CN114310962A - 一种适用于打磨的智能机器人通讯控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于打磨的智能机器人通讯控制系统及其方法，此系统包括上位机、IRB6700‑200型打磨机器人及控制示教器、落地式砂带机、夹爪、空压机和三维激光扫描仪等图像视觉采集模块。上位机做主站，示教器做从站，上位机发送指令给控制示教器，示教器接收并发送指令给打磨机器人与砂带机以此进行对工件的打磨操作。打磨过程中，驱动机器人完成末端与夹爪的配合，移动至打磨平台进行工件的抓取。图像视觉采集模块通过对打磨工件的外表面区域的特征识别；确定姿态轨迹并发送给上位机；通过设置在打磨机器人末端的相机的位置,获取待打磨工件的实际位置；携带气动夹具抓取工件在砂带上进行打磨，通过翻转工件完成表面的打磨过程。
Description
技术领域
本发明属于打磨机器人控制领域以及信息通讯领域，具体涉及一种用于打磨的智能机器人通讯控制系统及其方法。
背景技术
随着社会的进步，机器人出现在社会各个领域，特别是在工业领域得到了大范围的应用。现代工业机器人有许多种类型,打磨工业机器人是很多机器人中的一种。用于替代传统人工打磨,主要用于工件的表面打磨、去毛刺、焊缝打磨以及螺孔去毛刺等工作。面向汽车零部件、工业零部件、医疗器材、建材等行业。传统的手工打磨抛光存在打磨抛光质量不稳定、效率低、且产品的均一性差。且通常打磨工作环境一般比较恶劣，粉尘和噪声严重影响工人的身心健康。且对打磨工人的技术水平要求相对比较高。这给产品的质量和生管理带来许多不便。满足不了自动化生产需求。也成为了打磨抛光行业的难点。我们所发明的打磨机器人系统即使在恶劣环境中也能按照编写好的程序进行工作。但大多机器人的打磨只是按照示教的轨迹进行简单磨削，不会更正打磨过程中的错误，易造成巨大损失。这就迫切需要一种实用可靠智能的智能打磨机器人，具备打磨纠正，错误预警，在打磨过程中能实时通讯，实时演示打磨轨迹，保证打磨质量，替代人力操作打磨工件，提高工作效率。
发明内容
本发明旨在解决现有技术存在的一些问题，而发明提供一种打磨智能机器人控制系统及方法，在打磨过程中可以实现实时通讯和轨迹规划等，更好的改善人工操作带来的不便，增加工作效率。
一种用于打磨的的机器人通讯控制系统及方法，步骤如下
Z1、驱动打磨机器人末端与夹爪的配合；
Z2、通过机器人夹爪实现对工件的夹取；
Z3、通过三维激光扫描仪、末端搭配的米铱相机图像视觉采集模块测距测距确定工件特征信息及放置平台位置信息；
Z4、落地式砂带机运转来实现对工件的表面打磨；
其中所述的三维激光扫描仪对特定区域和特征点的测量，建立工件的数学模型，相关的位置数据存储在工况机中。
其中所述通过三维激光红外测距装置确定最佳工件表面打磨处理位置以及最佳打磨方向角度，能够实现对工件打磨的表面高效工作，达到所要的精度和粗糙度要求。
其中所述操作指令包括工件表面特征数据、扫描仪通信及控制模块数据、打磨机器人的位置姿态数据、夹爪参数数据、砂带装置位置数据、打磨起始位置数据和移动指令数据。
其中所述发送打磨操作指令给机器人控制示教器控制打磨机器人及砂带机的运行过程中，所述机器人示教器直接与所述打磨机器人通信，所述机器人控制示教器通过Rocket在线编程与所述上位机进行通信。
其中，所述发送打磨指令给机器人控制示教器控制打磨机器人及落地式砂带机的运行过程具体包括：
发送打磨操作指令给ABB机器人示教器。
机器人示教器接收到打磨指令后并分别发送操作指令至打磨机器人与砂带机进行对工件的打磨，具体为：机器人示教器将工件表面特征数据、扫描仪通信及控制模块数据、打磨机器人的位置姿态数据、夹爪参数数据、砂带装置位置数据、打磨起始位置数据和移动指令数据直接发送给所述打磨机器人，将打磨工件参数数据经过 Rocket发送给砂带机来进行打磨。落地式砂带机还会配置电机功率及转速、砂带规格、砂带线速度、调速方式、砂带更换和涨紧方式以及接触轮浮动方式。
为实现上述操作目的，本发明还提供一种用于打磨的智能机器人通讯控制系统，包括上位机、机器人控制示教器、打磨机器人、定制夹爪、落地式砂带机和图像视觉采集模块，其特征在于，还包括：
图像视觉采集模块 ,搭配有特定的三维激光扫描红外线视觉系统、末端定制的米铱相机可采集打磨工件表面的相关特征信息。采用风冷方式进行冷却，防高温，保证打磨过程中的稳定运行。采用压缩空气流喷嘴及挡板，保护滤光片并抵抗粉尘与飞溅。配置状态指示灯，实时显示扫描头状态。采用TCP/IP与上位机通讯，实现远距离数据传输及保证通讯可靠性。
其中对工件的扫描操作如下：
Z1、在工件原型、生产和装配过程中进行数字化检测，从而实现无间距的质量检测评价。
Z2、能够快速得到工件的点云，快速找出CAD模型与实际的工件的差异。
Z3、通过扫描得到工件的点云，用逆向工程软件为工件创建生成精确的数字模型CAD/CAM/CAE系统和机械加工及分析。
其中，此套系统还包括：
初始化模块，发送初始化指令至机器人控制示教器控制所述打磨机器人及落地式砂带机完成初始化，同时接收所述机器人示教器反馈的初始化的程序操作指令。
其中所述的智能控制系统采用落地式砂带机，具有力补偿装置，补偿力在一定范围内可调。而且采用砂带磨削，可提高系统的磨削效率。另外可以选择不同粒度的砂带，可实现对工件的粗磨和精磨。
与现有技术相比本发明的有益效果在于：
本发明提供一种用于打磨的智能机器人通讯控制系统及其方法，其中 ,上位机做主站，机器人示教器做从站，上位机通过TCP/IP通讯发送指令给机器人示教器，机器人示教器通过任务发送程序指令至打磨机器人实现末端与夹爪的配合，在实现夹爪对工件的夹取，发送指令给打磨机器人与砂带机进行打磨。打磨过程中，上位机做主站，通过现场总线接收图像视觉采集模块采集的工件表面信息与工件放置平台上放置工件的位置信息，然后进行优化计算，可以在上位机中进行实时操作显示，得出打磨过程中的误差并发送工件处理操作指令给上位机，保证打磨的准确性。本发明利用上位机做主站，简化了操作过程；通过现场总线进行信息传递，提高了信息通讯速度；机器人控制示教器采用多任务工作模式，提高了工作效率。
同时打磨机器人末端夹爪通过翻转来调整工件位置姿态和工件参数来完成打磨，保证工件打磨质量和操作轨迹的准确性。
末端的定制夹爪与工件接触处为平面设计，对抓取作业有较大的通用性，比如可用于抓取板类或是有一定曲率的工件，同时接触面安装有聚氨酯垫，增大摩擦力的同时防止损伤工件。夹爪末端与主体通过螺栓连接，便于后期根据需要进行执行端的按需更换。
该系统在打磨过程中对工件进行表面打磨处理，错误预警，在打磨过程中能实时通讯，性能可靠 ,且能降低成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，在附图中。
图1为实施本发明的系统工作流程图。
图2为实施本发明的系统的工作方框图。
图3为为实施本发明的系统的结构原理示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施图及实施例图中的特征可以相互组合。
为了本相关工作领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
一种用于打磨的智能机器人通讯控制系统及方法，包括以下步骤：
上位机发送初始化操作指令至打磨机器人，机器人控制示教器直接控制打磨机器人先回到起始位置完成初始化，控制好落地式砂带机相关参数格式初始化，同时接收所述机器人控制示教器反馈的打磨机器人及砂带机完成初始化的结果指令，为打磨工件做好准备。
上位机获取三维激光扫描仪所采集的打磨机器人的工件表面实时信息和放置工件平台位置信息。
上位机通过发送打磨操作指令给机器人控制示教器控制打磨机器人及砂带机机的运行过程中，所述机器人示教器直接与所述打磨机器人通信，所述机器人示教器通过Rocket在线编程软件与所述机器人系统进行通信。落地式砂带机还会配置电机功率及转速、砂带规格、砂带线速度、调速方式、砂带更换和涨紧方式以及接触轮浮动方式。
打磨过程中所述操作指令包括工件表面特征数据、扫描仪通信及控制模块数据、打磨机器人的位置姿态数据、夹爪参数数据、砂带装置位置数据、打磨起始位置数据和移动指令数据。
打磨过程中，搭配在打磨机器人末端上面米铱相机、三维激光扫描仪等图像视觉采集模块，能实时监测采集工件表面打磨信息。
打磨机器人按照指定轨迹完成工件表面打磨后回到初始位置，工作结束。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的工作研究人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于打磨的智能机器人控制系统及方法，其特征在于，包括步骤：
驱动IRB6700-200型打磨机器人实现末端与夹爪的配合；
通过机器人夹爪实现对工件的夹取；
通过三维激光扫描仪，末端搭配的米铱相机图像视觉采集模块测距确定工件特征信息及放置平台位置信息；
落地式砂带机运转来实现对工件的表面打磨；
上位机在线编程发送程序指令给机器人控制示教器控制打磨机器人及砂带机的运行来完成打磨工件过程；并同时通过夹爪对工件的夹取，利用三维激光扫描仪，快速准确地对工件原型进行高精度扫描复制备份，所述机器人控制示教器反馈的是打磨机器人在运行过程中的工件打磨特征指令，其中，所述工件打磨特征指令是预设打磨特征信息；
将所述工件打磨特征指令与实时打磨信息进行比对，判断打磨工件进程。
2.根据权利要求1所述的一种用于打磨的智能机器人通讯控制方法，其特征在于，通过三维激光扫描仪对工件以及放置工件平台的特定区域和特征点的测量以及测距，建立工件的数学模型，实现工件的特征和位置识别记录。
3.根据权利要求1所述的一种用于打磨的智能机器人通讯控制方法，其特征在于，该方法还包括：发送初始化操作指令至机器人控制示教器控制所述打磨机器人及落地式砂带机完成初始化操作，同时接收所述机器人控制示教器反馈的打磨机器人及砂带机完成初始化的结果指令，所述砂带机为定制砂带机，具有力补偿装置，补偿力在一定范围内可调，而且采用砂带磨削，可提高磨削工件的效率。
4.根据权利要求1所述的一种用于打磨的智能机器人通讯控制方法，其特征在于，所述打磨操作指令包括工件表面特征数据、扫描仪通信及控制模块数据、打磨机器人的位置姿态数据、夹爪参数数据、砂带装置位置数据、打磨起始位置数据和移动指令数据。
5.根据权利要求4所述的一种用于打磨的智能机器人通讯控制方法，其特征在于，所述发送打磨操作指令给机器人控制示教器控制打磨机器人及砂带机的运行过程中，所述机器人控制示教器直接与所述打磨机器人通信，所述机器人控制示教器通过Rocket在线编程与所述机上位机进行通信。
6. 根据权利要求2所述的一种用于打磨的智能机器人通讯控制方法，其特征在于，所述发送操作指令给控制示教器控制打磨机器人及三维激光扫描仪、末端搭配的定制的米铱相机的运行数据包括：
工作距离：150mm
近平面宽度：40mm
远平面宽度：80mm
景深：100mm
深度分辨率：0.1mm
宽度分辨率：0.05mm
外观尺寸：65×110×175mm
重量：1.6kg。
7.根据权利要求1-6所述的一种用于打磨的智能机器人通讯控制方法，其特征在于，所述机器人控制示教器得到上位机操作指令信息，发送程序指令至打磨机器人末端与夹爪的配合，所述夹爪为定制夹爪，主要由气缸、直线导轨、连杆和夹爪组成，主体采用不锈钢材质，通过法兰连接到机器人末端。
8.一种用于打磨的智能机器人通讯控制系统及其方法，其中,上位机做主站，机器人控制示教器做从站，上位机通过Rocket在线编程发送指令给机器人示教器，机器人控制示教器发送程序指令至打磨机器人末端与夹爪的配合，实现夹爪对工件的夹取，发送指令给打磨机器人携带工件与砂带机进行打磨，通过翻转工件完成表面的打磨过程，打磨过程中，上位机做主站，通过TCP/IP通讯接收图像视觉采集模块采集的工件特征信息与工件放置平台上放置工件的位置信息，上位机得出打磨过程中的误差并发送工件处理操作指令给机器人示教器，保证打磨的准确性。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114714161A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-07-08 | 昆山健博密封件科技有限公司 | 一种油封密封件的生产方法和装置 |
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- 2022-01-18 CN CN202210053283.0A patent/CN114310962A/zh active Pending
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