CN107020634A - 一种射频连接器装配机器人的控制系统 - Google Patents

一种射频连接器装配机器人的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107020634A
CN107020634A CN201710165900.5A CN201710165900A CN107020634A CN 107020634 A CN107020634 A CN 107020634A CN 201710165900 A CN201710165900 A CN 201710165900A CN 107020634 A CN107020634 A CN 107020634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
force sensor
sensor
people
radio frequency
main control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710165900.5A
Other languages
English (en)
Inventor
赵鹏兵
杜敬利
晏明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU MINGLIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Xidian University
Original Assignee
JIANGSU MINGLIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Xidian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU MINGLIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd, Xidian University filed Critical JIANGSU MINGLIAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201710165900.5A priority Critical patent/CN107020634A/zh
Publication of CN107020634A publication Critical patent/CN107020634A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • 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
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/22—Pc multi processor system
    • G05B2219/2231—Master slave

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种射频连接器装配机器人的控制系统。它包括多个视觉传感器，超声波传感器，六维腕力传感器以及夹持器，夹持器的手指侧面安装变片式指端力传感器；视觉传感器通过图像采集卡连接主控计算机，六维腕力传感器和变片式指端力传感器经过信号采集卡经过同一个控制器连接主控计算机，控制器能够将主控计算机下发的控制指令传输给变片式指端力传感器，超声波传感器经过接卡口连接主控计算机。其优点是：利用全局视觉粗测、局部视觉和超声波传感器精测、腕力传感器微调及指端力传感器夹持来提高双臂装配机器人的感知能力和信息处理能力；其结构简单，实现方便，而且避免了复杂的多传感器信息融合问题，提高了射频连接器装配系统的执行效率。

Description

一种射频连接器装配机器人的控制系统
技术领域
本发明涉及一种装配机器人的控制技术，具体地说是一种射频连接器装配机器人的控制系统，属于装配机器人技术领域。
背景技术
装配机器人是生产线上对零件或部件进行装配的工业机器人，它属于高、精、尖的机电一体化产品，它是集光学、机械、微电子、自动控制和通讯技术于一体的高科技产品，具有很高的功能和附加值。射频连接器属于精密电气连接器件，其较小的结构尺寸变化将会对信号传输的完整性造成巨大影响，需要通过精密的结构尺寸装配来保证射频连接器的高电气性能。射频连接器的小型化、高频率、多插拔、高可靠性、低电压驻波比等技术要求和性能指标的提高对其装配精度提出了更高的要求。传统的人工装配方法很难适应射频连接器的高精度和高效率生产，因此，研究面向射频连接器高效高精度装配的工业机器人具有非常重要的理论意义和应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种装配效率高、装配精度高的射频连接器装配机器人的控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明的射频连接器装配机器人的控制系统，包括位于装配工作台上方的用于获取全局视觉和安装在机器人手腕末端随机器人一起运动的用于获取局部视觉的多个视觉传感器，安装在机器人手腕末端的用于测量工件的深度信息以及机械手与待抓取工件间距离的超声波传感器，同样安装在安装于机器人腕部的用于为机器人力/力矩控制提供信息的六维腕力传感器以及机器人末端设置的夹持器，夹持器的手指侧面安装有用于测量夹持器在夹持待装配零件过程中的受力情况的变片式指端力传感器，局部视觉传感器能够获取待识别和抓取物体的二维图像，并引导超声波传感器获取深度信息；视觉传感器通过图像采集卡连接主控计算机，六维腕力传感器和变片式指端力传感器经过信号采集卡经过同一个控制器连接主控计算机，控制器能够将主控计算机下发的控制指令传输给变片式指端力传感器，超声波传感器经过接卡口连接主控计算机。
所述六维腕力传感器由变送器以及与变送器连接的数据处理器组成，所述变送器由六个低噪声石英应变桥和信号预处理组成。
所述变片式指端力传感器连接在夹持器和控制器之间，所述控制器和夹持器之间还依次设置有驱动电路和直流电机，所述驱动电路和直流电机之间设置有编码器。
所述变片式指端力传感器的应变片具有直流电桥，所述应变片的直流电桥桥路输出的电压信号经过放大电路连接控制器的A/D采集模块。
本发明的优点在于：
利用全局视觉粗测、局部视觉和超声波传感器精测、腕力传感器微调及指端力传感器夹持来提高双臂装配机器人的感知能力和信息处理能力；其结构简单，实现方便，而且避免了复杂的多传感器信息融合问题(只需对局部视觉和超声传感信息进行简单融合)，提高了射频连接器装配系统的执行效率。
附图说明
图1为本发明射频连接器装配机器人的控制系统的原理框图；
图2为本发明中夹持器的控制系统原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的射频连接器装配机器人的控制系统作进一步详细说明。
如图所示，本发明的射频连接器装配机器人的控制系统，包括位于装配工作台上方的用于获取全局视觉和安装在机器人手腕末端随机器人一起运动的用于获取局部视觉的多个视觉传感器，同样安装在机器人手腕末端的用于测量工件的深度信息以及机械手与待抓取工件间距离的超声波传感器，安装在安装于机器人腕部的用于为机器人力/力矩控制提供信息的六维腕力传感器以及机器人末端设置的夹持器，所述夹持器的手指侧面安装有用于测量夹持器在夹持待装配零件过程中的受力情况的变片式指端力传感器，所述局部视觉传感器能够获取待识别和抓取物体的二维图像，并引导超声波传感器获取深度信息；视觉传感器通过图像采集卡连接主控计算机，六维腕力传感器和变片式指端力传感器经过信号采集卡经过同一个控制器连接主控计算机，所述控制器能够将主控计算机下发的控制指令传输给变片式指端力传感器，所述超声波传感器经过接卡口连接主控计算机，由于该系统构成可以实现分阶段控制。
其中，图像处理主要完成对物体外形的描述，包括图像边缘提取、周线跟踪、特征点提取、区域分割及分段匹配、图形描述与识别。视觉传感器为CCD视觉传感器，CCD视觉传感器获取的物体图像经处理后，可提取对象的某些特征，如物体的形心坐标、面积、曲率、边缘、角点及短轴方向等。根据这些特征信息可得到物体形状的基本描述。
由于局部CCD视觉传感器获取的图像不能反映物体的深度信息，因此，对于二维图形相同、仅高度略有差异的物体，只用视觉信息不能正确识别。在图像处理的基础上，由视觉信息引导超声波传感器对待测点的深度进行测量，获取物体的深度(高度)信息，或沿着物体的待测面移动，超声波传感器不断采集距离信息，扫描得到距离曲线，根据距离曲线分析出物体的边缘或外形。计算机将视觉信息和深度信息融合推断后，进行图像匹配、识别，并控制机器人以合适的位姿准确地抓取待装配零件。
超声波传感器由发射和接收探头构成，根据声波反射原理，检测由待测点反射回的声波信号，经处理后得到物体的深度信息。
六维腕力传感器测试末端执行器所受力/力矩的大小和方向，从而确定末端执行器的运动方向。指端力传感器用于测量末端执行器所夹持物体的受力大小，以保证稳定抓取。
在多传感器信息处理过程中，应将系统的传感精度和有效作用范围结合起来。全局CCD检测范围较大，但精度较低；局部立体视觉系统在一定距离内有较高的精度，但检测范围相对较小，超出此范围检测精度迅速下降；腕力传感器和指端力传感器只有在微力接触时产生作用。
进一步地，所说的六维腕力传感器由变送器以及与变送器连接的数据处理器组成，所述变送器由六个低噪声石英应变桥和信号预处理组成，所说的变片式指端力传感器连接在夹持器和控制器之间，所述控制器和夹持器之间还依次设置有驱动电路和直流电机，所述驱动电路和直流电机之间设置有编码器，所说的变片式指端力传感器的应变片具有直流电桥，所述应变片的直流电桥桥路输出的电压信号经过放大电路连接控制器的A/D采集模块。

Claims (4)

1.一种射频连接器装配机器人的控制系统，其特征在于：包括位于装配工作台上方的用于获取全局视觉和安装在机器人手腕末端随机器人一起运动的用于获取局部视觉的多个视觉传感器，安装在机器人手腕末端的用于测量工件的深度信息以及机械手与待抓取工件间距离的超声波传感器，同样安装在安装于机器人腕部的用于为机器人力/力矩控制提供信息的六维腕力传感器以及机器人末端设置的夹持器，所述夹持器的手指侧面安装有用于测量夹持器在夹持待装配零件过程中的受力情况的变片式指端力传感器，所述局部视觉传感器能够获取待识别和抓取物体的二维图像，并引导超声波传感器获取深度信息；所述视觉传感器通过图像采集卡连接主控计算机，所述六维腕力传感器和变片式指端力传感器经过信号采集卡经过同一个控制器连接主控计算机，所述控制器能够将主控计算机下发的控制指令传输给变片式指端力传感器，所述超声波传感器经过接卡口连接主控计算机。
2.按照权利要求1所述的射频连接器装配机器人的控制系统，其特征在于：所述六维腕力传感器由变送器以及与变送器连接的数据处理器组成，所述变送器由六个低噪声石英应变桥和信号预处理组成。
3.按照权利要求1或2所述的射频连接器装配机器人的控制系统，其特征在于：所述变片式指端力传感器连接在夹持器和控制器之间，所述控制器和夹持器之间还依次设置有驱动电路和直流电机，所述驱动电路和直流电机之间设置有编码器。
4.按照权利要求3所述的射频连接器装配机器人的控制系统，其特征在于：所述变片式指端力传感器的应变片具有直流电桥，所述应变片的直流电桥桥路输出的电压信号经过放大电路连接控制器的A/D采集模块。
CN201710165900.5A 2017-03-20 2017-03-20 一种射频连接器装配机器人的控制系统 Pending CN107020634A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710165900.5A CN107020634A (zh) 2017-03-20 2017-03-20 一种射频连接器装配机器人的控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710165900.5A CN107020634A (zh) 2017-03-20 2017-03-20 一种射频连接器装配机器人的控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107020634A true CN107020634A (zh) 2017-08-08

Family

ID=59526243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710165900.5A Pending CN107020634A (zh) 2017-03-20 2017-03-20 一种射频连接器装配机器人的控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107020634A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108490895A (zh) * 2018-02-28 2018-09-04 上海福赛特自动化系统有限公司 一种生产线控制方法及系统、存储介质及工业pc
CN108709501A (zh) * 2018-07-05 2018-10-26 宁波亚大自动化科技有限公司 一种连接器智能装配检测系统
CN109048916A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 遂昌睿丰科技有限公司 基于多维传感器实时数据反馈融合的便捷式工业机器人
CN109048908A (zh) * 2018-08-29 2018-12-21 重庆两江微链智能科技有限公司 机器人感知装置及系统
CN112872872A (zh) * 2021-02-22 2021-06-01 深圳市大族数控科技股份有限公司 刀具组件更换装置以及刀具组件的更换方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130006423A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Canon Kabushiki Kaisha Target object gripping apparatus, method for controlling the same and storage medium
US20140100696A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Electronics And Telecommunications Research Institute Working method using sensor and working system for performing same
CN103958133A (zh) * 2011-09-21 2014-07-30 泽恩机器人技术有限公司 抗冲击结构
CN104057290A (zh) * 2014-06-24 2014-09-24 中国科学院自动化研究所 一种基于视觉和力反馈控制的机器人装配方法与系统
CN105898131A (zh) * 2014-05-09 2016-08-24 佳能株式会社 图像捕捉控制方法和图像拾取装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130006423A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Canon Kabushiki Kaisha Target object gripping apparatus, method for controlling the same and storage medium
CN103958133A (zh) * 2011-09-21 2014-07-30 泽恩机器人技术有限公司 抗冲击结构
US20140100696A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Electronics And Telecommunications Research Institute Working method using sensor and working system for performing same
CN105898131A (zh) * 2014-05-09 2016-08-24 佳能株式会社 图像捕捉控制方法和图像拾取装置
CN104057290A (zh) * 2014-06-24 2014-09-24 中国科学院自动化研究所 一种基于视觉和力反馈控制的机器人装配方法与系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋彩霞: "臂-手系统的运动控制及稳定抓取研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108490895A (zh) * 2018-02-28 2018-09-04 上海福赛特自动化系统有限公司 一种生产线控制方法及系统、存储介质及工业pc
CN108709501A (zh) * 2018-07-05 2018-10-26 宁波亚大自动化科技有限公司 一种连接器智能装配检测系统
CN109048908A (zh) * 2018-08-29 2018-12-21 重庆两江微链智能科技有限公司 机器人感知装置及系统
CN109048916A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 遂昌睿丰科技有限公司 基于多维传感器实时数据反馈融合的便捷式工业机器人
CN112872872A (zh) * 2021-02-22 2021-06-01 深圳市大族数控科技股份有限公司 刀具组件更换装置以及刀具组件的更换方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107020634A (zh) 一种射频连接器装配机器人的控制系统
CN107121090A (zh) 一种3d曲面玻璃的快速测量方法
CN108582075A (zh) 一种智能机器人视觉自动化抓取系统
Jiang et al. Dual-camera-based method for identification and location of scattered self-plugging rivets for robot grasping
CN103558858A (zh) 一种基于机器视觉的拾取机器人实现系统
CN103785956A (zh) 具有自动检测球体最高点位置的激光打孔设备及打孔方法
CN105436252A (zh) 一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置
Guo et al. Transmissive optical pretouch sensing for robotic grasping
CN105881588A (zh) 一种智能触感检测探头
CN102419157B (zh) 微小深度尺寸自动图像测量系统
CN202092625U (zh) 夹具型号识别装置
CN204208945U (zh) 一种基于视觉测量的折弯机加工控制装置
CN108225212B (zh) 曲面玻璃轮廓度检测方法
CN205426389U (zh) 一种基于图像识别的力测量装置
CN110988145A (zh) 扫描超声检测系统
CN102120326A (zh) 一种基于图像处理技术的机器手抓握滑移检测方法及装置
CN203894623U (zh) 一种非接触式ccd质检系统
WO2012113095A1 (zh) 坐标信息转换及显示系统
CN104713546A (zh) 高速二维运动轨迹非接触光电检测新方法
CN104458562A (zh) 一种裂纹张开应力的测量方法
CN113670223A (zh) 一种应用于3d视觉检测系统及其方法
CN209432097U (zh) 一种内齿形工件的齿顶圆平均直径检测机构
CN102662155B (zh) 一种用于电能表自动化检定装置的电能表夹持机构
TW201017091A (en) An image-measuring apparatus for dimensional parameters of drill and method to performing the same
Jiang et al. Pretouch sensing for manipulation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170808

RJ01 Rejection of invention patent application after publication