CN114952851A - 一种机器人料箱抓件控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人料箱抓件控制装置及方法，装置包括机器人、机器人抓具、料箱、到位检测开关、测距开关、视觉传感器、安全门开关、生产线PLC、机器人控制器和视觉控制器；机器人抓具安装于工业机器人末端，视觉传感器和测距开关安装于机器人抓具上；料箱中放置钣金件；机器人控制器与生产线PLC、视觉控制器之间以太网通信，视觉传感器连接到视觉控制器，测距开关连接到机器人控制器，到位检测开关和安全门开关连接到生产线PLC。本发明可实现在特定情况下工件层数的自动计算，使用计数器进行工件的快速抓取，既解决了工件探测带来的运行速度过慢影响设备使用效率的问题，又避免由于人为放入工件造成抓取工件层数错误造成的碰撞问题。

Description

一种机器人料箱抓件控制装置及方法

技术领域

本发明属于焊装技术领域，具体涉及一种机器人料箱抓件控制装置及方法。

背景技术

随着人工成本的不断增加和工业机器人制造成本的降低，焊装领域料箱上件代替人工作业，已经成为制造业发展的必然趋势。机器人料箱上件，可以通过视觉检测工件的位置偏差，但工件在料箱中的层数，需要预先知晓。

机器人料箱抓取工件，如果采用探测方式可以及时发现人工干预造成的工件变化，但该方案降低了机器人运行速度，影响机器人运行效率；而完全无探测的方案，对于人工干预带来的工件变化，存在产生碰撞的风险。

现有技术公开了一种机器人从料箱抓件控制装置及方法，控制装置包括料箱、固定支架、多个检测开关和机器人抓具，固定支架设置在料箱的两侧，多个检测开关安装在固定支架上且与机器人控制装置连接，机器人抓具上设置有接近开关和光电测距传感器且与机器人控制装置连接。该装置是应用在机器人料箱抓件方面，采用工件记数方式不能应对料箱的工件被取出或增加工件，工件逐个探测方式，速度降低，增加设备运行时间。

基于此，急需研发一种机器人料箱抓件控制装置及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种机器人料箱抓件控制装置，还提供一种机器人料箱抓件控制方法，以解决机器人料箱抓件快速和由于人为干预放件造成的碰撞问题，降低了设备的故障率的同时，提升了设备的运行速度，提高了设备的使用效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种机器人料箱抓件控制装置，包括机器人1、机器人抓具2、料箱3、到位检测开关4、测距开关5、视觉传感器6、安全门开关9、生产线PLC、机器人控制器和视觉控制器；

所述机器人抓具2安装于工业机器人1末端，视觉传感器6和测距开关5安装于机器人抓具2上；

所述料箱3中放置钣金件；

所述机器人控制器与生产线PLC、视觉控制器之间以太网通信，视觉传感器6连接到视觉控制器，测距开关5连接到机器人控制器，到位检测开关4和安全门开关9连接到生产线PLC。

进一步地，所述视觉传感器6和测距开关5安装于机器人抓具2底部。

进一步地，钣金件分层放置在料箱3中，各层之间等距离放置。

进一步地，所述机器人1外侧设置生产线围栏7，其上设有设有围栏安全门8和安全门开关9。

进一步地，所述生产线PLC能够记录料箱3的到位检测开关4、安全门开关9的断电信息，并发送给机器人1。

进一步地，所述机器人1能够记录断电信息及接收探测传感器状态。

一种机器人料箱抓件控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、读取生产线PLC断电、安全门开关9、料箱3到位检测开关4变化、机器人1断电的信息；

B、判断生产线PLC断电、安全门开关9、料箱3到位检测开关4变化、机器人1断电信息，如果曾经断电或开关有变化，则跳转到第五步；

C、判断生产线PLC断电、安全门开关9、料箱3到位检测开关4变化、机器人1断电信息，如果曾经断电或开关无变化，则读取料箱计数器值M；

D、判断工件计数器M是否大于0并小于最大层数，如果否则进入下一步；

E、移动机器人1到最顶层位置，读取探测开关状态，如果不是ON则给出报警，否则从最顶层开始逐层进行慢速移动和探测，移动过程中如果探测开关OFF，机器人停止运行，并根据机器人当前位置，计算工件的层数M；

F、移动机器人1到M层视觉检测位置，进行视觉拍照；

G、根据视觉检测的位置偏差，进行抓件位置调整，并抓取工件。

进一步地，步骤B具体为：判断生产线PLC断电、安全门开关9、料箱3到位检测开关4变化、机器人1断电信息，若断过电，快递移动到Mmax层探测位置；若没有断过电，判断其安全门是否打开过。

进一步地，步骤D具体为：若移动过，快递移动到Mmax层探测位置；若未移动过，判断M是否大于0，小于Nmax。

进一步地，步骤G具体为：根据拍照计算的位置偏差，修正抓件位置，移动机器人到抓件位置，抓取工件，M＝M-1，移动机器人。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用了有条件进行探测的方式，通过简单的方式，即可实现在特定情况下工件层数的自动计算，通常情况下使用计数器进行工件的快速抓取，既解决了工件探测带来的运行速度过慢影响设备使用效率的问题，又避免由于人为放入工件造成抓取工件层数错误造成的碰撞问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为机器人料箱抓件控制装置的连接图；

图2为机器人料箱抓件控制方法的流程图。

图中：1.机器人 2.机器人抓具 3.料箱 4.到位检测开关 5.测距开关 6.视觉传感器 7.生产线围栏 8.围栏安全门 9.安全门开关。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明机器人料箱抓件控制装置，包括机器人1、机器人抓具2、料箱3、到位检测开关4、测距开关5、视觉传感器6、生产线围栏7、围栏安全门8、安全门开关9、生产线PLC、机器人控制器和视觉控制器。

所述机器人抓具2安装于工业机器人1末端，视觉传感器6和测距开关5安装于机器人抓具2底部。

钣金件分层放置在料箱3中，各层之间等距离放置。

所述机器人控制器与生产线PLC、视觉控制器之间以太网通信，视觉传感器6连接到视觉控制器，测距开关5连接到机器人控制器，到位检测开关4和安全门开关9连接到生产线PLC。

本发明在机器人1等设备设置生产线围栏7，生产线围栏7上设有围栏安全门8和安全门开关9，仅在安全门开关9为ON状态下，人员才能进入围栏内移动料箱3内工件；移动料箱3内工件的另一种状态是，移动料箱3的围栏外，此时料箱检测开关将OFF。

机器人1根据来自生产线PLC的车型，选择相应的抓件程序，生产线PLC记录料箱3的到位检测开关4、安全门开关9的断电信息，并发送给机器人1；机器人1记录断电信息及接收测距开关5即探测传感器状态；在无料箱3位置变化、无安全门开关9变化、无断电状态下，快速移动机器人1到相应的记数层探测位置，视觉检测位置偏差，然后调整位置进行工件抓取；如果料箱3位置变化、安全门开关9变化、曾经断电，则从第一个位置开始慢速移动机器人1，逐层进行工件探测，直到探测到工件，在根据当前的机器人位置，计算工件层数。

具体地，本发明机器人料箱抓件控制装置及方法，包括以下步骤：

步骤一、读取生产线PLC断电、安全门开关、料箱到位检测开关变化、机器人断电的信息；

步骤二、判断生产线PLC断电、安全门开关、料箱到位检测开关变化、机器人断电信息，如果曾经断电或开关有变化，则跳转到第五步；

步骤三、判断生产线PLC断电、安全门开关、料箱到位检测开关变化、机器人断电信息，如果曾经断电或开关无变化，则读取料箱计数器值M；

步骤四、判断工件计数器M是否大于0并小于最大层数，如果否则进入下一步；

步骤五、移动机器人到最顶层位置，读取探测开关状态，如果不是ON则给出报警，否则从最顶层开始逐层进行慢速移动和探测，移动过程中如果探测开关OFF，机器人停止运行，并根据机器人当前位置，计算工件的层数M；

步骤六、移动机器人到M层视觉检测位置，进行视觉拍照；

步骤七、根据视觉检测的位置偏差，进行抓件位置调整，并抓取工件。

实施例1

一种机器人料箱抓件控制装置，包括机器人1、机器人抓具2、料箱3、到位检测开关4、测距开关5、视觉传感器6、生产线围栏7、围栏安全门8、安全门开关9、生产线PLC、机器人控制器和视觉控制器。机器人抓具2安装于工业机器人1末端，其底部装有视觉传感器6和测距开关5。钣金件分层放置在料箱3中，各层之间等距离放置。机器人1外侧设置生产线围栏7，其上设有设有围栏安全门8和安全门开关9。机器人控制器与生产线PLC、视觉控制器之间以太网通信，视觉传感器6连接到视觉控制器，测距开关5连接到机器人控制器，到位检测开关4和安全门开关9连接到生产线PLC。

实施例2

一种机器人料箱抓件控制装置及方法，包括以下步骤：

1、读取生产线PLC断电、安全门开关、料箱到位检测开关变化、机器人断电的信息，判断是否断过电；

2、若断过电，快递移动到Mmax层探测位置；若没有断过电，判断其安全门是否打开过；

3、若开过，快递移动到Mmax层探测位置；若未开过，判断料箱是否移动过，读取料箱计数器值M；

4、若移动过，快递移动到Mmax层探测位置；若未移动过，判断M是否大于0，小于Nmax；

5、若不是，快递移动到Mmax层探测位置；若是，直接快速移动到M层拍照位置；

6、快递移动到Mmax层探测位置后，读取探测开关状态，如果不是ON则层数记数错误报警，否则慢速向下移动至探测开关OFF停止，读取机器人当前位置，根据当前位置值计算工件层数M值，快速移动到M层拍照位置；

7、根据拍照计算的位置偏差，修正抓件位置，移动机器人到抓件位置，抓取工件，M＝M-1，移动机器人。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种机器人料箱抓件控制装置，其特征在于：包括机器人(1)、机器人抓具(2)、料箱(3)、到位检测开关(4)、测距开关(5)、视觉传感器(6)、安全门开关(9)、生产线PLC、机器人控制器和视觉控制器；

所述机器人抓具(2)安装于工业机器人(1)末端，视觉传感器(6)和测距开关(5)安装于机器人抓具(2)上；

所述料箱(3)中放置钣金件；

所述机器人控制器与生产线PLC、视觉控制器之间以太网通信，视觉传感器(6)连接到视觉控制器，测距开关(5)连接到机器人控制器，到位检测开关(4)和安全门开关(9)连接到生产线PLC。

2.根据权利要求1所述的一种机器人料箱抓件控制装置，其特征在于：所述视觉传感器(6)和测距开关(5)安装于机器人抓具(2)底部。

3.根据权利要求1所述的一种机器人料箱抓件控制装置，其特征在于：钣金件分层放置在料箱(3)中，各层之间等距离放置。

4.根据权利要求1所述的一种机器人料箱抓件控制装置，其特征在于：所述机器人(1)外侧设置生产线围栏(7)，其上设有设有围栏安全门(8)和安全门开关(9)。

5.根据权利要求1所述的一种机器人料箱抓件控制装置，其特征在于：所述生产线PLC能够记录料箱(3)的到位检测开关(4)、安全门开关(9)的断电信息，并发送给机器人(1)。

6.根据权利要求1所述的一种机器人料箱抓件控制装置，其特征在于：所述机器人(1)能够记录断电信息及接收探测传感器状态。

7.一种机器人料箱抓件控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、读取生产线PLC断电、安全门开关(9)、料箱(3)到位检测开关(4)变化、机器人(1)断电的信息；

B、判断生产线PLC断电、安全门开关(9)、料箱(3)到位检测开关(4)变化、机器人(1)断电信息，如果曾经断电或开关有变化，则跳转到第五步；

C、判断生产线PLC断电、安全门开关(9)、料箱(3)到位检测开关(4)变化、机器人(1)断电信息，如果曾经断电或开关无变化，则读取料箱计数器值M；

D、判断工件计数器M是否大于0并小于最大层数，如果否则进入下一步；

E、移动机器人(1)到最顶层位置，读取探测开关状态，如果不是ON则给出报警，否则从最顶层开始逐层进行慢速移动和探测，移动过程中如果探测开关OFF，机器人停止运行，并根据机器人当前位置，计算工件的层数M；

F、移动机器人(1)到M层视觉检测位置，进行视觉拍照；

G、根据视觉检测的位置偏差，进行抓件位置调整，并抓取工件。

8.根据权利要求7所述的一种机器人料箱抓件控制方法，其特征在于，步骤B具体为：判断生产线PLC断电、安全门开关(9)、料箱(3)到位检测开关(4)变化、机器人(1)断电信息，若断过电，快递移动到Mmax层探测位置；若没有断过电，判断其安全门是否打开过。

9.根据权利要求7所述的一种机器人料箱抓件控制方法，其特征在于，步骤D具体为：若移动过，快递移动到Mmax层探测位置；若未移动过，判断M是否大于0，小于Nmax。

10.根据权利要求7所述的一种机器人料箱抓件控制方法，其特征在于，步骤G具体为：根据拍照计算的位置偏差，修正抓件位置，移动机器人到抓件位置，抓取工件，M＝M-1，移动机器人。

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