CN105291105A - 基于移动终端的机械臂远程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的机械臂远程控制方法，该方法由多个移动终端对产品进行质量检测，并将检测结果和产品ID发送给机械臂控制端，机械臂控制端综合检测结果，经过硬件检测、伺服轴使能、位置初始化、参数设置、作业开始、复位、作业结束等多个步骤，控制机械臂抓取残次品。本发明的方案基于网络进行机械臂的远程控制，给用户提供了安全的操作环境，保证了操作者的安全，用户可以随时随地的通过移动终端对机械臂进行控制，操作简单，普通用户不需要接受特殊培训，就能完成特定的任务。

Description

基于移动终端的机械臂远程控制方法

技术领域

本发明属于产品质量检测技术领域，特别涉及一种基于移动终端的机械臂远程控制方法。

背景技术

目前，工业自动控制技术、计算机技术、通信网络技术有效的结合已被成功地应用于工业机械的测试领域。但因被测系统的规模、项目、测试指标等复杂因素的增多，测试数据难以综合处理，数据传输的网络化得不到更好的发展甚至停滞不前。

伴随着网络技术移动终端网络技术的发展，使得通过移动终端来实现远程控制成为可能，这也同时极大的延伸了控制系统的距离。正因为如此，我们开始了基于移动终端的机械臂远程控制技术的研究。

发明内容

本发明主要设计和实现的是基于移动终端的机械臂远程控制系统，主要实现了机械臂远程按抓取指令进行残次品筛选，通过对系统硬件体系和关键技术的研究分析，搭建基于移动终端的三轴机械臂的远程控制系统。

本发明融合了控制技术和移动终端通信技术，适合于传统的遥操作控制系统。本发明的目的在于：融合机械臂控制技术和移动终端通信技术，完成使用移动终端对机械臂进行遥操作。

本发明要解决的技术问题是：通过移动终端发出抓取信号来实现对机械臂的控制，使系统本身具有很强的可操作性能，利用通信能以较小的代价和较高的效率来实现人机交互。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1)移动终端发出抓取指令，并发送待抓取的产品id；

2)光电传感器对传送带上物品进行计数；

3)遇到残次品id时，机械臂将次品依次分拣出。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果是：与传统的遥操作控制系统相比，不需要复杂的专家界面，不需要专业的网络，操作更加简单，因此前景更加广阔；基于网络的远程控制系统给用户提供了安全的操作环境，保证了操作者的安全，使他们更好的进行探索研究；系统最突出的特点就是用户可以随时随地的通过移动终端对机械臂进行控制，操作简单，普通用户不需要接受特殊培训，就能完成特定的任务。

附图说明

图1：流水线总体设计方案原理示意图；

具体实施方式

图1是本发明的机械臂所应用的产品流水线环境，该流水线由两条传送带组成，即直线传送带和环形传送带，直线传送带配备光电传感器和采集设备(即识别记录与拍照设备)；环形传送带配备光电传感器、电动助推器、摆动下流转、机械臂，所述机械臂安装在环形传送带的光电传感器之后。

产品从理料机输出后，进入直线传送带，在该直线传送带的预定位置附近具有一个光电传感器，当传送带上的产品经过该位置时，该光电传感器能够感应到该产品，在该预定位置周围还具有n台识别记录与拍照设备，所述n台识别记录与拍照设备被布置在不同位置，使得它们可以对到达该预定位置的产品的不同角度进行拍摄，具体的拍摄位置可根据具体产品的不同而不同。当光电传感器感应到产品经过时，将立即通知所有的识别记录与拍照设备，每个识别记录与拍照设备在接收到通知后立即对该产品进行拍照，从而获得n张不同角度的产品照片。然后，这n张照片被每个识别记录与拍照设备上传到数据中心的系统服务端，系统服务端按照产品的顺序赋予产品ID号，并将该产品的n张照片与其ID号关联存储。产品从直线传送带离开后，将进入环形传送带，等待筛选。

系统服务端然后将所述n张照片和产品ID号分别发送到n个移动终端上，这n个移动终端可以是不同类型的终端，包括智能手机、平板等等，从而每个移动终端的用户都可以看到一张该产品的照片。每个移动终端的用户根据其看到的产品照片，判断该产品是否是残次品，然后用户通过移动终端将判断结果和产品ID号一起发送给机械臂控制端，机械臂控制端综合各个移动终端的判断结果，最终确定该产品是否是残次品。

机械臂控制端可以通过不同的算法来确定该产品是否是残次品，根据本发明的一个实施例，可以以少数服从多数的原则，如果有半数移动终端判断该产品是残次品，则确定该产品是残次品。也可以采用绝对多数原则，即如果有三分之一的移动终端判断该产品是残次品，则确定该产品是残次品。更进一步地，可以采用终端权重原则，由于每个移动终端的处理能力和用户都不一样，因此在初始阶段，在机械臂控制端给每个终端配置一个权重，通过权重之和进行判断。具体过程如下：

1)假设n个移动终端分别为T₁，T_2,，T₃，……，T_n，设置移动终端T_i的权重为W_i，其中1≤i≤n。

2)设移动终端T_i的判断结果为S_i，如果移动终端T_i判断该产品不是残次品，则S_i＝1，如果是残次品则S_i＝0；

3)各移动终端将判断结果发送给机械臂控制端，机械臂控制端根据下述公式计算一个综合判断结果S：

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left(W_i{S}_i\right)$

4)机械臂控制端判断S的大小，如果S大于一个预先确定的阈值，则该产品不是残次品，否则该产品是残次品。

机械臂控制端在确定产品是否是残次品后，将控制机械臂抓取残次品，具体的操作流程为：

1、硬件检测：主要进行控制卡硬件的检测。进行控制卡打开、复位操作，同时设置三个伺服轴的驱动报警、限位开关、脉冲控制方式及相应IO端口的输出状态。当检测通过后，弹出相应的对话框，以准备进行下一步操作。

2、伺服轴使能：设置三个轴的伺服使能有效，并设置光电传感器的输入端口。三个轴伺服使能有效后，弹出相应对话框，以准备进行位置初始化操作。

3、位置初始化：当检测三个伺服轴的初始状态为正限位时，三个轴依次向负方向运动5000个脉冲，此位置即为三个轴的初始位置；当检测三个伺服轴的初始状态不为正限位时，三个轴依次向正方向运动8000000个脉冲，以保证平台到达正限位而停止，此时伺服轴再向负向运动5000个脉冲，此位置即为三个轴的初始位置。

4、参数设置：当三个轴在各自初始位置后，通过设置相应的位置、速度参数使机械臂完成相应的操作。

5、作业开始：环形传送带上的光电传感器实时的记录产品经过个数信息，当遇到残次品的产品ID时，通知机械臂将该残次品分拣出。在此过程中分为两个运动状态，第一个运动状态是机械臂运动到流水线操作台的上方，等待接到残次品信息后进行相应操作；第二个运动状态是接到残次品信息后机械臂在残次品到达机械臂的操作工位时，快速运动将残次品拣出流水线，并放入废品箱，之后回到流水线操作台的上方，准备分拣下一个残次品。

6、复位：当机械臂结束相应的操作任务后，三个伺服轴向各自的正向运动，直至触发到正限位开关停止。

7、作业结束：当复位结束后，通过作业结束按键设置伺服轴使能无效，并关闭运动控制卡，弹出作业结束对话框。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于移动终端的机械臂远程控制方法，其特征在于，该机械臂应用于产品流水线环境中，所述流水线包括直线传送带和环形传送带，所述直线传送带配备有第一光电传感器和n台识别记录与拍照设备，所述环形传送带配备有第二光电传感器和所述机械臂，所述机械臂安装于所述第二光电传感器之后，所述机械臂具有机械臂控制端；该方法包括以下步骤：

1)产品从理料机进入所述直线传送带，当产品经过所述第一光电传感器时，所述第一光电传感器感应到该产品，并立即通知所述n台识别记录与拍照设备，所述n台识别记录与拍照设备在收到通知后，各自从不同角度对该产品进行拍照，获得n张不同角度的产品照片，然后将所述产品照片上传到系统服务端。

2)系统服务端按照产品的顺序赋予产品ID号并记录，所述产品从直线传送带流转到所述环形传送带；

3)系统服务端将所述n张照片和产品ID号分别发送到n个移动终端上，每个移动终端各收到一张照片，各个移动终端的用户根据看到的产品照片，判断该产品是否是残次品，然后用户通过移动终端将判断结果和产品ID号一起发送给机械臂控制端；

4)机械臂控制端综合各个移动终端的判断结果，最终确定该产品是否是残次品；

5)如果确定该产品是残次品，机械臂控制端控制机械臂在环形传送带上抓取该产品。

2.如权利要求1所述的方法，其中步骤4中，如果有半数移动终端判断该产品是残次品，则机械臂控制端确定该产品是残次品。

3.如权利要求1所述的方法，其中步骤4中，如果有三分之一的移动终端判断该产品是残次品，则机械臂控制端就确定该产品是残次品。

4.如权利要求1所述的方法，其中步骤4中，机械臂控制端的确定过程如下：

a)假设n个移动终端分别为T₁，T_2,，T₃，……，T_n，设置移动终端T_i的权重为W_i，其中1≤i≤n。

b)设移动终端T_i的判断结果为S_i，如果移动终端T_i判断该产品不是残次品，则S_i＝1，如果是残次品则S_i＝0；

c)各移动终端将判断结果发送给机械臂控制端，机械臂控制端根据下述公式计算一个综合判断结果S：

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left(W_i{S}_i\right)$

d)机械臂控制端判断S的大小，如果S大于一个预先确定的阈值，则该产品不是残次品，否则该产品是残次品。

5.如权利要求1-4所述的方法，其中步骤5中，机械臂控制端控制机械臂的具体操作流程如下：

5-1)硬件检测，同时设置三个伺服轴的驱动报警、限位开关、脉冲控制方式及相应IO端口的输出状态。

5-2)设置三个伺服轴的伺服使能有效，并设置第二光电传感器的输入端口；

5-3)位置初始化：当检测三个伺服轴的初始状态为正限位时，三个伺服轴依次向负方向运动5000个脉冲，此位置即为三个伺服轴的初始位置；当检测三个伺服轴的初始状态不为正限位时，三个伺服轴依次向正方向运动8000000个脉冲，以保证平台到达正限位而停止，此时伺服轴再向负向运动5000个脉冲，此位置即为三个伺服轴的初始位置；

5-4)参数设置：当三个伺服轴在各自初始位置后，设置相应的位置、速度参数；

5-5)作业开始：环形传送带上的光电传感器实时的记录产品经过个数信息，当遇到残次品的产品ID时，通知机械臂将该残次品分拣出；在此过程中分为两个运动状态，第一个运动状态是机械臂运动到流水线操作台的上方，等待接到残次品信息后进行相应操作；第二个运动状态是接到残次品信息后机械臂在残次品到达机械臂的操作工位时，将残次品拣出流水线，并放入废品箱，之后回到流水线操作台的上方，准备分拣下一个残次品；

5-6)复位：当机械臂结束相应的操作任务后，三个伺服轴向各自的正向运动，直至触发到正限位开关停止；

5-7)作业结束：当复位结束后，设置伺服轴使能无效，并关闭运动控制卡。