集成高精度識別功能的機械手的制作方法
【專利說明】
[0001]所屬
技術(shù)領(lǐng)域
機器人和圖像處理的一體化，通過簡單構(gòu)造實現(xiàn)多品種生產(chǎn)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]20多年來，機器視覺的開創(chuàng)者們一直在預(yù)測什么時候能夠出現(xiàn)可以從零件箱中任意揀選零件的機械手。也就是說利用機器視覺導(dǎo)向的機械手，確定零件在一個零件箱內(nèi)或容器內(nèi)的位置，然后從一大堆胡亂堆放的零件中抓取某個零件。早期開發(fā)這一技術(shù)的人們認(rèn)為，由于隨機“零件揀選”系統(tǒng)具有高度的靈活性，因此會給制造廠節(jié)約很大的費用，工人再也不需要裝卸來自供貨商的零件箱。在加工生產(chǎn)線上，昂貴的工裝卡具、工具及以零件為目標(biāo)的進料器可以被隨機化“箱中揀選零件”的系統(tǒng)所取代?？上?，上世紀(jì)80年代初，這一被認(rèn)為可行的技術(shù)不得不面對殘酷的現(xiàn)實。在實驗室開發(fā)的“揀選”系統(tǒng)無法轉(zhuǎn)化為工廠的實際應(yīng)用。人們發(fā)現(xiàn)有時候你會碰到部分零件重疊，照明的變化也會影響到“揀選”的工作進度。當(dāng)時的計算機在處理大量數(shù)據(jù)方面也遇到了障礙，使問題復(fù)雜化。最后，只好先研究不太復(fù)雜的二維機械手導(dǎo)向方案，即從運動的傳送帶上撿取單一的零件，這相對來說比較通用。而普遍的隨機“揀選”應(yīng)用方案始終沒有實現(xiàn)，直到今天這仍然是工業(yè)界的一項挑戰(zhàn)。不過，現(xiàn)在有越來越多的跡象表明以機器視覺為導(dǎo)向的機械手“揀選”越來越接近現(xiàn)實。我司介于以上因素特研發(fā)集成高精度識別功能的機械手。(涵蓋三軸、四軸、五軸、六軸視覺工業(yè)機器人)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]將裝有堆疊鑄件的零件箱放入系統(tǒng)時，觸動起動按鈕，機械手開始升到一個高度，攝像頭攝取圖像，包括確定所有堆放零件的X-Y位置，然后用DALSA傳感器確定每一堆零件的高度，之后決定夾取順序。如果發(fā)現(xiàn)有零件的高度不正常，它會繼續(xù)探測，直至其水平與其他堆疊零件的水平一致。由于采用了視頻導(dǎo)向系統(tǒng)，即使零件堆放箱傾斜了 20度，機械手仍可抓取零件。經(jīng)過特殊設(shè)計的受動器與隨動機構(gòu)連接，保證部分零件的朝向和角度適合于零件的夾取。被夾取的零件由機械手放到傳送器上，然后傳送到加工系統(tǒng)上，進行后續(xù)工位的加工。
[0004]如果是形狀復(fù)雜的零件，如支管或變速箱零件就需要采用“半隨機”方案，在零件箱內(nèi)需要特別裝置，使零件保持一定的方向性。但圓形或圓柱形一類形狀相對簡單的零件，如制動轉(zhuǎn)子，無論采用半隨機或全隨機模式都可撿取。
【具體實施方式】
[0005]在以下的詳細(xì)說明中，描述了特定的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明全面的理解。然而本專業(yè)的技術(shù)人員會認(rèn)識到，本發(fā)明也可以用其它相類似的細(xì)節(jié)實施。
[0006]軟件通過匹配算法，將看到的零件從多個方向和角度與數(shù)據(jù)庫中待撿取的零件試樣進行比較，然后找到需要夾取的零件。安裝在機械手上的一個DALSA視覺傳感器，用于各個零件的“精密定位”。攝像頭首先尋找X和Y坐標(biāo)位置以及零件的名稱，同時與攝像頭成一定安裝角度的激光器根據(jù)三角測量技術(shù)提供Z坐標(biāo)、偏轉(zhuǎn)和節(jié)距。機械手運行到由“大致定位”鑒別出第一個零件，然后檢查；如果是它所看到的，機械手就夾取這一零件，如果不是，機械手再移動到第二個零件上。
[0007]雖然此處說明描述了本發(fā)明的某此特征及一種實現(xiàn)方法，但是對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說，將會出現(xiàn)許多修改、替換、變化和等效代換。因此，本發(fā)明的保護范圍由所附的權(quán)利要求的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.集成高精度識別功能的機械手:視覺部分和工業(yè)機器人部分，其特征是:1)包括機器人 本體部分，主要是手臂部分(含三軸、四軸、五軸、六軸)；2)包括機器人控制器部分，主 要是硬件和軟件方面；3)視覺部分，包括光源，CCD，視覺控制器部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的集成高精度識別功能的機械手，其特征是:所述視覺控制器部分軟件由我們自行使用業(yè)界目前最先進的Labware語言開發(fā)而成，可以降低成本，客戶便于普及大量使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的集成高精度識別功能的機械手，其特征是:所述工業(yè)機器人控制器部分的軟件由我們采用Delphi語言自行開發(fā)，可以根據(jù)客戶的不同需要，實現(xiàn)不同的功能，客戶認(rèn)同度高。
【專利摘要】本發(fā)明提供了集成高精度識別功能的機械手，用于將裝有堆疊鑄件的零件箱放入系統(tǒng)時，觸動起動按鈕，機械手開始升到一個高度，攝像頭攝取圖像，包括確定所有堆放零件的X-Y位置，然后用DALSA傳感器確定每一堆零件的高度，之后決定夾取順序。如果發(fā)現(xiàn)有零件的高度不正常，它會繼續(xù)探測，直至其水平與其他堆疊零件的水平一致；由于采用了視頻導(dǎo)向系統(tǒng)，即使零件堆放箱傾斜了20度，機械手仍可抓取零件。經(jīng)過特殊設(shè)計的受動器與隨動機構(gòu)連接，保證部分零件的朝向和角度適合于零件的夾取。被夾取的零件由機械手放到傳送器上，然后傳送到加工系統(tǒng)上，進行后續(xù)工位的加工的方法。從而實現(xiàn)集成高精度識別功能的機械手。
【IPC分類】B25J9-16, B25J19-04
【公開號】CN104626150
【申請?zhí)枴緾N201410832525
【發(fā)明人】蘇同生
【申請人】蘇州亞安智能科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月29日