CN108582037B - 一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，包括以下步骤：机器人上的移动相机去取料位拍照并识别第一物料的位置后，机器人根据移动相机给的坐标去取第一物料；机器人去取完第一物料后去机台上的固定相机拍照，固定相机给出机器人取料后的偏差；机器人上的移动相机到放料为拍照得出放料位的第二物料偏差；机器人根据两个偏差值去校正，然后再将两个物料贴合，它不需要人工通过眼睛示教，坐标系的建立、标定主要通过机器人端来实现，对移动相机和固定相机端的计算性能要求不高，普通相机都可以胜任，可降低自动化设备的成本。

Description

一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法
技术领域
本发明涉及自动化中精密贴合领域，尤其涉及一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法。
背景技术
随着人力成本的提高和科学技术的发展，工业机器人在工业自动化领域越来越广泛的应用，在3C行业里面对于设备的精度的要求是非常高的，机器人相当人的手臂，要想其精度高需要用到相机。机器人跟相机的配合就是问题的关键，但是我们会发现，在机器人与相机配合上面会存在时间过长，严重受相机的性能条件的限制。
机器人运动是三维空间运动，这样就会有X,Y,Z平面,Rx,Ry,Rz 空间角度。现在工业上常见的相机是二维相机，所以机器人跟相机配合的运动存在X,Y,Rz。机器人跟相机的配合本质上就是把机器人的坐标跟相机的坐标生成对应关系，通过相机拍照处理换算成机器人的运动坐标。但是会有一个问题，机器人的坐标中心与相机的中心不重合，一般常见的就是通过相机去算这个的偏差。这样算出的精度误差很大，也很耗时，而且对相机的计算性能要求比较高，需要专业的相机才能实现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，它不需要人工通过眼睛示教，坐标系的建立、标定主要通过机器人端来实现，对移动相机和固定相机端的计算性能要求不高，普通相机都可以胜任，可降低自动化设备的成本。
本发明提供通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，包括以下步骤：
机器人上的移动相机去取料位拍照并识别第一物料的位置后，机器人根据移动相机给的坐标去取第一物料；
机器人去取完第一物料后去机台上的固定相机拍照，固定相机给出机器人取料后的偏差；
机器人上的移动相机到放料为拍照得出放料位的第二物料偏差；
机器人根据两个偏差值去校正，然后再将两个物料贴合。
优选地，还包括自动示教步骤：
机器人吸取第一物料到固定相机处，固定相机识别出第一物料的mark点，机器人以固定相机识别出的mark点建立第一工具坐标系；
机器人以第一工具坐标系去跟固定相机自动标定，标定完成后以物料中心和固定相机坐标中心重合位做机器人的矫正拍照位。
优选地，自动示教步骤还包括：
机器人到放料位处，移动相机识别第二物料的mark点，机器人以移动相机识别的mark点建立第二工具坐标；
机器人以第二工具坐标去跟移动相机进行自动差值标定，机器人以放料位的第二物料的中心跟相机坐标中心重合位做机器人的放料拍照位。
进一步，自动示教步骤还包括：如果移动相机和固定相机的mark点不重合，机器人以放料拍照位建立机器人的第一工件坐标系。
更进一步，还包括步骤：
机器人吸取第一物料到上面的固定相机处的矫正拍照位；
机器人根据固定相机给的物料偏差值去建立动态的第三工具坐标系，让机器人建的第三工具坐标系与第一物料mark点再次重合。
更进一步，还包括步骤：
机器人到放料拍照位；
如果移动相机和固定相机的识别的mark点重合，机器人以第三工具坐标系去走移动相机给的偏差值，机器人运动点位是放料拍照位第二工具坐标系的坐标点位；如果移动相机和固定相机的mark点不重合，机器人以移动相机给的偏差值建立第二工件坐标，机器人用第三工具坐标系下的第二工件坐标去运动。
附图说明
图1为某优选实施例中自动示教的流程图；
图2为某优选实施例中自动示教后续的补充流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
本发明涉及一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，它通过机器人工具坐标系、工件坐标系的转化及运动特性然后跟两个相机的配合去完成。方法涉及的设备包括机器人、两个工业相机，其中一个相机安装在机器人的法兰盘的工具上（简称为移动相机），另一个固定在机器人下方的机台板上（简称为固定相机）。机器人上面的移动相机去取料位拍照，机器人根据移动相机给的坐标去取料，机器人去取完物料后去机台上的固定相机拍照，固定相机给出机器人取料后的偏差1。机器人上的移动相机到放料为拍照得出放料位的偏差2。机器人根据2个偏差值去校正后实现两个物料（第一物料和第二物料）精密贴合。其中包括：
机器人移动相机处理：机器人把在机器人前端工装上的移动相机当成机器人的工具去建工具坐标系，然后通过机器人跟移动相机配合自动标定坐标得出最后得到移动相机跟机器人之间坐标的关系，这样机器人以移动相机建立了工具那么机器人的旋转中心就是移动相机的像素中心。
移动相机找出第一物料模版的mark点后，机器人移动至移动相机像素中心跟第一物料模版mark点重合时的位置当成机器人拍照位，那么第一物料模版得出的物料坐标就是机器人的运动坐标。
固定相机处理：机器人吸取物料到固定相机拍照位，机器人通过固定相机找的第一物料模版mark点去建立机器人工具坐标系，工具坐标系的中心就跟固定相机识别的第一物料模版mark点重合，接着固定相机跟机器人标定坐标关系，使固定相机的像素中心与第一物料模版mark点重合。
后面，每次机器人取完第一物料后，在机器人根据相机给出的偏差值去去建立动态的工具坐标。
上面是机器人跟两个相机之间的处理，这里就会有个问题，两个相机的所找到的mark点是否重合。
如果重合，则机器人在固定相机处建立动态工具坐标，机器人以建立的动态工具去走移动相机得出的偏差值。
如果不重合，则机器人在固定相机处建立动态的新工具坐标，机器人通过移动相机给出的偏差去建立新的工件坐标系，机器人以新的工具坐标系在新的工件坐标里走拍照点。
以下结合图2介绍两个相机配合机器人完成精密贴合示教的流程，包括以下步骤：
步骤1.设备及系统初始化，包括初始化机器人、两个相机等硬件设备。
步骤2.机器人吸取第一物料到固定相机处，固定相机识别出第一物料的mark点，机器人以固定相机识别出的mark点建立第一工具坐标系tool1；
步骤3,机器人以第一工具坐标系tool1去跟固定相机自动标定，标定完成后以物料中心和固定相机坐标中心重合位做机器人的矫正拍照位；
步骤4,机器人到放料位处，移动相机识别第二物料的mark点，机器人以移动相机识别的mark点建立第二工具坐标tool2；
步骤5,机器人以tool2去跟移动相机进行自动差值标定，机器人以放料位的第二物料的中心跟相机坐标中心重合位做机器人的放料拍照位。
步骤6,如果两个相机的mark点不重合，机器人以放料拍照位建立机器人的第一工件坐标系Wobj1。如果重合，则可以进行贴合。
以下是进一步的工作流程
步骤1,机器人吸取物料到上面的固定相机处的矫正拍照位；
步骤2,机器人根据固定相机给的物料偏差值去建立动态的第三工具坐标系tool3，让机器人建的动态tool3与第一物料mark点再次重合；
步骤3,机器人到上面的放料拍照位；
步骤4,如果两个相机的mark点重合，机器人以tool3去走移动相机给的偏差值，机器人运动点位是放料拍照位tool2点坐标点位。如果两个相机的mark点不重合，机器人以移动相机给的偏差值建立第二工件坐标Wobj2，机器人用工具tool3下的第二工件坐标Wobj2去运动，机器人运动点位是放料拍照位tool2点坐标点位。
本发明的好处在于，机器人整个工作的运动点位都不是人工通过眼睛示教出来的，这样就可以保证贴合的精度。不需要太多的人工参与及，大大提高效率，减少了人力成本投入，并且精度高，一致性好；另外，坐标系的建立、标定主要通过机器人端来实现，对移动相机和固定相机端的计算性能要求不高，普通相机都可以胜任。
以上所述仅为本发明的某个或某些优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本发明的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图的直接表达和常规的理解以及现有技术结合去实施。

Claims (6)

1.一种通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，包括以下步骤：
机器人上的移动相机去取料位拍照并识别第一物料的位置后，机器人根据移动相机给的坐标去取所述第一物料；
所述机器人去取完所述第一物料后去机台上的固定相机拍照，所述固定相机识别所述第一物料的mark点，所述机器人以所述第一物料的mark点建立第一工具坐标系；
所述机器人上的移动相机到放料位拍照，所述移动相机识别所述放料位上的第二物料的mark点，所述机器人以所述第二物料的mark点建立第二工具坐标系；
确定所述固定相机识别到的所述第一物料的mark点与所述移动相机识别到的所述第二物料的mark点是否重合；若是，则所述机器人以所述第二工具坐标系移动所述第一物料与所述第二物料贴合；若否，则所述固定相机给出所述第一物料的mark点与所述第二物料的mark点之间的物料偏差值，所述机器人以所述物料偏差值校正所述第一工具坐标系得到第三工具坐标系，所述机器人以所述第三工具坐标系移动所述第一物料与所述第二物料贴合。
2.根据权利要求1所述的通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，还包括自动示教步骤：
所述机器人以所述第一工具坐标系去跟所述固定相机自动标定，标定完成后以所述第一物料的中心和所述固定相机的坐标中心重合位做机器人的矫正拍照位。
3.根据权利要求2所述的通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，所述自动示教步骤还包括：
所述机器人以所述第二工具坐标系去跟所述移动相机进行自动差值标定，所述机器人以所述放料位的第二物料的中心跟所述移动相机的坐标中心重合位做机器人的放料拍照位。
4.根据权利要求3所述的通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，所述自动示教步骤还包括：如果所述固定相机识别到的所述第一物料的mark点和所述移动相机识别到的所述第二物料的mark点不重合，所述机器人以放料拍照位建立所述机器人的第一工件坐标系。
5.根据权利要求4所述的通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，还包括步骤：
所述机器人吸取所述第一物料到所述固定相机处的矫正拍照位；
所述机器人让所述第三工具坐标系的中心与所述第一物料的mark点重合。
6.根据权利要求5所述的通过两个相机跟机器人配合实现精密贴合的方法，其特征在于，还包括步骤：
所述机器人到放料拍照位；
如果所述移动相机识别到的所述第二物料的mark点和所述固定相机识别到的所述第一物料的mark点重合，所述机器人以所述第三工具坐标系去走所述移动相机给的所述第二物料的mark点与所述第一物料的mark点之间的偏差值，所述机器人的运动点位是放料拍照位第二工具坐标系的坐标点位；如果所述移动相机识别到的所述第二物料的mark点和所述固定相机识别到的所述第一物料的mark点不重合，机器人以移动相机给出所述第二物料的mark点与所述第一物料的mark点之间的偏差值建立第二工件坐标，所述机器人以所述第二工件坐标去运动。
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