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专利号: 2011104487376
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2023-08-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种数控车床单目视觉上下料机器人系统,其特征在于,包括控制系统、中小型通用机器人(4)、摄像机(1)、光源(5)、示教盒(7)、上料台(2)和下料台(6);所述控制系统由安装有图像处理软件的DSP和MCS-51单片机;DSP处理机器人上下料过程中采集的信息;所述光源(5)通过串口与DSP相连,DSP通过串口控制光源(5)的打开和关闭;摄像机(1)通过1394数据线与DSP相连,通过1394数据线传输摄像机采集的图像信息至DSP;摄像机(1)还通过8脚的RJ45接口与DSP相连,DSP通过RJ45接口触发控制摄像机(1)进行图像采集;示教盒(7)是由MCS-51单片机组成的,通过SPI接口与DSP(或则ARM处理器)连接;上料台放在中小型通用机器人(4)的左边;下料台(6)放在中小型通用机器人(4)的前面,数控车床放在中小型通用机器人(4)的右边;摄像机(1)放在上料台(2)的正上方;光源(5)放在摄像机(1)的下方;所述系统在数控车床需要上下料时,响应数控车床的请求,摄像机(1)开始采集上料台信息,对采集的图像信息处理获得工件的空间位置姿态和尺寸参数,把外形和尺寸参数与零件库中的数据进行比对,如果零件库中有该零件的上下料信息,则根据该信息执行上下料动作;如果零件库中没有该零件的信息,则系统请求人工示教,并把人工示教时机械手的抓取方案和空间轨迹记录在零件库中。

2.据权利要求1所述的单目视觉上下料机器人,其特征在于,所述图像处理软件的DSP用ARM处理器代替。

3.根据权利要求1所述的单目视觉上下料机器人,其特征在于,所述摄像机(1)采用单目二维视觉测量的摄像机标定,不考虑镜头的畸变;摄像机上部安装光源。

4.根据权利要求1所述的单目视觉上下料机器人,其特征在于,所述摄像机(1)分辨率达到1600×1200像素。

5.利用权利要求1所述的单目视觉上下料机器人的上下料方法,其特征在于,具体步骤为:

A)在响应数控车床上料请求信号后,系统打开工业摄像机(1)光源,工业CCD摄像机(1)采集数字图像信号通过图像采集卡采集至DSP中;

B)此时关闭工业摄像机(1)光源,DSP内的视觉系统对采集的图像进行处理分析,包括去噪、图像增强、中值滤波、canny算子边缘检测、图像分割和视觉匹配;

C)通过和零件库中的零件进行比对,确定该零件的类型;

D)图像处理分析过后,由DSP计算出距离机器人最近的那个棒料零件并确定抓取该零件;如果零件库中没有找到该类型的零件,则机器人请求进行人工示教,示教系统采用SPI接口和DSP进行通信,并将人工示教的机械手的轨迹存在零件库中; DSP向单片机传送检测到的机器人各个轴当前位置数据;之后如果再次出现该类型的零件,DSP则自动从零件库中获取该零件的上下料方案,包括零件的抓取方式,上料时的空间轨迹,下料时的空间轨迹;

E)分析上料台的棒料的空间位置及姿态,根据棒料的位置和姿态,机器人执行抓取方案和装夹方案,完成上料操作;

F)当机床需要下料时,机床停止运行,打开数控车床挡门,DSP接收下料信号,根据机器人记录上料时的信息确定下料方案,机械手执行方案完成下料。