具体实施方式
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。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。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。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1和图2,图1是本申请提供的教学机器人集成系统一实施例的结构示意图,图2是本申请提供图1的俯视图。该教学机器人集成系统10包括平台11、第一机器人12、加工件容置架13、传输装置14和第二机器人15。
其中,在平台11内部设置有对应的第一机器人12、传输装置14和第二机器人15的控制器,如伺服控制器。
平台11的表面设置有第一机器人12、加工件容置架13、传输装置14和第二机器人15。其中,第一机器人12设置于平台11一侧。加工件容置架13靠近第一机器人12一侧设置,用于容置加工件。传输装置14靠近第一机器人12另一侧设置,用于配合第一机器人12,对加工件进行传输。第二机器人15设置于平台11另一侧,用于将加工件从传输装置14的停放处抓取,并移动至对应的加工区。
具体地,第一机器人12包括第一机械手121和第一示教器122。第一示教器122与第一机械手121耦接,与平台11之间可拆卸连接,用于控制第一机械手121。如,第一示教器122连接第一机械手121的控制器,在第一示教器122上进行操作,可通过控制器控制第一机械手121执行该操作。
其中,第二机器人15包括第二机械手151和第二示教器152。第二示教器152与第二机械手151耦接,与平台11之间可拆卸连接,用于控制第二机械手151。如,第二示教器152连接第二机械手151的控制器,在第二示教器152上进行操作,可通过控制器控制第二机械手151执行该操作。
具体地,加工件容置架13设置于第一机械手121的工作起始位处,传输装置14设置于第一机械手121的工作结束位处。第一机器人12为四轴机器人,可沿垂直于平台11的方向升降,以及绕垂直于平台11的方向转动。在第一机械手121绕垂直于平台11的方向转动时,形成一个扇形。该扇形的起始处设置加工件容置架13,扇形的结束处设置传输装置14。该第一机械手121则可将加工件从加工件容置架13抓取至传输装置14上。
第二机器人15则可将加工件从传输装置14的停放处抓取,并移动至对应的加工区。
在本实施例中一种教学机器人集成系统,该教学机器人集成系统包括:平台;第一机器人,设置于平台一侧;加工件容置架,靠近第一机器人一侧设置,用于容置加工件;传输装置,靠近第一机器人另一侧设置,用于配合第一机器人,对加工件进行传输;第二机器人,设置于平台另一侧,用于将加工件从传输装置的停放处抓取,并移动至对应的加工区。通过上述方式,实现多部件衔接联动,以直观易懂的方案快速实现机器人实践教学,提升教学效率。
在其他实施例中,继续参阅图1和图2,该教学机器人集成系统10还包括图像处理装置16,靠近传输装置14的一端设置,用于对传输装置14上的加工件进行识别。
具体地,传输装置14在上面放置加工件后,则开始工作,将加工件向图像处理装置16的方向传输,在传输装置14向图像处理装置16的方向的一端设置有传感器,当传感器检测到加工件后,传输装置14停止传输,图像处理装置16对该加工件进行识别。
在一些实施例中,图像处理装置16包含相机、处理器、光源和显示器,通过相机对加工件拍照传给处理器,处理器对该照片进行识别和检测,以在识别后,控制第二机器人15进行相应操作。在一些实例中,采用IO模块来实现图像输入输出,输入输出都以5-24V电平触发,该段程序设定为三次拍照识别机会,若三次都未能识别,PLC系统做出报警处理,则需检查工件是否损坏或拍照点有异物。
在一些实施例中,继续参阅图1和图2,教学机器人集成系统10还包括夹具容置架17、变位器18和分度盘19。其中,夹具容置架17设置于平台11上,用于容置不同类型的夹具。具体地,在夹具容置架17设置有不同的容置槽,以容置相应的夹具。变位器18靠近图像处理装置16的底部设置;其中,变位器18上设置有容置位,用于配合第二机器人15,对加工件进行容置。分度盘19,靠近传输装置14的一端设置;其中,分度盘19上包括至少一个容置位,用于配合第二机器人15,对加工件进行容置。
在一应用场景中,加工件包括加工件A、加工件B、加工件C和加工件D,夹具容置架17设置夹具1、夹具2、夹具3和夹具4,其中,夹具1对应码垛、夹具2对应喷涂、夹具3对应焊接和夹具4对应自定义指令。有不同的容置槽,以容置相应的夹具。设置于加工件容置架13上。控制第一机器人12在加工容置架13上抓取一加工件,在获取到抓取成功信号后,控制传输装置14上的电机旋转,使其传输方向朝向图像处理装置16。在第一机器人12将该加工件放置于传输装置14时,传输装置14将该加工件向图像处理装置16传输,在设置于传输装置14上的传感器检测到该加工件时,控制传输装置14上的电机停止旋转。通过图像处理装置16对该加工件进行识别和检测。根据识别结果,并根据当前指令控制第二机器人15选择相应的夹具来抓取该工件。如当前指令为码垛,则控制第二机器人15选择夹具1来抓取该工件,完成码垛指令。如当前指令为喷涂,则控制第二机器人15选择夹具2来抓取该工件,并放置于变位器18上,控制变位器18转至加工位,完成喷涂指令,然后收取喷涂后的加工件,将变位器18复位。如当前指令为焊接,则控制第二机器人15选择夹具3来抓取该工件,并放置于分度盘19上,控制分度盘19转至加工位,完成焊接指令,然后收取焊接后的加工件,将分度盘19复位。如当前指令为自定义,则控制第二机器人15选择夹具4来抓取该工件,完成自定义指令。
在一些实施例中,第一机器人12上设置有第一抓取工具24,第二机器人15上设置有第二抓取工具23。其中第二抓取工具23为气动抓取工具。气动抓取工具与夹具容置架17上的夹具配合,完成对加工件的抓取。
在一些实施例中,继续参阅图1和图2,该教学机器人集成系统10还包括安全光幕20。该安全光幕20围绕第一机器人12、加工件容置架13和第二机器人15设置于平台11上。安全光幕20用于检测物体(比如手)进入的教学机器人集成系统10的工作区域。如,安全光幕的一边等间距安装有多个红外发射管,另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管,每一个红外发射管都对应有一个相应的红外接收管,且安装在同一条直线上。当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时,红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后,相应的内部电路输出低电平,而在有障碍物的情况下,红外发射管发出的调制信号(光信号)不能顺利到达红外接收管,这时该红外接收管接收不到调制信号,相应的内部电路输出为高电平。当光幕中没有物体通过时,所有红外发射管发出的调制信号(光信号)都能顺利到达另一侧的相应红外接收管,从而使内部电路全部输出低电平。这样,通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。
在他实施例中,该教学机器人集成系统10还包括喷涂台21和操作界面22。其中,该操作界面可以是一触控显示器。
在一些实施例中,教学机器人集成系统10还包括语音识别装置,用于接收用户语音指令。在一应用场景中,在使用语音功能时,需要保持现场安静,否则,需要将麦克风通过延长线接入控制室或其他安静的地方,远离嘈杂的环境。具体地,语音识别装置包括一语音识别模块板。该语音识别模块板为单面贴装,主要IC包括:3721-001、W25Q64、ES8388、SGM4890等。支持单麦克风输入,经3721-001识别后再由IIS输出到ES8388,ES8388处理后送给功放芯片驱动喇叭播放反馈声音。5V电源通过电源接口输入,5V电压经过DCDC降压为3.3V电压,5V再经过一个DCDC降压为1.2V。板上一共需要三路电源配合工作。模块板上通过插针将3721-001芯片全部功能IO口引出,经中间继电器中转为相应电压后,可用于PLC、机器人、视觉等控制器信号对接。
需要说明的是,1)5V供电保证一个500mA的额定供电能力,要求电源干净无干扰,纹波不大于50mV。5V电源输入点添加滤波电容。2)模组IO电平为3.3V电平,如果需要接5V或2.5V逻辑电平,需要加电平转换电路。3)通讯接口部分可以串一个小电阻。4)可以将模块上的喇叭和mic接口引出到底板并采用插座来连接。5)将UART0,DEBUGEN信号接出到底板跳线上,跳上跳线进入调试模式。6)UART1信号需要接出来,使用排针或者插座,方便串口升级。7)JLINK接口需要接出来,调试下载代码使用。8)LAYOUT的时候请注意,邮票板下方不要走大电流信号,Mic走线尽量短并做隔离和包地处理。Mic走线不能被其它走线跨越干扰。
在上述实施例中,教学机器人集成系统能够实现多部件衔接联动,以直观易懂的方案快速实现机器人实践教学,提升教学效率。
参阅图3,图3是本申请提供的教学机器人集成系统的操作方法一实施例的流程示意图。该方法包括:
步骤31:获取教学机器人集成系统的至少一个功能指令。
在本实施例中,教学机器人集成系统为上述任一实施例提及的教学机器人集成系统。功能指令可控制教学机器人集成系统执行相应操作。
步骤32:基于至少一个功能指令在教学机器人集成系统的操作界面显示对应的第一功能按钮。
在本实施例中,为功能指令设置对应的第一功能按钮。如在操作界面上设置停止按钮,用于停止教学机器人集成系统的动作。
步骤33:在检测到点击第一功能按钮的第一指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第一功能按钮的功能指令。
在本实施例中,第一功能按钮包括复位按钮、查看复位状态按钮、自动画面按钮、手动画面按钮、参数画面按钮中至少一个按钮。
在一应用场景中,结合图4-图7进行说明:
如图4所示,在教学机器人集成系统的操作界面显示复位按钮、停止按钮、手动模式按钮、自动模式按钮、STOP按钮、查看复位状态按钮、自动画面按钮、手动画面按钮、参数画面按钮、分度盘操作按钮和变位器操作按钮。其中,手动模式按钮和自动模式按钮的切换,当教学机器人集成系统在自动运行过程中切换为手动模式,其作用与停止键无异。
在检测到点击复位按钮的第一指令时,控制教学机器人集成系统执行对应初始化的功能指令,以使教学机器人集成系统进行复位操作。具体地,教学机器人集成系统将进行初始化,第一机器人、第二机器人、分度盘、变位器等,都会回到原点,复位完成后,按钮下方会出现指示灯亮绿色。
在检测到点击查看复位状态按钮的第二指令时,控制操作界面进行界面切换,以在当前界面显示教学机器人集成系统的复位状态。具体地,从图4所示界面切换为图5所示界面。在图5中,分别以“分度盘复位完成”、“输送装置无异物”、“第一机器人复位完成”、“变位器复位完成”、“安全光幕无遮挡”、“第二机器人复位完成”前的指示灯亮绿色则说明复位完成。如对应的指示灯未亮,可对相应的部件进行检查,如是否有异物遮住安全光幕,输送装置上是否有物品,若有,请将其清理。其他部分无法复位,则需要检查硬件。对应的,图5中设置返回按钮,在点击返回按钮后,则切换为图4所示界面。
在另一实施例中,在检测到点击参数画面按钮的第一指令时,控制操作界面进行界面切换,以在当前界面显示对应参数画面按钮的多个参数设置框;在检测到参数设置框输入相应的参数数据时,控制教学机器人集成系统对参数数据进行保存。如点击图4中的参数画面按钮,控制操作界面进行界面切换为图6所示界面。图6中显示有主画面按钮、手动画面按钮、自动画面按钮、分度盘操作按钮和变位器操作按钮和对应参数的参数设置框。具体地参数有“分度盘手动速度”、“分度盘自动速度”、“分度盘复位速度”、“分度盘下料速度”、“变位器手动速度”、“变位器自动速度”、“变位器复位速度”和“变位器下料速度”以及对应的参数设置框。点击对应的参数设置框,即可输入相应参数数据。所有速度都是以脉冲的形式表示,100000个脉冲对应分度盘和变位器旋转360°,所有的时间单位都为100毫秒。
在另一实施例中,在检测到点击自动画面按钮的第一指令时,控制操作界面进行界面切换,以在当前界面显示对应自动画面按钮的第二功能按钮和第一功能按钮;在检测到点击第二功能按钮或第一功能按钮的第二指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第二功能按钮或对应第一功能按钮的功能指令。如点击图4中的自动画面按钮,控制操作界面进行界面切换为图7所示界面。图7中显示有启动按钮手动画面按钮、自动画面按钮、分度盘操作按钮、变位器操作按钮、参数画面按钮、复位按钮、停止按钮、手动模式按钮、自动模式按钮、STOP按钮、查看复位状态按钮、选定码垛功能按钮、选定喷涂功能按钮、选定焊接功能按钮和自定义功能按钮。相对于图4,增加了四个自动功能选项和一个启动按钮。选定要进行的功能,复位完成后选定自动模式即可按下启动键,教学机器人集成系统将自动运行。若是未选定自动功能,系统将执行默认功能:码垛、喷涂、焊接、自定义优先顺序递减,若是仓库缺工件,则自动跳过,进行下一个功能。
在本实施例中,通过获取教学机器人集成系统的至少一个功能指令;基于至少一个功能指令在教学机器人集成系统的操作界面显示对应的第一功能按钮;在检测到点击第一功能按钮的第一指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第一功能按钮的功能指令的方式,能够在操作界面上直观的显示功能按钮,便于点击后教学机器人集成系统执行相应功能,以直观易懂的方案快速实现机器人实践教学,提升教学效率。
参阅图8,图8是本申请提供的教学机器人集成系统的操作方法另一实施例的流程示意图。
步骤81:在检测到点击手动画面按钮的第一指令时,控制操作界面进行界面切换,以在当前界面显示对应手动画面按钮的第三功能按钮。
步骤82:在检测到点击第三功能按钮的第二指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第三功能按钮的功能指令。在一些实施例中,第三功能按钮包括分度盘操作按钮和变位器操作按钮。
具体地,结合图4、图9-图11进行说明:
在点击图4中的手动画面按钮后,控制操作界面进行界面切换,显示如图9所示界面,以在当前界面显示对应手动画面按钮的第三功能按钮。具体地,图9中显示了对应第一机器人的抓取A工件按钮、抓取B工件按钮、抓取C工件按钮、抓取D工件按钮、允许取工件按钮和允许放工件按钮。还显示了对应传输装置的输送带正转按钮和输送带逆转按钮。还显示了对应第二机器人的切换夹具1按钮、切换夹具2按钮、切换夹具3按钮、切换夹具4按钮和与之对应的码垛按钮、喷涂按钮、焊接按钮和自定义按钮。还显示了屏蔽语音按钮、主画面按钮、自动画面按钮、分度盘操作按钮和变位器按钮。图9中的任一按钮被点击,则执行相应的操作。抓取A工件按钮被点击,则控制第一机器人抓取A工件;抓取B工件按钮被点击,则控制第一机器人抓取B工件;抓取C工件按钮被点击,则控制第一机器人抓取C工件;抓取D工件按钮被点击,则控制第一机器人抓取D工件。
输送带正转按钮被点击,则控制传输装置的输送带正转。输送带逆转按钮被点击,则控制传输装置的输送带逆转。
切换夹具1按钮被点击,则控制第二机器人使用夹具1。切换夹具2按钮被点击,则控制第二机器人使用夹具2.切换夹具3按钮被点击,则控制第二机器人使用夹具3。切换夹具4按钮被点击,则控制第二机器人使用夹具4。
屏蔽语音按钮被点击,则停止语音交互功能。
在图9中,在检测到点击变位器操作按钮的第二指令时,控制操作界面进行界面切换,以切换为图10所述的界面。以在当前界面显示对应变位器操作按钮的第四功能按钮;在检测到点击第四功能按钮的第三指令时,控制教学机器人集成系统中的变位器执行对应第四功能按钮的功能指令。具体地,图10显示了对应于变位器的正转按钮、反转按钮、电机归零按钮、至取料位按钮、至加工位按钮、主画面按钮、自动画面按钮、手动画面按钮、分度盘操作按钮以当前位置参数、存为取料位参数、存为加工位参数。在检测到点击正转按钮、反转按钮、电机归零按钮、至取料位按钮、至加工位按钮中的任一按钮的第三指令时,控制教学机器人集成系统中的变位器执行对应第四功能按钮的功能指令。
在图9中,在检测到点击分度盘操作按钮的第二指令时,控制操作界面进行界面切换,以切换为图11所述的界面,以在当前界面显示对应分度盘操作按钮的第四功能按钮。在检测到点击第四功能按钮的第三指令时,控制教学机器人集成系统中的分度盘执行对应第四功能按钮的功能指令。具体地,图11显示了对应于分度盘的正转按钮、反转按钮、电机归零按钮、至取料位按钮、至加工位按钮、主画面按钮、自动画面按钮、手动画面按钮、变位器操作按钮以当前位置参数、存为取料位参数、存为加工位参数。在检测到点击正转按钮、反转按钮、电机归零按钮、至取料位按钮、至加工位按钮中的任一按钮的第三指令时,控制教学机器人集成系统中的分度盘执行对应第四功能按钮的功能指令。
在其他实施例中,对应于第一机器人和第二机器人的示教器也存在相应的操作方法。具体地,获取示教器上的控制指令;基于控制指令在示教器的操作界面进行界面切换,以在当前界面显示对应控制指令的第五功能按钮;在检测到点击第五功能按钮的第二指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第五功能按钮的控制指令。
在一些实施例中,示教器包括显示屏、紧急停止按钮、模式选择开关、功能按钮、状态指示灯、使能开关、悬挂手柄、USB接口、电缆接入区和触控笔。功能按钮包括快捷菜单键、使能功能键、坐标系选择键、预留键、示教再现运行方式选择键和速度键,置于显示屏下方。功能按钮还包括系统设置键、工程管理键、程序编辑键、I/O检测键、位置管理键和系统日志键,置于显示屏左侧。功能按钮还包括启动示教再现键、示教再现停止键、正方向点动键和负方向点动键置于显示屏右侧。
在一些实施例中,操作示教器,按照如下步骤新建一个工程或程序步骤1:在主界面上点击“工程管理”进入工程管理界面,在工程管理界面中,点击“刷新”,可更新工程列表。步骤2:选择右侧“文件→新建”,弹出“新建程序”对话框。步骤3:若要新建一个工程,在“请选择工程”右侧的下拉列表中选择“新建工程”。若要在某个工程中新建一个程序,则在其下拉列表中选择所需要的工程名,并跳至步骤5。或者事先在工程列表中选择想要的工程,然后点击“新建”。步骤4:若工程列表中没有程序,默认且仅有的选项即是“新建工程”。点击“请输入工程名”的输入框,并在弹出的软键盘中输入需要新建的工程名,如:project0。步骤5:点击“请输入程序名”的输入框,并在弹出的软键盘中输入需要新建的程序名,如program0。步骤6:点击“确认”,新建工程或程序成功,界面直接跳至程序编辑界面。
在上述实施例中,通过在操作界面上直观的显示功能按钮,便于点击后教学机器人集成系统执行相应功能,以直观易懂的方案快速实现机器人实践教学,提升教学效率。
参阅图12,图12为本申请提供的教学机器人集成系统一实施例的结构示意图。教学机器人集成系统200包括操作界面201,用于显示教学机器人集成系统200的功能按钮;处理器202以及与处理器202连接的存储器203;存储器203用于存储程序数据,处理器202用于执行程序数据,以实现如如下方法:
获取教学机器人集成系统的至少一个功能指令;基于至少一个功能指令在教学机器人集成系统的操作界面显示对应的第一功能按钮;在检测到点击第一功能按钮的第一指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第一功能按钮的功能指令。
可以理解,处理器202用于执行程序数据时,还用于实现上述任一实施例方法。
参阅图13,图13为本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图。计算机存储介质300用于存储程序数据301,程序数据301在被处理器执行时,用于实现如下方法:
获取教学机器人集成系统的至少一个功能指令;基于至少一个功能指令在教学机器人集成系统的操作界面显示对应的第一功能按钮;在检测到点击第一功能按钮的第一指令时,控制教学机器人集成系统执行对应第一功能按钮的功能指令。
可以理解,程序数据301在被处理器执行时,还用于实现上述任一实施例方法。
在本申请所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的方法以及设备,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外,在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。