一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置、方法和系统。该装置包括：伺服驱动模块、脉冲计数模块和机器人控制模块。脉冲计数模块通过现场总线和伺服驱动模块中的各伺服驱动器串接，伺服驱动模块经由现场总线与机器人控制模块连接。机器人控制模块经由现场总线从伺服驱动模块和脉冲计数模块接收机器人运动相关信息和传送带运动相关信息，并且基于这些信息，规划机器人的同步跟踪运动轨迹，然后经由现场总线向伺服驱动模块发送控制信息，以控制机器人对传送带上的目标物体进行同步跟踪。本发明专利技术实施例能够确保来自不同通信模块的信息之间在时间上同步，从而更有效地实现传送带同步跟踪，并提高了系统安全性和可扩展性。

Device, method and system for synchronous tracking of conveyor belt of robot

The embodiment of the invention relates to a device, a method and a system for synchronous tracking of a conveyor belt of a robot. The device comprises a servo driving module, a pulse counting module and a robot control module. The pulse counting module is connected in series with each servo driver in the field bus and servo drive module, and the servo drive module is connected with the robot control module through the field bus. Robot control module receives robot motion-related information and conveyor belt motion-related information from servo drive module and pulse counting module via fieldbus. Based on this information, the robot synchronous tracking trajectory is planned, and then the control information is sent to the servo drive module via Fieldbus to control the machine. The robot synchronizes the target object on the conveyor belt. The embodiment of the invention can ensure that the information from different communication modules is synchronized in time, thereby more effectively realizing the synchronous tracking of the conveyor belt, and improving the security and scalability of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置、方法及系统
本公开属于机器人控制
，具体涉及一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置、方法及系统。
技术介绍
工业机器人已逐步应用在流水线上的分拣、包装和在线检测等工作。在实际应用中，流水线的传送带是移动的，工业机器人需要对目标物体进行位置的实时同步和跟踪，最终完成上述工作。传送带动态抓取目标物体的一般方法是利用机器视觉技术获取传送带上目标物体的位置信息，并通过安装在传送带上的编码器获取传送带的位置和速度，计算目标物体任意时刻的位置；一旦目标物体进入机器人的工作空间，就会让机器人去动态地抓取传送带上的物体。如上所述，要实现在传送带上的动态抓取，需要在传送带上安装编码器获得传送带的位置和速度，并且需要将编码器的值反馈到机器人控制器，机器人控制器对编码器值进行相关处理后，实现对目标物体的动态跟踪。传统的方法大都是采用RS232或RS485等通讯接口将脉冲计数模块获取的编码器值反馈到机器人控制器，机器人控制器通过EtherCAT总线将运动指令发送到伺服驱动模块。这种方式难以保证机器人通过电机编码器获得的机器人实时位置、速度和脉冲计数模块通过传送带编码器获得的目标物体实时位置、速度在时间轴上一致。此外，传统方法的安全性、可扩展性都较差。
技术实现思路
针对上述问题，本公开的实施例提供一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置、方法及系统，确保不同上述通信模块之间时钟的同步，并提高了系统安全性和可扩展性。在本公开的第一方面，提供一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置。该装置包括：伺服驱动模块，包括用以驱动机器人的至少一个伺服驱动器，伺服驱动模块经由现场总线与机器人控制模块连接，用于向机器人控制模块发送机器人运动相关信息以及根据来自机器人控制模块的控制信息来控制机器人对传送带上的目标物体进行同步跟踪；脉冲计数模块，脉冲计数模块通过现场总线与伺服驱动模块串接，并且与相应的传送带编码器连接，用于处理来自传送带编码器的传送带脉冲信息以得到传送带运动相关信息，以及经由现场总线向机器人控制模块发送传送带运动相关信息；以及机器人控制模块，机器人控制模块经由现场总线从伺服驱动模块和脉冲计数模块接收机器人运动相关信息和传送带运动相关信息，以及基于机器人运动相关信息和传送带运动相关信息，规划规划机器人的同步跟踪运动轨迹，并且经由现场总线向伺服驱动模块发送控制信息。在某些实施例中，现场总线包括基于以太网的现场总线。根据基于现场总线的通信协议，机器人控制模块作为基于以太网的主站与构成基于以太网的从站的至少一个伺服驱动器和脉冲计数模块进行通信。在某些实施例中，该装置还包括附加脉冲计数模块，附加脉冲计数模块通过现场总线与脉冲计数模块串接，并且与相应的附加传送带编码器连接，用于处理来自附加传送带编码器的传送带脉冲信息以得到附加传送带运动相关信息，以及经由现场总线向机器人控制模块发送附加传送带运动相关信息。在某些实施例中，该装置还包括：输入输出模块，输入输出模块用于提供输入或输出控制量的接口，输入输出模块与脉冲计数模块被集成布置。在本公开的第二方面，一种用于机器人的传送带同步跟踪的方法。该方法包括：在机器人控制模块处，从视觉系统获取传送带上的目标物体的初始位置信息，实时通过现场总线从脉冲计数模块获取传送带运动相关信息；实时通过现场总线从伺服驱动模块获取机器人运动相关信息，伺服驱动器模块与脉冲计数模块通过现场总线串接并且经由现场总线与机器人控制模块通信；基于传送带运动相关信息和机器人运动相关信息，规划机器人的同步跟踪运动轨迹；以及基于同步跟踪运动轨迹，经由现场总线向伺服驱动模块发送控制信息，以控制机器人同步跟踪目标物体。在某些实施例中，现场总线包括基于以太网的现场总线，并且其中机器人控制模块作为基于以太网的主站根据现场总线的协议与构成基于以太网的从站的伺服驱动模块和脉冲计数模块进行通信。在本公开的第三方面，提供一种机器人系统。该系统包括机器人和根据本公开的第一方面所描述的装置。在本公开的第四方面，提供一种机器人系统。该系统包括处理器以及存储器，存储器存储有处理器可读的指令，指令在由处理器执行时使得处理器执行根据本公开的第二方面所描述的方法。在本公开的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其存储有机器可读的指令，指令在由机器执行时使得机器执行根据本公开的第二方面所描述的方法。本公开的实施例提出的用于机器人的传送带同步跟踪的方法、装置及系统，将编码器的脉冲计数模块串入到现场总线，保证了时钟的同步，能够提高机器人跟踪目标物体的精度。另外，本公开的实施例还改善了系统的可扩展性和安全性。附图说明图1示出现有的传送带同步跟踪系统示意图；图2示出根据本公开的一个实施例的传送带同步跟踪系统示意图；以及图3示出根据本公开的一个实施例的传送带同步跟踪方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本专利技术并不局限于附图和以下实施例。如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。如前所述，现有的对传送带上目标物体的抓取等操作存在无法准确、快速实现作业目的的缺陷，本专利技术实施例提出了一种用于机器人的传送带同步跟踪的方法、装置及系统，能够快速的实现目标物体的定位和跟踪，减小速度的波动，提高工业系统的精度和工作效率。下面结合附图对本公开实施例作进一步描述。图1示出了现有的传送带同步跟踪系统100的示意图。如图所示，系统100主要由三个子系统构成：传送带子系统、视觉子系统和机器人子系统。传送带子系统可以包括传送带110以及传送带编码器111，视觉子系统可以包括视觉模块120，机器人子系统可以包括伺服驱动模块130、机器人131、机器人控制模块132以及脉冲计数模块133。视觉模块120例如可以包括相机等用以捕获传送带110上的目标物体140的装置，附加地还可以包括信息处理装置。视觉模块120获取目标物体140的位姿信息，并且可以对获取的信息进行各种适当的处理。传送带110以一定的速度运载目标物体140进行运动，并且能通过传送带编码器111测量传送带110的相对位置和速度。机器人控制模块132与伺服驱动模块130通过EtherCAT总线相互通信，并且经由诸如RS232/485的硬件接口与脉冲计数模块133通信。通过与视觉模块120、伺服驱动模块130以及脉冲计数模块133信息交互，机器人控制模块132产生控制信息以通过伺服驱动模块130来控制机器人131对目标物体140进行同步跟踪。伺服驱动模块130可以包括用以驱动机器人131的至少一个伺服驱动器。可以理解，为了便于描述本公开的实施例，图1中未具体示出和描述所熟知的机器人控制系统其他部件和过程以免不必要地模糊本公开实施例的方面。需要注意的是，在附图中以机械臂作为机器人的一种具体示例而描述，其他形式的机器人也适用于本公开的实施例。另外，根据具体实现，脉冲计数模块133可以布置在传送带子系统侧，也可以布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置，其特征在于，包括：伺服驱动模块，包括用以驱动机器人的至少一个伺服驱动器，所述伺服驱动模块经由现场总线与机器人控制模块连接，用于向所述机器人控制模块发送机器人运动相关信息以及根据来自所述机器人控制模块的控制信息来控制所述机器人对传送带上的目标物体进行同步跟踪；脉冲计数模块，所述脉冲计数模块通过所述现场总线与所述伺服驱动模块串接，并且与相应的传送带编码器连接，用于处理来自所述传送带编码器的传送带脉冲信息以得到传送带运动相关信息，以及经由所述现场总线向所述机器人控制模块发送所述传送带运动相关信息；以及机器人控制模块，所述机器人控制模块经由所述现场总线从所述伺服驱动模块和所述脉冲计数模块接收所述机器人运动相关信息和所述传送带运动相关信息，以及基于所述机器人运动相关信息和所述传送带运动相关信息，规划规划机器人的同步跟踪运动轨迹，并且经由所述现场总线向所述伺服驱动模块发送所述控制信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置，其特征在于，包括：伺服驱动模块，包括用以驱动机器人的至少一个伺服驱动器，所述伺服驱动模块经由现场总线与机器人控制模块连接，用于向所述机器人控制模块发送机器人运动相关信息以及根据来自所述机器人控制模块的控制信息来控制所述机器人对传送带上的目标物体进行同步跟踪；脉冲计数模块，所述脉冲计数模块通过所述现场总线与所述伺服驱动模块串接，并且与相应的传送带编码器连接，用于处理来自所述传送带编码器的传送带脉冲信息以得到传送带运动相关信息，以及经由所述现场总线向所述机器人控制模块发送所述传送带运动相关信息；以及机器人控制模块，所述机器人控制模块经由所述现场总线从所述伺服驱动模块和所述脉冲计数模块接收所述机器人运动相关信息和所述传送带运动相关信息，以及基于所述机器人运动相关信息和所述传送带运动相关信息，规划规划机器人的同步跟踪运动轨迹，并且经由所述现场总线向所述伺服驱动模块发送所述控制信息。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述现场总线包括基于以太网的现场总线。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述机器人控制模块被设置为通信主站，所述至少一个伺服驱动器和所述脉冲计数模块被设置为通信从站，所述通信主站与所述通信从站根据基于所述现场总线的通信协议进行通信。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：附加脉冲计数模块，所述附加脉冲计数模块被串接在所述现场总线中，并且与相应的附加传送带编码器连接，用于处理来自所述附加传送带编码器的传送带脉冲信息以得到附加传送带运动相关信息，以及经由所述现场总线向所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹永，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44