一种机械生产制造用承载系统及方法技术方案

本发明专利技术属于机械承载技术领域，公开了一种机械生产制造用承载系统及方法，所述机械生产制造用承载系统包括：牵引模块、视频监控模块、压力检测模块、中央控制模块、载物模块、升降模块、机械臂定位模块、照明模块、显示模块。本发明专利技术通过升降模块根据伸缩状态、上插销受力状态和下插销受力状态共同判断插销升降平台的载荷转移状态，提高了判断载荷转移状态的准确度，进而提高了插销升降平台的工作效率。并且来判断插销升降平台的载荷转移状态，提高了插销升降平台的可靠性；同时通过机械臂定位模块从相机的校准补偿、三维坐标系的转换、点云图的生成、以及目标的识别与定位等工作流程方面给出了一套完整的系统解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种机械生产制造用承载系统及方法
本专利技术属于机械承载
，尤其涉及一种机械生产制造用承载系统及方法。
技术介绍
机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业为整个国民经济提供技术装备。然而，在现有承载系统的插销升降平台上，当升降油缸伸长到极限或者缩短到极限后，才会触发插销组件产生相应的松开或锁紧动作，这种配合方式一旦升降油缸的伸缩极限长度出现误差，就很容易出现插销组件的载荷未转移就松开，或者载荷已完全转移而不松开的问题，从而导致插销升降平台无法正常工作；同时，现有承载系统中对承载物的调度通过机械臂来调配，现有调配机械臂误差大，不能精准的调配承载物。综上所述，现有技术存在的问题是：在现有承载系统的插销升降平台上，当升降油缸伸长到极限或者缩短到极限后，才会触发插销组件产生相应的松开或锁紧动作，这种配合方式一旦升降油缸的伸缩极限长度出现误差，就很容易出现插销组件的载荷未转移就松开，或者载荷已完全转移而不松开的问题，从而导致插销升降平台无法正常工作；同时，现有承载系统中对承载物的调度通过机械臂来调配，现有调配机械臂误差大，不能精准的调配承载物。现有技术中(1)对机械制造产品进行牵引的可靠度及准确度不够，使得工作效率低，经济效益差；(2)实时监控到机械制造的过程图像模糊不清，不能做到工作过程中及时发现问题、快速解决问题；(3)显示屏对于监控视频和检测的数据信息不能给出足够清晰的显示程度，不利于视频的观测与信息读取，影响工作进度。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种机械生产制造用承载系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种机械生产制造用承载方法，所述机械生产制造用承载方法包括：(1)通过牵引模块对机械制造产品进行牵引；通过视频监控模块实时监控机械制造过程；通过压力检测模块检测机械产品承载的压力数据；中央控制模块调度载物模块通过承载机构对机械产品进行承载；(2)通过升降模块对机械产品进行升降操作；通过机械臂定位模块对机械产品进行调配；通过照明模块对承载过程进行照明；(3)通过显示模块显示监控的视频及检测的数据信息；所述牵引电机的数学表达公式为：式中：S1为状态参数特征量的失效阈值；S2为设备正常运行条件下状态参数特征量的最小值；包含m个状态信息，基于各个状态信息的可靠度分别R2,1，R2,2，…，R2，m；基于状态信息的评估模型的系统可靠度R2表示为：R2＝g(R2，1，R2，2，…，R2，m)；进一步，改写为：R2＝R2,1R2,2，…，R2,m；所述摄像头，采用非局部均值滤波算法去除摄像过程中的离散噪声图像，具体包括：离散噪声图像v＝{v(i)|i∈I}对一个像素i的估计值NL[v](i)，计算为图像中的所有像素的加权平均值，w(i，j)为权重，0≤w(i，j)≤1且灰度向量v(Ni)和v(Nj)的相似性表示像素i和像素j之间的相似性，为i、j区域的加权欧式距离的平方，a(a＞0)表示高斯核标准差，h为控制虑波程度的系数，Z(i)图像搜索范围内所有区域相似度总和。进一步，所述显示模块显示的监控视频及检测的数据信息进行灰度级处理，使得显示的监控视频和检测的数据信息清晰的显示在显示屏上，利于观测与读取，灰度级以发光时间长短表示，显示屏的色度坐标计算公式如下：其中，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间；灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系；当显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：显示一个任意的颜色，当红、绿、蓝显示屏发光灰度级分别为m，n，k时其对应的XYZ三刺激值为：进一步，所述升降模块升降方法如下：首先，确定所述升降油缸的最大行程；其次，通过所述行程传感器检测所述升降油缸的伸缩量，对比伸缩量和最大行程判断升降油缸的伸缩状态；然后，通过所述有杆腔压力传感器和所述无杆腔压力传感器分别检测所述升降油缸的有杆腔压力和无杆腔压力，当所述插销升降平台处于升降桩腿状态时，根据所述有杆腔压力判断所述上插销受力状态和所述下插销受力状态；当所述插销升降平台处于升降平台主体状态时，根据所述无杆腔压力判断所述上插销受力状态和所述下插销受力状态；最后，根据所述伸缩状态和所述上插销受力状态和所述下插销受力状态判断所述插销升降平台的载荷转移状态；根据所述载荷转移状态控制所述插销升降平台。进一步，所述根据所述伸缩量和所述最大行程判断所述升降油缸的伸缩状态，包括：将所述升降油缸伸长时产生的伸缩量设为正伸缩量，所述升降油缸缩短时产生的伸缩量设为负伸缩量；当所述正伸缩量的绝对值等于所述最大行程时，所述升降油缸伸至最长；当所述负伸缩量的绝对值等于所述最大行程时，所述升降油缸缩至最短。进一步，所述机械臂定位模块定位方法如下：首先，获得目标物体的图像在图像坐标系内的第一坐标；然后，根据所述目标物体的深度信息和所述第一坐标，获得所述目标物体在相机坐标系内的第二坐标；最后，将所述第二坐标转换为机械臂坐标系内的第三坐标；其中，所述图像坐标系以所述目标物体的图像所在的相机像平面为参考建立，所述相机坐标系以深度相机为参考建立，所述机械臂坐标系以机械臂为参考建立。进一步，所述目标物体的深度信息和所述第一坐标，获得所述目标物体在所述相机坐标系内的第二坐标的步骤包括：利用所述目标物体的图像的像素点的距离值和与所述像素点对应的第一坐标，以得到所述第二坐标。进一步，所述将所述第二坐标转换为所述机械臂坐标系内的第三坐标的步骤包括：利用第一转换公式将所述相机坐标系转换为所述机械臂坐标系；其中，所述第一转换公式：(XT,YT,ZT)表示所述机械臂坐标系，(Xc,Yc,Zc)表示所述相机坐标系，R表示第一旋转矩阵，T表示第一平移矩阵。进一步，所述将所述第二坐标转换为所述机械臂坐标系内的第三坐标的步骤包括：建立机械臂基座坐标系，并获得所述机械臂基座坐标系与所述机械臂坐标系之间的转换关系；通过第二转换公式将所述相机坐标系转换为所述机械臂基座坐标系；其中，所述第二转换公式：其中，(XB,YB,ZB)表示所述机械臂基座坐标系，(Xc,Yc,Zc)表示所述相机坐标系，R′表示第二旋转矩阵，T′表示第二平移矩阵。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述机械生产制造用承载方法的机械生产制造用承载系统，所述机械生产制造用承载系统包括：牵引模块、视频监控模块、压力检测模块、中央控制模块、载物模块、升降模块、机械臂定位模块、照明模块、显示模块；牵引模块，与中央控制模块连接，用于通过牵引电机对机械制造产品进行牵引；视频监控模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像头实时监控机械制造过程；压力检测模块，与中央控制模块连接，用于通过压力传感器检测机械产品承载的压力数据；中央控制模块，与牵引模块、视频监控模块、压力检测模块、载物模块、升降模块、机械臂定位模块、照明模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；载物模块，与中央控制模块连接，用于通过承载机构对机械产品进行承载；升降模块，与中央控制模块连接，用于对机械产品进行升降操作；机械臂定位模块，与中央控制模块连接，用于通过机械臂对机械产品进行调配；照明模块，与中央控制模块连接，用于通过照明灯对承载过程进行照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械生产制造用承载方法，其特征在于，所述机械生产制造用承载方法包括：(1)通过牵引模块对机械制造产品进行牵引；通过视频监控模块实时监控机械制造过程；通过压力检测模块检测机械产品承载的压力数据；中央控制模块调度载物模块通过承载机构对机械产品进行承载；(2)通过升降模块对机械产品进行升降操作；通过机械臂定位模块对机械产品进行调配；通过照明模块对承载过程进行照明；(3)通过显示模块显示监控的视频及检测的数据信息；所述牵引电机的数学表达公式为：

【技术特征摘要】
1.一种机械生产制造用承载方法，其特征在于，所述机械生产制造用承载方法包括：(1)通过牵引模块对机械制造产品进行牵引；通过视频监控模块实时监控机械制造过程；通过压力检测模块检测机械产品承载的压力数据；中央控制模块调度载物模块通过承载机构对机械产品进行承载；(2)通过升降模块对机械产品进行升降操作；通过机械臂定位模块对机械产品进行调配；通过照明模块对承载过程进行照明；(3)通过显示模块显示监控的视频及检测的数据信息；所述牵引电机的数学表达公式为：式中：S1为状态参数特征量的失效阈值；S2为设备正常运行条件下状态参数特征量的最小值；包含m个状态信息，基于各个状态信息的可靠度分别R2,1，R2,2，…，R2，m；基于状态信息的评估模型的系统可靠度R2表示为：R2＝g(R2，1，R2，2，…，R2，m)；进一步，改写为：R2＝R2，1R2，2，…，R2，m；所述摄像头，采用非局部均值滤波算法去除摄像过程中的离散噪声图像，具体包括：离散噪声图像v＝{v(i)|i∈I}对一个像素i的估计值NL[v](i)，计算为图像中的所有像素的加权平均值，w(i，j)为权重，0≤w(i，j)≤1且灰度向量v(Ni)和v(Nj)的相似性表示像素i和像素j之间的相似性，为i、j区域的加权欧式距离的平方，a(a＞0)表示高斯核标准差，h为控制虑波程度的系数，Z(i)图像搜索范围内所有区域相似度总和。2.如权利要求1所述的机械生产制造用承载方法，其特征在于，所述显示模块显示的监控视频及检测的数据信息进行灰度级处理，使得显示的监控视频和检测的数据信息清晰的显示在显示屏上，利于观测与读取，灰度级以发光时间长短表示，显示屏的色度坐标计算公式如下：其中，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间；灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系；当显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：显示一个任意的颜色，当红、绿、蓝显示屏发光灰度级分别为m，n，k时其对应的XYZ三刺激值为：3.如权利要求1所述的机械生产制造用承载方法，其特征在于，所述升降模块升降方法如下：首先，确定所述升降油缸的最大行程；其次，通过所述行程传感器检测所述升降油缸的伸缩量，对比伸缩量和最大行程判断升降油缸的伸缩状态；然后，通过所述有杆腔压力传感器和所述无杆腔压力传感器分别检测所述升降油缸的有杆腔压力和无杆腔压力，当所述插销升降平台处于升降桩腿状态时，根据所述有杆腔压力判断所述上插销受力状态和所述下插销受力状态；当所述插销升降平台处于升降平台主体状态时，根据所述无杆腔压力判断所述上插销受力状态和所述下插销受力状态；最后，根据所述伸缩状态和所述上插销受力状态和所述下插销受力状态判断所述插销升降平台的载荷转移状态；根据所述载荷转移状态控制所述插销升降平台。4.如权利要求3所述的机械生产制造用承载方法，其特征在于，所述根据所述伸缩量和所述最大行程判断所述升降油缸的伸缩状态，包括：将所述升降油缸伸长时产生的伸缩量设为正伸缩量，所述升降油缸缩短时产生的伸缩量设...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐秀丽，李永力，
申请(专利权)人：吉林化工学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22