[發(fā)明專(zhuān)利]一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)的工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110498477.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113264212B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊留群;李顯雙;董興濤;潘虎;吳杰;陳煒;鄧劍楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濟(jì)客筑科技（太倉(cāng)）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B65B13/18
• 分類(lèi)號(hào): B65B13/18;B65B27/10;B65B57/14
• 代理公司: 蘇州市方略專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32267
• 代理人: 李玉婷

本發(fā)明公開(kāi)了一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)的工作方法，包括視覺(jué)識(shí)別相機(jī)、視覺(jué)定位相機(jī)、多軸捆扎機(jī)器人和控制系統(tǒng)，所述視覺(jué)識(shí)別相機(jī)獲取所需捆扎鋼筋網(wǎng)片全局?jǐn)?shù)據(jù)，形成橫縱鋼筋網(wǎng)片的十字交叉點(diǎn)數(shù)據(jù)；所述視覺(jué)定位相機(jī)獲取橫縱鋼筋網(wǎng)片上全部的十字交叉點(diǎn)沿豎直方向的位置信息；所述多軸捆扎機(jī)器人根據(jù)規(guī)劃好的捆扎路徑進(jìn)行鋼筋捆扎。本發(fā)明所述的多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制算法計(jì)算出目標(biāo)捆扎點(diǎn)的三維坐標(biāo)和鋼筋捆扎機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，然后依次發(fā)給運(yùn)動(dòng)控制器，將鋼筋捆扎機(jī)移動(dòng)到捆扎點(diǎn)上方，進(jìn)行捆扎。工作方法簡(jiǎn)單易行，工作過(guò)程自動(dòng)化程度高，所需要的人力少，提高了生產(chǎn)效率，適合工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于先進(jìn)制造及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)的工作方法。

背景技術(shù)

目前行業(yè)內(nèi)的鋼筋捆扎大多由人工借助普通工具或者半自動(dòng)工具完成，工作效率依賴(lài)工人的熟練度以及人員數(shù)量；少部分工廠用焊接好的鋼筋網(wǎng)片代替部分鋼筋捆扎，但無(wú)法解決桁架筋的捆扎；國(guó)內(nèi)一些企業(yè)采用關(guān)節(jié)臂鋼筋捆扎機(jī)器人，自由度高，適應(yīng)能力強(qiáng)，但成本高且作業(yè)區(qū)域有限，無(wú)法提供多捆扎點(diǎn)同時(shí)獨(dú)立捆扎；日本采用輪式鋼筋捆扎的行走機(jī)器人適合固定場(chǎng)地固定間距的鋼筋捆扎，但不適合模臺(tái)流水線(xiàn)上的生產(chǎn)情況。

綜合上述情況，結(jié)合建筑行業(yè)鋼筋的特點(diǎn)，鋼筋捆扎過(guò)程中主要有如下難點(diǎn)：

1、鋼筋間距不同

目前行業(yè)內(nèi)鋼筋間距沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)施工，各廠家的差異性很大，所以目前國(guó)外行業(yè)內(nèi)的輪式行走捆扎機(jī)器人只能應(yīng)對(duì)固定間距的捆扎需求，對(duì)于國(guó)內(nèi)的這種非標(biāo)間距，無(wú)法解決。我們采取地軌桁架的方式，通過(guò)鋼筋捆扎機(jī)Y軸全行程都可運(yùn)行的設(shè)計(jì)，可滿(mǎn)足各種鋼筋間距的需求。

2、消耗人工多，效率低

在產(chǎn)線(xiàn)上，往往通過(guò)多人協(xié)作捆扎同一個(gè)構(gòu)件來(lái)降低作業(yè)時(shí)間，時(shí)間成本下降了，但人力成本不可避免的上升。國(guó)內(nèi)的關(guān)節(jié)臂機(jī)器人為了提高效率，會(huì)在執(zhí)行末端安裝多個(gè)鋼筋捆扎機(jī)，但鋼筋捆扎機(jī)之前不能同時(shí)獨(dú)立工作，我們采用在同一根橫梁上，安裝三個(gè)垂直手臂配有鋼筋捆扎機(jī)，三個(gè)鋼筋捆扎機(jī)在各自行程內(nèi)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互不影響。

3、輪式機(jī)器人不適合流水線(xiàn)生產(chǎn)，關(guān)節(jié)臂機(jī)器人工作區(qū)域有限我們采用的固定地軌桁架的方式，模臺(tái)可以從兩個(gè)地軌之間流轉(zhuǎn)；桁架橫梁寬度大于模臺(tái)寬度，長(zhǎng)度可與模臺(tái)相等，因此可以作業(yè)范圍可滿(mǎn)足所有類(lèi)型的鋼筋網(wǎng)片生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中需要進(jìn)行大面積的鋼筋捆扎作業(yè)時(shí)，現(xiàn)有的無(wú)論是人工進(jìn)行捆扎還是采用手持式鋼筋捆扎機(jī)進(jìn)行捆扎，都需要浪費(fèi)大量人力，造成勞動(dòng)資源浪費(fèi)的問(wèn)題。另外提供一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)的工作方法，工作原理簡(jiǎn)單易行，工作過(guò)程自動(dòng)化程度高，所需要的人力少，提高了生產(chǎn)效率，適合工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)方案：一種多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)，包括視覺(jué)識(shí)別相機(jī)、視覺(jué)定位相機(jī)、多軸捆扎機(jī)器人和控制系統(tǒng)，所述視覺(jué)識(shí)別相機(jī)和視覺(jué)定位相機(jī)設(shè)置在桁架或者多軸捆扎機(jī)器人上，所述視覺(jué)識(shí)別相機(jī)、視覺(jué)定位相機(jī)和多軸捆扎機(jī)器人均與控制系統(tǒng)連接；所述視覺(jué)識(shí)別相機(jī)獲取所需捆扎鋼筋網(wǎng)片全局?jǐn)?shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)的圖像處理模塊生成捆扎節(jié)點(diǎn)工藝文檔，控制系統(tǒng)再經(jīng)過(guò)路徑規(guī)劃模塊規(guī)劃捆扎路徑，即識(shí)別二維坐標(biāo)，也就是XY坐標(biāo)，形成橫縱鋼筋網(wǎng)片的十字交叉點(diǎn)數(shù)據(jù)；所述視覺(jué)定位相機(jī)根據(jù)視覺(jué)識(shí)別相機(jī)獲取的所需捆扎鋼筋網(wǎng)片全局?jǐn)?shù)據(jù)的二維坐標(biāo)信息，能識(shí)別深度信息也就是Z坐標(biāo)，即獲取橫縱鋼筋網(wǎng)片上全部的十字交叉點(diǎn)沿豎直方向的位置信息；所述多軸捆扎機(jī)器人根據(jù)規(guī)劃好的捆扎路徑進(jìn)行鋼筋捆扎，同時(shí)繪制已捆扎數(shù)據(jù)圖，與工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，形成閉環(huán)控制。

進(jìn)一步的，上述的多軸機(jī)器人的點(diǎn)陣式鋼筋捆扎系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)進(jìn)行捆扎點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的算法為：

以O(shè)點(diǎn)建立坐標(biāo)系，設(shè)A點(diǎn)為實(shí)際捆扎點(diǎn)，C點(diǎn)為鋼筋捆扎機(jī)旋轉(zhuǎn)基點(diǎn)：