本實用新型涉及工業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人。

背景技術(shù)：

機器人因末端執(zhí)行器操作工具的不同，可以非常方便的用作各種自動化設(shè)備，完成如裝配、檢測、碼垛、上下料、焊接、搬運、包裝、拆垛、探傷、分類、噴涂、貼標(biāo)、噴碼、打碼、目標(biāo)跟隨等一系列工作。機器人特別適用于多品種，變批量的柔性化作業(yè)，對于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有可編程、可軟件菜單操作、可進行人機交互、使用方便的特點。

現(xiàn)有技術(shù)的機器人運動控制系統(tǒng)僅在XY平面進行偏移校正，定位標(biāo)記支持范圍有限制，靈活性差，操作過程復(fù)雜，效率低，容易疲勞，精度完全靠示教者的經(jīng)驗?zāi)繙y決定，精度較低，占用寶貴的生產(chǎn)時間，而且使機器人系統(tǒng)成為一個相對單元，難以實現(xiàn)與其他系統(tǒng)或生產(chǎn)過程的集成，無法滿足當(dāng)今小批量、多品種柔性生產(chǎn)的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人，其特征在于：包括儲料器、第一拉桿、基準(zhǔn)標(biāo)記模塊、AGV模塊、AGV儲料器、機器人手臂和末端執(zhí)行器模塊，所述儲料器上安裝第一拉桿、基準(zhǔn)標(biāo)記模塊，所述AGV模塊上安裝AGV儲料器、機器人手臂，所述機器人手臂的末端安裝末端執(zhí)行器模塊，所述末端執(zhí)行器模塊上安裝有視覺系統(tǒng)，所述視覺系統(tǒng)包括搜尋與駐停導(dǎo)引相機、末端精確導(dǎo)引相機、放置完成檢測相機、末端執(zhí)行器叉子、相機光源以及第一工件夾具、第二拉桿和第二工件夾具，所述基準(zhǔn)標(biāo)記模塊與第二工件夾具安裝在一起。

上述的一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人，其特征在于：所述機器人手臂有六個關(guān)節(jié)。

上述的一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人，其特征在于：所述基準(zhǔn)標(biāo)記模塊包括一個中心點標(biāo)記單元，一個旋轉(zhuǎn)標(biāo)記單元和第一邊界標(biāo)記單元、第二邊界標(biāo)記單元、第三邊界標(biāo)記單元、第四邊界標(biāo)記單元四個邊界標(biāo)記單元。

上述的一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人，其特征在于：所述機器人手臂和駐停導(dǎo)引相機、末端精確導(dǎo)引相機、放置完成檢測相機、末端執(zhí)行器叉子、相機光源均通過安裝在其上的接口電路連接到通用控制計算機。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型基于視覺伺服技術(shù)，使用2D攝像機實現(xiàn)高精度三維定位，采用的兩階段定位過程用于消除移動平臺的駐停定位誤差，同時實現(xiàn)高精度三維定位，使得移動機器人可以為所有在基準(zhǔn)標(biāo)記的一個指定半徑范圍內(nèi)的工件執(zhí)行高精度拾取/放置操作，其工作靈活性好、操作簡單、效率和精度較高，自動化程度好。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的工業(yè)機器人系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的機器人末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型的工業(yè)機器人系統(tǒng)基準(zhǔn)標(biāo)記模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型的AGV模塊、AGV儲料器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實用新型的機器人手臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實用新型的儲料器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，一種基于視覺伺服的工業(yè)機器人，其特征在于：包括儲料器1、第一拉桿2、基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3、AGV模塊4、AGV儲料器5、機器人手臂6和末端執(zhí)行器模塊7，所述儲料器1上安裝第一拉桿2、基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3，所述AGV模塊4上安裝AGV儲料器5、機器人手臂6，所述機器人手臂6的末端安裝末端執(zhí)行器模塊7，所述末端執(zhí)行器模塊7上安裝有視覺系統(tǒng)，所述視覺系統(tǒng)包括搜尋與駐停導(dǎo)引相機71、末端精確導(dǎo)引相機72、放置完成檢測相機73、末端執(zhí)行器叉子74、相機光源75以及第一工件夾具8、第二拉桿9和第二工件夾具10，所述基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3與第二工件夾具10安裝在一起。

如圖1所示，一輛AGV 4安裝了一個機器人手臂6，手臂上的末端執(zhí)行器7正夾持著一個工件。儲料器上的工位都是機器人手臂末端可以進行取放操作的，因此機器人可以在儲料器1和AGV儲料器5之間進行工件的交換。

如圖2所示，末端執(zhí)行器上的視覺系統(tǒng)，其包括三個攝像頭、光源以及叉子，安裝在機器人手臂的末端。末端執(zhí)行器叉子用于接取，夾持和釋放工件。機器人手臂6和駐停導(dǎo)引相機71、末端精確導(dǎo)引相機72、放置完成檢測相機73、末端執(zhí)行器叉子74、相機光源75均通過安裝在其上的接口電路連接到通用控制計算機。

如圖3所示，本實施例中，所述基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3包括一個中心點標(biāo)記單元30，一個旋轉(zhuǎn)標(biāo)記單元31和第一邊界標(biāo)記單元32、第二邊界標(biāo)記單元33、第三邊界標(biāo)記單元34、第四邊界標(biāo)記單元35四個邊界標(biāo)記單元?；鶞?zhǔn)標(biāo)記模塊3與第二工件夾具10安裝在一起，被用于建立其間的空間坐標(biāo)關(guān)系。當(dāng)學(xué)習(xí)完基準(zhǔn)標(biāo)記后，移動機器人將完成與基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3間的坐標(biāo)對齊，再使用末端執(zhí)行器和相機系統(tǒng)間的空間關(guān)系標(biāo)定結(jié)果，以及基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3和第二工件夾具10間的空間關(guān)系標(biāo)定結(jié)果，最終主機可以建立末端執(zhí)行器和工件夾具之間的關(guān)系，用來控制末端執(zhí)行器完成取放工件的操作。

基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3用于視覺系統(tǒng)做定位對齊的過程，由視覺系統(tǒng)抓取的基準(zhǔn)標(biāo)記圖像能夠啟動視覺定位對齊過程。搜尋與駐停導(dǎo)引相機71將完成第一階段定位對齊過程，以減少AGV的駐停定位誤差從而實現(xiàn)將末端精確導(dǎo)引相機72帶入工作區(qū)域。然后，機器人使用末端精確導(dǎo)引相機72執(zhí)行第二階段的對齊過程。之后，機器人將得到三維定位數(shù)據(jù)，其包含了移動機器人和基準(zhǔn)標(biāo)記之間的坐標(biāo)關(guān)系，結(jié)合之前的學(xué)習(xí)結(jié)果，就可以得到移動機器人與目標(biāo)位置的當(dāng)前坐標(biāo)關(guān)系。這里的關(guān)鍵流程在于，在系統(tǒng)運行前，它需要做基準(zhǔn)標(biāo)記模塊3和第二工件夾具10間的關(guān)系標(biāo)定，用于建立它們之間的坐標(biāo)關(guān)系，以便在下次末端精確導(dǎo)引相機72完成最終的定位對齊過程后，能夠得到機器人與第二工件夾具10之間的坐標(biāo)關(guān)系。

如圖4所示，為AGV模塊4、AGV儲料器5的結(jié)構(gòu)示意圖，AGV儲料器5存儲需要被傳輸?shù)狡渌恢玫墓ぜ蛭锪?。AGV模塊4，是一個安裝了機器人的移動平臺，能夠在一系列的站點間運動，能夠運輸和取放物料。

如圖5所示，多關(guān)節(jié)式（6軸）的機器人手臂使末端執(zhí)行器擁有極大的靈活性。節(jié)點如61、62、63、64、65和66所示。所有的關(guān)節(jié)都是旋轉(zhuǎn)接頭，允許機器人手臂繞軸旋轉(zhuǎn)。機器人手臂用于AGV儲料器與工作站點間以及各個工作站點間的物料傳輸。

如圖6所示，為儲料器1的結(jié)構(gòu)示意圖，用于存儲工件或者其他物料。

以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。