CN106938463A - 一种大型板料定位抓取的方法 - Google Patents

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卢兴中
陈红光
曹晖
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/1687—Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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Abstract

一种大型板料定位抓取的方法，设置2台相机从2个角度同时拍摄大型板料，综合2台相机的数据给出大型板料的位置数据，并将位置数据发送给机器人，机器人运动至大型板料处进行抓取摆放动作。

Description

一种大型板料定位抓取的方法
技术领域
本发明属于自动化组装技术领域，特别涉及一种大型板料定位抓取的方法。
背景技术
大型板料的搬运工作存在于很多行业中，例如钢铁、冶金、锻造、家电、家具、汽车等。而对于大型板料的搬运一直以来都是使用人工搬运的传统方式进行。
传统人工搬运的方式效率低下，受人力影响，不能全天候生产。如产量有要求，需要配套较多的人员，人力成本高昂。板料一般尺寸大、质量重，人工搬运时存在安全隐患。在对板料位置有精确要求的地方，人工不能实现高精度摆放，存在伤害加工设备的风险。
发明内容
本发明提供一种大型板料定位抓取的方法，使用现代化的机器视觉技术与机器人技术实现大型板料自动搬运。
一种大型板料定位抓取的方法，设置2台相机从2个角度同时拍摄大型板料，综合2台相机的数据给出大型板料的位置数据，并将位置数据发送给机器人，机器人运动至大型板料处进行抓取摆放动作，具体实现过程包括以下步骤：
A1，双相机连接至同一网段，互相之间使用TCP/IP完成数据通信；
A2，设定主、从相机，主相机使用网络通信方式与机器人完成数据通信；
A3，2台相机分别完成与机器人坐标系的统一，实现坐标系标定；
A4，使用标准样品，完成视觉程序设计及机器人轨迹示教；
A5，开始批量运行，大型板料到达被测位置；
A6，预设的传感器感应到大型板料，触发2台相机同时拍照；
A7，相机获取图像后进行图像处理，与标准样品进行位置匹配；
A8,从相机将检测结果发送至主相机；
A9，主相机综合处理数据后，发送给机器人；
A10，机器人按照视觉系统给出的数据规划路径；
A11，机器人运动至大型板料处，完成抓取动作，并将大型板料搬运至下一工位；
A12，等待下一次产品到位，重复A6-A11步骤。
在实施定位抓取之前，还包括步骤：
B1,相机与机器人坐标系的统一标定,即
使用9点标定法完成坐标的标定，操作时在视野中任意9个位置放置相机易于辨识的物体，让机器人的TCP中心依次运动至这9点处并记录机器人世界坐标，机器人将这9个点的坐标发送给相机，相机通过标定算法完成坐标系标定，实现相机坐标系与机器人坐标系的任意切换；
B2，板料特征学习并修正原点，即
将一件板料放到相机视野中，相机取像获得产品图像，利用图案匹配的学习功能记录产品的轮廓模型，可以得到一个匹配成功后的坐标，记录此时(0,0)坐标与其相对的坐标偏移，
新的板料到位后，匹配到新的图案坐标，根据记录的相对坐标偏移，可以得到原先(0,0)点在坐标系中的新位置，将该位置的坐标信息作为偏移数据发送给机器人，其中角度信息以新的图案匹配后的角度偏移即可。
本发明利用双相机视觉与机器人的组合使用高像素CCD视觉系统，拍摄板料图像并给出其位置，实现机器人自动抓取，配合机器人动作示教实现位置摆放，完美的解决传统搬运方式存在的不足。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的大型板料定位抓取的方法包括以下步骤：
1.双相机连接至同一网段，互相之间使用TCP/IP完成数据通信
2.设定主从相机，主相机使用网络通信方式与机器人完成数据通信
3.2台相机分别完成与机器人坐标系的统一，实现坐标系标定
4.使用标准样品，完成视觉程序设计及机器人轨迹示教
5.开始批量运行，产品到达被测位置
6.传感器感应到产品，触发2台相机分别拍照
7.相机获取图像后进行图像处理，与标准样品进行位置匹配
8.相机1将检测结果发送至相机2
9.相机2综合处理数据后，发送给机器人
10.机器人按照视觉系统给出的数据规划路径
11.机器人运动至产品处，完成抓取动作，并将产品搬运至下一工位
12.等待下一次产品到位，重复6-11步骤
在实施正常的工作流程前，必须先做好相机与激光打标机坐标系标定，以及齿轮图案学习并修正原点这两个重要步骤。
1.相机与机器人坐标系的统一标定
大型板料的定位拍摄视野较大，一般都在1米以上，使用标定板进行坐标标定比较难实施。可以使用9点标定法完成坐标的标定，操作时在视野中任意9个位置放置相机易于辨识的物体(越小越好)，让机器人的TCP中心依次运动至这9点处并记录机器人世界坐标，机器人将这9个点的坐标发送给相机，相机通过标定算法完成坐标系标定，可以实现相机坐标系与机器人坐标系的任意切换。TCP(Tool Center Point)工具座标系是机器人运动的基准。
2.板料特征学习并修正原点
将一件产品放到相机视野中，相机取像获得产品图像，利用图案匹配的学习功能记录产品的轮廓模型，可以得到一个匹配成功后的坐标，记录此时(0,0)坐标与其相对的坐标偏移。新的产品到位后，匹配到新的图案坐标，根据记录的相对坐标偏移，可以得到原先(0,0)点在坐标系中的新位置，将该位置的坐标信息作为偏移数据发送给机器人，其中角度信息以新的图案匹配后的角度偏移即可。

Claims (2)

1.一种大型板料定位抓取的方法，其特征在于，设置2台相机从2个角度同时拍摄大型板料，综合2台相机的数据给出大型板料的位置数据，并将位置数据发送给机器人，机器人运动至大型板料处进行抓取摆放动作，具体实现过程包括以下步骤：
A1，双相机连接至同一网段，互相之间使用TCP/IP完成数据通信；
A2，设定主、从相机，主相机使用网络通信方式与机器人完成数据通信；
A3，2台相机分别完成与机器人坐标系的统一，实现坐标系标定；
A4，使用标准样品，完成视觉程序设计及机器人轨迹示教；
A5，开始批量运行，大型板料到达被测位置；
A6，预设的传感器感应到大型板料，触发2台相机同时拍照；
A7，相机获取图像后进行图像处理，与标准样品进行位置匹配；
A8,从相机将检测结果发送至主相机；
A9，主相机综合处理数据后，发送给机器人；
A10，机器人按照视觉系统给出的数据规划路径；
A11，机器人运动至大型板料处，完成抓取动作，并将大型板料搬运至下一工位；
A12，等待下一次产品到位，重复A6-A11步骤。
2.如权利要求1所述的大型板料定位抓取的方法，其特征在于，在实施定位抓取之前，还包括步骤：
B1,相机与机器人坐标系的统一标定,即
使用9点标定法完成坐标的标定，操作时在视野中任意9个位置放置相机易于辨识的物体，让机器人的TCP中心依次运动至这9点处并记录机器人世界坐标，机器人将这9个点的坐标发送给相机，相机通过标定算法完成坐标系标定，实现相机坐标系与机器人坐标系的任意切换；
B2，板料特征学习并修正原点，即
将一件板料放到相机视野中，相机取像获得产品图像，利用图案匹配的学习功能记录产品的轮廓模型，可以得到一个匹配成功后的坐标，记录此时(0,0)坐标与其相对的坐标偏移，
新的板料到位后，匹配到新的图案坐标，根据记录的相对坐标偏移，可以得到原先(0,0)点在坐标系中的新位置，将该位置的坐标信息作为偏移数据发送给机器人，其中角度信息以新的图案匹配后的角度偏移即可。
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