CN112008758B - 一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法，该方法利用安装在机器人抓手上的光电距离传感器进行检测，所述检测方法为：在地面上放置一块隔板，将机器人移动到隔板抓取点，记录示教抓取点P₁；设置光电距离传感器的感应距离H；机器人执行搜索程序，当光电距离传感器信号变为高电平信号后，记录当前机器人的感应位置如下P₂；通过P₁和P₂得出映射关系X；对未知高度隔板抓取，执行第三步操作步骤，记录当前的感应位置P₃；第六步：根据X和P₃结合得出抓取位置坐标Px，坐标Px即为最终抓取位置坐标。本发明无需利用3D视觉系统和激光距离传感器配合测距抓取，有效的控制了生产成本，同时本系统运行稳定，鲁棒性高，易于在项目中复制。

Description

一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，具体的说是一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法。

背景技术

工业机器人拆跺目前在市场应用较多，但拆跺往往局限于机器人抓手设计及物料来料状态。像有些工业铸铁件，体积小，重量大，外观一致性不高的这种类型工件在来料的垛盘往往需要在每层之间使用硬质加厚板材隔离。因为产品种类多，且每个工件高度有差异，导致每层隔板实际高度在理论高度上上下波动，机器人如果要想抓取隔板，就要先检测当前隔板的高度。目前行业主要通过3D视觉系统进行定位识别定位，该系统造价成本高且对机器人自身要求高，提高了生产成本；另外一种解决方案是直接使用激光距离传感器检测高度，将高度具体值以模拟量传送给PLC处理后再发给机器人，该方案对传感器精度要求高且数据处理复杂，易发生系统错误，导致生产停滞；为了解决上述问题，设计了一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法。

发明内容

现为了解决上述技术问题，本发明提出了一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法，该方法利用安装在机器人抓手上的光电距离传感器进行检测，所述检测方法包括以下步骤：

第一步：在地面上放置一块隔板，将机器人移动到隔板抓取点，记录示教抓取点P₁(x₁,y₁,z₁,a₁,b₁,c₁)；

第二步：设置光电距离传感器的感应距离H；

第三步：机器人执行搜索程序，当光电距离传感器信号由低电平信号转变为高电平信号后，机器人停止搜索程序，记录当前机器人的感应位置如下：

P₂(x₂,y₂,z₂,a₂,b₂,c₂)；

第四步：通过示教抓取点P₁和感应位置P₂得出机器人世界坐标与实际抓取坐标的映射关系X＝z₂-z₁；

第五步：对未知高度隔板抓取，机器人执行第三步操作步骤，记录当前机器人的感应位置P₃(x₃,y₃,z₃,a₃,b₃,c₃)；

第六步：根据映射关系X和P₃结合得出抓取位置坐标如下：

Px(x₁,y₁,z₃-X,a₁,b₁,c₁)。

机器人执行搜索程序时，从隔板上方高度大于H处，以恒定速度下降，搜寻光电距离传感器信号。

本发明的有益效果是：本发明通过设置光电距离传感器的感应距离，当传感器的低平信号改为高平信号，得出机器人世界坐标与实际抓取坐标的映射关系，根据映射关系可以对任意高度的待抓取隔板进行抓取，无需利用3D视觉系统和激光距离传感器配合测距抓取，有效的控制了生产成本，同时本系统运行稳定，鲁棒性高，易于在项目中复制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的机器人坐标系示例图；

图2为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本发明进行更清楚、更完整的阐述，当然所描述的实施例只是本发明的一部分而非全部，基于本实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例，均在本发明的保护范围内。

如图1至图2所示，一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法，该方法利用安装在机器人抓手上的光电距离传感器进行检测，所述检测方法包括以下步骤：

第一步：在地面上放置一块隔板，将机器人移动到隔板抓取点，记录示教抓取点P₁(x₁,y₁,z₁,a₁,b₁,c₁)；

第二步：设置光电距离传感器的感应距离H；感应距离H可根据实际情况进行调整；

第三步：机器人执行搜索程序，当光电距离传感器信号由低电平信号转变为高电平信号后，机器人停止搜索程序，记录当前机器人的感应位置如下：

P₂(x₂,y₂,z₂,a₂,b₂,c₂)；若未搜寻到高电平信号，则机器人发送错误代码，停止运动，随后再次进行搜索；

第四步：通过示教抓取点P₁和感应位置P₂得出机器人世界坐标与实际抓取坐标的映射关系X＝z₂-z₁；光电距离传感器的感应距离H并不等于在机器人坐标系下的距离，故计算映射关系X使感应距离H符合机器人坐标系下的距离；由于X为映射传感器在机器人世界坐标内的位置，故X不变且对任意高度的待抓取隔板都适用；

第五步：对未知高度隔板抓取，机器人执行第三步操作步骤，记录当前机器人的感应位置P₃(x₃,y₃,z₃,a₃,b₃,c₃)；

第六步：根据映射关系X和P₃结合得出抓取位置坐标如下：

Px(x₁,y₁,z₃-X,a₁,b₁,c₁)，

坐标Px即为最终抓取位置坐标。

机器人执行搜索程序时，从隔板上方高度大于H处，以恒定速度下降，搜寻光电距离传感器信号；光电距离传感器在隔板上方高度大于H时为低平信号，当光电距离传感器小于H时突变为高平信号，机器人停止；

以感应距离H为100毫米为例，机器人执行搜索程序，机器人从隔板上方高度为120毫米处，以10毫米每秒的速度下降，当光电距离传感器信号由低电平信号转变为高电平信号后，机器人停止搜索程序，记录当前机器人的感应位置P；根据感应位置P和映射关系X，计算出机器人的实际抓取坐标，机器人调整至实际抓取坐标位置，进行抓取作业。

如图1所示，为机器人世界坐标系，X,Y,Z代表三个方向，其中P₁为X轴方向上的第一点，P₂为X轴方向上的第二点；安装在机器人手臂上的光电距离传感器的感应光束沿X轴正方形发射，机器人从原点开始沿X轴正方向运动至P₁点，将P₁点记录为示教抓取点；

机器人执行搜索程序，沿X轴正方向运动至P₂点，接收到光电距离传感器发出的高平信号，记录P₂点位置，通过P₁点坐标和P₂点坐标计算机器人世界坐标系与距离传感器检测距离的映射关系C，映射关系C即为图1中所示P1点和P2点的距离差值，通过映射关系C，只要找到任意高度的P₃点即可计算出实际抓取位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种工业机器人托盘抓取高度智能检测方法，该方法利用安装在机器人抓手上的光电距离传感器进行检测，其特征在于： 所述检测方法包括以下步骤：

第一步：在地面上放置一块隔板，将机器人移动到隔板抓取点，记录示教抓取点P1(x₁,y₁,z₁,a₁,b₁,c₁)；

第二步：设置光电距离传感器的感应距离H；

第三步：机器人执行搜索程序，当光电距离传感器信号由低电平信号转变为高电平信号后，机器人停止搜索程序，记录当前机器人的感应位置如下：

P2(x₂,y₂,z₂,a₂,b₂,c₂)；

第四步：通过示教抓取点P1和感应位置P2得出机器人世界坐标与实际抓取坐标的映射关系X= z₂- z₁；

第五步：对未知高度隔板抓取，机器人执行第三步操作步骤，记录当前机器人的感应位置P3 (x₃,y₃,z₃,a₃,b₃,c₃)；

第六步：根据映射关系X和P3结合得出抓取位置坐标如下：

Px（x₁,y₁,z₃-X,a₁,b₁,c₁）；

机器人执行搜索程序时，从隔板上方高度大于H处，以恒定速度下降，搜寻光电距离传感器信号。