[發(fā)明專(zhuān)利]一種農(nóng)業(yè)加工機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611250932.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108205293A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁鵬;林智勇;郝剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/4097
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/4097
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種農(nóng)業(yè)加工機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊、信息處理模塊、運(yùn)動(dòng)模型模塊、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序模塊。所述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)零部件CAD尺寸要求，并根據(jù)工藝要求將其生成坐標(biāo)文件；所述信息處理模塊用于完成生產(chǎn)加工程序中具體控制信息的獲取；所述運(yùn)動(dòng)模型模塊用于建立切削加工機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型，分析其正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)；所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序模塊負(fù)責(zé)規(guī)劃設(shè)計(jì)切削加工的程序，自動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)控制程序。本發(fā)明可以自動(dòng)生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序的加工指令，直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器人末端執(zhí)行刀具的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零部件的加工生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械加工鄰域，具體涉及一種農(nóng)業(yè)加工機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，雖然農(nóng)業(yè)人口眾多，但隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加速，可以預(yù)計(jì)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力將逐步向社會(huì)其它產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。實(shí)際上，進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)將面臨著比世界任何國(guó)家都要嚴(yán)重的人口老齡化問(wèn)題，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不足的問(wèn)題將日益凸現(xiàn)。在日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，農(nóng)業(yè)人口少，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化、多樣化、精確化，勞動(dòng)力不足的矛盾越來(lái)越突出，許多作業(yè)項(xiàng)目如蔬菜、水果的挑選與采摘等都是勞動(dòng)密集型工作，再加上農(nóng)時(shí)季節(jié)要求，勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題越來(lái)越突出。因此，世界各國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人非常重視，投入了大量的資金和人力進(jìn)行機(jī)器人的研究開(kāi)發(fā)。

機(jī)器人在工業(yè)方面的應(yīng)用已十分普遍，智能機(jī)器人開(kāi)始逐步解放勞動(dòng)力。在機(jī)械加工業(yè)中，機(jī)器人性能和準(zhǔn)確性達(dá)不到要求，發(fā)展比較緩慢。近年來(lái)，將智能機(jī)器人與數(shù)控平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)了機(jī)器人準(zhǔn)確性不高的缺陷，使其有了很好的應(yīng)用前景。

通過(guò)相關(guān)專(zhuān)利查詢(xún)，發(fā)現(xiàn)有以下的公開(kāi)文獻(xiàn)：

專(zhuān)利“機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和方法，申請(qǐng)?zhí)朇N201610357485.9”該發(fā)明包括控制器，用于將被控機(jī)器人各個(gè)軸在笛卡爾坐標(biāo)系下的空間位置坐標(biāo)與被控機(jī)器人軸關(guān)節(jié)空間位置進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到所述被控機(jī)器人的軸的目的位置，并根據(jù)所述目標(biāo)位置生成控制指令；驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)總線與所述控制器相連，用于根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述被控機(jī)器人中的電機(jī)運(yùn)動(dòng)到所述目的位置；電機(jī)，與所述驅(qū)動(dòng)器相連，用于在所述驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的技術(shù)效果。

專(zhuān)利“果蔬采摘機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)朇N201620073258.9”該發(fā)明中傳感器組通過(guò)多串口卡把采集到的信息傳輸?shù)絇C機(jī)中，雙目視覺(jué)系統(tǒng)采集果蔬信息，并通過(guò)視頻采集卡把視頻信息傳遞到PC機(jī)中；PC機(jī)將接收到信息綜合處理后通過(guò)PCI總線對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器下達(dá)指令，運(yùn)動(dòng)控制器接到指令后，指示驅(qū)動(dòng)器讓伺服電機(jī)做相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體做相應(yīng)的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。同時(shí)，PC機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡，把接收到的視頻信息實(shí)時(shí)傳到上位機(jī)中，使得操作人員在遠(yuǎn)處可以實(shí)時(shí)掌控機(jī)器人本體運(yùn)行情況。

通過(guò)上述專(zhuān)利分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要是通過(guò)控制器、驅(qū)動(dòng)器這些硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)控制，無(wú)法做到和自動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)控制程序那樣實(shí)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制，從而產(chǎn)生精度不高、穩(wěn)定性低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其解決現(xiàn)有的零部件加工生產(chǎn)精度不高、穩(wěn)定性低的問(wèn)題，提供一種農(nóng)業(yè)加工機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法，在構(gòu)建切削加工控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)其正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行分析。規(guī)劃設(shè)計(jì)切削加工的程序，自動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)控制程序，從而可以自動(dòng)生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序的加工指令，直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器人末端執(zhí)行刀具的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零部件的加工生產(chǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種農(nóng)業(yè)切削加工機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊、信息處理模塊、運(yùn)動(dòng)模型模塊、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序模塊四個(gè)模塊。其中：