[發(fā)明專利]一種多機(jī)器人協(xié)作分揀方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811454472.9
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109365318B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李策;梅江平;劉海濤;張舵;王浩;張帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B07C5/34
• 分類號(hào): B07C5/34;B07C5/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

本發(fā)明公開了一種多機(jī)器人協(xié)作分揀方法及系統(tǒng)，方法包括對(duì)灰度圖像采用改進(jìn)濾波算法進(jìn)行處理，獲取工件位置信息，然后將工件位置信息間隔一定數(shù)量均衡分配至每臺(tái)機(jī)器人，完成多機(jī)器人任務(wù)分配；同時(shí)對(duì)單臺(tái)機(jī)器人抓取順序優(yōu)化，保證在機(jī)器人工作空間內(nèi)首先分揀傳送帶最前方的工件；在一個(gè)分揀節(jié)拍內(nèi)，以單臺(tái)機(jī)器人水平移動(dòng)總行程最短為目標(biāo)確定工件的放置順序，進(jìn)而高效完成分揀。本發(fā)明通過(guò)對(duì)圖像采用改進(jìn)濾波算法進(jìn)行處理，提高了工件的定位精度，采用多機(jī)協(xié)作分揀、任務(wù)均衡分配的方法和對(duì)單機(jī)抓放順序進(jìn)行優(yōu)化，極大提高了系統(tǒng)的分揀效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及視覺(jué)分揀的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多機(jī)器人協(xié)作分揀方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)發(fā)展，視覺(jué)與工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合以其速度快，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)線的分揀行業(yè)。基于視覺(jué)的分揀系統(tǒng)主要將工業(yè)相機(jī)采集的圖像進(jìn)行處理，獲取工件的位置信息，將信息傳輸給控制器，進(jìn)而控制機(jī)器人完成對(duì)工件的分揀。

然而對(duì)于圖像中噪聲較大的情況下工件的定位精度有待提高，同時(shí)對(duì)于分布密集同種工件分揀時(shí)，單個(gè)機(jī)器人由于自身分揀效率問(wèn)題，漏抓率大，并且分揀策略不合理，影響分揀效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能在噪聲較大情況下提高工件定位精度同時(shí)能高效完成對(duì)于分布密集的同種工件的多機(jī)器人協(xié)作分揀方法及系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種多機(jī)器人協(xié)作分揀方法，包括以下步驟：

(1)將相機(jī)安裝在輸料傳送帶上且位于并聯(lián)機(jī)器人的上游，所述的相機(jī)垂直正對(duì)輸料傳送帶，多臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人通過(guò)支架前后依次安裝在相機(jī)下游處的輸料傳送帶和送料傳送帶上方，在輸料傳送帶平面的最左端安裝編碼器，然后啟動(dòng)輸料傳送帶帶動(dòng)工件，通過(guò)上位機(jī)將相機(jī)采集的工件圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像，再進(jìn)一步處理獲得工件輪廓信息；

(2)根據(jù)圖像中工件輪廓信息計(jì)算出工件在圖像中的形心坐標(biāo)，然后通過(guò)相機(jī)標(biāo)定、相機(jī)與機(jī)器人的位置標(biāo)定以及通過(guò)編碼器的脈沖數(shù)值記錄工件在輸料傳送帶上的實(shí)時(shí)位置信息，對(duì)工件動(dòng)態(tài)追蹤，上位機(jī)讀取編碼器的脈沖數(shù)值以計(jì)算在機(jī)器人坐標(biāo)系下的工件實(shí)時(shí)位置信息并傳至控制器；

(3)控制器根據(jù)工件實(shí)時(shí)位置信息控制多臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人按照均衡分配策略和每臺(tái)機(jī)器人按照優(yōu)化后的抓放順序進(jìn)行協(xié)作分揀，具體步驟如下：

(a)計(jì)算工件距離輸料傳送帶上游設(shè)定的視場(chǎng)基準(zhǔn)線的距離，然后按工件距離輸料傳送帶上游設(shè)定的視場(chǎng)基準(zhǔn)線的距離由大到小對(duì)各個(gè)工件位置信息進(jìn)行排序；

(b)將排序好的工件位置信息間隔一定數(shù)量均衡分配至每臺(tái)機(jī)器人，即保證每臺(tái)機(jī)器人分揀數(shù)量相同，完成多機(jī)器人的任務(wù)均衡分配；

(c)按步驟(b)中的分配方法，將分配好的工件位置順序信息確定為單臺(tái)機(jī)器人對(duì)工件的抓取順序；

(d)在步驟(c)已經(jīng)確定單臺(tái)機(jī)器人抓取工件的順序前提下，在一個(gè)分揀節(jié)拍內(nèi)，基于單臺(tái)機(jī)器人水平移動(dòng)總行程最短為目標(biāo)確定工件放置順序。

一種多機(jī)器人協(xié)作分揀系統(tǒng)，包括安裝在輸料傳送帶上且位于并聯(lián)機(jī)器人的上游的相機(jī)，所述的相機(jī)垂直正對(duì)輸料傳送帶，多臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人通過(guò)支架前后依次安裝在相機(jī)下游處的輸料傳送帶和送料傳送帶上方，編碼器安裝在輸料傳送帶平面的最左端，光源安裝在所述相機(jī)的下方；所述的相機(jī)將采集到的工件的圖像傳至上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，所述的上位機(jī)讀取編碼器的脈沖數(shù)值以計(jì)算在機(jī)器人坐標(biāo)系下工件實(shí)時(shí)位置信息并傳至控制器，控制器控制多臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人協(xié)作分揀，所述的工件放置于送料傳送帶的模具中。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果有：

1)通過(guò)中值濾波與形態(tài)學(xué)開閉運(yùn)算相結(jié)合，在去除圖像噪聲的同時(shí)較好的保留了工件邊緣信息，提高了后續(xù)工件的位置精度。