CN109397291A - 一种用于示教工业机器人拾取的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于示教工业机器人拾取的方法，主要涉及工业机器人领域，应用于教导工业机器人拾取工件，解决了现有技术中教导工业机器人拾取方法对人员及工业机器人要求高的问题，其技术要点是：一种工业机器人拾取系统，包括拾取头11、工业机器人12、拾取装置13、视觉采集机构14、运动传感器模块15、机器人控制单元16、LED灯17、距离传感器18和色卡21；一种用于示教工业机器人拾取的方法，采用上述的工业机器人拾取系统，包括以下步骤：放置工件；2)调试；3)教导工业机器人；4)优化；本发明通过色卡识别被拾取工件种类，降低了工业机器人的配置要求，从而降低了工业机器人的成本。

Description

一种用于示教工业机器人拾取的方法
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体是一种用于示教工业机器人拾取的方法。
背景技术
随着科技的发展，工业机器人应用越来越广泛，在自动化工业系统中，工业机器人部分被用于拾取零件，为了将零件定位在拾取表面上，系统通常配备有包括一个或多个传感器(诸如相机)和照明系统的视觉系统。视觉系统通常用于确定零件在拾取表面上的位置，并且确定哪些零件被正确定位以便能够由机器人拾取。
目前技术中，通常采用3D相机识别零件形状，确定是否可以抓取零件，这种方式通常需要繁复教导方法来教导机器人识别零件，同时对机器人教导人员要求较高，用户需要具有良好的知识以处理相关视觉软件，通常需要几天才能将视觉系统手动教导给特定应用并且获取可靠的行为。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于示教工业机器人拾取的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业机器人拾取系统，包括拾取头、工业机器人、拾取装置、视觉采集机构、运动传感器模块、机器人控制单元、LED灯、距离传感器和色卡；所述拾取头通过螺栓安装在工业机器人执行端；所述拾取装置、视觉采集机构、LED灯、距离传感器安装在拾取头上；所述运动传感器模块安装在工业机器人上；所述色卡上设有不同的颜色排列，且色卡粘在被拾取工件表面；所述拾取装置用于拾取工件；所述运动传感器模块用于检测工业机器人的工作情况；所述色卡用于区分被拾取工件。
作为本发明进一步的方案：所述拾取头上设有螺栓孔；所述拾取装置为负压吸盘拾取结构；所述拾取装置上设有吸盘和抽真空装置；所述吸盘和抽真空装置之间通过气管连接；所述视觉采集机构包括视觉传感器和视觉采集卡；所述视觉传感器安装在拾取头上；所述视觉采集卡安装在机器人控制单元上；所述视觉传感器和视觉采集卡通过信号线连接；所述距离传感器通过导线连接到机器人控制单元上。
作为本发明再进一步的方案：所述运动传感器模块包括角度传感器、水平传感器和A/D转换模块。
作为本发明再进一步的方案：所述角度传感器通过螺栓安装在工业机器人手臂关节上；所述水平传感器通过螺栓安装在拾取头内；所述角度传感器和水平传感器通过A/D转换模块连接到机器人控制单元上。
一种用于示教工业机器人拾取的方法，采用上述的工业机器人拾取系统，包括以下步骤：
1)放置工件：将被拾取工件放置在工作台表面，打开工作台灯光；
2)调试：将工业机器人控制单元连接到电脑主机上，然后调试工业机器人控制单元，使电脑主机可以实时读取工业机器人的工作情况；
3)教导工业机器人：教导人员通过工业机器人控制单元控制工业机器人拾取工件；
4)优化：重复步骤，找出工业机器人的最优移动路线，编制成程序并存储到工业机器人控制单元内
进一步的，步骤3)中，根据色卡颜色排列，所述工业机器人具有不同动作。
再进一步的，步骤3)中，所述视觉采集机构用于识别色卡的信息；所述距离传感器用于识别拾取头和被拾取工件的距离；所述运动传感器模块用于检测工业机器人的动作。
一种采用上述工业机器人拾取系统的工业机器人。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过色卡识别被拾取工件种类，降低了工业机器人的配置要求，从而降低了工业机器人的成本。
2、本发明通过采用吸盘拾取机构，有效的降低了被拾取工件的形状要求。
3、本发明通过运动传感器记录工业机器人的动作，辅助教导人员编制控制程序，降低了对教导人员的要求。
附图说明
图1为用于教导工业机器人拾取的方法实施例1的结构示意图。
图2为用于教导工业机器人拾取的方法实施例1的原理图。
图3为用于教导工业机器人拾取的方法实施例1中提取头结构示意图。
图4为用于教导工业机器人拾取的方法实施例1中拾取表面的俯视图。
图中，1-机器人拾取装置，11-拾取头，12-工业机器人，13-拾取装置，14-视觉采集机构，15-运动传感器模块，151-角度传感器，152-水平传感器，153-A/D转换模块，16-机器人控制单元，17-LED灯，18-距离传感器，2-被拾取工件，21-色卡，22-拾取表面，23-工件本体，3-模拟工作台，31-工作台外壳，32-工作台面，4-控制端，41-显示器，42-电脑主机。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
请参阅图1-4，一种工业机器人拾取系统，包括拾取头11、工业机器人12、拾取装置13、视觉采集机构14、运动传感器模块15、机器人控制单元16、LED灯17、距离传感器18和色卡21；所述拾取头11通过螺栓安装在工业机器人12执行端；所述拾取装置13、视觉采集机构14、LED灯17、距离传感器18安装在拾取头11上；所述运动传感器模块15安装在工业机器人12的运动臂上；
所述拾取头11上设有螺栓孔，用于拾取头11和工业机器人12连接；所述拾取装置13采用负压吸盘拾取结构；所述拾取装置13上设有吸盘和抽真空装置；所述吸盘和抽真空装置之间通过气管连接；所述视觉采集机构14包括视觉传感器和视觉采集卡；所述视觉传感器安装在拾取头11上；所述视觉采集卡安装在机器人控制单元上；所述视觉传感器和视觉采集卡通过信号线连接；所述LED灯17安装在拾取头11上，用于为视觉采集机构提供光源；所述距离传感器18通过导线连接到机器人控制单元12上，用于检测拾取头11和北被拾取工件2的距离；
所述运动传感器模块15包括角度传感器151、水平传感器152和A/D转换模块153；所述角度传感器151安装在工业机器人手臂关节上，用于检测工业机器人的手臂弯曲角度；所述水平传感器153安装在拾取头11内，用于检测拾取头的水平角度；所述角度传感器151和水平传感器152通过A/D转换模块153连接到机器人控制单元16上；
所述色卡21粘在工件表面，所述色卡用于零件分类。
本实施例的工作原理是：
拾取装置采用吸盘式拾取机构，吸盘附在工件表面，然后抽真空装置工作，将工件吸附在拾取头上；所述视觉采集机构采集被拾取工件上的色卡信息，判断工件类别，例如可以拾取、放行等不同类别的工件采用不同执行方式；LED灯用于提供光源，使视觉采集机构可以清晰的读取色卡信息；所述距离传感器用于说是探测拾取头和被拾取工件的距离，使拾取头可以精确的移动到被拾取工件上；所述运动传感器模块实施检测工业机器人手臂的位置。
实施例2
一种采用上述工业机器人拾取系统处用于教导工业机器人拾取的方法，包括以下步骤：
1)放置工件：将被拾取工件2放置在工作台表面，打开工作台灯光，需要注意的是，被拾取工件2和工业机器人12相对位置为自动化生产线上工业机器人拾取工件时的相对位置；
2)调试：将工业机器人控制单元16连接到电脑主机42上，然后通过机器人调试软件设置工业机器人控制单元16，使电脑主机41可以实时读取工业机器人12的工作情况；
3)教导工业机器人：打开LED灯17，将视觉采集机构14采集到的图像调出来，然后教导人员通过工业机器人控制单元16控制工业机器人12移动，此时电脑主机41记录工业机器人12的位移命令，当教导人员控制工业机器人12移动到被拾取工件2正上方时，运动传感器模块15和距离传感器18记录此时工业机器人12的位置，视觉采集机构14识别色卡21信息，根据不同的颜色，教导人员输入不同的执行信息；教导人员再次控制工业机器人，控制拾取头11竖直位移，直至拾取装置13正确放置在被拾取工件2表面，此时启动抽真空装置，工业机器人12拾取工件，根据色卡信息，控制工业机器人12将被拾取工件2放置到对应的位置；
4)优化：重复步骤3，直至出现最优路线，然后教导人员根据电脑主机41记录的动作命令编制出工业机器人执行程序，输入机器人控制单元16内。
实施例3
一种工业机器人，包括实施例1所述的用于教导工业机器人拾取的方法。
对比例
现有工业机器人教导方法，具体的是公开号CN108290286A公开的一种教导工业机器人抓取的方法。
对比实施例2和对比例发现，对比例的教导方法采用识别被拾取工件二维投影的方法识别工件，然后采用抓取的方式拾取工件，这工件形状要求较高，不使用形状较为复杂的零件，且通过被拾取工件二维投影的方法识别工件对工业机器人的技术要求较高，而本发明的拾取方法通过色卡识别被拾取工件和采用吸盘拾取工件，显著降低了拾取要求。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种工业机器人拾取系统，包括拾取头(11)、工业机器人(12)、拾取装置(13)、视觉采集机构(14)、运动传感器模块(15)、机器人控制单元(16)、LED灯(17)、距离传感器(18)和色卡(21)；其特征在于，所述拾取头(11)通过螺栓安装在工业机器人(12)执行端；所述拾取装置(13)、视觉采集机构(14)、LED灯(17)、距离传感器(18)安装在拾取头(11)上；所述运动传感器模块(15)安装在工业机器人(12)上；所述色卡(21)上设有不同的颜色排列，且色卡(21)粘在被拾取工件表面。
2.根据权利要求1所述的工业机器人拾取系统，其特征在于，所述拾取头(11)上设有螺栓孔；所述拾取装置(13)为负压吸盘拾取结构；所述拾取装置(13)上设有吸盘和抽真空装置；所述吸盘和抽真空装置之间通过气管连接；所述视觉采集机构(14)包括视觉传感器和视觉采集卡；所述视觉传感器安装在拾取头(11)上；所述视觉采集卡安装在机器人控制单元上；所述视觉传感器和视觉采集卡通过信号线连接；所述距离传感器(18)通过导线连接到机器人控制单元(12)上。
3.根据权利要求2所述的工业机器人拾取系统，其特征在于，所述运动传感器模块(15)包括角度传感器(151)、水平传感器(152)和A/D转换模块(153)。
4.根据权利要求3所述的工业机器人拾取系统，其特征在于，所述角度传感器(151)通过螺栓安装在工业机器人(12)手臂关节上；所述水平传感器(153)通过螺栓安装在拾取头(11)内；所述角度传感器(151)和水平传感器(152)通过A/D转换模块(153)连接到机器人控制单元(16)上。
5.一种用于示教工业机器人拾取的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一所述的工业机器人拾取系统，包括以下步骤：
1)放置工件：将被拾取工件(2)放置在工作台表面，打开工作台灯光；
2)调试：将工业机器人控制单元(16)连接到电脑主机(42)上，然后调试工业机器人控制单元(16)，使电脑主机(41)可以实时读取工业机器人(12)的工作情况；
3)教导工业机器人：教导人员通过工业机器人控制单元(16)控制工业机器人(12)拾取工件(2)；
4)优化：重复步骤3)，找出工业机器人(2)的最优移动路线，编制成程序并存储到工业机器人控制单元(16)内。
6.根据权利要求5所述的用于教导工业机器人拾取的方法，其特征在于，步骤3)中，根据色卡(21)颜色排列，所述工业机器人(12)具有不同动作。
7.根据权利要求6所述的用于教导工业机器人拾取的方法，其特征在于，步骤2)中，所述视觉采集机构(14)用于识别色卡(21)的信息；所述距离传感器(18)用于识别拾取头(11)和被拾取工件(2)的距离；所述运动传感器模块(15)用于检测工业机器人(12)的动作。
8.一种采用权利要求1-4任一所述的工业机器人拾取系统的工业机器人。
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