[发明专利]基于“对准-趋近-抓取”的零件抓取装置的控制方法

说明书

本发明属于精密装配技术领域，具体提供了一种基于“对准‑趋近‑抓取”的零件抓取装置的控制方法。为了解决现有的零件抓取方法的工作量大、精度低、系统复杂、误差大的问题，本发明的控制方法包括：步骤S100：对准阶段，调整末端执行器的位置使待抓取零件的图像特征与预设的图像特征的偏差小于预设阈值；步骤S200：趋近阶段，按照设定的位置调整量移动末端执行器以使夹持器到达待抓取零件的位置；步骤S300：抓取阶段，控制夹持器抓取待抓取零件。该控制方法的系统算法相对简单，计算量小，操作简单，并且通过减小零件的图像特征与预设图像特征的偏差实现视觉系统与零件的对准，对准精度高，减小了夹持器抓取零件时的误差。

技术领域

本发明属于精密装配技术领域，具体提供了一种基于“对准-趋近-抓取”的零件抓取装置的控制方法。

背景技术

随着微机电系统的快速发展，对微小型零件装配系统的自动化程度要求越来越高。而零件的自动抓取操作是实现自动化装配的基础，高效、实用的自动抓取技术在缩短装配周期、降低成本等方面具有重要意义。为了走向全面实用化，精密装配系统在效率、精度和适应性等方面的提升成为眼下研究的焦点。具体而言，实用化的精密装配技术需要具有批量化的生产能力。视觉感知与测量系统具有非接触、精度高、信息量大等优点，这使得其成为助力精密装配技术全面实用化最具潜力的传感手段。

目前用于精密装配的抓取操作流程往往比较复杂，并且实用性程度普遍不高。其中常用的抓取方法是先借助视觉系统对零件定位，然后根据零件位置信息控制机器人末端执行器趋近零件并抓取。该抓取方法需要先对视觉系统的内参、外参和畸变参数进行标定，然后通过视觉系统获取待抓取零件的图像，并根据获取的图像的参数进行相应的计算和变换，获取待抓取零件的位置，再控制机器人的末端执行器移动至待抓取零件对待抓取零件进行抓取。不过，视觉系统的内参、外参和畸变参数的标定工作量比较大，并且不同标定方法得出的标定结果的精度不同，标定结果误差对视觉系统的准确性影响较大，根据视觉系统获取的待抓取零件的图像的参数获取待抓取零件的位置的精度较低，并且每次抓取零件的过程中都需要进行大量的位置坐标计算和变换，系统复杂，计算量较大。

相应地，本领域需要一种新的零件抓取方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的零件抓取方法的工作量大、精度低、系统复杂、误差大的问题，本发明提供了一种基于“对准-趋近-抓取”的零件抓取装置的控制方法，所述抓取装置包括机器人、固定于所述机器人的末端执行器上的能够获取待抓取零件的视觉系统和能够对所述待抓取零件执行抓取动作的夹持器，所述控制方法包括：步骤S100：对准阶段，调整所述末端执行器的位置使所述待抓取零件的图像特征与预设的图像特征的偏差小于预设阈值；步骤S200：趋近阶段，按照设定的位置调整量移动所述末端执行器以使所述夹持器到达所述待抓取零件的位置；步骤S300：抓取阶段，控制所述夹持器抓取所述待抓取零件。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述夹持器配置有吸附泵，所述待抓取零件为内部中空结构，步骤S300具体包括：所述夹持器借助于所述吸附泵对所述内部中空结构施加的真空吸附力抓取所述待抓取零件。

在上述控制方法的优选技术方案中，步骤S100具体包括：步骤S110：获取所述待抓取零件的图像特征；步骤S120：判断所述待抓取零件的图像特征与所述预设的图像特征的偏差是否小于所述预设阈值，若是则执行步骤S200，若否则执行步骤S130；步骤S130：调整所述末端执行器的位置并返回步骤S110。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述图像特征包括图像点特征和图像面积特征，步骤S120具体包括：判断所述待抓取零件的图像点特征与预设的图像点特征的偏差以及待抓取零件的图像面积特征与预设的图像面积特征的偏差是否小于相应的预设阈值。

在上述控制方法的优选技术方案中，在步骤S100中，“调整所述末端执行器的位置”的位置改变量由以下模型确定：