本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工廠機(jī)器人化水平的提高意味著減少受勞動(dòng)力市場波動(dòng)的影響。因此，在過去的幾年里，世界各地都在重振制造業(yè)，把曾經(jīng)外包到勞動(dòng)力成本較低地區(qū)的制造業(yè)收歸本土。此外，隨著機(jī)器人技術(shù)的成熟，機(jī)器變得更易于部署和維護(hù)，同時(shí)也更敏捷和靈活，使產(chǎn)品定制達(dá)到更高層次。

在機(jī)器人的控制技術(shù)方面，視覺、激光燈檢測和定位傳感器的引入使得機(jī)器人的自主作業(yè)成為可能。機(jī)器人控制系統(tǒng)既需要從抓取位置到安裝位置的大范圍檢測與定位，又要保證在不同的位置和距離時(shí)具有較高的定位精度，以保證最后產(chǎn)品的裝配精密度和質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠根據(jù)待裝配對象的位置和距離進(jìn)行自動(dòng)檢測和定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、自動(dòng)引導(dǎo)、自動(dòng)對準(zhǔn)和自動(dòng)插入組裝的功能，有效地實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)線上產(chǎn)品的高效組裝和裝配，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括：中央處理器、數(shù)據(jù)采集單元、微處理器、工業(yè)機(jī)器人、夾持單元、傳感單元；

所述微處理器與工業(yè)機(jī)器人連接，用于根據(jù)中央處理器發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令驅(qū)動(dòng)所述工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；

所述傳感單元包括：多個(gè)視覺傳感器、多個(gè)激光傳感器、多個(gè)溫濕度傳感器，視覺傳感器用于采集待裝配對象的視覺數(shù)據(jù)，激光傳感器用于采集待裝配對象的距離數(shù)據(jù)，溫濕度傳感器用于采集待裝配對象的溫度和濕度數(shù)據(jù)；

所述夾持單元用于根據(jù)中央處理器的控制實(shí)現(xiàn)對待裝配對象的夾持和裝配；

所述中央處理器與數(shù)據(jù)采集單元、微處理器和夾持單元連接，用于控制夾持單元對于待裝配對象進(jìn)行夾持，通過所述數(shù)據(jù)采集單元接收傳感單元采集到的多項(xiàng)數(shù)據(jù)，得到待裝配對象的位置和姿態(tài)信息，并根據(jù)待裝配對象的位置和姿態(tài)信息向微處理器發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令，用來控制所述工業(yè)機(jī)器人按照設(shè)定路徑運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)夾持單元運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述視覺傳感器包括第一視覺傳感器、第二視覺傳感器，所述第一視覺傳感器設(shè)于夾持單元的側(cè)邊中間部分，用于對待裝配對象進(jìn)行三維姿態(tài)的近距離測量；所述第二視覺傳感器設(shè)于夾持單元的側(cè)邊部分，用于對待裝配對象進(jìn)行三維姿態(tài)的遠(yuǎn)距離測量。

優(yōu)選地，所述激光傳感器包括第一激光傳感器、第二激光傳感器，分別設(shè)于夾持單元的側(cè)邊上。

優(yōu)選地，所述待裝配對象為兩個(gè)或兩個(gè)以上的待裝配對象。

優(yōu)選地，所述工業(yè)機(jī)器人為六自由度機(jī)器人、八自由度機(jī)器人或十自由度機(jī)器人。

優(yōu)選地，所述中央處理器包括：

控制模塊，用于控制夾持單元對待裝配對象進(jìn)行夾持；

規(guī)劃模塊，用于根據(jù)待裝配對象的位置和姿態(tài)信息規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑；

顯示模塊，用于提供人機(jī)交互接口。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)還包括：

通訊模塊，用于將中央處理器發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送至用戶的移動(dòng)終端。

優(yōu)選地，所述通訊模塊為wifi通訊模塊、3g/4g通訊模塊或zigbee通訊模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1.本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)待裝配對象的位置和距離進(jìn)行自動(dòng)檢測和定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、自動(dòng)引導(dǎo)、自動(dòng)對準(zhǔn)和自動(dòng)插入組裝的功能，有效地實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)線上產(chǎn)品的高效組裝和裝配，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。

2.本發(fā)明的工業(yè)化機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，傳感單元包括：多個(gè)視覺傳感器、多個(gè)激光傳感器、多個(gè)溫濕度傳感器，視覺傳感器包括第一視覺傳感器、第二視覺傳感器，激光傳感器包括第一激光傳感器、第二激光傳感器、第三激光傳感器，能夠全方位地分析和檢測工業(yè)機(jī)器人與待裝配對象的距離位置關(guān)系，精確地對距離姿態(tài)進(jìn)行估計(jì)判斷，在保證精確度的同時(shí)，提高了裝配效率，節(jié)約了人工成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模塊示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用于解釋本發(fā)明，但不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括：中央處理器1、數(shù)據(jù)采集單元2、微處理器3、工業(yè)機(jī)器人4、夾持單元5、傳感單元6。

所述微處理器3與工業(yè)機(jī)器人4連接，用于根據(jù)中央處理器1發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令驅(qū)動(dòng)所述工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

所述傳感單元6包括：多個(gè)視覺傳感器61、多個(gè)激光傳感器62、多個(gè)溫濕度傳感器63，視覺傳感器61用于采集待裝配對象的視覺數(shù)據(jù)，激光傳感器62用于采集待裝配對象的距離數(shù)據(jù)，溫濕度傳感器63用于采集待裝配對象的溫度和濕度數(shù)據(jù)。

所述夾持單元5用于根據(jù)中央處理器1的控制實(shí)現(xiàn)對待裝配對象的夾持和裝配。所述中央處理器1與數(shù)據(jù)采集單元2、微處理器3和夾持單元5連接，用于控制夾持單元5對于待裝配對象進(jìn)行夾持，通過所述數(shù)據(jù)采集單元2接收傳感單元6采集到的多項(xiàng)數(shù)據(jù)，得到待裝配對象的位置和姿態(tài)信息，并根據(jù)待裝配對象的位置和姿態(tài)信息向微處理器3發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令，用來控制所述工業(yè)機(jī)器人4按照設(shè)定路徑運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)夾持單元5運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例的一種工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括：中央處理器1、數(shù)據(jù)采集單元2、微處理器3、工業(yè)機(jī)器人4、夾持單元5、傳感單元6、通訊模塊7。

所述微處理器3與工業(yè)機(jī)器人4連接，用于根據(jù)中央處理器1發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令驅(qū)動(dòng)所述工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

所述傳感單元6包括：多個(gè)視覺傳感器61、多個(gè)激光傳感器62、多個(gè)溫濕度傳感器63，視覺傳感器61用于采集待裝配對象的視覺數(shù)據(jù)，激光傳感器62用于采集待裝配對象的距離數(shù)據(jù)，溫濕度傳感器63用于采集待裝配對象的溫度和濕度數(shù)據(jù)。

具體地，視覺傳感器61包括第一視覺傳感器611、第二視覺傳感器612，所述第一視覺傳感器611設(shè)于夾持單元的側(cè)邊中間部分，用于對待裝配對象進(jìn)行三維姿態(tài)的近距離測量；所述第二視覺傳感器612設(shè)于夾持單元的側(cè)邊部分，用于對待裝配對象進(jìn)行三維姿態(tài)的遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器62包括第一激光傳感器621、第二激光傳感622分別設(shè)于夾持單元的側(cè)邊上。

所述夾持單元5用于根據(jù)中央處理器1的控制實(shí)現(xiàn)對待裝配對象的夾持和裝配。所述中央處理器1與數(shù)據(jù)采集單元2、微處理器3和夾持單元5連接，用于控制夾持單元5對于待裝配對象進(jìn)行夾持，通過所述數(shù)據(jù)采集單元2接收傳感單元6采集到的多項(xiàng)數(shù)據(jù)，得到待裝配對象的位置和姿態(tài)信息，并根據(jù)待裝配對象的位置和姿態(tài)信息向微處理器3發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令，用來控制所述工業(yè)機(jī)器人4按照設(shè)定路徑運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)夾持單元5運(yùn)動(dòng)。待裝配對象為兩個(gè)或兩個(gè)以上的待裝配對象。工業(yè)機(jī)器人為六自由度機(jī)器人、八自由度機(jī)器人或十自由度機(jī)器人。

中央處理器1包括：控制模塊11，用于控制夾持單元對待裝配對象進(jìn)行夾持；規(guī)劃模塊12，用于根據(jù)待裝配對象的位置和姿態(tài)信息規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑；顯示模塊13，用于提供人機(jī)交互接口。通訊模塊7，用于將中央處理器1發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送至用戶的移動(dòng)終端。所述通訊模塊7為wifi通訊模塊、3g/4g通訊模塊或zigbee通訊模塊。

具體地，所述待裝配對象為兩個(gè)或多個(gè)，例如當(dāng)?shù)诙b配對象對準(zhǔn)之后插入到第二待裝配對象的第一待裝配對象，在這種情況下，夾持單元5夾持住第一待裝配對象，傳感單元6采集第二待裝配對象的測量數(shù)據(jù)，經(jīng)中央處理器1處理后，得到第二待裝配對象的位置和姿態(tài)信息數(shù)據(jù)，再通過微處理器3控制工業(yè)機(jī)器人4帶動(dòng)夾持單元5運(yùn)動(dòng)，以使夾持單元5所夾持的第一待裝配對象裝配到第二待裝配對象中去。

當(dāng)?shù)谝淮b配對象與第二待裝配對象的距離小于第一設(shè)定閾值時(shí)，利用第二視覺傳感器612對所述第二待裝配對象進(jìn)行近距離觀測，并將觀測信息反饋給所述中央處理器1，根據(jù)所述觀測信息計(jì)算得到所述第二待裝配對象的部分位姿信息。

多個(gè)激光傳感器采集第二待裝配對象相對于第一激光傳感器621到第二激光傳感器622的距離信息，并將采集到的信息反饋給所述中央處理器1，所述中央處理器1根據(jù)激光傳感器反饋的信息計(jì)算得到所述第二待裝配對象，在三個(gè)自由度上的位姿信息，得到的第二待裝配對象的部分位姿信息，即可得到所述第二待裝配對象的三維位姿信息，所述中央處理器1根據(jù)第二待裝配對象的三維位姿信息，對于所述工業(yè)機(jī)器人4的路徑再次進(jìn)行規(guī)劃，并向機(jī)器人微處理器3發(fā)送控制指令，控制工業(yè)機(jī)器人4進(jìn)行調(diào)整，直到第二視覺傳感器612檢測到的第二待裝配對象的三維位置與期望位姿之間的偏差，以及所述多個(gè)激光傳感器到的測量值與期望值之間的偏差小于第二設(shè)定閾值。

本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)待裝配對象的位置和距離進(jìn)行自動(dòng)檢測和定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、自動(dòng)引導(dǎo)、自動(dòng)對準(zhǔn)和自動(dòng)插入組裝的功能，有效地實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)線上產(chǎn)品的高效組裝和裝配，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。傳感單元包括：多個(gè)視覺傳感器、多個(gè)激光傳感器、多個(gè)溫濕度傳感器，視覺傳感器包括第一視覺傳感器、第二視覺傳感器，激光傳感器包括第一激光傳感器、第二激光傳感器、第三激光傳感器，能夠全方位地分析和檢測工業(yè)機(jī)器人與待裝配對象的距離位置關(guān)系，精確地對距離姿態(tài)進(jìn)行估計(jì)判斷，在保證精確度的同時(shí)，提高了裝配效率，節(jié)約了人工成本。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。