群视觉机器协同装配方法及模型系统技术方案

一种群视觉机器协同装配方法，包括控制平台、视觉机器人工作站以及承担控制平台和视觉机器人工作站之间通信的无线模块，控制平台根据输入的订单信息解算出所需的元件数及种类、投入工作的智能视觉机器人的数量，并根据实际的工作情况，动态调节工作在不同模块的智能视觉机器人的数量；本发明专利技术还提供了所述方法的模型系统，本发明专利技术采用智能视觉机器人协同作业，根据订单信息规划工作，可根据不同需求制定相应程序，不需要改变硬件结构及增加传感器，灵活性强，可满足多品种小批量生产模式，且由于引入视觉传感器，可简化工序，独立工作，出现故障时可单独维修，不影响整个系统的工作，鲁棒性好，大大提高生产效率，又节省生产设备投入以及占地空间。

Group vision machine cooperative assembly method and model system

A machine vision population collaborative assembly method, including wireless communication module between the control platform, visual robot workstation and take control platform and visual robot workstation, the number of intelligent visual elements robot control platform according to the order information and calculates the input type, input work, and according to the actual working conditions, dynamic adjust the work in different modules of the intelligent robot number; the invention also provides a system model of the method, the invention adopts intelligent robot visual collaboration, based on the order information planning, formulate corresponding procedures according to different requirements, do not need to change the hardware structure and the increase of sensor, flexibility, can meet the multi variety and small batch production mode, and due to the introduction of visual sensor can simplify the working procedure, working independently, a In case of failure, the utility model can be independently maintained, and the work of the whole system is not affected, the robustness is good, the production efficiency is greatly improved, and the investment in the production equipment and the occupation space of the occupation are saved.

【技术实现步骤摘要】
群视觉机器协同装配方法及模型系统
本专利技术属于工业自动控制
，特别涉及一种群视觉机器协同装配方法及模型系统。
技术介绍
随着经济的快速发展，竞争变得更加激烈，产品更新换代的周期逐渐压缩，对于多品种小批量生产模式的需求日益强烈，引起了人们对智能自动化生产线的更多关注。目前很多自动化生产线虽然能很好地完成任务，但是成本很高，并且只能完成单一工作，复杂的工序需要多台机器人顺序工作，一旦中间哪个环节出现故障，整个系统将瘫痪，并且生产效率低，占地面积大，成本高，需要多种传感器协同来完成识别工作，当生产对象改变时，需要更换硬件，增加成本，因此灵活性差，很难适应多品种小批量的生产模式。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种群视觉机器协同装配方法及模型系统，其实用性强，适应多种生产对象，控制灵活，可扩展性强，所需空间小，各部分独立作业，出现故障时可以单独进行维修，并不影响整个系统的工作，鲁棒性好，可实现高效、柔性化生产。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种群视觉机器协同装配方法，包括控制平台1、视觉机器人工作站2以及承担控制平台1和视觉机器人工作站2之间通信的无线模块3，其特征在于，所述控制平台1根据输入的订单信息解算出所需的元件数及种类、投入工作的智能视觉机器人的数量，并根据实际的工作情况，动态调节工作在不同模块的智能视觉机器人的数量。每类智能视觉机器人完成独立的任务，互不干扰，当某一类机器人发生故障时，可以单独对其进行维修，并不影响整个系统的运行，具有很好的鲁棒性。当装配对象发生改变时，通过控制平台1向视觉机器人工作站2发出控制指令，让视觉机器人工作站2运行针对此对象的装配程序，这样能很好地满足多品种小批量的生产模式，系统灵活性很强。所述视觉机器人工作站2包括一个环形的传送装置23，沿传送装置23布置有上料区231、装配区233、238和下料区235，上料区231附近布置元件存放区22，下料区235附近布置成品存放区26，上料区231的上料智能视觉机器人21和下料区235的下料智能视觉机器人27都具有上料模块和下料模块，控制平台1根据实时的装配情况来动态调节工作在这两种模块的智能视觉机器人的数量，装配区的装配智能视觉机器人只有装配模块，每个智能视觉机器人都配有与控制平台1以及智能视觉机器人之间通信的无线模块211和以及用于寻找路径和元件识别的视觉传感器213，所述协同装配方法包括四个方面的协同：所有智能视觉机器人与传送装置23的启停协同、上料智能视觉机器人21和传送装置23间的协同、装配智能视觉机器人24、25、28、29与传送装置23间的协同、下料智能视觉机器人27与传送装置23间的协同。所述控制平台1根据实际的工作情况，动态调节工作在不同模块的智能视觉机器人的数量的过程是：控制平台1向视觉机器人工作站2发送开始工作命令，并让视觉机器人工作站2运行相应的装配对象的程序，所有智能视觉机器人同时开始工作，上料智能视觉机器人21通过视觉传感器213返回的图像信息识别路径运动到元件存放区22捡取所需要的元件，然后运动到上料区231开始上料，装配智能视觉机器人通过视觉传感器242识别所需元件232，并将成品236放在传送装置23上，下料智能视觉机器人27通过视觉传感器273识别合格成品236，将其从传送装置23上抓下放在成品存放区26，所有智能视觉机器人在每一步工作中，将工作信息通过无线模块3传送给控制平台1，控制平台1将信息进行整合，以获取传送装置上的元件数量、传送装置上的成品数量、累计合格成品数量，根据这些信息动态调节智能视觉机器人的数量以及工作在上料模块和下料模块的智能视觉机器人的数量，来更好地完成装配任务。所述上料智能视觉机器人21的上料过程要根据传送装置23的速度来协同上料，所述装配智能视觉机器人24、25、28、29的装配过程要根据传送装置23的速度来协同抓取所需元件进行装配，所述下料智能视觉机器人27的下料过程要根据传送装置23的速度来协同抓下成品。所述下料智能视觉机器人27每一次完成成品下料后，将下料信息发送给控制平台1，成品合格时，控制平台统计合格成品261数量加1，并将其放入盒子271中，成品不合格时，下料智能视觉机器人27将不合格成品抓取后放到废品区，并且控制平台1通知上料智能视觉机器人21，所需分拣的各类元件232、234、237、239数量加1，当统计到装配合格成品261数量满足订单上期望的成品数量时，控制平台1向视觉机器人工作站2发送完成任务指令，所述装配智能视觉机器人清理掉装配位置243的工件、上料智能视觉机器人21和下料智能视觉机器人27负责清理传送装置23上未装配的元件，将其回收后放回原料存放处22，然后运动到指定地点并向控制平台1发出完成清理工作指令，控制平台1发送停止指令，所有智能视觉机器人进入待机状态，同时传送装置23停止运动。本专利技术还提供了一种基于所述群视觉机器协同装配方法的模型系统，其特征在于：由一台计算机担任控制平台1；由一台无线接收发射器作为无线模块3；由群智能视觉机器人、环形的传送装置23、元件存放区22及成品存放区26为主要组成部分的视觉机器人工作站2。所述视觉机器人工作站2中，传送装置23布置于中心，传送装置23长轴两端的区域分别是上料区231和下料区235，平行于长轴两侧的区域为装配区一233和装配区二238，元件存放区22布置在上料区231附近，成品存放区26布置在下料区235附近，上料区231的上料智能视觉机器人21和下料区235的下料智能视觉机器人27都具有上料模块和下料模块，控制平台1根据实时的装配情况来动态调节工作在这两种模块的智能视觉机器人的数量，装配区一233和装配区二238的装配智能视觉机器人24、25、28、29只有装配模块，每个智能视觉机器人都配有与控制平台1以及智能视觉机器人之间通信的无线模块211和以及用于寻找路径和元件识别的视觉传感器213。所述视觉机器人工作站2中，待装配的元件包括红色底座221、黑色芯222、弹簧223和蓝色盖子224。首先，通过在控制平台1上输入包含元件种类及期望加工成品数量的订单信息，然后控制平台1通过无线模块3向视觉机器人工作平台2发送开始工作指令并运行相应的程序，所有智能视觉机器人21、24、25、27、28、29及传送装置23进入工作状态，上料智能视觉机器人21通过视觉传感器213获取的图像信息来识别路径，运动到元件存放区22，然后通过视觉传感器213获取的图像信息来提取颜色、面积、圆半径等特征来识别元件，根据控制平台1发送的指令抓取指定的元件，然后运动到上料区231，根据传送装置23的速度开始依次上料，装配智能视觉机器人24、25、28、29通过视觉传感器242返回的信息，提取颜色、面积及圆半径等特征进行模板匹配，依次识别红色底座221、黑色芯222、弹簧223和蓝色盖子224开始装配，将装配好的成品236放置在传送装置231上，然后下料智能视觉机器人27通过视觉传感器273返回的图像信息，提取颜色、面积、圆半径等特征对成品进行识别，并判断其是否合格，合格则放在盒子271中，不合格则放在废品区，同时向控制平台发送工作信息，控制平台计算合格成品数，当其满足订本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种群视觉机器协同装配方法，包括控制平台(1)、视觉机器人工作站(2)以及承担控制平台(1)和视觉机器人工作站(2)之间通信的无线模块(3)，其特征在于，所述控制平台(1)根据输入的订单信息解算出所需的元件数及种类、投入工作的智能视觉机器人的数量，并根据实际的工作情况，动态调节工作在不同模块的智能视觉机器人的数量。

【技术特征摘要】
1.一种群视觉机器协同装配方法，包括控制平台(1)、视觉机器人工作站(2)以及承担控制平台(1)和视觉机器人工作站(2)之间通信的无线模块(3)，其特征在于，所述控制平台(1)根据输入的订单信息解算出所需的元件数及种类、投入工作的智能视觉机器人的数量，并根据实际的工作情况，动态调节工作在不同模块的智能视觉机器人的数量。2.根据权利要求1所述群视觉机器协同装配方法，其特征在于，每类智能视觉机器人完成独立的任务，互不干扰，当装配对象发生改变时，通过控制平台(1)向视觉机器人工作站(2)发出控制指令，让视觉机器人工作站(2)运行针对此对象的装配程序。3.根据权利要求1所述群视觉机器协同装配方法，其特征在于，所述视觉机器人工作站(2)包括一个环形的传送装置(23)，沿传送装置(23)布置有上料区(231)、装配区(233、238)和下料区(235)，上料区(231)附近布置元件存放区(22)，下料区(235)附近布置成品存放区(26)，上料区(231)的上料智能视觉机器人(21)和下料区(235)的下料智能视觉机器人(27)都具有上料模块和下料模块，控制平台(1)根据实时的装配情况来动态调节工作在这两种模块的智能视觉机器人的数量，装配区的装配智能视觉机器人只有装配模块，每个智能视觉机器人都配有与控制平台(1)以及智能视觉机器人之间通信的无线模块(211)和以及用于寻找路径和元件识别的视觉传感器(213)，所述协同装配方法包括四个方面的协同：所有智能视觉机器人与传送装置(23)的启停协同、上料智能视觉机器人(21)和传送装置(23)间的协同、装配智能视觉机器人(24、25、28、29)与传送装置(23)间的协同、下料智能视觉机器人(27)与传送装置(23)间的协同。4.根据权利要求3所述群视觉机器协同装配方法，其特征在于，所述控制平台(1)根据实际的工作情况，动态调节工作在不同模块的智能视觉机器人的数量的过程是：控制平台(1)向视觉机器人工作站(2)发送开始工作命令，并让视觉机器人工作站(2)运行相应的装配对象的程序，所有智能视觉机器人同时开始工作，上料智能视觉机器人(21)通过视觉传感器(213)返回的图像信息识别路径运动到元件存放区(22)捡取所需要的元件，然后运动到上料区(231)开始上料，装配智能视觉机器人通过视觉传感器(242)识别所需元件(232)，并将成品(236)放在传送装置(23)上，下料智能视觉机器人(27)通过视觉传感器(273)识别合格成品(236)，将其从传送装置(23)上抓下放在成品存放区(26)，所有智能视觉机器人在每一步工作中，将工作信息通过无线模块(3)传送给控制平台(1)，控制平台(1)将信息进行整合，以获取传送装置上的元件数量、传送装置上的成品数量、累计合格成品数量，根据这些信息动态调节智能视觉机器人的数量以及工作在上料模块和下料模块的智能视觉机器人的数量，来更好地完成装配任务。5.根据权利要求4所述群视觉机器协同装配方法，其特征在于，所述上料智能视觉机器人(21)的上料过程要根据传送装置(23)的速度来协同上料，所述装配智能视觉机器人(24、25、28、29)的装配过程要根据传送装置(23)的速度来协同抓取所需元件进行装配，所述下料智能视觉机器人(27)的下料过程要根据传送装置(23)的速度来协同抓下成品。6.根据权利要求4所述群视觉机器协同装配方法，其特征在于，所述下料智能视觉机器人(27)每一次完成成品下料后，将下料信息发送给控制平台(1)，成品合格时，控制平台统计合格成品(261)数量加1，并将其放入盒子(271)中，成品不合格时，下料智能视觉机器人(27)将不合格成品抓取后放到废品区，并且控制平台(1)通知上料智能视觉机器人(21)，所需分拣的各类元件(232、234、237、239)数量加1，当统计到装配合格成品(261)数量满足订单上期望的成品数量时，控制平台(1)向视觉机器人工作站(2)发送完成任务指令，所述装配智能视觉机器人清理掉装配位置(243)的工件、上料智能视觉机器人(21)和下料智能视觉机器人(27)负责清理传送装置(23)上未装配的元件，将其回收后放回原料存放处(22)，然后运动到指定地点并向控制平台(1)发出完成清理工作指令，控制平台(1)发送停止指令，所有智能视觉机器人进入待机状态，同时传送装置(23)停止运动。7.基于权利要求1所述群视觉机器协同装配方法的模型系统，其特征在于：由一台计算机担任控制平台(1)；由一台无线接收发射器作为无线模块(3)；由群智能视觉机器人、环形的传送装置(23)、元件存放区(22)及成品存放区(26)为主要组成部分的视觉机器人工作站(2)。8.根据权利要求7所述模型系统，其特征在于：所述视觉机器人工作站(2)中，传送装置(23)布置于中心，传送装置(23)长轴两端的区域分别是上料区(231)和下料区(235)，平行于长轴两侧的区域为装配区一(233)和装配区二(...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩九强，于洋，郑辑光，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61