CN116175256A - 一种推车式机器人上下料自动定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种推车式机器人上下料自动定位方法，S1、人工把小车推到CNC车床预划的位置；S2、引导动机器人手臂到预设校准参照原点点位停止，此时装在机器人手臂上的抓手系统的抓手气缸端面对着卡盘面；S3、机器人手臂保持气缸端面对着卡盘面的姿态前后在同一平面上移动三个不在同一直线的点位，手臂上的位移传感器1感应三次，使抓手气缸端面与卡盘平面平行；手臂上的位移传感器感三次，再在卡盘外径上取三个同在一平面不在同一直线的三点，找出圆心；两个圆心连线，就是卡盘的中心线，通过与机器人数据交互，修改机器人预设的抓手气缸外圆中心线偏差值，使后续的机器人运行的上料位置符合要求，免去人工进行二次示教。
Description
技术领域
本发明涉及一种推车式机器人上下料自动定位方法。
背景技术
现有上下料自动生产线基本存在以下问题：
1：都为客户定制非标自动线，且制造成本高，无法实现大批量生产后投入市场使用；
2、安装及调试时间长，无法满足客户快速切换多品种、少批量的生产模式及设备交期；
3、都为固定式(即安装完后就不能移动，不然要二次进行长时间调试才能使用)，无法适应不同位置的机床设备进行自动生产线需求，自动生产线使用率低；
4、当自动生产线无现故障时，由于自动生产线无法移动，人工手动操作设备不方便，影响人工生产效率；
5、现有上下料智能小推车定位精度还达不到生产线需要的精度，一般就是将工件简单的搬运的另一个位置，而不是直接只能进行高精度的加工装夹。
如专利CN202210862791.3一种纺织机械行业工件转运及上下料物流系统，其提到“感应工件的特定位置并将测出的不同距离数值反馈给系统，系统内部通过梯形图、Python语言等编写的特殊算法，首先判断出工件品种、工件姿态是否正确，进而计算出当前工件与基准标定工件的位置偏差，再将偏差值转换成机器人可以识别的坐标值，确保机器人可以顺利抓取工件”，这类设备是设置与机床配置的机械手，通过识别工件，进行抓取工件。而我们的是使用推车机器人，通过机器人手臂快速的适应机床；便于切换。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种推车式机器人上下料自动定位方法，解决上述问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种推车式机器人上下料自动定位机构及方法，包括在机器人手臂尾轴的抓手系统上安装相同朝向的位移传感器和视觉相机，并与机器人交互，所述机器人手臂尾轴为旋转轴；；
其定位方法如下：
S1、人工把小车推到车床预划的位置；
S2、引导动机器人手臂到预设校准参照原点点位停止，此时装在机器人手臂上的抓手系统的抓手气缸端面对着卡盘端面；
S3、确定抓手气缸端面与卡盘平面平行：视觉相机对着卡盘拍照，确认卡盘外圆及卡盘卡爪位置，机器人手臂保持抓手气缸端面对着卡盘端面的姿态前后在同一平面上移动三个不在同一直线的点位，位移传感器感应三次，得到与卡盘平面的三个距离值，通过机器人与位移传感器进行数据交互，修改三个距离值，使抓手气缸端面与卡盘平面平行；
S4、使得位移传感器位于卡盘外圆：机器人手臂保持抓手气缸端面与卡盘端面平行的状态沿卡盘端面径向向外偏移一定距离，再沿与卡盘端面轴向的方向，向卡盘端面偏移一定的距离后停止；
S5、生成卡盘外径圆弧，寻找圆心：机器人手臂保持尾轴端面状态不变的情况下，沿尾轴端面平面向卡盘外圆径向移动三个不在同一直线的位置，位移传感器感应三次，得到卡盘外径的三个数据，生成一个卡盘外径圆弧；按顺序连接圆弧三个点，作第一到第二两点连线和作第二到第三两点连线后，再取第一到第二两点连线中点作一直线与之垂直，和取第二到第三两点连线中点做一直线与之垂直，二条垂直的直线相交的点，就是圆弧的圆心；
S6、按步骤4-5同样的方法，再在卡盘外径新的圆弧上取三个同在一平面不在同一直线的三点，同样找出圆心；
S7、两个圆心连线，就是卡盘的中心线，通过与机器人数据交互，修改机器人预设的抓手气缸外圆中心线偏差值，使后续的机器人运行的上料位置符合要求，免去人工进行二次示教。
优选的，所述位移传感器有两组，位移传感器及视觉相机均按照于抓手系统的抓手气缸安装部位侧面。
优选的，所述位移传感器有两组，位移传感器及视觉相机均按照于抓手系统的抓手气缸安装部位侧面。
优选的，所述小车推送到位后，机器人手臂开始按预设轨迹运动；通过视觉相机在运动过程中，在视觉相机有效范围以内有障碍物时，自动引导动机器人手臂避开障碍物，直到预设校准参照原点点位停止，此时装在机器人手臂上的抓手气缸端面对着卡盘端面，即S2步骤状态。
优选的，所述小车设置粗定位机构；人工锁紧粗定位机构，使小车固定在地面，保证前后左右不能移动及上下不能窜动。
优选的，所述小车装有三套粗定位机构，操作工粗定位机构的定位销杆往下压到地面的定位座孔，并锁紧定位销杆的固定螺母。
本发明的有益效果：通过操作工把小推车推到一定地方，进行粗定位后，可以实现自动校准，快速使设备投入到生产当中；可快速切换到另一台机床进行上下料，实现多样小量现代生产的需求；且自动定位精度高。
附图说明
图1为本发明的场景示意图。
图2为机器人与机床卡盘的示意图。
图3为本发明的机器人手臂的结构示意图。
图4为推车式机器人的使用示意图。
图5为粗定位机构的结构图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，一种推车式机器人上下料自动定位方法，包括在机器人手臂1尾轴的抓手系统11上安装位移传感器12和视觉相机13，并与机器人交互，所述机器人手臂1尾轴为旋转轴；所述位移传感器12有两组，位移传感器12及视觉相机13均按照于抓手系统1的抓手气缸安装部位侧面；所述小车3设置三套粗定位机构5，操作工粗定位机构5的定位销杆51往下压到地面的定位座52孔，并锁紧定位销杆51的固定螺母53；
其定位方法如下：
1、人工把小车3推到CNC车床预划的位置；
2、人工锁紧粗定位机构5，使小车固定在地面，保证前后左右不能移动及上下不能窜动；
3、机器人手臂1开始按预设轨迹运动；通过视觉相机13在运动过程中，在视觉相机13有效范围以内有障碍物时，自动引导动机器人手臂1避开障碍物，直到预设校准参照原点点位停止，此时装在机器人手臂1上的抓手气缸端面对着卡盘4端面；
4、确定抓手气缸端面与卡盘4平面平行：视觉相机13对着卡盘4拍照，确认卡盘4外圆及卡盘4卡爪位置，机器人手臂1保持抓手气缸端面对着卡盘4端面的姿态前后在同一平面上移动三个不在同一直线的点位，位移传感器12感应三次，得到与卡盘4平面的三个距离值，通过机器人与位移传感器12进行数据交互，修改三个距离值，使抓手气缸端面与卡盘4平面平行；
5、为了让位移传感器12识别到卡盘面上，机器人手臂1保持抓手气缸端面与卡盘面平行的状态向机床门方向偏移一定距离后，沿与卡盘面垂直的方向，向卡盘面方向编移一定的距离后停止；
6、生成卡盘外径圆弧，寻找圆心：机器人手臂1保持尾轴端面状态不变的情况下，沿尾轴端面平面向卡盘4外圆径向移动三个不在同一直线的位置，位移传感器12感应三次，得到卡盘4外径的三个数据，生成一个卡盘外径圆弧；按顺序连接圆弧三个点，作第一到第二两点连线和作第二到第三两点连线后，再取第一到第二两点连线中点作一直线与之垂直，和取第二到第三两点连线中点做一直线与之垂直，二条垂直的直线相交的点，就是圆弧的圆心；
7、按步骤5-6同样的方法，再在卡盘4外径新的圆弧上取三个同在一平面不在同一直线的三点，同样找出圆心；
8、两个圆心连线，就是卡盘的中心线，通过与机器人数据交互，修改机器人预设的抓手气缸外圆中心线偏差值，使后续的机器人运行的上料位置符合要求，免去人工进行二次示教。
综上，由于本机器人的快速校准方式，使得推车机器人能快速使设备投入到生产当中，可快速切换到另一台机床进行上下料，且自动定位精度高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种推车式机器人上下料自动定位方法，其特征在于，包括在机器人手臂(1)尾轴的抓手系统(11)上安装相同朝向的位移传感器(12)和视觉相机(13)，并与机器人交互，所述机器人手臂(1)尾轴为旋转轴；
其定位方法如下：
S1、把小车(3)推到车床预划的位置；
S2、引导动机器人手臂(1)到预设校准参照原点点位停止，保持装在机器人手臂(1)上的抓手系统(11)的抓手气缸端面对着卡盘(4)端面；
S3、确定抓手气缸端面与卡盘(4)平面平行：通过视觉相机(13)确认卡盘(4)外圆及卡盘(4)卡爪位置，保持S2姿态在同一平面上移动三个不在同一直线的点位，通过位移传感器(12)得到与卡盘(4)平面的三个距离值并与机器人数据交互，使抓手气缸端面与卡盘(4)平面平行；
S4、让位移传感器(12)位于卡盘外圆：使抓手气缸沿卡盘(4)端面径向向外偏移一定距离，再沿与卡盘(4)端面轴向的方向，向卡盘(4)端面偏移一定的距离后停止；
S5、生成卡盘外径圆弧，寻找圆心：机器人手臂(1)保持尾轴端面状态不变的情况下，向卡盘(4)外圆径向移动三个不在同一直线的位置，通过位移传感器(12)卡盘(4)外径的三个数据，生成一个卡盘外径圆弧，并与机器人数据交互获取圆弧的圆心；
S6、按步骤4-5同样的方法，再在卡盘(4)外径新的圆弧上取三个同在一平面不在同一直线的三点，同样找出圆心；
S7、两个圆心连线，就是卡盘(4)的中心线，通过与机器人数据交互，修改机器人预设的抓手气缸外圆中心线偏差值，使后续的机器人运行的上料位置符合要求，免去人工进行二次示教。
2.根据权利要求1所述一种推车式机器人上下料自动定位方法，其特征在于，所述S3:视觉相机(13)对着卡盘(4)拍照，确认卡盘(4)外圆及卡盘(4)卡爪位置，机器人手臂(1)保持抓手气缸端面对着卡盘(4)端面的姿态前后在同一平面上移动三个不在同一直线的点位，位移传感器(12)感应三次，得到与卡盘(4)平面的三个距离值，通过机器人与位移传感器(12)进行数据交互，修改三个距离值，使抓手气缸端面与卡盘(4)平面平行；
所述S4:机器人手臂(1)保持抓手气缸端面与卡盘(4)端面平行的状态沿卡盘(4)端面径向向外偏移一定距离，再沿与卡盘(4)端面轴向的方向，向卡盘(4)端面偏移一定的距离后停止；
所述S5：机器人手臂(1)保持尾轴端面状态不变的情况下，沿尾轴端面平面向卡盘(4)外圆径向移动三个不在同一直线的位置，位移传感器(12)感应三次，得到卡盘(4)外径的三个数据，生成一个卡盘外径圆弧；按顺序连接圆弧三个点，作第一到第二两点连线和作第二到第三两点连线后，再取第一到第二两点连线中点作一直线与之垂直，和取第二到第三两点连线中点做一直线与之垂直，二条垂直的直线相交的点，就是圆弧的圆心。
3.根据权利要求1所述一种推车式机器人上下料自动定位方法，其特征在于，所述位移传感器(12)有两组，位移传感器(12)及视觉相机(13)均按照于抓手系统(11)的抓手气缸安装部位侧面。
4.根据权利要求1所述一种推车式机器人上下料自动定位方法，其特征在于，所述小车(3)推送到位后，机器人手臂(1)开始按预设轨迹运动；通过视觉相机(13)在运动过程中，在视觉相机(13)有效范围以内有障碍物时，自动引导动机器人手臂(1)避开障碍物，直到预设校准参照原点点位停止，此时装在机器人手臂(1)上的抓手气缸端面对着卡盘(4)端面，即S2步骤状态。
5.根据权利要求1所述一种推车式机器人上下料自动定位方法，其特征在于，所述小车(3)设置粗定位机构(5)；人工锁紧粗定位机构，使小车(3)固定在地面，保证前后左右不能移动及上下不能窜动。
6.根据权利要求1所述一种推车式机器人上下料自动定位方法，其特征在于，所述小车(3)装有三套粗定位机构(5)，操作工粗定位机构的定位销杆(51)往下压到地面的定位座(52)孔，并锁紧定位销杆(51)的固定螺母(53)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |