一种流水线上机械手移动对位的方法技术

本发明专利技术公开了一种流水线上机械手移动对位的方法，方法步骤如下第一步，所述电眼识别装置上设有移动电眼S1和固定电眼S2，第二步，在皮带上安装测量编码器E1，丝杆滑台上安装编码器E2；第三步，通过移动电眼S1和固定电眼S2对被测物前边缘进行识别；第四步，进行侧边缘识别；第五步，计算被测物角坐标、倾斜度，求出中心坐标；第六步，机械手从生产线上定向抓取待放置物品后，并与输送带同步运动；第七步，将待放置物品放置于待测物的指定位置。与现有技术相比，本发明专利技术有效降低成本，机械手反应迅速，还能电眼数据进行滤波处理，提高识别精准度。当待测物运行到机械手操作区间时，机械手能立即作业，大大加快了机械手的工作效率。

A Method of Mobile Alignment of Manipulators on Pipeline

【技术实现步骤摘要】
一种流水线上机械手移动对位的方法
本专利技术涉及一种机械自动化控制领域，尤其涉及一种流水线上机械手移动对位的方法。
技术介绍
在手机盒体包装过程中，需要在盒体横向和纵向位置精准的情况下，将盒体抓取放置到包装生产线上对应的包装纸皮中部的指定位置(纸皮上的指定位置以及后边缘和侧边缘，参见图2)，因为纸皮在输送皮带上是运动的，而且上料和运输过程中容易歪斜，因此要把抓取后的盒体精准的放置在输送带上纸皮的指定位置，需要极高精的准度与计算。在机械手自动化控制过程中，目前对纸皮的精准抓取都需要摄像头或矩阵相机辅助定位，以此实现纸皮的精准识别。成本较高，且计算复杂，效率较慢。申请人再先申请了一件专利：一种通过电眼进行机械手移动对位的方法，申请号：2019100514756。通过在机械手上设置三个电眼，进行移动对位计算。计算方便快捷，准确度极高，动态定位精准度在0.5-1mm以内，静态定位精准度在0.5-0.7mm以内，能实现1分钟30-40个待放置物品抓取放置。但存在的问题有，1.需要三个激光色标电眼，每个电眼在1000-2000元，成本较高。2.色标电眼识别后需要马上计算，机械手根据其计算参数马上执行对应操作，由于有识别过程，使机械手的操作具有一定的滞后性，导致抓取时间间隔增加。3.机械手要实现1分钟30-40个待放置物品抓取放置，时间间隔，无法对激光色标电眼的采集数据进行滤波处理，因为在对位过程中，电眼检测到纸皮边沿就必须马上执行对应的动作，不能有延迟处理，如果动作延迟，将导致对位位置异常，而此过程中，机械手本身有一定的动作延迟，此延迟不可预测，所以这种对位方式会引入机械手本身的延迟而导致精度下降。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种解决上述问题，无需摄像辅助，流水线上机械手移动对位的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种流水线上机械手移动对位的方法，方法步骤如下第一步，沿输送带X轴运行方向依次安装电眼识别装置和机械手；所述电眼识别装置上设有移动电眼S1和固定电眼S2，移动电眼S1和固定电眼S2的连线垂直于皮带，S1S2连线长度为LS1S2，所述移动电眼S1沿输送带Y轴方向往返式运动；第二步，在皮带上安装测量编码器E1，值E1VAL作为X轴参考，丝杆滑台上安装编码器E2，值E2VAL作为Y轴参考；第三步，运行输送带，通过移动电眼S1和固定电眼S2对被测物前边缘进行识别；第四步，然后驱动移动电眼S1向Y轴移动，进行侧边缘识别；第五步，根据移动电眼计算被测物角坐标、倾斜度，求出中心坐标；第六步，机械手从生产线上定向抓取待放置物品后，机械手移动至输送带，并与输送带同步运动；第七步，根据计算结果，将待放置物品放置于待测物的指定位置。作为优选，步骤一中，所述电眼识别装置还包括丝杆滑台、定位丝杆和驱动定位丝杆的电机，所述移动电眼S1固定于定位丝杆上，并通过电机驱动其沿输送带Y轴方向往返式运动，所述固定电眼S2固定于丝杆滑台上。作为优选，步骤三中，当皮带运行，被测物点亮电眼S2时，锁存当前编码器P1(E1VAL,E2VAL)，被测物点亮S1时，锁存当前编码器值P2(E1VAL,E2VAL)。作为优选，步骤四中，S1,S2都被点亮以后，移动电眼S1向Y轴正方向，此时电眼S1将检测到侧边缘P3(E1VAL,E2VAL)，然后S1向Y负向移动，回到启动位置；如果被测物较长，则移动电眼S1再次向正向移动，此时电眼S1将检测到侧边缘P4(E1VAL,E2VAL)，然后回到启动位置。作为优选，在移动电眼S1和固定电眼S2识别过程中进行滤波处理。作为优选，步骤五中，计算被测物角坐标、倾斜度、中心坐标的方法为，当被测物较宽时，根据点P1(E1VAL,E2VAL)、P2(E1VAL,E2VAL)、P3(E1VAL,E2VAL)三点可以求出垂角坐标PV(E1VAL,E2VAL)；当被测物较长时，根据点P1(E1VAL,E2VAL)、P3(E1VAL,E2VAL)、P4(E1VAL,E2VAL)可以求出垂角坐标PV(E1VAL,E2VAL)；斜率slope＝-(P2.E1VAL–P1.E1VAL)/(P2.E2VAL-P1.E2VAL)斜角OA＝atanf(slope)；根据被测物长L，宽W，结合求出的垂角坐标PV(E1VAL,E2VAL)、斜角OA，求出被测物的中心坐标PC(E1VAL,E2VAL)。作为优选，步骤六中，所述机械手与输送带同步公式，输入参数：皮带速度V1、同步总行程Lbelt、加速占比P1、减速占比P2、皮带当前行程Lcurbelt加速距离Lp1减速距离Lp2同步距离Lp3Lp1＝Lbelt*P1Lp2＝Lbelt*P2Lp3＝Lbelt-Lp1-Lp2加速度acc减速度decacc＝1.0/Lp1dec＝1.0/Lp2机械手行程Lrobot加速区间Lrobot＝0.5*acc*Lcurbelt*Lcurbelt匀速区间Lrobot＝Lcurbelt-0.5*acc减速区间Lrobot＝0.5*Lp1+Lp3+0.5*Lp2-0.5*dec*(Lbelt-Lcurbelt)*(Lbelt-Lcurbelt)。作为优选，所述机械手跟踪同步过程中，采用增量式PID对机械手偏差校正。作为优选，所述移动电眼S1和固定电眼S2均采用激光色标电眼，所述激光色标电眼的光斑大小为0.5mm-1mm。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.只需要两个激光色标电眼，就能进行相应的计算，成本降低。2.前置电眼识别装置，待测物运行到机械手操作区间之前，即可完成相应计算，机械手反应迅速。3.还能有足够的时间对电眼数据进行滤波处理，减少识别过程中的数据干扰，提高识别精准度。4.当待测物运行到机械手操作区间时，机械手能立即作业，大大加快了机械手的工作效率。5.能实现1分钟内10-50个待放置物品抓取放置。附图说明图1为本专利技术工艺流程图；图2为本专利技术的计算方法示意图。具体实施方式下面将对本专利技术作进一步说明。实施例1：参见图1、图2，一种流水线上机械手移动对位的方法，方法步骤如下第一步，沿输送带X轴运行方向依次安装电眼识别装置和机械手；所述电眼识别装置上设有移动电眼S1和固定电眼S2，移动电眼S1和固定电眼S2的连线垂直于皮带，S1S2连线长度为LS1S2，所述移动电眼S1沿输送带Y轴方向往返式运动；安装时，需调试移动电眼S1和固定电眼S2的距离，要求被测物横向边能被S1,S2两个电眼都检测到。所述电眼识别装置还包括丝杆滑台、定位丝杆和驱动定位丝杆的电机，所述移动电眼S1固定于定位丝杆上，并通过电机驱动其沿输送带Y轴方向往返式运动，所述固定电眼S2固定于丝杆滑台上。第二步，在皮带上安装测量编码器E1，值E1VAL作为X轴参考，丝杆滑台上安装编码器E2，值E2VAL作为Y轴参考。第三步，运行输送带，通过移动电眼S1和固定电眼S2对被测物前边缘进行识别；当皮带运行，被测物点亮电眼S2时，锁存当前编码器P1(E1VAL,E2VAL)，当被测物点亮S1时，锁存当前编码器值P2(E1VAL,E2VAL)；第四步，然后驱动移动电眼S1向Y轴移动，进行侧边缘识别；当S1,S2都被点亮以后，驱动移动电眼S1向Y轴正方向，此时电眼S1将检测到侧边缘P3(E1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流水线上机械手移动对位的方法，其特征在于：方法步骤如下第一步，沿输送带X轴运行方向依次安装电眼识别装置和机械手；所述电眼识别装置上设有移动电眼S1和固定电眼S2，移动电眼S1和固定电眼S2的连线垂直于皮带，S1S2连线长度为LS1S2，所述移动电眼S1沿输送带Y轴方向往返式运动；第二步，在皮带上安装测量编码器E1，值E1VAL作为X轴参考，丝杆滑台上安装编码器E2，值E2VAL作为Y轴参考；第三步，运行输送带，通过移动电眼S1和固定电眼S2对被测物前边缘进行识别；第四步，然后驱动移动电眼S1向Y轴移动，进行侧边缘识别；第五步，根据移动电眼计算被测物角坐标、倾斜度，求出中心坐标；第六步，机械手从生产线上定向抓取待放置物品后，机械手移动至输送带，并与输送带同步运动；第七步，根据计算结果，将待放置物品放置于待测物的指定位置。

【技术特征摘要】
1.一种流水线上机械手移动对位的方法，其特征在于：方法步骤如下第一步，沿输送带X轴运行方向依次安装电眼识别装置和机械手；所述电眼识别装置上设有移动电眼S1和固定电眼S2，移动电眼S1和固定电眼S2的连线垂直于皮带，S1S2连线长度为LS1S2，所述移动电眼S1沿输送带Y轴方向往返式运动；第二步，在皮带上安装测量编码器E1，值E1VAL作为X轴参考，丝杆滑台上安装编码器E2，值E2VAL作为Y轴参考；第三步，运行输送带，通过移动电眼S1和固定电眼S2对被测物前边缘进行识别；第四步，然后驱动移动电眼S1向Y轴移动，进行侧边缘识别；第五步，根据移动电眼计算被测物角坐标、倾斜度，求出中心坐标；第六步，机械手从生产线上定向抓取待放置物品后，机械手移动至输送带，并与输送带同步运动；第七步，根据计算结果，将待放置物品放置于待测物的指定位置。2.根据权利要求1所述的一种流水线上机械手移动对位的方法，其特征在于：步骤一中，所述电眼识别装置还包括丝杆滑台、定位丝杆和驱动定位丝杆的电机，所述移动电眼S1固定于定位丝杆上，并通过电机驱动其沿输送带Y轴方向往返式运动，所述固定电眼S2固定于丝杆滑台上。3.根据权利要求2所述的一种流水线上机械手移动对位的方法，其特征在于：步骤三中，当皮带运行，被测物点亮电眼S2时，锁存当前编码器P1(E1VAL,E2VAL)，被测物点亮S1时，锁存当前编码器值P2(E1VAL,E2VAL)。4.根据权利要求3所述的一种流水线上机械手移动对位的方法，其特征在于：步骤四中，S1,S2都被点亮以后，移动电眼S1向Y轴正方向，此时电眼S1将检测到侧边缘P3(E1VAL,E2VAL)，然后S1向Y负向移动，回到启动位置；如果被测物较长，则移动电眼S1再次向正向移动，此时电眼S1将检测到侧边缘P4(E1VAL,E2VAL)，然后回到启动位置。5.根据权利要求4所述的一种流水线上机械手移动对位的方法，其特征在于：在移动电眼S1和固定电眼S2识别过程中进行滤波处理。6.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，
申请(专利权)人：成都宇俊盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51