[發(fā)明專利]一種基于結構光視覺的耐火磚檢測控制方法

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• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111842177A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉永浩;王國棟;洪鷹;肖聚亮;陶喆;張春洋;周宇;孫作廷
• 申請（專利權）人: 天津揚天科技有限公司
• 主分類號: B07C5/00
• 分類號: B07C5/00;B07C5/02;B07C5/10;B07C5/36;B07C5/38;G05B19/418
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種基于結構光視覺的耐火磚檢測控制方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、安裝耐火磚檢測控制裝置，所述的耐火磚檢測控制裝置包括：

AGV，所述的AGV裝備有光學自動導引裝置或者電磁自動導引裝置；

儲物架，所述的儲物架安裝在AGV頂壁的右側；

中央處理器，所述的中央處理器安裝在AGV頂壁的左側；

工業(yè)機器人，所述的工業(yè)機器人為多關節(jié)工業(yè)機器人且固定在中央處理器的頂壁上；

人機界面，所述的人機界面安裝在支架上，所述的支架安裝在中央處理器的殼體上；

結構光相機，所述的結構光相機固定在連接件上，所述的連接件固定在工業(yè)機器人的軸末端；

海綿吸盤，所述的海綿吸盤固定在連接件上，所述的海綿吸盤與真空發(fā)生器相連；

所述的中央處理器分別通過數(shù)據(jù)線與結構光相機、AGV、人機界面以及多關節(jié)工業(yè)機器人連接；并通過I/O口硬線與真空發(fā)生器的電磁閥I/O口連接；

步驟二、在進行耐火磚檢測前，進行以下步驟：

第一步，手動操控AGV在進行耐火磚檢測的工作場地全方位運動，以完成對工作場地的3D地圖掃描重建，然后手動操控AGV運動到各耐火磚檢測生產線的檢測工位，并記錄各檢測工位的位置信息，最后將位置信息保存在AGV的激光3D SLAM定位導航系統(tǒng)中；

第二步，通過AGV的觸摸屏設置到達各個檢測工位的運動路線；

第三步，手動操控工業(yè)機器人運動到各個檢測工位的待檢測耐火磚左側上方，打開結構光相機的激光發(fā)生器，使結構光相機的線結構光平面沿豎直方向設置且能夠掃描到待檢測耐火磚整個左側面,將工業(yè)機器人的該位置作為檢測路徑的起始點，然后通過工業(yè)機器人的示教器記錄檢測路徑起始點位置信息，保存在工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)中；

第四步，在示教器中設置待檢測耐火磚的磚長，手動操控工業(yè)機器人從第三步中檢測路徑起始點開始沿平行于待檢測耐火磚的水平運送方向行進直至超過待檢測耐火磚右側面且使得結構光相機的線結構光平面能夠掃描到待檢測耐火磚整個右側面，將工業(yè)機器人的該位置作為檢測路徑的結束點，然后記錄該檢測路徑，保存在工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)中；

第五步，重復第三步-第四步完成各個檢測工位的每種磚長的耐火磚的檢測路徑的示教，并通過示教器記錄與各磚型分別對應的檢測路徑信息，保存在工業(yè)機器人控制系統(tǒng)中；

第六步，手動操控工業(yè)機器人運動到吸磚位置，使海綿吸盤下表面與耐火磚上表面平行并完全接觸，打開真空發(fā)生器，查看真空發(fā)生器上顯示的負壓值，若負壓值等于或超過預設的負壓值，則將工業(yè)機器人的該位置作為吸磚位置，然后通過工業(yè)機器人的示教器記錄吸磚點位置信息，保存在工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)中；

第七步，通過工業(yè)機器人的示教器的碼垛界面設置碼垛起始點位置、碼垛的層數(shù)、行數(shù)和列數(shù)，并填入每次放磚點相對于碼垛起始點在工業(yè)機器人的基坐標系下的X、Y、Z方向的偏移量，然后手動操控工業(yè)機器人從第六步吸磚位置開始，將耐火磚沿豎直方向抓起；機器人再平移運動至儲物架上方，將耐火磚按照設定的每次放磚點位置放置在儲物架上，最后工業(yè)機器人的示教器依次記錄碼垛起始點位置和將耐火磚從吸磚位置放置到儲物架上設定的放磚點位置的各個放磚路徑，保存在工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)中；

步驟三、進行基于結構光視覺的耐火磚檢測過程，包括以下步驟：

第一步，人機界面與中央處理器使用RS232串口通訊，在人機界面上設置檢測磚型尺寸信息、耐火磚檢測數(shù)量和檢測工位，所述的檢測工位與在AGV中設置的到達各個檢測工位的運動路線分別對應，點擊“開始”；

AGV與中央處理器采用Ethernet/IP通訊，中央處理器發(fā)送運動指令給AGV，并發(fā)送第一步中設置的檢測工位信息給AGV；AGV接收到運動指令和檢測工位信息后，根據(jù)步驟二中預先設置的此檢測工位的運動路線，運動到指定檢測工位，準備檢測；

第二步，工業(yè)機器人與中央處理器使用Socket通訊，工業(yè)機器人接收中央處理器運動指令帶動結構光相機運動到由步驟二中預先示教確定的與待檢測耐火磚對應的檢測路徑起始點位置，準備掃描；

第三步，結構光相機與中央處理器使用Ethernet/IP通訊，中央處理器向結構光相機輸出控制信號控制結構光相機打開線激光，開始掃描；

第四步，工業(yè)機器人根據(jù)步驟二中預設的與待檢測耐火磚的磚長對應的檢測路徑運動,確保結構光相機掃描完整的耐火磚，并發(fā)送耐火磚的三維檢測數(shù)據(jù)信息給中央處理器；

第五步，中央處理器將接收的耐火磚的三維檢測數(shù)據(jù)信息與設定的閾值進行比較；

第六步，若中央處理器判斷耐火磚的某一檢測值大于設定的閾值，則產品為不合格品，中央處理器通過I/O口通訊，向控制運輸耐火磚用的皮帶的電機發(fā)送停止信號，皮帶停止運動且使不合格品停止在示教過程中預設的吸磚位置，工業(yè)機器人運動到步驟二中預設的吸磚位置，然后執(zhí)行下一步；

第七步，真空發(fā)生器與中央處理器使用I/O接口通訊，中央處理器向真空發(fā)生器輸出啟動信號，使真空發(fā)生器吸氣，吸盤開始工作，當吸盤與耐火磚表面接觸，壓縮海綿，真空發(fā)生器吸氣，形成局部真空，直至吸盤內部負壓值超過或等于預設的負壓值，真空發(fā)生器向中央處理器輸出反饋信號，表示耐火磚已經吸住；

第八步，中央處理器收到反饋信號后向工業(yè)機器人輸出運動信號，中央處理器控制工業(yè)機器人根據(jù)步驟二中第七步預設的放磚路徑依次將不合格耐火磚放置到儲物架上設定的位置；

第九步，中央處理器通過Socket通訊，發(fā)送運動指令給工業(yè)機器人，使工業(yè)機器人運動到步驟二中預先示教確定的耐火磚檢測路徑起始點位置，到位后，中央處理器通過I/O通訊，向控制皮帶運動的電機發(fā)送啟動信號，皮帶開始運行；重復本步驟中第三步-第六步進行下一塊耐火磚檢測直至達到耐火磚檢測數(shù)量。