CN111283685A - 基于视觉系统的机器人的视觉示教方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，包括如下步骤：将图像采集装置安装在机械手的末端；图像处理器通过图像采集装置所提供的图像，调整图像采集装置的视角范围；机械手移动至待加工工件的上方，并对准待安装的位置，图像采集装置进行拍照，记为位置A；机械手移动至待安装零部件的上方并抓取，图像采集装置进行拍照，记为位置B；图像处理器计算出位置A与位置B之间的运动轨迹关系，通过运动轨迹关系来控制机械手运动，将待安装零部件准确地安装在待加工工件内，完成示教。上述的基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，采用视觉系统作为示教辅助系统，大大地提高了示教精度、减少示教时间以及减少工作强度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，特别是涉及一种基于视觉系统的机器人的视觉示教方法。
背景技术
在汽车生产过程中，大量使用机器人来实现生产自动化。随着自动化程度的提高，需要要给机器人装上视觉系统以实现全自动化生产。采用视觉系统时，需要对视觉系统的识别对象或物体的特征点进行登录，以确保视觉系统可以正确进行识别。目前的视觉特征点的登录是通过操作人员用目视的方法进行登录。上述方法存在的问题是：(1)精度低、误差大；(2)工件复杂，位置不准确；(3)由于工件体积大、登录工作非常艰苦；(4)要反复确认，工作效率低。
发明内容
基于此，有必要针对目前传统技术存在的问题，提供一种基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，解决上述传统的问题。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，所述机器人包括控制器及机械手，所述视觉系统包括图像采集装置和图像处理器，所述图像处理器与所述控制器电连接，所述视觉示教方法包括如下步骤：
S1：安装图像采集装置，将图像采集装置安装在机械手的末端；
S2：启动图像处理器，图像处理器通过图像采集装置所提供的图像，调整图像采集装置的视角范围；
S3：数据采集，机械手移动至待加工工件的上方，并对准待安装的位置，图像采集装置进行拍照，记为位置A；机械手移动至待安装零部件的上方并抓取，图像采集装置进行拍照，记为位置B；
S4：轨迹计算，图像处理器计算出位置A与位置B之间的运动轨迹关系，通过运动轨迹关系来控制机械手运动，将待安装零部件准确地安装在待加工工件内，完成示教。
在其中一个实施例中，所述图像采集装置安装在机械手的末端的一侧，所述图像采集装置的成像视角朝向方向与所述机械手纵向移动方向所形成的角度范围为30°-70°。
在其中一个实施例中，所述图像采集装置安装在机械手末端的中部，所述图像采集装置的成像视角朝向方向与所述机械手纵向移动方向相同。
在其中一个实施例中，所述步骤S3中，机械手的移动是通过人工操作。
在其中一个实施例中，所述步骤S4中，所述图像处理器对运动轨迹关系的计算包括如下步骤：
将位置A、位置B所记录的图像和时间，绘制成三维图像；
给出位置A和位置B之间的多种行走路径方案，将最优的行走路径方案形成最优的安装轨迹，反馈给控制器。
在其中一个实施例中，所述最优的安装轨迹包括最短的安装时间和最佳的安装角度。
上述的基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，解决了传统技术的示教精度低、误差大的问题，采用视觉系统作为示教辅助系统，大大地提高了示教精度、减少示教时间以及减少工作强度，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的基于视觉系统的机器人的视觉示教方法的结构示意图，图中图像采集装置安装在机械手的中部。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，为本发明的基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，该机器人包括控制器及机械手10，视觉系统包括图像采集装置20和图像处理器，图像处理器与控制器电连接，视觉示教方法包括如下步骤：
S1：安装图像采集装置，将图像采集装置安装在机械手10的末端；
S2：启动图像处理器，图像处理器通过图像采集装置20所提供的图像，调整图像采集装置20的视角范围；
S3：数据采集，机械手10移动至待加工工件的上方，并对准待安装的位置，图像采集装置20进行拍照，记为位置A；机械手10移动至待安装零部件的上方并抓取，图像采集装置20进行拍照，记为位置B；
S4：轨迹计算，图像处理器计算出位置A与位置B之间的运动轨迹关系，通过运动轨迹关系来控制机械手10运动，将待安装零部件准确地安装在待加工工件内，完成示教。
具体的，所述图像采集装置20安装在机械手10的末端的一侧，所述图像采集装置20的成像视角朝向方向与所述机械手10纵向移动方向所形成的角度范围为30°-70°。在另一实施中，所述图像采集装置20安装在机械手10末端的中部，所述图像采集装置20的成像视角朝向方向与所述机械手10纵向移动方向相同。
可选的，所述步骤S3中，机械手10的移动是通过人工操作。
可选的，所述步骤S4中，所述图像处理器对运动轨迹关系的计算包括如下步骤：
将位置A、位置B所记录的图像和时间，绘制成三维图像；
给出位置A和位置B之间的多种行走路径方案，将最优的行走路径方案形成最优的安装轨迹，反馈给控制器。
其中，所述最优的安装轨迹包括最短的安装时间和最佳的安装角度。
上述的基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，解决了传统技术的示教精度低、误差大的问题，采用视觉系统作为示教辅助系统，大大地提高了示教精度、减少示教时间以及减少工作强度，提高了工作效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种基于视觉系统的机器人的视觉示教方法，所述机器人包括控制器及机械手，所述视觉系统包括图像采集装置和图像处理器，所述图像处理器与所述控制器电连接，其特征在于，所述视觉示教方法包括如下步骤：
S1：安装图像采集装置，将图像采集装置安装在机械手的末端；
S2：启动图像处理器，图像处理器通过图像采集装置所提供的图像，调整图像采集装置的视角范围；
S3：数据采集，机械手移动至待加工工件的上方，并对准待安装的位置，图像采集装置进行拍照，记为位置A；机械手移动至待安装零部件的上方并抓取，图像采集装置进行拍照，记为位置B；
S4：轨迹计算，图像处理器计算出位置A与位置B之间的运动轨迹关系，通过运动轨迹关系来控制机械手运动，将待安装零部件准确地安装在待加工工件内，完成示教。
2.根据权利要求1所述的视觉示教方法，其特征在于，所述图像采集装置安装在机械手的末端的一侧，所述图像采集装置的成像视角朝向方向与所述机械手纵向移动方向所形成的角度范围为30°-70°。
3.根据权利要求1所述的视觉示教方法，其特征在于，所述图像采集装置安装在机械手末端的中部，所述图像采集装置的成像视角朝向方向与所述机械手纵向移动方向相同。
4.根据权利要求1所述的视觉示教方法，其特征在于，所述步骤S3中，机械手的移动是通过人工操作。
5.根据权利要求1所述的视觉示教方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述图像处理器对运动轨迹关系的计算包括如下步骤：
将位置A、位置B所记录的图像和时间，绘制成三维图像；
给出位置A和位置B之间的多种行走路径方案，将最优的行走路径方案形成最优的安装轨迹，反馈给控制器。
6.根据权利要求5所述的视觉示教方法，其特征在于，所述最优的安装轨迹包括最短的安装时间和最佳的安装角度。
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