CN112706161A - 一种具备智能感知能力的涂胶控制系统 - Google Patents

一种具备智能感知能力的涂胶控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112706161A
CN112706161A CN202011289317.3A CN202011289317A CN112706161A CN 112706161 A CN112706161 A CN 112706161A CN 202011289317 A CN202011289317 A CN 202011289317A CN 112706161 A CN112706161 A CN 112706161A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gluing
control system
upper computer
computer controller
industrial robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011289317.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112706161B (zh
Inventor
甘志超
于克勤
黄亚星
袁秀志
陈玉龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Ruisai Chang Cheng Aeronautical M & C Technology Co ltd
AVIC Intelligent Measurement Co Ltd
China Aviation Industry Corp of Beijing Institute of Measurement and Control Technology
Original Assignee
Beijing Ruisai Chang Cheng Aeronautical M & C Technology Co ltd
AVIC Intelligent Measurement Co Ltd
China Aviation Industry Corp of Beijing Institute of Measurement and Control Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Ruisai Chang Cheng Aeronautical M & C Technology Co ltd, AVIC Intelligent Measurement Co Ltd, China Aviation Industry Corp of Beijing Institute of Measurement and Control Technology filed Critical Beijing Ruisai Chang Cheng Aeronautical M & C Technology Co ltd
Priority to CN202011289317.3A priority Critical patent/CN112706161B/zh
Publication of CN112706161A publication Critical patent/CN112706161A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112706161B publication Critical patent/CN112706161B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0075—Manipulators for painting or coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • B05C11/1015—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to a conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature ; responsive to position or movement of the coating head relative to the target
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开一种具备智能感知能力的涂胶控制系统，包括：上位机控制器、显示器、涂胶机、工业机器人，且该涂胶控制系统通过硬件增设视觉模块、力控模块，涂胶装配工艺参数智能决策模块；通过视觉模块获取零件的规格信息，通过调用涂胶装配工艺参数智能决策模块获取零件涂胶装配工艺参数；另外，利用视觉模块获取零件的位置信息，定位零件装配位置，利用力控模块与上位机控制器的通讯，获取涂胶装配过程中零件的受力和力矩信息，通过力控算法调整工业机器人的姿态完成装配。该涂胶控制系统可以应用于不同规格零件的涂胶和装配情况下，有效保证了涂胶装配质量，缩短装配周期、降低产品成本，提高产品质量。

Description

一种具备智能感知能力的涂胶控制系统
技术领域
本发明涉及但不限于机器人智能控制技术领域，尤指一种具备智能感知能力的涂胶控制系统。
背景技术
涂胶工序广泛应用于在产品制造过程中，并起着重要的作用，目前国内大部分生产企业仍采用手工涂胶的方法，造成涂胶量不均匀，容易起泡的缺点。国内部分公司开发涂胶机器人应用于实际的涂胶工业生产，但大多是结构简单，功能较少的小型涂胶机器人，存在技术不成熟、系统缺乏稳定性等缺点。
近年来，基于人工智能技术的发展，可以考虑将人工智能技术与涂胶技术相结合，因此，为提高涂胶质量以及装配质量，保证涂胶均匀性和精度，目前亟需开发一种用于具备智能感知能力的涂胶控制系统。
结合人工智能技术生产的智能涂胶机在市场上出现，它结合了先进的感知技术和现代控制的方法，使得在一次涂胶过程中完成从涂胶到检测的所有过程，涂胶过程更加智能化，简化了涂胶作业，但是国内企业对于此种涂胶机的生产还为零，大多还处于研制阶段。
因此，为提高涂胶质量以及装配质量，保证涂胶均匀和精度，开发了一种用于具备智能感知能力的涂胶控制系统。
发明内容
本发明的目的是：本发明实施例提供一种具备智能感知能力的涂胶控制系统，以解决现有涂胶工艺中，涂胶质量以及装配质量难以保证，并且涂胶均匀性和精度较差等问题。
本发明的技术方案是：本发明实施例提供一种具备智能感知能力的涂胶控制系统，包括：上位机控制器1、分别与所述上位机控制器1相连接的显示器2、涂胶机3、工业机器人4、视觉模块5和涂胶装配工艺参数智能决策模块7；
所述涂胶控制系统，用于通过上位机控制器1控制视觉模块5对待涂胶的零件进行拍照，以获取所述零件的规格信息，将零件的规格信息作为涂胶装配工艺参数智能决策模块7的输入参数，获取所述零件对应的涂胶装配工艺参数后，一方面，将所述涂胶装配工艺参数发送给涂胶机3，以及通过上位机控制器1向涂胶机3和工业机器人4发送涂胶指令，以使得涂胶机3和工业机器人4协调配合完成途径任务，使涂胶控制系统具有视觉和智能感知能力；另一方面，将所述涂胶装配工艺参数发送给显示器2供操作人员查看所述涂胶装配工艺参数，用于操作人员进行核对、校准。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，所述视觉模块5安装在所述工业机器人4的末端；
所述涂胶控制系统，还用于在进行涂胶前，通过上位机控制器1向所述工业机器人4发送运动指令，以控制工业机器人4运动到零件摆放区的上方，带动视觉模块5移动到用于对待涂胶零件进行拍照的位置。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，还包括：与所述上位机控制器1相连接的力控模块6；
所述涂胶控制系统，还用于通过上位机控制器1控制视觉模块5对待装配的零件进行拍照，以获取零件的位置信息以定位零件装配位置，并通过上位机控制器1控制工业机器人4带动零件移动到装配位置，通过力控模块6测量到装配零件的受力和力矩信息并发送给上位机控制器1，通过上位机控制器1解算出工业机器人4待调整的姿态信息，并向工业机器人4发送姿态调整指令控制工业机器人4的调整姿态以完成装配任务，使涂胶控制系统具有力觉和视觉感知能力。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，所述上位机控制器1包括：中央处理芯片、第一通信接口、显示接口；
其中，所述中央处理芯片，用于运行嵌入式操作系统，以构成所述涂胶控制系统的上位机；
所述显示器2通过LVDS与上位机控制器1的显示接口连接。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，
所述涂胶机3包括三个联动的运动轴以及用于驱动的运动轴伺服电机，且所述涂胶机3内置涂胶处理芯片、第二通信接口，以及设置于运动轴末端的涂胶喷枪；
所述涂胶机3，用于通过涂胶处理芯片控制运动轴伺服电机驱动运动轴进行运动，并带动涂胶喷枪完成涂胶轨迹；第二通信接口通过TCP通信协议与上位机控制器1进行通讯。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，
所述工业机器人4包括六个关节轴以及用于驱动的关节轴伺服电机，机器人控制器，第三通信接口和示教器，且机器人控制器通过第三通信接口与上位机控制器1进行通讯；
所述工业机器人4，用于根据上位机控制器1向机器人控制器发送的运动指令，控制关节轴伺服电机带动六个关节轴进行运动并到达目标点；
所述示教器与机器人控制器相连接，用于在人工示教时，通过示教器向机器人控制器发送示教指令，以控制工业机器人4的运动。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，
所述视觉模块5包括：设置在工业机器人4末端的工业相机，以及用于工业相机与上位机控制器1进行通讯的第四通信接口；且上位机控制器1中配置有用于解算图像的图像处理算法；
所述视觉模块5，用于通过上位机控制器1控制工业相机对零件进行自动拍照，并将拍摄的零件照片传输到上位机控制器1，使得上位机控制器1通过配置的图像处理算法获取零件的位置信息以及规格信息，从而使涂胶控制系统具有视觉感知能力。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，
所述力控模块6包括：设置在工业机器人4末端的六维力传感器，与六维力传感器连接的力控控制器，以及用于力控控制器与上位机控制器1进行通讯的第五通信接口；且所述上位机控制器1中配置有用于解算姿态的力控算法；
所述力控模块6，用于通过六维力传感器感知装配过程中零件的受力和力矩的信息，并通过力控控制器将零件的受力和力矩的信息反馈给上位机控制器1，使得上位机控制器1通过配置的力控算法计算出工业机器人4应该调整的位姿信息，使涂胶控制系统具有力觉感知能力。
可选地，如上所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统中，
所述涂胶装配工艺参数智能决策模块7包括：输入层、隐藏层、输出层、训练单元、决策单元、模型读取单元和模型保存单元；
其中，所述输入层用于输入零件的规格信息，所述输出层用于输出零件对应的涂胶装配工艺参数，所述训练单元用于收集历史数据并对神经网络模型进行训练，结合模型保存单元将模型的权重值保存，所述决策单元结合模型读取单元对保存的模型的权重值进行读取，使涂胶控制系统具有智能感知能力。
本发明的技术效果是：本发明实施例提供的具备智能感知能力的涂胶控制系统，包括上位机控制器、显示器、涂胶机、工业机器人，且该涂胶控制系统通过硬件增设视觉模块、力控模块；具体实施中，通过增设视觉模块、力控模块和基于神经网络模型的涂胶装配工艺参数智能决策模块，利用上位机控制器控制视觉模块中的工业相机获取零件的规格信息，通过调用涂胶装配工艺参数智能决策模块获取零件涂胶装配工艺参数；另外，利用上位机控制器控制工业相机获取零件的位置信息，定位零件装配位置，利用力控模块中六维力传感器与上位机控制器的通讯，获取涂胶装配过程中零件的受力和力矩信息，通过力控算法调整工业机器人的姿态完成装配。本发明实施例体提供的涂胶控制系统，可以应用于不同规格零件的涂胶和零件装配过程中，且在涂胶和零件装配过程中具有智能感知能力，该涂胶控制系统可以完成不同规格的轴孔类零件涂胶装配自动化作业；采用本发明实施例体提供的涂胶控制系统，有效保证了涂胶装配质量，缩短装配周期、降低产品成本，提高产品质量。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种具备智能感知能力的涂胶控制系统的总体控制机构示意图。
附图标记说明：
1-上位机控制器、2-显示器、3-涂胶机、4-工业机器人、5-视觉模块、6-力控模块、7-涂胶装配工艺参数智能决策模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种具备智能感知能力的涂胶控制系统的总体控制机构示意图。本发明实施例提供的涂胶控制系统的整体结构上包括：上位机控制器1、显示器2、涂胶机3、工业机器人4、视觉模块5、力控模块6、涂胶装配工艺参数智能决策模块7。
本发明实施例提供的涂胶控制系统执行涂胶工作的方式为：通过上位机控制器1控制视觉模块5对待涂胶的零件进行拍照，以获取所述零件的规格信息，将零件的规格信息作为涂胶装配工艺参数智能决策模块7的输入参数，获取所述零件对应的涂胶装配工艺参数后，一方面，将所述涂胶装配工艺参数发送给涂胶机3，以及通过上位机控制器1向涂胶机3和工业机器人4发送涂胶指令，以使得涂胶机3和工业机器人4协调配合完成途径任务，使涂胶控制系统具有视觉和智能感知能力；另一方面，将所述涂胶装配工艺参数发送给显示器2供操作人员查看所述涂胶装配工艺参数，用于操作人员进行核对、校准。
实际应用中，由于视觉模块5安装在工业机器人4的末端；本发明实施例的涂胶控制系统在进行涂胶前，还可以通过上位机控制器1向所述工业机器人4发送运动指令，以控制工业机器人4运动到零件摆放区的上方，带动视觉模块5移动到用于对待涂胶零件进行拍照的位置。
本发明实施例提供的涂胶控制系统执行零件装配工作的方式为：通过上位机控制器1控制视觉模块5对待装配的零件进行拍照，以获取零件的位置信息以定位零件装配位置，并通过上位机控制器1控制工业机器人4带动零件移动到装配位置，通过力控模块6测量到装配零件的受力和力矩信息并发送给上位机控制器1，通过上位机控制器1解算出工业机器人4待调整的姿态信息，并向工业机器人4发送姿态调整指令控制工业机器人4的调整姿态以完成装配任务，使涂胶控制系统具有力觉和视觉感知能力。
本发明实施例提供的涂胶控制系统，包括：上位机控制器、显示器、涂胶机、工业机器人，且该涂胶控制系统通过硬件增设视觉模块、力控模块，涂胶装配工艺参数智能决策模块；通过视觉模块获取零件的规格信息，通过调用涂胶装配工艺参数智能决策模块获取零件涂胶装配工艺参数；另外，利用视觉模块获取零件的位置信息，定位零件装配位置，利用力控模块与上位机控制器的通讯，获取涂胶装配过程中零件的受力和力矩信息，通过力控算法调整工业机器人的姿态完成装配。该涂胶控制系统可以应用于不同规格零件的涂胶和零件装配过程中，且在涂胶和零件装配过程中具有智能感知能力，该涂胶控制系统可以完成不同规格的轴孔类零件涂胶装配自动化作业；采用本发明实施例体提供的涂胶控制系统，有效保证了涂胶装配质量，缩短装配周期、降低产品成本，提高产品质量。
以下对本发明实施例提供的具备智能感知能力的涂胶控制系统中各个模块和部件的硬件结构和具体功能进行详细说明，并且对涂胶控制系统执行涂胶工作和零件装配工装的具体实施方式进行详细说明。
本发明实施例中的上位机控制器1包括：中央处理芯片(简称为：CPU)、第一通信接口、显示接口，所述中央处理芯片运行嵌入式win10系统，构成涂胶控制系统的上位机；本发明实施例中的显示器2通过LVDS与上位机控制器1的显示接口连接。
本发明实施例中的涂胶机3包括三个联动的运动轴以及用于驱动的运动轴伺服电机，且所述涂胶机3内置涂胶处理芯片、第二通信接口，以及设置于运动轴末端的涂胶喷枪。所述三个运动轴依靠涂胶机3内置的涂胶处理芯片发送指令给运动轴伺服电机驱动运动轴进行运动，同时带动涂胶喷枪完成涂胶轨迹，第二通信接口通过TCP通信协议与上位机控制器1进行通讯。
本发明实施例中的工业机器人4包括六个关节轴以及用于驱动的关节轴控制器，机器人控制器，第三通信接口和示教器，机器人控制器内配置有轨迹算计。所述上位机控制器1通过TCP通信协议与工业机器人4的机器人控制器通讯，发送指令给机器人控制器，通过内部的关节轴伺服电机以及轨迹算法该算法配置于机器人控制器内带动六个关节轴的运动并到达目标点；示教器与机器人控制器相连接，在人工示教时，通过示教器发送示教指令控制工业机器人4的运动。
本发明实施例中的视觉模块5包括外置的工业相机和第四通信接口，工业相机具体设置在工业机器人4末端，工业相机与上位机控制器1通过第四通信接口进行通讯；且上位机控制器1中配置有用于解算图像的图像处理算法。实际应用中，上位机控制器1通过以太网通信协议与工业相机通讯，控制工业相机自动拍照，通过上位机控制器1的图像处理算法获取零件的位置信息以及规格信息，使涂胶控制系统具有视觉感知能力。
本发明实施例中的力控模块6包括：外置的六维力传感器，与六维力传感器连接的力控控制器和第五通信接口，六维力传感器具体设置在工业机器人4末端，力控控制器与上位机控制器1通过第五通信接口进行通讯。所述的六维力传感器感知装配过程中零件所受的力和力矩的信息，并通过与六维力传感器连接的力控控制器以TPC通信协议的形式反馈给上位机控制器1，利用所述的力控算法求出工业机器人4应该调整的位姿信息，使涂胶控制系统具有力觉感知能力。
本发明实施例中的涂胶装配工艺参数智能决策模块7包括：输入层、隐藏层、输出层、训练单元、决策单元、模型读取单元和模型保存单元。所述的输入层输入零件的规格信息，所述输出层输出零件对应的涂胶装配工艺参数，所述训练单元收集历史数据并对模型进行训练，结合模型保存单元将模型的权重值保存，所述决策单元结合模型读取单元对保存的模型的权重值进行读取，使涂胶控制系统具有智能感知能力。需要说明的是，其中的隐藏层作为神经网络中的一个中间层。
本发明实施例在具体实施中，涂胶控制系统通过增设视觉模块5、力控模块6，并且配置硬件传感器获取的工作环境、工作对象参数，另外，通过内部接口与上位机控制器1连接，基于神经网络模型的涂胶装配工艺参数智能决策模块7获取调用内部数据库存储的零件涂胶装配工艺参数，通过上位机控制器上位机的调度使得所述涂胶控制系统具有了自主感知和认知能力。该涂胶系统基于内部接口的使用提高了系统运行效率,使得系统更加稳定，便于维护，可以应用于不同规格零件涂胶装配情况下，有效保证了涂胶装配质量，缩短装配周期、降低产品成本，提高产品质量。
本发明实施例提供的涂胶控制系统的工作模式包括：涂胶工作和零件装配工作。
基于上述各个模块的硬件结构和软件功能。该涂胶控制系统执行涂胶工作的具体实施方式为：
上位机控制器1通过TCP通信协议发送指令控制工业机器人4带动其末端的工业相机运动到零件摆放区的上方；随后，上位机控制器1通过以太网通信协议发送指令控制工业相机对零件进行拍照，并通过上位机控制器1内配置的图像处理算法识别零件获取零件的规格信息，将零件的规格信息作为基于神经网络的涂胶装配工艺参数智能决策模块7的输入参数，经过神经网络的训练，输出参数获取对应的涂胶装配工艺参数；一方面，将涂胶装配工艺参数输出到显示器2上供人工查看涂胶装配工艺参数，用于人工后续的核对和校准；另一方面，将此涂胶装配工艺参数通过TCP通信协议发送给涂胶机3，涂胶机3将按照此参数调用对应的运动算法完成后续的涂胶工作，涂胶操作过程中，上位机控制器1根据涂胶装配工艺参数，通过TCP通信协议发送指令控制工业机器人4和涂胶机3配合完成涂胶，其中，由工业机器人4抓取零件并控制零件的位置和角度，由涂胶机3进行涂胶，使涂胶控制系统具有视觉和智能感知能力。
基于上述各个模块的硬件结构和软件功能。该涂胶控制系统执行零件装配工作的具体实施方式为：
上位机控制器1通过以太网通信协议发送指令控制工业相机对零件进行拍照并通过图像处理算法获取零件的位置信息，定位零件装配位置，将零件的位置信息通过内部函数传输给上位机控制器1，上位机控制器1通过TCP通信协议发送指令控制工业机器人4移动到零件装配位置，当待装配的零件相互接触时，六维力传感器可以测量到装配零件的受力和力矩信息，利用力控模块6中力控控制器与上位机控制器1通过TCP协议通讯，获取涂胶装配过程中的装配零件受到的三维力和三维力矩信息，通过调用上位机控制器1中力控算法计算出工业机器人4的末端需要调整的姿态信息，并通过上位机控制器1的逆解算法计算出各关节角应该调整的角度，通过上位机控制器1通过TCP通信协议发送指令控制工业机器人4的调整姿态柔顺的完成装配任务，使涂胶控制系统具有视觉和力觉感知能力。
本发明实施例提供的具备智能感知能力的涂胶控制系统，整体结构上包括上位机控制器、显示器、涂胶机、工业机器人、视觉模块、力控模块，涂胶装配工艺参数智能决策模块；本发明实施例提供的涂胶控制系统，通过增设视觉模块、力控模块和基于神经网络模型的涂胶装配工艺参数智能决策模块，利用上位机控制器控制视觉模块中的工业相机获取零件的规格信息，通过调用涂胶装配工艺参数智能决策模块获取零件涂胶装配工艺参数；另外，利用上位机控制器控制工业相机获取零件的位置信息，定位零件装配位置，利用力控模块中六维力传感器与上位机控制器的通讯，获取涂胶装配过程中零件的受力和力矩信息，通过力控算法调整工业机器人的姿态完成装配。本发明实施例体提供的涂胶控制系统基于视觉和位置混合控制技术，基于内部接口的使用提高了系统运行效率，使得系统更加稳定，便于维护，使得该涂胶控制系统可以应用于不同规格零件的涂胶和装配情况中，并有效保证了涂胶装配质量，缩短装配周期、降低产品成本，提高产品质量。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，包括：上位机控制器(1)、分别与所述上位机控制器(1)相连接的显示器(2)、涂胶机(3)、工业机器人(4)、视觉模块(5)和涂胶装配工艺参数智能决策模块(7)；
所述涂胶控制系统，用于通过上位机控制器(1)控制视觉模块(5)对待涂胶的零件进行拍照，以获取所述零件的规格信息，将零件的规格信息作为涂胶装配工艺参数智能决策模块(7)的输入参数，获取所述零件对应的涂胶装配工艺参数后，一方面，将所述涂胶装配工艺参数发送给涂胶机(3)，以及通过上位机控制器(1)向涂胶机(3)和工业机器人(4)发送涂胶指令，以使得涂胶机(3)和工业机器人(4)协调配合完成途径任务，使涂胶控制系统具有视觉和智能感知能力；另一方面，将所述涂胶装配工艺参数发送给显示器(2)供操作人员查看所述涂胶装配工艺参数，用于操作人员进行核对、校准。
2.根据权利要求1所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，所述视觉模块(5)安装在所述工业机器人(4)的末端；
所述涂胶控制系统，还用于在进行涂胶前，通过上位机控制器(1)向所述工业机器人(4)发送运动指令，以控制工业机器人(4)运动到零件摆放区的上方，带动视觉模块(5)移动到用于对待涂胶零件进行拍照的位置。
3.根据权利要求2所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，还包括：与所述上位机控制器(1)相连接的力控模块(6)；
所述涂胶控制系统，还用于通过上位机控制器(1)控制视觉模块(5)对待装配的零件进行拍照，以获取零件的位置信息以定位零件装配位置，并通过上位机控制器(1)控制工业机器人(4)带动零件移动到装配位置，通过力控模块(6)测量到装配零件的受力和力矩信息并发送给上位机控制器(1)，通过上位机控制器(1)解算出工业机器人(4)待调整的姿态信息，并向工业机器人(4)发送姿态调整指令控制工业机器人(4)的调整姿态以完成装配任务，使涂胶控制系统具有力觉和视觉感知能力。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，所述上位机控制器(1)包括：中央处理芯片、第一通信接口、显示接口；
其中，所述中央处理芯片，用于运行嵌入式操作系统，以构成所述涂胶控制系统的上位机；
所述显示器(2)通过LVDS与上位机控制器(1)的显示接口连接。
5.根据权利要求4所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，
所述涂胶机(3)包括三个联动的运动轴以及用于驱动的运动轴伺服电机，且所述涂胶机(3)内置涂胶处理芯片、第二通信接口，以及设置于运动轴末端的涂胶喷枪；
所述涂胶机(3)，用于通过涂胶处理芯片控制运动轴伺服电机驱动运动轴进行运动，并带动涂胶喷枪完成涂胶轨迹；第二通信接口通过TCP通信协议与上位机控制器(1)进行通讯。
6.根据权利要求5所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，
所述工业机器人(4)包括六个关节轴以及用于驱动的关节轴伺服电机，机器人控制器，第三通信接口和示教器，且机器人控制器通过第三通信接口与上位机控制器(1)进行通讯；
所述工业机器人(4)，用于根据上位机控制器(1)向机器人控制器发送的运动指令，控制关节轴伺服电机带动六个关节轴进行运动并到达目标点；
所述示教器与机器人控制器相连接，用于在人工示教时，通过示教器向机器人控制器发送示教指令，以控制工业机器人(4)的运动。
7.根据权利要求6所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，
所述视觉模块(5)包括：设置在工业机器人(4)末端的工业相机，以及用于工业相机与上位机控制器(1)进行通讯的第四通信接口；且上位机控制器(1)中配置有用于解算图像的图像处理算法；
所述视觉模块(5)，用于通过上位机控制器(1)控制工业相机对零件进行自动拍照，并将拍摄的零件照片传输到上位机控制器(1)，使得上位机控制器(1)通过配置的图像处理算法获取零件的位置信息以及规格信息，从而使涂胶控制系统具有视觉感知能力。
8.根据权利要求7所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，
所述力控模块(6)包括：设置在工业机器人(4)末端的六维力传感器，与六维力传感器连接的力控控制器，以及用于力控控制器与上位机控制器(1)进行通讯的第五通信接口；且所述上位机控制器(1)中配置有用于解算姿态的力控算法；
所述力控模块(6)，用于通过六维力传感器感知装配过程中零件的受力和力矩的信息，并通过力控控制器将零件的受力和力矩的信息反馈给上位机控制器(1)，使得上位机控制器(1)通过配置的力控算法计算出工业机器人(4)应该调整的位姿信息，使涂胶控制系统具有力觉感知能力。
9.根据权利要求8所述的具备智能感知能力的涂胶控制系统，其特征在于，
所述涂胶装配工艺参数智能决策模块(7)包括：输入层、隐藏层、输出层、训练单元、决策单元、模型读取单元和模型保存单元；
其中，所述输入层用于输入零件的规格信息，所述输出层用于输出零件对应的涂胶装配工艺参数，所述训练单元用于收集历史数据并对神经网络模型进行训练，结合模型保存单元将模型的权重值保存，所述决策单元结合模型读取单元对保存的模型的权重值进行读取，使涂胶控制系统具有智能感知能力。
CN202011289317.3A 2020-11-17 2020-11-17 一种具备智能感知能力的涂胶控制系统 Active CN112706161B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011289317.3A CN112706161B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种具备智能感知能力的涂胶控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011289317.3A CN112706161B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种具备智能感知能力的涂胶控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112706161A true CN112706161A (zh) 2021-04-27
CN112706161B CN112706161B (zh) 2022-07-12

Family

ID=75541825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011289317.3A Active CN112706161B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种具备智能感知能力的涂胶控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112706161B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105215987A (zh) * 2015-10-12 2016-01-06 安徽埃夫特智能装备有限公司 一种工业机器人工艺云系统及其工作方法
CN106272416A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 上海交通大学 基于力觉和视觉的机器人细长轴精密装配系统及方法
CN106584093A (zh) * 2015-10-20 2017-04-26 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 工业机器人自我装配系统及方法
CN106670043A (zh) * 2017-02-25 2017-05-17 中信戴卡股份有限公司 一种智能柔性轮毂喷漆线及工艺
CN107908152A (zh) * 2017-12-26 2018-04-13 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种活动式机器人自动喷涂装置、控制系统及方法
CN107899814A (zh) * 2017-12-20 2018-04-13 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 一种机器人喷涂系统及其控制方法
CN108982546A (zh) * 2018-08-29 2018-12-11 燕山大学 一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法
CN109034452A (zh) * 2018-06-20 2018-12-18 上海安悦节能技术有限公司 用于汽车零配件生产企业的能耗预测方法
CN109382828A (zh) * 2018-10-30 2019-02-26 武汉大学 一种基于示教学习的机器人轴孔装配系统及方法
CN110355759A (zh) * 2019-07-05 2019-10-22 保定科海自动化科技有限公司 一种基于视觉的工业机器人涂胶控制系统
CN111216121A (zh) * 2019-11-22 2020-06-02 江门市绿能机器人有限公司 一种智能工业机器人控制系统
US20200269340A1 (en) * 2018-07-25 2020-08-27 Tonggao Advanced Manufacturing Technology Co., Ltd. Active Laser Vision Robust Weld Tracking System and Weld Position Detection Method

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105215987A (zh) * 2015-10-12 2016-01-06 安徽埃夫特智能装备有限公司 一种工业机器人工艺云系统及其工作方法
CN106584093A (zh) * 2015-10-20 2017-04-26 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 工业机器人自我装配系统及方法
CN106272416A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 上海交通大学 基于力觉和视觉的机器人细长轴精密装配系统及方法
CN106670043A (zh) * 2017-02-25 2017-05-17 中信戴卡股份有限公司 一种智能柔性轮毂喷漆线及工艺
CN107899814A (zh) * 2017-12-20 2018-04-13 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 一种机器人喷涂系统及其控制方法
CN107908152A (zh) * 2017-12-26 2018-04-13 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种活动式机器人自动喷涂装置、控制系统及方法
CN109034452A (zh) * 2018-06-20 2018-12-18 上海安悦节能技术有限公司 用于汽车零配件生产企业的能耗预测方法
US20200269340A1 (en) * 2018-07-25 2020-08-27 Tonggao Advanced Manufacturing Technology Co., Ltd. Active Laser Vision Robust Weld Tracking System and Weld Position Detection Method
CN108982546A (zh) * 2018-08-29 2018-12-11 燕山大学 一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法
CN109382828A (zh) * 2018-10-30 2019-02-26 武汉大学 一种基于示教学习的机器人轴孔装配系统及方法
CN110355759A (zh) * 2019-07-05 2019-10-22 保定科海自动化科技有限公司 一种基于视觉的工业机器人涂胶控制系统
CN111216121A (zh) * 2019-11-22 2020-06-02 江门市绿能机器人有限公司 一种智能工业机器人控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112706161B (zh) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020201554B2 (en) System and method for robot teaching based on RGB-D images and teach pendant
CN103406905B (zh) 一种具有视觉伺服及检测功能的机器人系统
Zergeroglu et al. Vision-based nonlinear tracking controllers with uncertain robot-camera parameters
CN113333998A (zh) 一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法
CN113352300B (zh) 一种喷涂机器人示教器及方法
CN113878588B (zh) 面向卡扣式连接的基于触觉反馈的机器人柔顺装配方法
CN114227681A (zh) 一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法
CN115502979A (zh) 一种机械臂力矩主动柔顺精确控制方法及系统
CN112706161B (zh) 一种具备智能感知能力的涂胶控制系统
CN109693235B (zh) 一种仿人眼视觉跟踪装置及其控制方法
CN116079732A (zh) 基于激光跟踪仪和双目视觉混合引导的舱内组件装配方法
CN206326604U (zh) 基于机械视觉的机器人运动修正系统
CN113134831B (zh) 一种scara动态贴盒功能实现方法
CN115014824A (zh) 机器人测试系统、方法及计算机可读存储介质
Zhou et al. A cooperative shared control scheme based on intention recognition for flexible assembly manufacturing
CN114888768A (zh) 一种基于多传感器融合的移动双工业机器人协同抓取系统及方法
KR20220150700A (ko) 로봇 제어 시스템
Walęcki et al. Control system of a service robot's active head exemplified on visual servoing
CN110315542A (zh) 一种工业机器人的多轴运动控制方法
CN117301077B (zh) 机械臂轨迹生成方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN114101850B (zh) 一种基于ros平台的智能化焊接系统及其工作方法
CN116618915A (zh) 一种基于因果学习的智能焊接方法及机器人系统
CN215701709U (zh) 一种可配置的手眼标定装置
JP7302672B2 (ja) ロボットシステム、コントローラ及び制御方法
CN115922731B (zh) 一种机器人的控制方法以及机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant