[發明專利]一種工業機器人的自動化控制系統

在審

• 申請號: 202010214422.4
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111421528A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 蔡基鋒;曾寶瑩;鮑勇;董炫良;徐登峰;葉健濱
• 申請（專利權）人: 廣州市輕工職業學校
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/16
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種工業機器人的自動化控制系統，其特征在于，所述工業機器人的自動化控制系統包括：

攝像模塊、自動化程序加載模塊、中央控制模塊、角度調整模塊、高度升降模塊、標定模塊、抓取定位模塊、故障自檢模塊、急停模塊、傳感模塊、數據采集模塊、夾持模塊、數據存儲模塊、驅動模塊、電源供給模塊、電流控制模塊、顯示模塊；

攝像模塊，與中央控制模塊連接，用于通過攝像器采集工業機器人作業目標圖像數據；

自動化程序加載模塊，與中央控制模塊連接，用于通過加載程序加載工業機器人的自動化控制程序；

中央控制模塊，與攝像模塊、自動化程序加載模塊、角度調整模塊、高度升降模塊、標定模塊、抓取定位模塊、故障自檢模塊、急停模塊、傳感模塊、數據采集模塊、夾持模塊、數據存儲模塊、驅動模塊、電源供給模塊、電流控制模塊、顯示模塊連接，用于通過中央處理器控制各個模塊正常工作；

角度調整模塊，與中央控制模塊連接，用于調整工業機器人機械臂角度；

高度升降模塊，與中央控制模塊連接，用于通過升降器對工業機器人進行升降操作；

標定模塊，與中央控制模塊連接，用于對工業機器人進行標定操作；

抓取定位模塊，與中央控制模塊連接，用于對工業機器人抓取定位操作；

故障自檢模塊，與中央控制模塊連接，用于通過自檢電路對工業機器人故障進行自檢操作；

急停模塊，與中央控制模塊連接，用于通過緊急制動組件實現工業機器人的急停操作；

傳感模塊，與中央控制模塊連接，包括多個視覺傳感器、多個激光傳感器、多個溫濕度傳感器；所述視覺傳感器用于采集待裝配對象的視覺數據，激光傳感器用于采集待裝配對象的距離數據，溫濕度傳感器用于采集待裝配對象的溫度和濕度數據；

數據采集模塊，與中央控制模塊連接，用于接收傳感模塊采集到的多項數據；

夾持模塊，與中央控制模塊連接，用于通過中央處理器的控制實現對待裝配對象的夾持和裝配；

數據存儲模塊，與中央控制模塊連接，用于通過數據庫組件存儲工業機器人作業目標圖像、故障信息以及傳感模塊采集到的多項實時數據；

驅動模塊，與中央控制模塊連接，用于通過驅動程序實現工業機器人的驅動行進；

電源供給模塊，與中央控制模塊連接，用于通過電源給所述工業機器人系統供電；

電流控制模塊，與中央控制模塊連接，用于通過電流控制裝置進行工業機器人輸入電流的控制；

顯示模塊，與中央控制模塊連接，用于通過顯示器顯示采集的工業機器人作業目標圖像、故障信息以及傳感模塊采集到的多項實時數據。

2.如權利要求1所述工業機器人的自動化控制系統，其特征在于，所述標定模塊的標定方法如下：

(1)提供校準工具和攝像機，校準工具上形成有具有規則的幾何形狀的校準特征，攝像機的光軸與豎直方向平行；將校準工具安裝在機器人工具上，校準工具上的校準特征的幾何中心點與機器人工具的中心點在豎直方向上對齊；用攝像機識別校準特征的幾何中心點的初始位置；驅動機器人工具圍繞豎直軸線旋轉預定角度；用攝像機識別校準特征的幾何中心點的終止位置；

(2)通過攝像機獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系；通過圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系來獲取圖像相對偏移值與工具坐標系相對偏移值的對應關系；

(3)獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角，得到機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角；

(4)重新獲得機器人的TCP點。

3.如權利要求2所述的工業機器人的自動化控制系統，其特征在于，所述獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系通過相機兩步法計算得到；

所述相機兩步法為：控制機器人在平面內移動六個精確位置點，同時在每個精確位置點可獲得固定位置的待識別物體的圖象特征像素點，把這些精確位置點的相對位置坐標信息和圖像物體特征像素點信息通過最小二乘法求取線形方程、單純型法求取非線性方程獲得相機兩步法的參數。