[發明專利]一種用于3C行業視覺柔性的四軸機器人

在審

• 申請號: 201910248680.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109848998A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 詹海濤;王敬鈞
• 申請（專利權）人: 硯山永盛杰科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

1.一種用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：包括四軸機器人控制柜(1)，所述四軸機器人控制柜(1)的一側安裝有3C零件傳送工作臺(2)，所述3C零件傳送工作臺(2)上安裝有傳送帶(3)，所述3C零件傳送工作臺(2)的零件進入端一側安裝有呈倒置的L型支架(12)，所述L型支架(12)遠離所述3C零件傳送工作臺(2)的一端安裝有CCD相機(4)，所述CCD相機(4)與所述傳送帶(3)垂直設置，所述3C零件傳送工作臺(2)遠離所述四軸機器人控制柜(1)的一側安裝有機器人安裝座(5)，所述機器人安裝座(5)頂面靠近所述傳送帶(3)的一側中部安裝有四軸機器人本體(6)，所述機器人安裝座(5)的底部安裝有底架(7)，所述底架(7)頂面安裝有驅動控制器(8)，所述四軸機器人本體(6)上安裝有光電開關(11)。

2.根據權利要求1所述的用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：所述四軸機器人控制柜(1)采用工控計算機，用于對CCD相機(4)采集的圖像信息進行解控，同時利用圖像算法來將識別后的工件轉化為驅動控制器(8)控制信號，從而對四軸機器人本體(6)進行控制。

3.根據權利要求2所述的用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：所述CCD相機(4)采用工業相機，且所述CCD相機(4)安裝于所述傳送帶(3)的正上方。

4.根據權利要求3所述的用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：所述CCD相機(4)的鏡頭(13)圓周上安裝有光源(10)，所述光源(10)采用擁有快速反應以及高清晰圖形的LED環形光源，所述鏡頭(13)采用定焦鏡頭。

5.根據權利要求4所述的用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：所述四軸機器人本體(6)視覺引導抓取的工作流程包括如下步驟：

S1：工作人員將3C零件(9)放入至傳送帶(3)的零件進入端：

S2：傳送帶(3)連續運轉，3C零件(9)進入至CCD相機(4)的視野范圍，在CCD相機(4)內設置定時器，每隔t秒觸發CCD相機(4)采集一幀圖像；

S3：通過模版匹配方法確定工件的形心位置，通過兩幀圖像，獲取3C零件(9)在運動方向的位移以及拍攝兩幀圖像的時間間隔，計算出3C零件(9)運動的速度；

S4：通過卡爾曼濾波算法預測下一時鐘周期3C零件(9)的位置，并規劃四軸機器人本體(6)的運動軌跡，使3C零件(9)運動至待抓取工位時，四軸機器人本體(6)末端執行器的位姿與目標位姿重合；

S5：通過四軸機器人本體(6)運動學逆解，將位姿信息換算成四軸機器人本體(6)熟悉的關節角度和角度控制信息，從而實現利用視覺引導四軸機器人本體(6)準確地抓取3C零件(9)；

S6：根據已抓取3C零件(9)的放置要求，進一步引導四軸機器人本體(6)完成工件的定點放置，從而實現四軸機器人本體(6)搬運操作。

6.根據權利要求5所述的用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：所述CCD相機(4)定時器t的時間范圍為0.5-1.0s，所述CCD相機(4)采集的圖像大小為640*480。

7.根據權利要求5所述的用于3C行業視覺柔性的四軸機器人，其特征在于：所述卡爾曼濾波算法通過CCD相機(4)的標定和模板匹配得出CCD相機(4)拍照時刻3C零件(9)在傳送帶(3)上的位置，由于3C零件(9)在傳送帶(3)上不斷運動，并且四軸機器人本體(6)實現抓取動作需要時間，必須提前預測出3C零件(9)出現的位置，并使四軸機器人本體(6)提前運動和3C零件(9)同時到達預測位置處完成3C零件(9)抓取，3C零件(9)位姿的預測由卡爾曼濾波器來完成，卡爾曼濾波算法包括狀態方程和觀測方程。