【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业生产检测设备的控制，尤其涉及一种基于有限状态机的工业机器人控制系统及其控制方法。
技术介绍
1、工业机器人控制逻辑较为复杂，传统逻辑控制方法无法满足复杂系统功能及性能要求，控制系统发生故障后较难定位故障点。传统控制伺服电机执行取料、拍照检测功能只能在标准xyz直角坐标系下运动，运行速度相对较低，很难达到复杂需求对系统速度的要求。
2、因此，急需研发一种基于有限状态机的工业机器人控制系统及其控制方法，能够灵活使用机器人代替人工实现取料分拣。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种基于有限状态机的工业机器人控制系统及其控制方法，能通过图像采集对产品进行分拣检测，然后通过机器人和中转机构的配合实现产品的转移提升了产品转移的灵活性，并利用充磁机构实现对产品充磁。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，包括：互联的工控机、机器人控制器，所述机架上设置有操作台，所述操作台上设置有料台、外观检测机构、充磁机构，所述料台的一侧设置有能相对料台和外观检测机构位移的取放料机器人，所述充磁机构的一侧设置有能相对所述充磁机构位移的充磁转移机器人，且所述料台和充磁机构之间还设置有用于对接所述充磁转移机器人或/和取放料机器人的中转机构；所述取放料机器人和充磁转移机器人通过机器人控制器与所述工控机互联。
3、本专利技术一个较佳方案中，外观检测机构上还设置有用于图像采集的若干个相机，所述相机
4、本专利技术一个较佳方案中，工控机的控制卡与机器人控制器互联，且所述工控机外接有若干个数字量扩展模块、显示器、所述取放料机器人和充磁转移机器人，以及相机、压力传感器、光源控制器。
5、本专利技术一个较佳方案中，通过熔断器、负荷开关引入主电源，所述主电源通过若干个交直流转换模块引出设备需要的若干路直流电源，所述直流电源分别给设备的电气原件供电。
6、本专利技术一个较佳方案中，所述取放料机器人的取放料机械臂通过x轴位移机构、y轴位移机构、z轴位移机构、r轴位移机构驱动安装在所述操作台上；
7、或/和，所述取放料机器人的取放料机械臂通过x轴位移机构、y轴位移机构、z轴位移机构、r轴位移机构驱动安装在所述操作台上；
8、或/和，所述相机通过相机轴位移机构驱动设置在所述操作台上；
9、或/和，所述中转机构通过移载轴位移机构驱动设置在所述操作台上；
10、或/和，所述充磁机构的磁粉离合器与所述工控机控制连接。
11、本专利技术一个较佳方案中，确定基于有限状态机的工业机器人控制系统的工作状态，所述工作状态包括断电状态、上电状态、准备就绪状态、回原点状态、连续运动状态、点动状态、停止状态、故障状态中的一种或多种；
12、有限状态机是一个五元数组m(q,σ,δ,q0,f)，其中：
13、q＝{q0,q1,...qn}是有限状态集合，qn是在第n种状态下的状态；
14、σ＝{σ1,σ2,...,σn}表示输入字符集合，σn表示在第n中状态下的输入集合；
15、δ:q×σ→q为状态转移函数，在某一状态下，给定输入后有限状态机将转入状态转移函数确定的新状态；
16、q0∈q表示初始状态，有限状态机由此状态等待接收输入；
17、f表示输出函数。
18、本专利技术一个较佳方案中，一种基于有限状态机的工业机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤：
19、步骤1，控制系统开始运行时处于断电状态，检查基于有限状态机的工业机器人控制系统的工况，当条件满足工况需求时，对控制系统进行上电操作；
20、步骤2，当系统完成步骤1的上电操作，处于上电状态时，对系统进行初始化；
21、步骤3，当完成步骤2后系统处于准备就绪状态时，系统处于等待状态，等待准备就绪的任务；
22、所述任务包括：步骤4，系统处于回原点状态，系统执行回原点的动作；或/和，步骤5，系统处于等待点动状态，系统执行点动动作；或/和，步骤6，系统处于连续运动状态，驱动系统执行连续运动动作；或/和，步骤7，系统处于停止状态，驱动系统执行停止动作；或/和，步骤8，当系统处于故障状态，驱动系统自检执行故障发生动作；或/和，步骤9，当系统处于状态转移时，若收到其他指令，均做忽略处理。
23、本专利技术一个较佳方案中，系统取料分拣时的操作方法包括：
24、系统初始化，取放料机器人初始化，取放料机器人启动，取放料机器人去料台获取物料，并将获取的物料转移至外观检测机构进行外观检测，根据视觉处理分拣方法进行分拣检测，检测出的不合格的产品由取放料机器人放入机架的ng料槽中；检测出的合格的产品由取放料机器人将产品转移至中转机构的载台上，通过中转机构的载台位移至靠近充磁转移机器人的一侧。
25、本专利技术一个较佳方案中，所述视觉处理分拣方法包括：
26、相机拍照获取图像，图像获取失败则判断ng；
27、若图像获取成功则进行模板匹配，模板匹配会计算模板图像与实际获取图像之间的变换关系，包括平移变换缩放和旋转用仿射矩阵m表示，m＝rrotate×rscale×rtranslate，仿射变换齐次表达式为：其中(x,y)为变换前的像素坐标，(u,v)为变换后的像素坐标；计算仿射矩阵m，将模板中的roi(region of interest)调整为实际获取图像中的roi；记模板中roi像素点集ptm＝(α1,α2,...αn)，实际图像中roi的点集ptruth＝(β1,β2,...βn)，则：ptruth＝mptm；其中αi＝(xi,yi)t为模板roi中第i个点坐标，βi＝(ui,vi)t为实际roi中第i个点坐标；获取到实际图像中的roi后，抓取实际图像中的roi中的关键直线；则关键直线记作i，i在像素坐标系下的方程为u＝kiv+bi，求出两条近似平行直线i，j间的距离dij；根据所求距离与标准相比较，判断产品是否合格。
28、本专利技术一个较佳方案中，系统对产品充磁操作时的操作方法包括：
29、系统初始化，充磁转移机器人初始化，充磁转移机器人启动，充磁转移机器人去中转机构上取下经过视觉处理分拣方法进行分拣检测合格的产品，充磁转移机器人将产品转移至充磁机构的充磁位置，充磁机构对产品进行充磁操作，完成充磁操作后，后续设备将充磁完成的产品取走转移至下一工序。
30、本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷：
31、本专利技术公开的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统及其控制方法，能通过图像采集对产品进行分拣检测，然后通过机器人和中转机构的配合实现产品的转移提升了产品转移的灵活性，并利用充磁机构实现对产品充磁。
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1.一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于，包括：互联的工控机(2)、机器人控制器(3)，所述机架(1)上设置有操作台(11)，所述操作台(11)上设置有料台(4)、外观检测机构(9)、充磁机构(8)，所述料台(4)的一侧设置有能相对料台(4)和外观检测机构(9)位移的取放料机器人(5)，所述充磁机构(8)的一侧设置有能相对所述充磁机构(8)位移的充磁转移机器人(6)，且所述料台(4)和充磁机构(8)之间还设置有用于对接所述充磁转移机器人(6)或/和取放料机器人(5)的中转机构(7)；所述取放料机器人(5)和充磁转移机器人(6)通过机器人控制器(3)与所述工控机(2)互联。
2.根据权利要求1所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：所述外观检测机构(9)上还设置有用于图像采集的若干个相机，所述相机的一侧还设置有给所述相机补光的光源；所述充磁机构上还设置有压力传感器，用于检测产品放置到位承受的压力值。
3.根据权利要求2所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：所述工控机(2)的控制卡与机器人控制器(3)互联，且
4.根据权利要求3所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：通过熔断器、负荷开关引入主电源，所述主电源通过若干个交直流转换模块引出设备需要的若干路直流电源，所述直流电源分别给设备的电气原件供电。
5.根据权利要求4所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：所述取放料机器人(5)的取放料机械臂通过X轴位移机构、Y轴位移机构、Z轴位移机构、R轴位移机构驱动安装在所述操作台(11)上；或/和，所述取放料机器人(5)的取放料机械臂通过X轴位移机构、Y轴位移机构、Z轴位移机构、R轴位移机构驱动安装在所述操作台(11)上；
6.根据权利要求5所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：确定基于有限状态机的工业机器人控制系统的工作状态，所述工作状态包括断电状态、上电状态、准备就绪状态、回原点状态、连续运动状态、点动状态、停止状态、故障状态中的一种或多种；
7.一种基于有限状态机的工业机器人控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统的控制方法，其特征在于：系统取料分拣时的操作方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统的控制方法，其特征在于：所述视觉处理分拣方法包括：
10.根据权利要求8所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统的控制方法，其特征在于：系统对产品充磁操作时的操作方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于，包括：互联的工控机(2)、机器人控制器(3)，所述机架(1)上设置有操作台(11)，所述操作台(11)上设置有料台(4)、外观检测机构(9)、充磁机构(8)，所述料台(4)的一侧设置有能相对料台(4)和外观检测机构(9)位移的取放料机器人(5)，所述充磁机构(8)的一侧设置有能相对所述充磁机构(8)位移的充磁转移机器人(6)，且所述料台(4)和充磁机构(8)之间还设置有用于对接所述充磁转移机器人(6)或/和取放料机器人(5)的中转机构(7)；所述取放料机器人(5)和充磁转移机器人(6)通过机器人控制器(3)与所述工控机(2)互联。
2.根据权利要求1所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：所述外观检测机构(9)上还设置有用于图像采集的若干个相机，所述相机的一侧还设置有给所述相机补光的光源；所述充磁机构上还设置有压力传感器，用于检测产品放置到位承受的压力值。
3.根据权利要求2所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：所述工控机(2)的控制卡与机器人控制器(3)互联，且所述工控机(2)外接有若干个数字量扩展模块、显示器、所述取放料机器人(5)和充磁转移机器人(6)，以及相机、压力传感器、光源控制器。
4.根据权利要求3所述的一种基于有限状态机的工业机器人控制系统，其特征在于：通过熔断...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔恩辉，董潇，蒋银红，
申请(专利权)人：江苏比微曼智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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