CN113927590A - 工件移动方法、装置、工业机器人及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了工件移动方法，通过采集工件上表面凸多边形顶点的位置数据，并据此自动计算出工件上表面中心点，作为工件重心所在的竖直直线上的点，以该中心点作为抓取中心可以平衡抓取端作用于工件的力度，大幅度提高对工件重心的识别精度以及识别效率，降低工业机器人抓取工件时出现工件侧翻的概率，提高工业机器人进行码垛时的工艺稳定性，同时整体计算过程耗时短，可以显著提升抓取效率，实现快速稳定抓取工件。本申请还提供了一种工件移动装置、一种工业机器人及一种可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

工件移动方法、装置、工业机器人及可读存储介质

技术领域

本申请涉及工业运输技术领域，特别涉及工件移动方法、装置、工业机器人及一种可读存储介质。

背景技术

工业机器人在生产领域有重要应用，它可以实现工件的取放以及堆叠，帮助人们完成繁重、单调、重复的劳动，提高生产效率，保证产品质量。其中，对于工件的稳定取放和运输是工业机器人保证货物安全、提高码垛效率的关键举措。目前工业生产中主要采用夹爪或吸盘对工件进行取放，则相应的，夹爪或吸盘对工件重心的精准识别将有利于减少工件在被码垛过程中发生的意外掉落的现象。

而传统工业机器人在进行工件的取放过程中一般是通过手动测量工件形状数据并手动计算工件上表面中心点，以确定待抓取的工件重心，该方式会耗费大量时间以及人力资源用于预先的工件数据采集以及计算过程，实现效率低，且当工件上表面为复杂的不规则形状时，会大大增加手动计算的难度；或者也可以通过肉眼大致确定工件表面点作为夹取点或者吸盘固定点，而该种方式下确定的中心点的精度较差，若机器人的抓取端偏离工件重心所在竖直直线时，极易发生工件偏移甚至工件掉落的现象，影响工件移动效率，降低在使用工业机器人进行码垛时的工艺稳定性。

因此，如何精准快速地利用工业机器人确定工件上表面的中心点，以便稳定抓取工件，提高机器人在进行码垛时的工艺稳定性，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种工件移动方法，该方法可以保证精准快速地在工业机器人抓取过程中确定工件上表面中心点，实现快速稳定抓取工件；本申请的另一目的是提供一种工件移动装置、一种工业机器人及一种可读存储介质。

为解决上述技术问题，本申请提供一种工件移动方法，包括：

调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；

调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，得到所述上表面的中心点；

将所述抓取端移动至所述中心点，并将所述中心点作为抓取中心进行所述工件的移动。

可选地，所述工件移动方法还包括：

对所述各顶点位置数据按照统一坐标空间进行偏移距离坐标处理，得到按照统一的坐标空间进行位置数据设定的顶点坐标数据；

则相应的，调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，具体为：调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述顶点坐标数据进行中心点计算。

可选地，所述工件移动方法还包括：

记录所述工件移动后的位置数据；

根据所述位置数据以及对应的中心点设置码垛辅助参数；

根据所述码垛辅助参数进行工件码垛。

可选地，调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据，包括：

通过所述工业机器人的示教器控制抓取端移动；

当到达指定位置后，通过示教方式调用测量装置采集工件上表面的各顶点位置数据。

本申请公开一种工件移动装置，包括：

数据获取单元，用于调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；

中心点计算单元，用于调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，得到所述上表面的中心点；

工件移动单元，用于将所述抓取端移动至所述中心点，并将所述中心点作为抓取中心进行所述工件的移动。

可选地，所述工件移动装置还包括：数据处理单元，用于对所述各顶点位置数据按照统一坐标空间进行偏移距离坐标处理，得到按照统一的坐标空间进行位置数据设定的顶点坐标数据；

所述数据处理单元与所述数据获取单元的输出端连接，与所述中心点计算单元的输入端连接，则相应的，所述中心点计算单元具体用于：调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述顶点坐标数据进行中心点计算。

可选地，所述工件移动装置还包括：码垛单元，用于记录所述上表面的中心点；根据上表面的中心点设置码垛辅助参数；根据所述码垛辅助参数进行工件码垛。

可选地，所述数据获取单元包括：

第一移动子单元，用于通过所述工业机器人的示教器控制抓取端移动；

第一采集子单元，用于当到达指定位置后，通过示教方式调用测量装置采集工件上表面的各顶点位置数据。

本申请公开一种工业机器人，包括：

抓取端，用于根据处理器的指令进行移动以及抓取；

调用设置于所述抓取端的测量装置，用于采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；

所述处理器，用于调用所述测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，得到所述上表面的中心点；将所述抓取端移动至所述中心点，并将所述中心点作为抓取中心进行所述工件的移动。

本申请公开一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现所述工件移动方法的步骤。

本申请所提供的工件移动方法中，通过采集工件上表面凸多边形顶点的位置数据，并据此自动计算出工件上表面中心点，作为移动工件的重心，以该中心点作为抓取中心可以平衡抓取端作用于工件的力度，大幅度提高对工件重心的识别精度以及识别效率，降低工业机器人抓取工件时出现工件侧翻的概率，提高工业机器人进行码垛时的工艺稳定性，同时整体计算过程耗时短，可以显著提升抓取效率，实现快速稳定抓取工件。

本申请还提供了一种工件移动装置、一种工业机器人及一种可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种工件移动方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种工件上表面示意图；

图3为本申请实施例提供的一种工件移动装置的结构框图。

具体实施方式

本申请的核心是提供工件移动方法，该方法可以保证精准快速地在工业机器人抓取过程中确定工件上表面中心点，实现快速稳定抓取工件；本申请的另一核心是提供一种工件移动装置、一种工业机器人及一种可读存储介质。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实施例提供一种工件移动方法，该方法主要针对形状为直棱柱且质量分布均匀(以保证计算的工件上表面几何中心点即为工件重心所在竖直直线与工件上表面的交点)的工件，由于目前的工件上表面多为凸多边形，且为了防止计算的中心点(指一个三维物体的最上方表面的中心位置)不在上表面导致的不容易抓取，本申请中针对的待抓取工件上表面为凸多边形(如果把一个多边形的所有边中，有一条边向两方无限延长成为一直线时，其他各边都在此直线的同旁，那么这个多边形就叫做凸多边形)，可以实现精准快速地在工业机器人抓取前确定工件上表面中心点，实现快速稳定抓取工件的技术效果，当然，若工件的上表面为非正多边形时，效果更为明显。请参考图1，图1为本实施例提供的一种应用于服务器的工件移动方法的流程图，该方法主要包括：

步骤s110、调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集工件的上表面的各顶点位置数据；

本实施例工业机器人在对工件进行抓取时，首先采集工件的相关数据(工件相对于大地水平放置即可)，其中包括工件上表面各顶点的位置数据，以便计算工件上表面的位置坐标，实现抓取端的抓取控制。本实施例中可以直接利用并获取工业机器人的测量装置采集的各顶点位置数据进行中心点的自动分析确定，以便于抓取端可以准确抓取工件的上表面中心，保证被移动的工件可以很好地保证自身的平衡，不会意外地从机器人的抓取端掉落。

需要说明的是，抓取端指工业机器人中用于移动工件的机械端，一般可以指机械手或者气泵式吸盘，本实施例中对于用于抓取工件的抓取端的类型不做限定。

工件的上表面为凸多边形，如图2所示为一种工件上表面示意图，该上表面为非正七边形，需要获取的是所有顶点的位置数据，如图2所示的上表面示意图即图中的A、B、C、D、E、F、G点的位置数据。位置数据可以是各个点之间的相对位置数据，也可以是在实际空间中可以直接确定各个点的空间的位置的坐标数据，可以确定上表面边缘形状即可。

而可选地，调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据可以通过示教的方式实现。具体地，可以通过所述工业机器人的示教器控制抓取端移动；当到达指定位置后，通过示教方式调用测量装置采集工件上表面的各顶点位置数据。其中，示教指通过机器人的示教器控制机器人进行移动，当到达指定的位置后，在机器人示教器(一种用于操作机器人的设备)上进行该位置的记录。通过机器人示教方式采集工件上表面的各顶点位置数据时，得到的数据精度较高，并且可以利用机器人内部的算法对这些精准的顶点数据进行计算，进而得到工件上表面的精准几何中心点。当然，也可以其他方式实现数据采集，本实施例中对此不作限定。

步骤s120、调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对各顶点位置数据进行中心点计算，得到上表面的中心点；

确定各顶点位置后，需要根据各顶点位置确定上表面的中心点，而其中调用的凸多边形中心点计算规则可以参照现有的凸多边形中心点计算方式，本实施例中对此不做限定，具体地，可以根据主要应用场景下的工件上表面形状进行相应计算规则的设置。在计算规则设置完成后，工业机器人便可以自动计算中心点，并根据当前的工件位置信息确定对应于该工件下的中心点位置，避免了手动计算带来的效率低、精度低等问题，显著提升了中心点的确定效率。

需要说明的是，在计算过后直接得到的应该是相对于各顶点的中心点的位置数据，需要将其转化为实际工件中抓取端可以定位并瞄准的位置数据，由于不同的抓取端的定位数据设置规则不同，本实施例中对于计算后的中心点位置到可以定位的中心点的位置的实现过程不做限定。本步骤最后得到的上表面中心点即可以供抓取端定位的中心点位置数据。

步骤s130、将抓取端移动至中心，并将中心点作为抓取中心点进行工件的移动。

确定可以平衡工件的中心位置后便可以控制抓取端移动中心点，降低工业机器人抓取工件时出现工件侧翻的概率，提高工业机器人进行码垛时的工艺稳定性。需要说明的是，由于本实施例中对于抓取端的类型不做限定，中心点可以不为抓取点。抓取点为机械手臂与工件的连接处，中心点为工件重心所在的竖直直线与工件上表面的交点，即可以保证工件不会侧翻的点，可以直接将中心点作为抓取点进行工件的抓取，也可以以中心点为中心，平衡各抓取点的距离，以保证各抓取点之间力度相同，也可以实现工件不会侧翻的效果。

基于上述介绍，本实施例介绍的工件移动方法通过采集工件上表面凸多边形顶点的位置数据，并据此自动计算出工件上表面中心点，以该中心点作为抓取中心可以平衡工件作用于抓取端的力度，大幅度提高对工件重心的识别精度以及识别效率，降低工业机器人抓取工件时出现工件侧翻的概率，提高工业机器人进行码垛时的工艺稳定性，同时整体计算过程耗时短，可以显著提升抓取效率，实现快速稳定抓取工件。

基于上述实施例，由于不同的工件可能存在采集角度不同等原因导致的数据处理差异化情况，为实现对于不同位置、不同角度下各工件的统一数据处理过程，可选地，在进行中心点计算之前，可以进一步执行以下步骤：对各顶点位置数据按照统一坐标空间进行偏移距离坐标处理，得到按照统一的坐标空间进行位置数据设定的顶点坐标数据；则相应的，步骤s120中调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对各顶点位置数据进行中心点计算，具体为：调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对顶点坐标数据进行中心点计算。

上述方法中通过对各定点数据进行统一规范处理，比如将各定点位置数据至统一坐标系，采用相同的定点作为坐标原点等，可以大大简化对于不同工件的计算处理流程，提升计算效率。

上述实施例中主要介绍对于当前待移动的工件的整体分析以及移动过程，由于在实际生产领域中，码垛(将物体按照一定规律摆放成一个三维矩阵(行*列*层))是工业机器人的一种重要应用，而在码垛过程中，除了要关心当前工件的移动外，还需要兼顾其他工件的移动位置以及重心所在，为进一步提升码垛过程中工件的稳定性以及工作效率，可选地，在步骤s120之后，可以进一步执行以下步骤：

(1)记录上表面的中心点；

(2)根据上表面的中心点设置码垛辅助参数；

(3)根据码垛辅助参数进行工件码垛。

计算出工件上表面中心点之后，根据计算的上表面中心点设置码垛辅助参数(有时需要移动工件才完成码垛辅助参数的设置，有时不需要)，根据码垛辅助参数完成码垛过程。

需要说明的是，本实施例对于上述方法中码垛辅助参数的具体参数类型不做限定，具体可以为任意用于工件码垛的参数。

整体的实现流程如下：在现有的机器人码垛平台对工件上表面的各个顶点位置坐标依次进行采集；通过算法解出工件上表面的中心点坐标值；再操作机器人使其自动运行到已经计算好的工件上表面的中心点并记录该位置；进行其它移动辅助点的调整和其它必要参数的设置，最后操作机器人完成码垛工艺。该方法通过对每个工件确定的精准重心(上表面中心点)实现工件的精准码垛，为机器人手臂在进行码垛时找到工件重心提供依据，降低码垛时由于机器人抓取点偏离工件重心所在竖直直线而发生的工件偏移甚至侧翻概率，可以有效提升码垛的稳定性以及效率。

请参考图3，图3为本实施例提供的工件移动装置的结构框图；该装置主要包括：数据获取单元210、中心点计算单元220以及工件移动单元230。本实施例提供的工件移动装置可与上述工件移动方法相互对照。

其中，数据获取单元210主要用于调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集工件的上表面的各顶点位置数据；

中心点计算单元220主要用于调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对各顶点位置数据进行中心点计算，得到上表面的中心点；

工件移动单元230主要用于将抓取端移动至中心点，并将中心点作为抓取中心进行工件的移动。

可选地，工件移动装置还包括：数据处理单元，用于对各顶点位置数据按照统一坐标空间进行偏移距离坐标处理，得到按照统一的坐标空间进行位置数据设定的顶点坐标数据；

数据处理单元与数据获取单元的输出端连接，与中心点计算单元的输入端连接，则相应的，中心点计算单元具体用于：调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对顶点坐标数据进行中心点计算。

可选地，工件移动装置可以还包括：码垛单元，用于记录上表面的中心点；根据上表面的中心点设置码垛辅助参数；根据码垛辅助参数进行工件码垛。

可选地，所述数据获取单元具体可以包括：

第一移动子单元，用于通过所述工业机器人的示教器控制抓取端移动；

第一采集子单元，用于当到达指定位置后，通过示教方式调用测量装置采集工件上表面的各顶点位置数据。

本实施例提供一种工业机器人，主要包括：抓取端、测量装置以及处理器。

其中，抓取端主要用于根据处理器的指令进行移动以及抓取；本实施例中对于抓取端的具体类型不做限定，可以为吸取机械臂，也可以为抓取机械手等。

调用设置于抓取端的测量装置主要用于采集工件的上表面的各顶点位置数据；其中，测量装置设置于抓取端处，具体设置位置不做限定，可以根据抓取端的移动采集到不同视角的数据即可。

处理器主要用于调用测量装置采集工件的上表面的各顶点位置数据；调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对各顶点位置数据进行中心点计算，得到上表面的中心点；将抓取端移动至中心点，并将中心点作为抓取中心进行工件的移动。

上面图1所描述的工件移动方法中的步骤可以由本实施例介绍的工业机器人的结构实现。

本实施例公开一种可读存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上述实施例介绍的工件移动方法的步骤，具体可参照上述实施例中对工件移动方法的介绍。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的工件移动方法、装置、工业机器人及可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工件移动方法，其特征在于，包括：

调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；

调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，得到所述上表面的中心点；

将所述抓取端移动至所述中心点，并将所述中心点作为抓取中心进行所述工件的移动。

2.如权利要求1所述的工件移动方法，其特征在于，还包括：

对所述各顶点位置数据按照统一坐标空间进行偏移距离坐标处理，得到按照统一的坐标空间进行位置数据设定的顶点坐标数据；

则相应的，调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，具体为：调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述顶点坐标数据进行中心点计算。

3.如权利要求1所述的工件移动方法，其特征在于，在得到所述上表面的中心点之后，还包括：

记录所述上表面的中心点；

根据上表面的中心点设置码垛辅助参数；

根据所述码垛辅助参数进行工件码垛。

4.如权利要求1至3任一项所述的工件移动方法，其特征在于，调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据，包括：

通过所述工业机器人的示教器控制抓取端移动；

当到达指定位置后，通过示教方式调用测量装置采集工件上表面的各顶点位置数据。

5.一种工件移动装置，其特征在于，包括：

数据获取单元，用于调用设置于工业机器人抓取端的测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；

中心点计算单元，用于调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，得到所述上表面的中心点；

工件移动单元，用于将所述抓取端移动至所述中心点，并将所述中心点作为抓取中心进行所述工件的移动。

6.如权利要求5所述的工件移动装置，其特征在于，还包括：数据处理单元，用于对所述各顶点位置数据按照统一坐标空间进行偏移距离坐标处理，得到按照统一的坐标空间进行位置数据设定的顶点坐标数据；

所述数据处理单元与所述数据获取单元的输出端连接，与所述中心点计算单元的输入端连接，则相应的，所述中心点计算单元具体用于：调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述顶点坐标数据进行中心点计算。

7.如权利要求5所述的工件移动装置，其特征在于，还包括：码垛单元，用于记录所述上表面的中心点；根据上表面的中心点设置码垛辅助参数；根据所述码垛辅助参数进行工件码垛。

8.如权利要求5至7任一项所述的工件移动装置，其特征在于，所述数据获取单元包括：

第一移动子单元，用于通过所述工业机器人的示教器控制抓取端移动；

第一采集子单元，用于当到达指定位置后，通过示教方式调用测量装置采集工件上表面的各顶点位置数据。

9.一种工业机器人，其特征在于，包括：

抓取端，用于根据处理器的指令进行移动以及抓取；

调用设置于所述抓取端的测量装置，用于采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；

所述处理器，用于调用所述测量装置采集所述工件的上表面的各顶点位置数据；调用预先设定的凸多边形中心点计算规则对所述各顶点位置数据进行中心点计算，得到所述上表面的中心点；将所述抓取端移动至所述中心点，并将所述中心点作为抓取中心进行所述工件的移动。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述工件移动方法的步骤。

Images