CN109516130B - 自动化二次引导上件方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化二次引导上件方法及系统，方法包括如下步骤：1)将装有工件的普通料箱运送至预设位置，固定，利用视觉传感器I拍照，采集预设特征点的图像信息，计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；视觉传感器I的视场能覆盖预设位置；2)工控机利用偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；3)机器人从初始位置开始进行第二次引导，先下探至图像采集位置，拍摄，计算工件位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差，修正机器人的抓件位置，抓件，出件。该方法利用普通料箱，无需翻箱操作，料箱位于视觉传感器I的视场范围内即能完成自动化引导上件。
Description
技术领域
本发明涉及工业现场测量用的引导方法，具体而言涉及一种自动化二次引导上件方法及系统。
背景技术
随着工业技术的发展，在汽车制造业中，自动化引导上件已成为提高生产效率、解放生产力的重要手段。目前，自动化引导上件的流程为：先经过翻箱，将置于普通料箱内的工件导入高精度料箱，再利用视觉传感器确定高精度料箱内工件的位置并将结果传输给机器人，机器人按照工件位置修正轨迹，完成自动上料。现有自动化引导上件主要依靠高精度料箱以及库位的高精度定位来保证工件处于视觉传感器的检测范围之内并保证检测精度；这是因为视觉检测传感器的容差范围最大仅有±70mm，使用普通料箱及简易定位必然不能满足视觉传感器的检测要求。但是，高精度料箱和高精度定位的加工难度大，加工成本及维护成本均较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动化二次引导上件方法及系统，利用普通料箱，无需翻箱操作，人工将料箱推入大致位置即能完成自动化引导上件。
为此，本发明的技术方案如下：
一种自动化二次引导上件方法，包括如下步骤：
1)将装有工件的普通料箱运送至预设位置，固定，利用视觉传感器I拍照，采集预设特征点的图像信息，计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；
所述视觉传感器I的视场能覆盖所述预设位置；
2)所述工控机利用预设特征点与存储的标准位置的偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；
3)机器人从步骤2)确定的初始位置开始进行第二次引导，先下探至第二次引导的图像采集位置，拍摄，计算工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差，修正机器人的抓件位置，抓件，出件。
为了满足每个普通料箱中放置有多个工件时的引导情况，以料箱固定的信号为新料箱的信号，按照上述步骤1)、2)的方法确定第二次引导的初始位置；按照上述步骤3)的方法完成普通料箱中第一个工件的出件，再重复进行步骤3)，直至完成普通料箱内所有工件的出件。
进一步，所述预设特征点为设置于所述普通料箱上的标识点或工件上的固有特征点。
进一步，所述预设特征点为设置于所述普通料箱的立柱的上端面的标识点。
进一步，所述预设特征点为圆、椭圆、多边形、圆柱、椭圆柱、棱柱或异形孔。
进一步，步骤3)中所述第二次引导中工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差用三维坐标进行计算。
一种自动化二次引导上件系统，包括普通料箱、测试时普通料箱所在的预设位置、视觉传感器I、机器人及安装在机器人上的二次引导视觉传感器；
所述视觉传感器I设置于预设位置的上方，其视场覆盖所述预设位置；
工作状态下，所述普通料箱放置于预设位置内；
所述普通料箱上设置有多个标识点；
所述视觉传感器I采集普通料箱上预设特征点的图像信息，计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；所述工控机利用预设特征点与存储的标准位置的偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；
所述机器人安装在预设位置的侧面，用于完成从普通料箱内抓件；
所述二次引导视觉传感器用于完成机器人在抓件前，对工件的图像采集、计算工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差，并将该数据向机器人反馈。
进一步，所述视觉传感器I的周围还安装有多个用于照明的灯。
本发明提供的自动化二次引导上件方法，利用普通料箱，无需翻箱操作，仅需保证料箱位于视觉传感器I的视场范围内即能完成自动化引导上件，该方法使用的普通料箱单个造价仅为高精度料箱造价的10～20％，库位料箱普通定位也仅为高精度定位造价的10％，且上料过程无需翻箱，至少能节省一个岗位的人力成本。生产过程中减少翻箱也能减少工件的磕碰，从另一角度节约成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细描述：
一种自动化二次引导上件方法，包括如下步骤：
1)将装有前车盖的普通料箱运送至预设位置，预设位置为一预先划定的矩形框，四周仅简易角铁隔开，普通料箱抱合，利用视觉传感器I拍照，采集预设特征点的图像信息，视觉传感器I计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；视觉传感器I的视场能覆盖预设位置，可选用大视场的全局传感器；
在本发明的实施过程中，特征标记点可以为设置在普通料箱上的标识点，也可以为工件上固有的特征点，特征点的形状可以为圆、椭圆、多边形、圆柱、椭圆柱或棱柱，也可以为其他形状；
2)工控机利用预设特征点与存储的标准位置的偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；
3)机器人从步骤2)确定的初始位置开始进行第二次引导，先下探至第二次引导的图像采集位置(在本发明的一个实施方式中，在前车盖正上方的1m处)，拍摄，计算前车盖的三维位置坐标与存储的前车盖的标准位置三维坐标之间的偏差，修正机器人的抓件位置，抓件，出件。
实施时，以普通料箱的抱合信号即为更换料箱的信号，也即为本方法步骤1)、2)第一次引导过程开始执行的信号。
为了满足每个普通料箱中放置有多个工件时的引导情况，以料箱到位时固定的信号为新料箱的信号，按照上述步骤1)、2)的方法确定第二次引导的初始位置；按照上述步骤3)的方法完成普通料箱中第一个工件的出件，再重复进行步骤3)，直至完成普通料箱内所有工件的出件。重复次数为n次，n等于料箱内的工件数量。
一种自动化二次引导上件系统，包括普通料箱、测试时普通料箱所在的预设位置、视觉传感器I、机器人及安装在机器人上的二次引导视觉传感器；
视觉传感器I设置于预设位置的上方，其视场覆盖所述预设位置；
工作状态下，普通料箱放置于预设位置内；
普通料箱上设置有多个标识点；
视觉传感器I采集普通料箱上预设特征点的图像信息，计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；工控机利用预设特征点与存储的标准位置的偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；
机器人安装在预设位置的侧面，用于完成从普通料箱内抓件；
二次引导视觉传感器用于完成机器人在抓件前，对工件的图像采集、计算工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差，并将该数据向机器人反馈。
为了保证视觉传感器I采集图片的清晰度，视觉传感器I的周围还安装有多个用于照明的灯。
注：本发明中提到的标准数据均为引导系统示教时，机器人运行标准轨迹时，引导系统存储的特征点位置数据。
本发明提供的自动化二次引导上件方法，利用普通料箱，无需翻箱操作，仅保证料箱在视觉传感器I的视场范围内即能完成自动化引导上件，该方法使用的普通料箱单个造价仅为高精度料箱造价的10～20％，库位料箱普通定位也仅为高精度定位造价的10％，且上料过程无需翻箱，至少能节省一个岗位的人力成本。生产过程中减少翻箱也能减少工件的磕碰，从另一角度节约成本。该自动化二次引导上件方法可应用于汽车加工及相近似领域所有工件的上件过程。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
Claims (8)
1.一种自动化二次引导上件方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将装有工件的普通料箱运送至预设位置，固定，利用视觉传感器I拍照，采集预设特征点的图像信息，计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；
预设位置为一预先划定的矩形框，四周仅以简易角铁隔开；
所述视觉传感器I的视场能覆盖所述预设位置；
2)所述工控机利用预设特征点与存储的标准位置的偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；
3)机器人从步骤2)确定的初始位置开始进行第二次引导，先下探至第二次引导的图像采集位置，拍摄，计算工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差，修正机器人的抓件位置，抓件，出件。
2.如权利要求1所述自动化二次引导上件方法，其特征在于：单个普通料箱内抓件时步骤3)重复n次，n等于单个普通料箱内工件的件数。
3.如权利要求1或2所述自动化二次引导上件方法，其特征在于：所述预设特征点为设置于所述普通料箱上的标识点或工件上的固有特征点。
4.如权利要求1或2所述自动化二次引导上件方法，其特征在于：所述预设特征点为设置于所述普通料箱的立柱的上端面的标识点。
5.如权利要求1或2所述自动化二次引导上件方法，其特征在于：所述预设特征点为圆、椭圆、多边形、圆柱、椭圆柱、棱柱或异形孔。
6.如权利要求1或2所述自动化二次引导上件方法，其特征在于：步骤3)中所述第二次引导中工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差用三维坐标进行计算。
7.一种自动化二次引导上件系统，其特征在于：包括普通料箱、测试时普通料箱所在的预设位置、工控机、视觉传感器I、机器人及安装在机器人上的二次引导视觉传感器；
所述视觉传感器I设置于预设位置的上方，其视场覆盖所述预设位置；
工作状态下，所述普通料箱放置于预设位置内；
所述普通料箱上设置有多个标识点；
所述视觉传感器I采集普通料箱上预设特征点的图像信息，计算视觉传感器I坐标系下预设特征点与存储的标准位置的偏差，并将此数据传输至工控机；所述工控机利用预设特征点与存储的标准位置的偏差数据校正机器人轨迹，将校正后机器人的位置作为第二次引导的初始位置；
所述机器人安装在预设位置的侧面，用于完成从普通料箱内抓件；
所述二次引导视觉传感器用于完成机器人在抓件前，对工件的图像采集、计算工件的位置坐标与存储的工件标准位置坐标的偏差，并将该数据向机器人反馈。
8.如权利要求7所述自动化二次引导上件系统，其特征在于：所述视觉传感器I的周围还安装有多个用于照明的灯。
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