[发明专利]一种堆垛机器人夹持力动态匹配系统和方法

说明书

本发明公开了一种堆垛机器人夹持力动态匹配系统和方法，包括上位机PC、控制器、检测系统以及夹持器，所述检测系统包括视觉传感器、两个测距传感器S1以及加速度传感器S2，所述视觉传感器包括分别设置在工件运输带一侧和上方的水平视觉传感器Sh和竖直视觉传感器Sv，所述测距传感器S1和所述加速度传感器S2均设置在所述夹持器上，根据工件几何特征和纹理特征实现堆垛机器人夹持力动态自动匹配；本发明有效避免了工件动态拾取过程中的过夹持和欠夹持现象，对木工家具生产线智能化堆垛的节能降耗作业具有实际工程意义。

技术领域

本发明涉及机器人夹持力自动匹配技术领域，具体涉及一种堆垛机器人夹持力动态匹配系统和方法。

背景技术

近年来，国内外对木工工件堆垛作业的自动化和智能化作业需求不断增长。目前，节能降耗减排是工业生产的趋势，在生产作业过程中要避免能源浪费。但是，现有的堆垛机器人在夹持毛坯工件时，往往出现过夹持现象，即夹持力超过所需夹持力，造成不必要的能量损耗。因此，从实际情况出发，研制开发出一种稳定可靠、控制简便、紧凑实用的堆垛机器人夹持力自动匹配系统和方法，从而为智能化木工家具生产线的实现提供基础。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种堆垛机器人夹持力动态匹配系统和方法，其基于视觉传感器、测距传感器和加速度传感器协调作用，根据工件几何特征和纹理特征实现堆垛机器人夹持力动态自动匹配；有效避免了工件动态拾取过程中的过夹持和欠夹持现象，对木工家具生产线智能化堆垛的节能降耗作业具有实际工程意义。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种堆垛机器人夹持力动态匹配系统，包括上位机PC、控制器、检测系统以及夹持器，所述检测系统包括视觉传感器、两个测距传感器S1以及加速度传感器S2，所述视觉传感器包括分别设置在工件运输带一侧和上方的水平视觉传感器Sh和竖直视觉传感器Sv，所述测距传感器S1和所述加速度传感器S2均设置在所述夹持器上，所述上位机PC、所述夹持器、所述平视觉传感器Sh、所述竖直视觉传感器Sv、所述测距传感器S1以及所述加速度传感器S2均与所述控制器电性连接。

本发明还提供一种堆垛机器人夹持力动态匹配方法，具体包括以下步骤：

(1)初始化上述堆垛机器人夹持力匹配系统；

(2)获取工件的长度d1、宽度d2以及高度d3；

(3)计算工件的体积V＝d1*d2*d3；

(4)计算工件的质量m；

(5)计算夹持器的静态夹持力值F1；

(6)计算夹持器的动态夹持力值F2；

(7)基于测距传感器S1，检测工件在预提升过程中是否有滑移现象，如果出现滑移，通过控制器增大夹持器的夹持力度，从而实现夹持力自适应匹配。

优选地，步骤(2)中，通过水平视觉传感器Sh和竖直视觉传感器Sv获取工件的水平方向视图和竖直方向视图，传送至上位机PC后估算得到工件的长度d1、宽度d2以及高度d3。

优选地，步骤(4)中，通过步骤(2)获取的水平方向视图和竖直方向视图的纹理特征，上位机PC对比自身的特征库，获取工件的材料密度ρ，得到工件质量预估值m＝ρV。

优选地，步骤(5)中，通过步骤(2)获取的水平方向视图和竖直方向视图的纹理特征，上位机PC对比自身特征库，获取工件的摩擦系数f，得到静态夹持力值F1＝mg/f。

优选地，步骤(6)中，基于加速度传感器S2，通过控制器运算获取夹持器的竖直方向加速度a，得到动态夹持力值F2＝m(g+a)/f。