位置可根据组料大小进行调整。每一组组料只需进行一次测定。

本发明的优点在于：

本发明通过在端拾器的X、Y二个方向设置测边传感器，对每一组组料进行一次测量，根据组料大小可以调节测边传感器位置。使用这种方法，拾取以及搬运作业可靠性、作业精度更高。

附图说明

图1为本发明X、Y方向二组测边传感器示意图。

图2为本发明X方向测量过程示意图。

图3为本发明Y方向测量过程示意图。

图4为本发明端拾器上传感器安装示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，本发明的端拾器对组料边部检测的方法，在端拾器1的X、Y二个方向各设置一组测边传感器用于组料2的边部位置检测，每组测边传感器有两个传感器3～6，安装在端拾器1对角线位置；测边传感器为光电传感器，其测量方向、发射接收方向与测量边垂直；机器人携带端拾器1在组料2的X、Y二个方向依次往复运动至少一次，以获取组料2边部位置，往复行程为±50mm～±100mm；端拾器1与机器人法兰连接的下部设置二个用于标定端拾器1二组测边传感器3～6的位置的标定传感器7。

测边传感器3、4（X1、X2）在X方向上往复运动后，通过光电传感器发射与反射光的信号，获得机器人末端X坐标值P_dn1x，P_up1x，P_dn2x，P_up2x。

测边传感器5、6（Y1、Y2）在Y方向上往复运动后，通过光电传感器发射与反射光的信号，获得机器人末端Y坐标值P_dn1y，P_up1y，P_dn2y，P_up2y。

测边传感器3～6安装在端拾器辅梁8上，根据被测对象的大小，可以在各辅梁上调整传感器的位置；端拾器中心安装一组标定传感器7。

具体测边步骤：

a)机器人携带端拾器1按预设位置到达组料2上方；

b)机器人携带端拾器1沿X轴方向往复一个行程，进行X轴方向边部测量，每组测边传感器的二个测边传感器先后动作，有下降沿触发，有上升沿触发，测边传感器信号触发时，记录机器人末端X坐标值P_dn1x，P_up1x，P_dn2x，P_up2x，通过计算可得到组料在X轴方向上机器人末端的坐标值：X₁=(P_dn1x+P_up1x)/2，X₂=(P_dn2x+P_up2x)/2，X轴方向二个测边传感器在X轴方向上相隔距离为A₁，则实际测得的钢板X轴方向的长度A=|X₁-X₂+A₁|；其中，A₁=(X_x1-X_x2)；

c)机器人携带端拾器沿Y轴方向往复一个行程，进行Y轴方向边部测量，每组测边传感器的二个测边传感器先后动作，有下降沿触发，有上升沿触发，测边传感器信号触发时，记录机器人末端Y坐标值P_dn1y，P_up1y，P_dn2y，P_up2y，通过计算可得到组料在Y轴方向上机器人末端的坐标值：Y₁=(P_dn1y+P_up1y)/2,Y₂=(P_dn2y+P_up2y)/2，Y轴方向二个测边传感器在Y轴方向上相隔距离为B₁，实际测得的钢板Y轴方向的长度B=|Y₁-Y₂+B₁|；其中：B₁=(Y_y1-Y_y2)；

d)通过端拾器与机器人法兰连接的下部的二个标定传感器获得以下数据：

X1测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_x1，Y_x1）

X2测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_x2，Y_x2）

Y1测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_y1，Y_y1）

Y2测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_y2，Y_y2）

则组料的中心位置为：X'=(X_x1+X_x2+X₁+X₂)/2、Y'=(Y_y1+Y_y2+Y₁+Y₂)/2；

e)通过测量后的组料中心位置，以及通过计算得到组料X轴方向距离A与Y轴方向距离B，和已知组料长度a与宽度b之间进行偏离角度计算，修正端拾器位置和姿态，进行组料拾取搬运作业。

Claims (1)

1.一种端拾器对组料边部检测的方法，在端拾器X、Y二个方向各设置一组测边传感器用于组料的边部位置检测，每组测边传感器有两个传感器，安装在端拾器对角线位置；测边传感器为光电传感器，其测量方向、发射接收方向与测量边垂直；机器人携带端拾器在组料X、Y二个方向依次往复运动至少一次，以获取组料边部位置，往复行程为±50mm～±100mm；端拾器与机器人法兰连接的下部设置二个用于标定端拾器二组测边传感器的位置的标定传感器；具体测边步骤：

a)机器人携带端拾器按预设位置到达组料上方；

b)机器人携带端拾器沿X轴方向往复一个行程，进行X轴方向边部测量，每组测边传感器的二个测边传感器先后动作，有下降沿触发，有上升沿触发，测边传感器信号触发时，记录机器人末端X坐标值P_dn1x，P_up1x，P_dn2x，P_up2x，通过计算可得到组料在X轴方向上机器人末端的坐标值：X₁=(P_dn1x+P_up1x)/2，X₂=(P_dn2x+P_up2x)/2，X轴方向二个测边传感器在X轴方向上相隔距离为A₁，则实际测得的钢板X轴方向的长度A=|X₁-X₂+A₁|；其中，A₁=(X_x1-X_x2)；

c)机器人携带端拾器沿Y轴方向往复一个行程，进行Y轴方向边部测量，每组测边传感器的二个测边传感器先后动作，有下降沿触发，有上升沿触发，测边传感器信号触发时，记录机器人末端Y坐标值P_dn1y，P_up1y，P_dn2y，P_up2y，通过计算可得到组料在Y轴方向上机器人末端的坐标值：Y₁=(P_dn1y+P_up1y)/2,Y₂=(P_dn2y+P_up2y)/2，Y轴方向二个测边传感器在Y轴方向上相隔距离为B₁，实际测得的钢板Y轴方向的长度B=|Y₁-Y₂+B₁|；其中：B₁=(Y_y1-Y_y2)；

d)通过端拾器与机器人法兰连接的下部的二个标定传感器获得以下数据：

X1测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_x1，Y_x1）

X2测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_x2，Y_x2）

Y1测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_y1，Y_y1）

Y2测边传感器相对机器人末端工具坐标系的坐标（X_y2，Y_y2）

则组料的中心位置为：X'=(X_x1+X_x2+X₁+X₂)/2、Y'=(Y_y1+Y_y2+Y₁+Y₂)/2；

e)通过测量后的组料中心位置，以及通过计算得到组料X轴方向距离A与Y轴方向距离B，和已知组料长度a与宽度b之间进行偏离角度计算，修正端拾器位置和姿态，进行组料拾取搬运作业。