CN116277069A - 一种用于机器人运动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机器人运动控制系统，涉及运动控制技术领域，包括有设备信息采集单元、人员信息采集单元、加工件信息采集单元、运动控制平台、模式选择单元、管理端、定点归位单元与质量管控单元；设备信息采集单元用于对设备的型号以及加工特征进行采集；人员信息采集单元用于对目标人员身份信息和作业排班信息进行采集；加工件信息采集单元用于对加工件特征进行采集；模式选择单元用于根据加工件管理项信息对加工件的加工模式进行选择；定点归位单元通过机器视觉图像判断加工件的位置。本发明对目标人员具有较好的工作管控作用，降低人为造成加工件不合格的概率，提高加工件的加工质量，且对于加工件质量问题也具有较好的追溯性。

Description

一种用于机器人运动控制系统

技术领域

本发明涉及运动控制技术领域，具体涉及一种用于机器人运动控制系统。

背景技术

点胶机又称涂胶机、滴胶机、打胶机、灌胶机等，专门对流体进行控制。并将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，可实现三维、四维路径点胶，点胶机多配合机器视觉图像进行协作点胶作业，为了追求衣服的“无痕”，目前大多采用点胶制衣，更加贴合市场的需求。

现有技术存在以下不足：在对衣物进行点胶加工操作时，大多是采用人工上料，对衣物进行摆放之后再进行点胶处理，工作人员对衣物进行加工前需要进行打样处理，且在进行衣服加工摆放时，需要根据打样的形状进行比较严格的对位处理，难以提高工作人员的上料效率，且容易出现摆放不合格造成的加工质量问题，难以对工作人员的工作质量情况进行监控和产品质量的追溯。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机器人运动控制系统，以解决背景技术中不足。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于机器人运动控制系统，包括有设备信息采集单元、人员信息采集单元、加工件信息采集单元、运动控制平台、模式选择单元、管理端、定点归位单元与质量管控单元；

所述设备信息采集单元用于对设备的型号以及加工特征进行采集，形成设备管理项；

所述人员信息采集单元用于对目标人员身份信息和作业排班信息进行采集，形成目标人员管理项；

所述加工件信息采集单元用于对加工件特征进行采集，形成加工件管理项；

所述模式选择单元用于根据加工件管理项信息对加工件的加工模式进行选择；

所述定点归位单元通过机器视觉图像判断加工件的位置，进行定点归位后再对加工件进行点胶加工；

所述质量管理单元用于对加工件的特征进行采集判断，评为合格和不合格的情况，形成工作状态项，并将工作状态项绑定到当前执行工作的目标人员管理项中，形成目标人员作业情况评价指数。

在一个优选的实施方式中，所述设备信息采集单元生成设备管理项的流程为：

获取点胶机的型号，形成点胶机身份；

采集点胶机的行程，分别为x轴、y轴与z轴的行程数据，进而对加工覆盖范围划定，其中加工覆盖范围的计算为：S＝L_x*L_y；并将点胶机加工覆盖的范围S在工作台面上进行线条划定；

对点胶机的加工特征进行采集，加工特征包括有胶管数量以及加工模式，胶管数量与点胶头为一对一设置，加工模式为点胶机的出胶量范围以及出胶类型；

将点胶机的行程、加工覆盖范围、胶管数量以及加工模式信息绑定到点胶机身份中，并上传储存到运动控制平台中。

在一个优选的实施方式中，所述人员信息采集单元生成目标人员管理项的流程为：

获取目标人员的身份信息，并获取目标人员的工作内容和作业排班信息；

目标人员的身份信息和作业排班信息形成目标人员管理项，并传输储存到运动控制平台中。

在一个优选的实施方式中，所述加工件信息采集单元生成加工件管理项的流程为：

管理端根据加工件特征构建加工件的尺寸模型，并进行点胶范围的规划以及出胶类型的设定，并对加工件的尺寸进行标注，形成单项加工件加工模型，将单项加工件加工模型储存在运动控制平台中，同款式加工件的具有多个单项加工件加工模型，单项加工件加工模型为加工前的加工信息准备；

通过点胶机对加工件识别时，获取加工件特征信息，加工件特征信息包括有：加工件形状以及尺寸、需要点胶的位置范围、点胶类型以及需要的出胶类型；

通过机器视觉采集加工件形状以及尺寸，并与单项加工件加工模型中的信息进行对比，加工件的形状尺寸与单项加工件加工模型相同时即代表为目标加工件。

在一个优选的实施方式中，所述模式选择单元对加工模式的选择方式为：

通过机器视觉判断加工件为目标加工件之后，通过目标加工件形状和尺寸特征匹配到单项加工件加工模型中的信息，进而对加工件点胶范围的规划设定以及出胶类型信息进行获取，机器视觉判断设置在点胶机上，点胶机的机器视觉判断数据与运动控制平台之间数据互联；

根据目标加工件的单项加工件加工模型选择点胶机身份，选择单项加工件加工模型中的信息在点胶机身份数据范围内的点胶机，进而形成目标点胶机身份。

在一个优选的实施方式中，所述定点归位单元进行定点归位的操作流程为：

目标点胶机身份通过对应的机器视觉对加工件进行图像的采集，按照单项加工件加工模型信息对加工件进行设定定点，定点定位方式为：加工件形状的转折角度小于120度时，作为一个识别定点，一个加工件存在多个识别定点；

通过管理端对加工件上的定点进行初始点的选择，并在选择好初始点的基础上制定点胶路径；

获取单项加工件加工模型数据，按照加工件点胶的位置范围自动生成点胶路径，并通过管理端进行点胶路径的确认，进而形成点胶路径方案；

设定加工件加工供给方案，加工件在点胶机工位上的摆放方式为：加工件摆放设置在点胶机的加工覆盖范围内，加工件摆放的朝向弹性化保持，单个点胶机工位摆放单个加工件；

目标点胶机身份对加工件进行点胶加工前，通过机器视觉图像定位加工件的初始点，确定加工件的初始点后，控制目标点胶机身份的点胶头按照加工件的初始点进行归位。

在一个优选的实施方式中，所述质量管理单元生成目标人员作业情况评价指数的方式为：

获取与目标点胶机身份对应的机器视觉图像采集的加工件摆放信息，进而判断加工件摆放方向是否处于合格状态；

对加工件的摆放方向进行判断的方式为：随机获取加工件相对的两个定点，作为固定的参考定点，并将两个定点之间进行连线，得到一个状态参考线；

预设合格状态摆放的加工件，得到合格状态摆放加工件的两个参考定点并进行连线，得到合格状态参考线，进而将合格状态参考线与状态参考线之间进行角度的采集，得到摆放合格角

进而基于摆放合格角对加工件摆放的合格角度进行阈值设定，设置阈值为：

其中-θ_x为状态参考线相对于合格状态参考线的逆时针旋转最大角度，θ_d为状态参考线相对于合格状态参考线的顺时针旋转最大角度，设立合格状态参考线为角度零；

在摆放加工件不合格的情况下，点胶机不开始工作并对目标人员进行提醒，能够降低出现点胶不合格的质量问题的情况，具有较好的监控作用：

对加工件点胶加工过程中出现摆放角度不合格的次数进行记录，并匹配对应到目标人员管理项中得到目标人员作业情况评价指数。

在一个优选的实施方式中，目标人员作业情况评价指数的计算公式为：

其中，

为目标人员作业情况评价指数，ε为加工评价权重因子；n为加工件点胶加工过程中出现摆放角度不合格的次数，t为目标人员当次连续作业时间，n_s为目标人员当次摆放加工件的总数。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、本发明不需要工作人员对产品按照形状尺寸进行严格的打样，且在进行加工件上料时，不需要工作人员按照打样的形状进行严格的校准工作，只需要在点胶机加工覆盖范围内保证加工件的摆放角度即可，提高目标人员对加工件的上料效率，进而提高了加工件整体加工的工作效率；

2、本发明能够知晓对目标人员作业的态度以及工作能力，对目标人员具有较好的工作管控作用，降低人为造成加工件不合格的概率，提高加工件的加工质量，且对于加工件质量问题也具有较好的追溯性。

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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1所示，本实施例所述一种用于机器人运动控制系统，包括有设备信息采集单元、人员信息采集单元、加工件信息采集单元、运动控制平台、模式选择单元、管理端、定点归位单元与质量管控单元；

所述设备信息采集单元用于对设备的型号以及加工特征进行采集，形成设备管理项；

获取点胶机的型号，形成点胶机身份；

采集点胶机的行程，分别为x轴、y轴与z轴的行程数据，进而对加工覆盖范围划定，其中加工覆盖范围的计算为：S＝L_x*L_y；并将点胶机加工覆盖的范围S在工作台面上进行线条划定；

对点胶机的加工特征进行采集，加工特征包括有胶管数量以及加工模式，胶管数量(胶管数量代表点胶机可以承载几种胶水类型(胶水类型包括有颜色和种类))与点胶头为一对一设置，加工模式为点胶机的出胶量范围以及出胶类型(出胶类型包括有线条型与点阵型)；

将点胶机的行程、加工覆盖范围、胶管数量以及加工模式信息绑定到点胶机身份中，并上传储存到运动控制平台中；

所述人员信息采集单元用于对目标人员身份信息和作业排班信息进行采集，形成目标人员管理项；

获取目标人员的身份信息(姓名、居住地和年龄等信息)，并获取目标人员的工作内容(对加工件的上料操作)和作业排班信息；

目标人员的身份信息和作业排班信息形成目标人员管理项，并传输储存到运动控制平台中；

所述加工件信息采集单元用于对加工件特征进行采集，形成加工件管理项；

管理端根据加工件特征构建加工件的尺寸模型，并进行点胶范围的规划以及出胶类型的设定，并对加工件的尺寸进行标注，形成单项加工件加工模型(代表一种类型一个尺寸的加工件加工模型)，将单项加工件加工模型储存在运动控制平台中，同款式加工件的具有多个单项加工件加工模型，单项加工件加工模型为加工前的加工信息准备；

通过点胶机对加工件识别时，获取加工件特征信息，加工件特征信息包括有：加工件形状以及尺寸、需要点胶的位置范围、点胶类型(需要的胶水类型以及类型数量，对应点胶机的胶管数量)以及需要的出胶类型；

通过机器视觉采集加工件形状以及尺寸，并与单项加工件加工模型中的信息进行对比，加工件的形状尺寸与单项加工件加工模型相同时即代表为目标加工件；

所述模式选择单元用于根据加工件管理项信息对加工件的加工模式进行选择；

通过机器视觉判断加工件为目标加工件之后，通过目标加工件形状和尺寸特征匹配到单项加工件加工模型中的信息，进而对加工件点胶范围的规划设定以及出胶类型信息进行获取，机器视觉判断设置在点胶机上，点胶机的机器视觉判断数据与运动控制平台之间数据互联；

根据目标加工件的单项加工件加工模型选择点胶机身份，选择单项加工件加工模型中的信息在点胶机身份数据范围内的点胶机(加工件特征中，点胶类型所需要的胶管数量小于或等于点胶机身份数据中的胶管数量，以及加工件点胶的位置范围小于或者等于点胶机身份加工覆盖范围)，进而形成目标点胶机身份；

将单项加工件加工模型的信息下达到目标点胶机身份中，便完成了对加工件的加工模式的选择；

所述运动控制平台用于对信息进行存储和管理；

所述定点归位单元通过机器视觉图像判断加工件的位置，进行定点归位后再对加工件进行点胶加工；

目标点胶机身份通过对应的机器视觉对加工件进行图像的采集，按照单项加工件加工模型信息对加工件进行设定定点，定点定位方式为：加工件形状的转折角度小于120度时(加工件的拐角处的角度)，作为一个识别定点，一个加工件存在多个识别定点；

通过管理端对加工件上的定点进行初始点的选择，并在选择好初始点的基础上制定点胶路径(初始点选择之后，后续相同的加工件的加工均采用该初始点)；

获取单项加工件加工模型数据，按照加工件点胶的位置范围自动生成点胶路径，并通过管理端进行点胶路径的确认，进而形成点胶路径方案；

设定加工件加工供给方案，加工件在点胶机工位上的摆放方式为：加工件摆放设置在点胶机的加工覆盖范围内(加工覆盖范围在点胶机工位上已经打样完成)，加工件摆放的朝向弹性化保持，单个点胶机工位摆放单个加工件；

目标点胶机身份对加工件进行点胶加工前，通过机器视觉图像定位加工件的初始点，确定加工件的初始点后，控制目标点胶机身份的点胶头按照加工件的初始点进行归位，之后按照点胶路径方案实施点胶操作；

在对衣物进行上料摆放中，可以设定一条参照线作为衣物摆放的参照，能够更好的辅助目标人员对衣服摆放角度的控制，不需要进行两侧的衣物的严格限制，仅仅需要一侧的一条参考线即可；

不需要工作人员对产品按照形状尺寸进行严格的打样，且在进行加工件上料时，不需要工作人员按照打样的形状进行严格的校准工作，只需要在点胶机加工覆盖范围内保证加工件的摆放角度即可，提高目标人员对加工件的上料效率，进而提高了加工件整体加工的工作效率。

实施例2，请参阅图1所示，所述质量管理单元用于对加工件的特征进行采集判断，评为合格和不合格的情况，形成工作状态项，并将工作状态项绑定到当前执行工作的目标人员管理项中，形成目标人员作业情况评价指数；

获取与目标点胶机身份对应的机器视觉图像采集的加工件摆放信息，进而判断加工件摆放方向是否处于合格状态；

对加工件的摆放方向进行判断的方式为：随机获取加工件相对的两个定点，作为固定的参考定点(后续相同衣物类型尺寸的加工均采用相同的参考定点)，并将两个定点之间进行连线，得到一个状态参考线；

预设合格状态摆放的加工件，得到合格状态摆放加工件的两个参考定点并进行连线，得到合格状态参考线，进而将合格状态参考线与状态参考线之间进行角度的采集，得到摆放合格角

进而基于摆放合格角对加工件摆放的合格角度进行阈值设定，设置阈值为：

其中-θ_x为状态参考线相对于合格状态参考线的逆时针旋转最大角度，θ_d为状态参考线相对于合格状态参考线的顺时针旋转最大角度，设立合格状态参考线为角度零；

在摆放加工件不合格的情况下，点胶机不开始工作并对目标人员进行提醒，能够降低出现点胶不合格的质量问题的情况，具有较好的监控作用：

对加工件点胶加工过程中出现摆放角度不合格的次数进行记录，并匹配对应到目标人员管理项中得到目标人员作业情况评价指数，其计算公式为：

其中，

为目标人员作业情况评价指数，ε为加工评价权重因子；n为加工件点胶加工过程中出现摆放角度不合格的次数，t为目标人员当次连续作业时间，n_s为目标人员当次摆放加工件的总数，需要说明的是，n数值越小，t数值越大，那么/>

的数值便越小，即代表目标人员作业情况越好；

能够知晓对目标人员作业的态度以及工作能力，对目标人员具有较好的工作管控作用，降低人为造成加工件不合格的概率，提高加工件的加工质量，且对于加工件质量问题也具有较好的追溯性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：包括有设备信息采集单元、人员信息采集单元、加工件信息采集单元、运动控制平台、模式选择单元、管理端、定点归位单元与质量管控单元；

所述设备信息采集单元用于对设备的型号以及加工特征进行采集，形成设备管理项；

所述人员信息采集单元用于对目标人员身份信息和作业排班信息进行采集，形成目标人员管理项；

所述加工件信息采集单元用于对加工件特征进行采集，形成加工件管理项；

所述模式选择单元用于根据加工件管理项信息对加工件的加工模式进行选择；

所述定点归位单元通过机器视觉图像判断加工件的位置，进行定点归位后再对加工件进行点胶加工；

所述质量管理单元用于对加工件的特征进行采集判断，评为合格和不合格的情况，形成工作状态项，并将工作状态项绑定到当前执行工作的目标人员管理项中，形成目标人员作业情况评价指数。

2.根据权利要求1所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：所述设备信息采集单元生成设备管理项的流程为：

获取点胶机的型号，形成点胶机身份；

采集点胶机的行程，分别为x轴、y轴与z轴的行程数据，进而对加工覆盖范围划定，其中加工覆盖范围的计算为：S＝L_x*L_y；并将点胶机加工覆盖的范围S在工作台面上进行线条划定；

对点胶机的加工特征进行采集，加工特征包括有胶管数量以及加工模式，胶管数量与点胶头为一对一设置，加工模式为点胶机的出胶量范围以及出胶类型；

将点胶机的行程、加工覆盖范围、胶管数量以及加工模式信息绑定到点胶机身份中，并上传储存到运动控制平台中。

3.根据权利要求1所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：所述人员信息采集单元生成目标人员管理项的流程为：

获取目标人员的身份信息，并获取目标人员的工作内容和作业排班信息；

目标人员的身份信息和作业排班信息形成目标人员管理项，并传输储存到运动控制平台中。

4.根据权利要求1所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：所述加工件信息采集单元生成加工件管理项的流程为：

管理端根据加工件特征构建加工件的尺寸模型，并进行点胶范围的规划以及出胶类型的设定，并对加工件的尺寸进行标注，形成单项加工件加工模型，将单项加工件加工模型储存在运动控制平台中，同款式加工件的具有多个单项加工件加工模型，单项加工件加工模型为加工前的加工信息准备；

通过点胶机对加工件识别时，获取加工件特征信息，加工件特征信息包括有：加工件形状以及尺寸、需要点胶的位置范围、点胶类型以及需要的出胶类型；

通过机器视觉采集加工件形状以及尺寸，并与单项加工件加工模型中的信息进行对比，加工件的形状尺寸与单项加工件加工模型相同时即代表为目标加工件。

5.根据权利要求4所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：所述模式选择单元对加工模式的选择方式为：

通过机器视觉判断加工件为目标加工件之后，通过目标加工件形状和尺寸特征匹配到单项加工件加工模型中的信息，进而对加工件点胶范围的规划设定以及出胶类型信息进行获取，机器视觉判断设置在点胶机上，点胶机的机器视觉判断数据与运动控制平台之间数据互联；

根据目标加工件的单项加工件加工模型选择点胶机身份，选择单项加工件加工模型中的信息在点胶机身份数据范围内的点胶机，进而形成目标点胶机身份。

6.根据权利要求5所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：所述定点归位单元进行定点归位的操作流程为：

目标点胶机身份通过对应的机器视觉对加工件进行图像的采集，按照单项加工件加工模型信息对加工件进行设定定点，定点定位方式为：加工件形状的转折角度小于120度时，作为一个识别定点，一个加工件存在多个识别定点；

通过管理端对加工件上的定点进行初始点的选择，并在选择好初始点的基础上制定点胶路径；

获取单项加工件加工模型数据，按照加工件点胶的位置范围自动生成点胶路径，并通过管理端进行点胶路径的确认，进而形成点胶路径方案；

设定加工件加工供给方案，加工件在点胶机工位上的摆放方式为：加工件摆放设置在点胶机的加工覆盖范围内，加工件摆放的朝向弹性化保持，单个点胶机工位摆放单个加工件；

目标点胶机身份对加工件进行点胶加工前，通过机器视觉图像定位加工件的初始点，确定加工件的初始点后，控制目标点胶机身份的点胶头按照加工件的初始点进行归位。

7.根据权利要求6所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：所述质量管理单元生成目标人员作业情况评价指数的方式为：

获取与目标点胶机身份对应的机器视觉图像采集的加工件摆放信息，进而判断加工件摆放方向是否处于合格状态；

对加工件的摆放方向进行判断的方式为：随机获取加工件相对的两个定点，作为固定的参考定点，并将两个定点之间进行连线，得到一个状态参考线；

预设合格状态摆放的加工件，得到合格状态摆放加工件的两个参考定点并进行连线，得到合格状态参考线，进而将合格状态参考线与状态参考线之间进行角度的采集，得到摆放合格角θ，进而基于摆放合格角对加工件摆放的合格角度进行阈值设定，设置阈值为：-θ_x≤θ≤θ_d，其中-θ_x为状态参考线相对于合格状态参考线的逆时针旋转最大角度，θ_d为状态参考线相对于合格状态参考线的顺时针旋转最大角度，设立合格状态参考线为角度零；

在摆放加工件不合格的情况下，点胶机不开始工作并对目标人员进行提醒：

对加工件点胶加工过程中出现摆放角度不合格的次数进行记录，并匹配对应到目标人员管理项中得到目标人员作业情况评价指数。

8.根据权利要求7所述的一种用于机器人运动控制系统，其特征在于：目标人员作业情况评价指数的计算公式为：

其中，

为目标人员作业情况评价指数，ε为加工评价权重因子；n为加工件点胶加工过程中出现摆放角度不合格的次数，t为目标人员当次连续作业时间，n_s为目标人员当次摆放加工件的总数。

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