一种工业机器人的自动化控制系统的制作方法

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种工业机器人的自动化控制系统。

背景技术：

工厂机器人化水平的提高意味着减少受劳动力市场波动的影响。因此，在过去的几年里，世界各地都在重振制造业，把曾经外包到劳动力成本较低地区的制造业收归本土。此外，随着机器人技术的成熟，机器变得更易于部署和维护，同时也更敏捷和灵活，使产品定制达到更高层次。

在机器人的控制技术方面，视觉、激光灯检测和定位传感器的引入使得机器人的自主作业成为可能。机器人控制系统既需要从抓取位置到安装位置的大范围检测与定位，又要保证在不同的位置和距离时具有较高的定位精度，以保证最后产品的装配精密度和质量。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种工业机器人的自动化控制系统，该控制系统能够根据待装配对象的位置和距离进行自动检测和定位，实现自动抓取、自动引导、自动对准和自动插入组装的功能，有效地实现工业生产线上产品的高效组装和装配，大大提高了工业生产的效率。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种工业机器人的自动化控制系统，包括：中央处理器、数据采集单元、微处理器、工业机器人、夹持单元、传感单元；

所述微处理器与工业机器人连接，用于根据中央处理器发出的运动指令驱动所述工业机器人运动；

所述传感单元包括：多个视觉传感器、多个激光传感器、多个温湿度传感器，视觉传感器用于采集待装配对象的视觉数据，激光传感器用于采集待装配对象的距离数据，温湿度传感器用于采集待装配对象的温度和湿度数据；

所述夹持单元用于根据中央处理器的控制实现对待装配对象的夹持和装配；

所述中央处理器与数据采集单元、微处理器和夹持单元连接，用于控制夹持单元对于待装配对象进行夹持，通过所述数据采集单元接收传感单元采集到的多项数据，得到待装配对象的位置和姿态信息，并根据待装配对象的位置和姿态信息向微处理器发送运动指令，用来控制所述工业机器人按照设定路径运动，并带动夹持单元运动。

优选地，所述视觉传感器包括第一视觉传感器、第二视觉传感器，所述第一视觉传感器设于夹持单元的侧边中间部分，用于对待装配对象进行三维姿态的近距离测量；所述第二视觉传感器设于夹持单元的侧边部分，用于对待装配对象进行三维姿态的远距离测量。

优选地，所述激光传感器包括第一激光传感器、第二激光传感器，分别设于夹持单元的侧边上。

优选地，所述待装配对象为两个或两个以上的待装配对象。

优选地，所述工业机器人为六自由度机器人、八自由度机器人或十自由度机器人。

优选地，所述中央处理器包括：

控制模块，用于控制夹持单元对待装配对象进行夹持；

规划模块，用于根据待装配对象的位置和姿态信息规划工业机器人的运动路径；

显示模块，用于提供人机交互接口。

优选地，所述控制系统还包括：

通讯模块，用于将中央处理器发出的运动指令发送至用户的移动终端。

优选地，所述通讯模块为wifi通讯模块、3g/4g通讯模块或zigbee通讯模块。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的工业机器人的自动化控制系统，能够根据待装配对象的位置和距离进行自动检测和定位，实现自动抓取、自动引导、自动对准和自动插入组装的功能，有效地实现工业生产线上产品的高效组装和装配，大大提高了工业生产的效率。

2.本发明的工业化机器人的自动化控制系统，传感单元包括：多个视觉传感器、多个激光传感器、多个温湿度传感器，视觉传感器包括第一视觉传感器、第二视觉传感器，激光传感器包括第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器，能够全方位地分析和检测工业机器人与待装配对象的距离位置关系，精确地对距离姿态进行估计判断，在保证精确度的同时，提高了装配效率，节约了人工成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种工业机器人的自动化控制系统的模块示意图；

图2为本发明实施例2的一种工业机器人的自动化控制系统的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加明白，下面结合实施例和附图，对本发明的实施例做进一步详细的说明。在此，本发明的示意性实施例以及说明用于解释本发明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种工业机器人的自动化控制系统，包括：中央处理器1、数据采集单元2、微处理器3、工业机器人4、夹持单元5、传感单元6。

所述微处理器3与工业机器人4连接，用于根据中央处理器1发出的运动指令驱动所述工业机器人运动。

所述传感单元6包括：多个视觉传感器61、多个激光传感器62、多个温湿度传感器63，视觉传感器61用于采集待装配对象的视觉数据，激光传感器62用于采集待装配对象的距离数据，温湿度传感器63用于采集待装配对象的温度和湿度数据。

所述夹持单元5用于根据中央处理器1的控制实现对待装配对象的夹持和装配。所述中央处理器1与数据采集单元2、微处理器3和夹持单元5连接，用于控制夹持单元5对于待装配对象进行夹持，通过所述数据采集单元2接收传感单元6采集到的多项数据，得到待装配对象的位置和姿态信息，并根据待装配对象的位置和姿态信息向微处理器3发送运动指令，用来控制所述工业机器人4按照设定路径运动，并带动夹持单元5运动。

实施例2

如图2所示，本实施例的一种工业机器人的自动化控制系统，包括：中央处理器1、数据采集单元2、微处理器3、工业机器人4、夹持单元5、传感单元6、通讯模块7。

所述微处理器3与工业机器人4连接，用于根据中央处理器1发出的运动指令驱动所述工业机器人运动。

所述传感单元6包括：多个视觉传感器61、多个激光传感器62、多个温湿度传感器63，视觉传感器61用于采集待装配对象的视觉数据，激光传感器62用于采集待装配对象的距离数据，温湿度传感器63用于采集待装配对象的温度和湿度数据。

具体地，视觉传感器61包括第一视觉传感器611、第二视觉传感器612，所述第一视觉传感器611设于夹持单元的侧边中间部分，用于对待装配对象进行三维姿态的近距离测量；所述第二视觉传感器612设于夹持单元的侧边部分，用于对待装配对象进行三维姿态的远距离测量。激光传感器62包括第一激光传感器621、第二激光传感622分别设于夹持单元的侧边上。

所述夹持单元5用于根据中央处理器1的控制实现对待装配对象的夹持和装配。所述中央处理器1与数据采集单元2、微处理器3和夹持单元5连接，用于控制夹持单元5对于待装配对象进行夹持，通过所述数据采集单元2接收传感单元6采集到的多项数据，得到待装配对象的位置和姿态信息，并根据待装配对象的位置和姿态信息向微处理器3发送运动指令，用来控制所述工业机器人4按照设定路径运动，并带动夹持单元5运动。待装配对象为两个或两个以上的待装配对象。工业机器人为六自由度机器人、八自由度机器人或十自由度机器人。

中央处理器1包括：控制模块11，用于控制夹持单元对待装配对象进行夹持；规划模块12，用于根据待装配对象的位置和姿态信息规划工业机器人的运动路径；显示模块13，用于提供人机交互接口。通讯模块7，用于将中央处理器1发出的运动指令发送至用户的移动终端。所述通讯模块7为wifi通讯模块、3g/4g通讯模块或zigbee通讯模块。

具体地，所述待装配对象为两个或多个，例如当第二待装配对象对准之后插入到第二待装配对象的第一待装配对象，在这种情况下，夹持单元5夹持住第一待装配对象，传感单元6采集第二待装配对象的测量数据，经中央处理器1处理后，得到第二待装配对象的位置和姿态信息数据，再通过微处理器3控制工业机器人4带动夹持单元5运动，以使夹持单元5所夹持的第一待装配对象装配到第二待装配对象中去。

当第一待装配对象与第二待装配对象的距离小于第一设定阈值时，利用第二视觉传感器612对所述第二待装配对象进行近距离观测，并将观测信息反馈给所述中央处理器1，根据所述观测信息计算得到所述第二待装配对象的部分位姿信息。

多个激光传感器采集第二待装配对象相对于第一激光传感器621到第二激光传感器622的距离信息，并将采集到的信息反馈给所述中央处理器1，所述中央处理器1根据激光传感器反馈的信息计算得到所述第二待装配对象，在三个自由度上的位姿信息，得到的第二待装配对象的部分位姿信息，即可得到所述第二待装配对象的三维位姿信息，所述中央处理器1根据第二待装配对象的三维位姿信息，对于所述工业机器人4的路径再次进行规划，并向机器人微处理器3发送控制指令，控制工业机器人4进行调整，直到第二视觉传感器612检测到的第二待装配对象的三维位置与期望位姿之间的偏差，以及所述多个激光传感器到的测量值与期望值之间的偏差小于第二设定阈值。

本发明的工业机器人的自动化控制系统，能够根据待装配对象的位置和距离进行自动检测和定位，实现自动抓取、自动引导、自动对准和自动插入组装的功能，有效地实现工业生产线上产品的高效组装和装配，大大提高了工业生产的效率。传感单元包括：多个视觉传感器、多个激光传感器、多个温湿度传感器，视觉传感器包括第一视觉传感器、第二视觉传感器，激光传感器包括第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器，能够全方位地分析和检测工业机器人与待装配对象的距离位置关系，精确地对距离姿态进行估计判断，在保证精确度的同时，提高了装配效率，节约了人工成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。