CN106272427A - 一种工业机器人智能拾取系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业机器人智能拾取系统，本次设计的工业机器人拾取控制系统，包括工业机器人，该工业机器人通过通讯电缆连接机器人控制柜。工业机器人执行末端设有特殊的机械抓手。该机械抓手执行部分为夹持式手部，在其手指端部设有力传感器。在抓取物品时感知物品由重力不同夹持式机械手对物品施加的压力不同来区分物品的大小起到区别分拣的目的。该机器人控制柜连接PC机，PC机连接图像采集卡，而图像采集卡还连接有CCD摄相机。力传感器附于夹持式手部端部，且与PC机通过通讯电缆连接。本发明通过视觉识别系统实现工业机器人对流水线上错乱放置的物品进行位置识别从而达到高效的分拣。通过机械手夹持器上的力传感器感应到质量不同的物体在夹持器抓取时产生的摩擦力的不同从而可以对大小不同的物品进行区别分拣。

Description

一种工业机器人智能拾取系统
技术领域
本发明属于工业机器人控制技术领域，具体涉及一种工业机器人采用CCD摄像机视觉识别和传感器技术的智能拾取分拣技术。
背景技术
当前工业机器人的拾取工作大多是程序化控制，先要编写特定的作业程序，机器人再根据已定程序运行来完成特定任务。但是针对不同的工作任务和场景需要编写不同的作业程序。这样很复杂，效率也很低。而且大多拾取系统在一种工作环境下只对同一物品进行拾取。对大小不同的物品无法做到进行区别拾取，分开储放。还有对于在流水线上排列不齐，错乱放置的物品，无法做到快速有效的拾取，分拣。通过视觉识别系统实现工业机器人对流水线上错乱放置的物品进行位置识别从而达到高效的分拣。通过机械手夹持器上的力传感器感应到质量不同的物体在夹持器抓取时产生的摩擦力的不同从而可以对大小不同的物品进行区别分拣。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种操作简单、工作效率高、智能化程度高的工业机器人拾取系统。
5、一种工业机器人智能拾取系统，包括用于定位的视觉系统和用于抓取的拾取系统。所述的工业机器人拾取系统，包括工业机器人，该工业机器人通过通讯电缆连接机器人控制柜。工业机器人执行末端设有特殊的机械抓手。该机械抓手执行部分为夹持式手部，在其手抓端部设有力传感器和滑觉传感器。力传感器置于手抓端部外侧，滑觉传感器置于手抓端部内侧，且与PC机通过通讯电缆连接。在抓取物品时感知滑觉传感器确定物品是否抓牢。在抓牢物品后持式机械手对物品施加的压力不同通过力传感器感知来区分物品的大小起到区别分拣的目的。所述的工业机器人视觉系统，包括机器人控制柜，该机器人控制柜连接PC机，PC机连接图像采集卡，而图像采集卡还连接有CCD摄相机；
所述拾取系统，用于将流水线上大小不同的物品进行拾取并分拣；
所述视觉系统；用于定位流水线上位置不固定，杂乱无章的物品；
作为上述技术方案的进一步描述：
所述的一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：所述机械手执行末端为夹持式手部。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述的一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：所述机械手端部贴附的传感器为力传感器和滑觉传感器。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述的一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：所述视觉系统为单目视觉系统。所述系统硬件部分组成：工业机器人，CCD摄像机，机器人控制柜，PC机，图像采集卡。视觉控制系统主要由视觉测量模块，控制执行模块组成。而视觉测量模块由摄像机，图像采集卡，PC机以及视觉测量软件组成。控制执行模块由机器人控制柜以及工业机器人组成。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明中视觉系统工作流程图；
图3为本发明的机械手算法流程图；
具体实施方式
参见图1所示的一种工业机器人智能拾取系统，包括用于定位的视觉系统和用于抓取的拾取系统。所述的工业机器人拾取系统，包括工业机器人1，该工业机器人1通过通讯电缆连接机器人控制柜9。工业机器人1执行末端设有特殊的机械抓手2。该机械抓手2执行部分为夹持式手部，在其手抓端部设有力传感器6-1和滑觉传感器6-2。力传感器6-1置于手抓端部外侧，滑觉传感器6-2置于手抓端部内侧，且与PC机8通过通讯电缆连接。在抓取物品时感知滑觉传感器6-2确定物品是否抓牢。在抓牢物品后持式机械手2对物品施加的压力不同通过力传感器6-1感知来区分物品的大小起到区别分拣的目的。所述的工业机器人视觉系统，包括机器人控制柜9，该机器人控制柜连接PC机8，PC机8连接图像采集卡7，而图像采集卡还连接有CCD摄相机3；
所述拾取系统，用于将流水线上大小不同的物品进行拾取并分拣；
所述视觉系统；用于定位流水线上位置不固定，杂乱无章的物品；
实施例1
参见图1，大小不同，位置杂乱无章的工件4置于流水线5上。当工件4经过摄像头3时，位置被其捕捉。摄像机3采集到目标工件的原始数字图像。经过修正，滤波等预处理，再进行特征处理，并据此估算目标的位置，从而识别到目标相对于机器人基坐标系下的坐标。PC机8将此坐标值发送到机器人控制柜9，根据目标点的信息规划机器人的抓取轨迹，运动跟踪目标，机械手3定位于目标上方，等待完成工件的抓取。由视觉系统锁定工件坐标，机械手2根据设定的轨迹运行到工件4上方，继而进行抓取。通过压力传感器6-1检测机械手端部是否与工件4接触，若未接触，机械手端部将继续缓速闭合，直到接触到工件4。接触后机械手2闭合速度将大大减慢，保持这一状态。关节力矩小幅度等量递增，机械手端部与工件4接触面的压力值逐量增加。同时手抓2上升小位移，这时滑觉传感器6-2工作，采集滑动信号。如有滑动，机械手2无法拿起工件，算法循环。当滑觉传感器6-2无滑动信号时，表示机械手2可以拿起工件，则跳出循环，进入下一指令。即抓取成功，将此时压力传感器6-1的数值传入PC机8进行数据分析，根据之前设定好的判定标准，确定当前抓取的工件4为大物件还是小物件。PC机8将操作指令传入机器人控制柜9，机器人控制柜9通过伺服驱动器10运行工业机器人1及机械手抓2对工件进行分拣。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明为了实现机械手对目标物体的识别，设计了机器人视觉系统识别物体的位置。为了实现机械手对目标物体的稳定抓取，研究了机械手的抓取算法，以及对于适用传感器的选择。机械手端部需要增加适当的传感器来实现机械手端部与待拾取物体在处于稳定状态时，保证机械手力度处于合适的范围内。

Claims (4)

1.一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：包括用于定位的视觉系统和用于抓取的拾取系统。所述的工业机器人拾取系统，包括工业机器人，该工业机器人通过通讯电缆连接机器人控制柜。工业机器人执行末端设有特殊的机械抓手。该机械抓手执行部分为夹持式手部，在其手抓端部设有力传感器和滑觉传感器。力传感器置于手抓端部外侧，滑觉传感器置于手抓端部内侧，且与PC机通过通讯电缆连接。在抓取物品时感知滑觉传感器确定物品是否抓牢。在抓牢物品后持式机械手对物品施加的压力不同通过力传感器感知来区分物品的大小起到区别分拣的目的。所述的工业机器人视觉系统，包括机器人控制柜，该机器人控制柜连接PC机，PC机连接图像采集卡，而图像采集卡还连接有CCD摄相机；
所述拾取系统，用于将流水线上大小不同的物品进行拾取并分拣；
所述视觉系统；用于定位流水线上位置不固定，杂乱无章的物品。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：所述机械手执行末端为夹持式手部。
3.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：所述机械手端部贴附的传感器为力传感器和滑觉传感器。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人智能视觉拾取系统，其特征在于：所述视觉系统为单目视觉系统。所述系统硬件部分组成：工业机器人，CCD摄像机，机器人控制柜，PC机，图像采集卡。视觉控制系统主要由视觉测量模块，控制执行模块组成。而视觉测量模块由摄像机，图像采集卡，PC机以及视觉测量软件组成。控制执行模块由机器人控制柜以及工业机器人组成。
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