一种用于衡器检定的双机器人协作系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于衡器检定的双机器人协作系统及其方法，包括上位机、A机器人、B机器人和分别控制两个机器人的两个下位机，上位机有人机交互界面，上位机根据被检衡器的基本信息和检定流程，计算每一个项目称量时，所需放置的载荷大小、流程和秤台放置位置，上位机统一控制两个机器人相协作实现检定。使用两个机器人协作，结构灵活，满足多种不同种类衡器检定的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于衡器检定的双机器人协作系统及其方法
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及的是一种用于衡器检定的双机器人协作系统及其方法。
技术介绍
质量是七大基本物理量之一，衡器的称重的准确度对人民生活、国家工业至关重要。计量院的衡器检定工作，关系到衡器产品能否进入市场最重要的一环，直接影响到质量测量的准确性和一致性。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足提供了一种用于衡器检定的双机器人协作系统及其方法。一种用于衡器检定的双机器人协作系统，包括上位机(PC机)、A机器人、B机器人和分别控制两个机器人的两个下位机，上位机有人机交互界面，上位机根据被检衡器的基本信息和检定流程，计算每一个项目称量时，所需放置的载荷大小、流程和秤台放置位置，上位机统一控制两个机器人相协作实现检定；两个下位机接收上位机的指令，对A机器人、B机器人的机械臂的动作进行控制；A机器人(1)是一台六轴机器人，A机器人(1)设置有视觉传感器(3)，视觉传感器(3)安装在A机器人(1)的末端，用于识别衡器(9)面板，识别“置零”、“除皮”按键，并且得到“置零”、“除皮”按键相对于A机器人(1)基坐标系的三维坐标；A机器人(1)还用于实时识别衡器(9)面板的示数，使系统确定下一步的检定操作；B机器人(10)是一台六轴机器人，B机器人(10)设置有视觉传感器(5)，视觉传感器(5)安装在B机器人(10)末端，用于对国标砝码(4)和锁形砝码(8)进行型号识别，同时还需对国标砝码(4)和锁形砝码(8)和衡器(9)的位置进行测量定位；识别与定位过程，预先对视觉传感器(5)与机器人(10)进行标定，利用预加载的砝码模板对视觉传感器(5)采集到的图像进行匹配，得到国标砝码(4)和锁形砝码(8)三维坐标和型号尺寸，并转换成B机器人(10)基坐标系的三维坐标；具体坐标转换的实现与A机器人实现原理相同。所述的用于衡器检定的双机器人协作系统，B机器人(10)末端设置抓手(7)和吸盘(6)，抓手(7)用于抓取锁形砝码(8)，抓手(7)采用两个电动推杆(14)作为动力，当电动推杆的行程为最大时抓手张开，当电动推杆的行程为最小时抓手关闭，根据视觉传感器(5)识别的锁形砝码把手的直径，确定抓手的开度；吸盘(6)用于吸取国标砝码(4)；吸盘(6)有6个，按吸盘吸力大小分别对应不同大小的国标砝码(4)的吸取要求，分别通过电磁阀(15)对吸盘6进行控制。根据所述系统的检定方法，包含如下步骤：在上位机上输入衡器(9)基本信息，计算准确度等级；在上位机选择检定项目，按照预设的检定项目流程进行检定；检定完毕B机器人(10)将砝码(4)(8)放回原工作台；上位机预设衡器检定的五个项目检定流程，五个项目包括：置零准确度、称量、重复性、偏载和鉴别域，电子计价秤的置零准确度和称量项目包含除皮检定。所述的检定方法，置零准确度检定流程为：A1、首先控制A机器人(1)的视觉传感器(3)识别按键置零，并控制触手(2)按下置零按键，完成置零操作；A2、控制B机器人(10)的视觉传感器(5)去识别10e(记为L0)的砝码，e为称重分度值，并通过抓手(7)或者吸盘(6)将砝码放置于衡器承载器上；A3、控制A机器人(1)的视觉传感器(3)去识别衡器面板的示数(记为I0)；A4、控制B机器人(10)和视觉传感器(5)，在承载器上逐一加放0.1e的附加小砝码，直到视觉传感器(3)检测出面板的示数增加了一个分度值e或者两个分度值之间闪变，记录下此刻的附加小砝码的数量ΔL；A5、计算化整前的示值P0＝I0+0.5e-ΔL；A6、计算化整前的误差E0＝P0-L0；A7、误差E0若在±0.25e范围内，则视为合格；否则视为不合格；如果被检定衡器为电子计价秤，需要进行除皮检定，检定的皮重在1/3t～2/3t之间，t为最大皮重，没有最大皮重用最大称量；除皮准确度检定如下：B1、控制B机器人(10)和视觉传感器(5)，在承载器上放置检定皮重的砝码(记为L0)；B2、控制控制A机器人(1)的视觉传感器(3)识别按键除皮，并控制触手(2)按下除皮按键，完成除皮操作；B3、按照置零准确度的检定流程A3-A6进行操作，得到误差E0；B4、误差E0若在±0.25e范围内，则视为合格；否则视为不合格。所述的检定方法，称量检定流程为：称量检定应至少选择5个不同的载荷，所选定的载荷中，应包括：最小称量、最大称量、最大允许误差改变的载荷值，即中准确度级：500e、2000e；普通准确度级：50e、200e；称量检定开始之前，先进行置零操作；称量检定，先做一次置零准确度的检定，再依次从小到大检定所选定的5个不同的载荷；然后依次从大到小检定所选定的5个不同的载荷，最后再做一次置零准确度的检定；每个载荷的检定流程如下：C1、控制B机器人(10)的视觉传感器(5)去识别选定载荷(记为L)的砝码，并通过抓手(7)或者吸盘(6)将砝码放置于衡器承载器上；C2、控制A机器人(1)的视觉传感器(3)去识别衡器面板的示数(记为I)；C3、控制B机器人(10)和视觉传感器(5)，在承载器上逐一加放0.1e的附加小砝码，直到视觉传感器(3)检测出面板的示数增加了一个分度值e或者两个分度值之间闪变，记录下此刻的附加小砝码的数量ΔL；C4、计算化整前的示值P＝I+0.5e-ΔL；C5、计算化整前的误差E＝P-L；C6、将每一次称量的误差与10e载荷的误差做差，计算修正误差EC＝E-E0，E0即置零准确度检定得到的误差；若每次称量的修正误差在本载荷所在区间的最大允许误差MPE的范围内，则视为合格，否则视为不合格；如果被检定衡器为电子计价秤，则需要进行除皮后的称量检定，除皮后称量的皮重选择：检定的皮重在1/3t～2/3t之间，t为最大皮重，没有最大皮重用最大称量；除皮后称量检定，从10e开始依次从小到大，直到最大称量范围内的最大载荷为止依次检定；再从最大称量范围内的最大载荷依次从大到小，直到10e，检定所选定的载荷；每个载荷的检定流程同C1-C6，误差分析与合格判定同C6。所述的检定方法，重复性检定流程为：D1、首先进行置零操作；用1/2Max的载荷进行一组测试，在承载器上进行三次测量，读数在每次加载后和卸载后示值达到静态稳定时进行；三次测量的检定流程与称量检定流程每个载荷的检定流程相同；在每次称量之前，都需要A机器人(1)进行置零操作，两次称量之间的加载前和卸载后不必确定其零点误差E0；D2、取三次测量的误差E，计算重复性ER＝Emax-Emin，Emax为三次误差的最大值，Emin为三次误差的最小值；D3、若重复性ER满足该载荷的最大允许误差允许|MPE|，则视为合格；否则视为不合格。所述的检定方法，偏载检定流程为：首先进行置零操作；偏载测试施加的砝码相当于最大秤量的1/3；将砝码分别放置于秤台四个角附近的位置，一般将砝码的中心放置在以秤台中心为圆心、以秤台中心和秤台角连线的1/3和1/2为半径的范围内；E1、先做一次置零准确度检定；E2、在承载器的四个角的位置分别放置载荷为1/3Max，计算误差E＝P-L，并根据；置零准确度误差E0，计算修正误差Ec＝E-E0；E3、若修正误差EC满足载荷的最大允许误差MPE，则视为合格；否则视为不合格。所述的检定方法，鉴别阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于衡器检定的双机器人协作系统，其特征在于，包括上位机、A机器人、B机器人和分别控制两个机器人的两个下位机，上位机有人机交互界面，上位机根据被检衡器的基本信息和检定流程，计算每一个项目称量时，所需放置的载荷大小、流程和秤台放置位置，上位机统一控制两个机器人相协作实现检定；两个下位机接收上位机的指令，对A机器人、B机器人的机械臂的动作进行控制；A机器人(1)是一台六轴机器人，A机器人(1)设置有视觉传感器(3)，视觉传感器(3)安装在A机器人(1)的末端，用于识别衡器(9)面板，识别“置零”、“除皮”按键，并且得到“置零”、“除皮”按键相对于A机器人(1)基坐标系的三维坐标；A机器人(1)还用于实时识别衡器(9)面板的示数，使系统确定下一步的检定操作；B机器人(10)是一台六轴机器人，B机器人(10)设置有视觉传感器(5)，视觉传感器(5)安装在B机器人(10)末端，用于对国标砝码(4)和锁形砝码(8)进行型号识别，同时还需对国标砝码(4)和锁形砝码(8)和衡器(9)的位置进行测量定位；预先对视觉传感器(5)与B机器人(10)进行标定，利用预加载的砝码模板对视觉传感器(5)采集到的图像进行匹配，得到国标砝码(4)和锁形砝码(8)三维坐标和型号尺寸，并转换成B机器人(10)基坐标系的三维坐标；具体坐标转换的实现与A机器人实现原理相同。...

【技术特征摘要】
1.一种用于衡器检定的双机器人协作系统，其特征在于，包括上位机、A机器人、B机器人和分别控制两个机器人的两个下位机，上位机有人机交互界面，上位机根据被检衡器的基本信息和检定流程，计算每一个项目称量时，所需放置的载荷大小、流程和秤台放置位置，上位机统一控制两个机器人相协作实现检定；两个下位机接收上位机的指令，对A机器人、B机器人的机械臂的动作进行控制；A机器人(1)是一台六轴机器人，A机器人(1)设置有视觉传感器(3)，视觉传感器(3)安装在A机器人(1)的末端，用于识别衡器(9)面板，识别“置零”、“除皮”按键，并且得到“置零”、“除皮”按键相对于A机器人(1)基坐标系的三维坐标；A机器人(1)还用于实时识别衡器(9)面板的示数，使系统确定下一步的检定操作；B机器人(10)是一台六轴机器人，B机器人(10)设置有视觉传感器(5)，视觉传感器(5)安装在B机器人(10)末端，用于对国标砝码(4)和锁形砝码(8)进行型号识别，同时还需对国标砝码(4)和锁形砝码(8)和衡器(9)的位置进行测量定位；预先对视觉传感器(5)与B机器人(10)进行标定，利用预加载的砝码模板对视觉传感器(5)采集到的图像进行匹配，得到国标砝码(4)和锁形砝码(8)三维坐标和型号尺寸，并转换成B机器人(10)基坐标系的三维坐标；具体坐标转换的实现与A机器人实现原理相同。2.根据权利要求1所述的用于衡器检定的双机器人协作系统，其特征在于，B机器人(10)末端设置抓手(7)和吸盘(6)，抓手(7)用于抓取锁形砝码(8)，抓手(7)采用两个电动推杆(14)作为动力，当电动推杆的行程为最大时抓手张开，当电动推杆的行程为最小时抓手关闭，根据视觉传感器(5)识别的锁形砝码把手的直径，确定抓手的开度；吸盘(6)用于吸取国标砝码(4)；吸盘(6)有6个，按吸盘吸力大小分别对应不同大小的国标砝码(4)的吸取要求，分别通过电磁阀(15)对吸盘(6)进行控制。3.根据权利要求1或2所述系统的检定方法，其特征在于，包含如下步骤：在上位机上输入衡器(9)基本信息，计算准确度等级；在上位机选择检定项目，按照预设的检定项目流程进行检定；检定完毕B机器人(10)将砝码(4)(8)放回原工作台；上位机预设衡器检定的五个项目检定流程，五个项目包括：置零准确度、称量、重复性、偏载和鉴别域，电子计价秤的置零准确度和称量项目包含除皮检定。4.根据权利要求3所述的检定方法，其特征在于，置零准确度检定流程为：A1、首先控制A机器人(1)的视觉传感器(3)识别按键置零，并控制触手(2)按下置零按键，完成置零操作；A2、控制B机器人(10)的视觉传感器(5)去识别10e(记为L0)的砝码，e为称重分度值，并通过抓手(7)或者吸盘(6)将砝码放置于衡器承载器上；A3、控制A机器人(1)的视觉传感器(3)去识别衡器面板的示数(记为I0)；A4、控制B机器人(10)和视觉传感器(5)，在承载器上逐一加放0.1e的附加小砝码，直到视觉传感器(3)检测出面板的示数增加了一个分度值e或者两个分度值之间闪变，记录下此刻的附加小砝码的数量ΔL；A5、计算化整前的示值P0＝I0+0.5e-ΔL；A6、计算化整前的误差E0＝P0-L0；A7、误差E0若在±0.25e范围内，则视为合格；否则视为不合格；如果被检定衡器为电子计价秤，需要进行除皮检定，检定的皮重在1/3t～2/3t之间，t为最大皮重，没有最大皮重用最大称量；除皮准确度检定如下：B1、控制B机器人(10)和视觉传感器(5)，在承载器上放置检定皮重的砝码(记为L0)；B2、控制控制A机器人(1)的视觉传感器(3)识别按键除皮，并控制触手(2)按下除皮按键，完成除皮操作；B3、按照置零准确度的检定流程A3-A6进行操作，得到误差E0；B4、误差E0若在±0.25e范围内，则视为合格；否则视为不合格。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽宏，高平，王素钢，田建艳，杨胜强，崔国强，武梦楠，丁辉，张剑勇，
申请(专利权)人：太原理工大学，山西万立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14