[发明专利]一种机器人平面作业点快速定位系统及其快速定位方法

说明书

本发明公开了一种机器人平面作业点快速定位系统及其快速定位方法，属于机器人技术领域。所述定位系统包括工作台、摄像头、机器人本体、控制装置以及上位机；摄像头通过支架安装于工作台顶面，所述摄像头位于工件放置部的上方且其镜头朝向所述工件放置部；所述基座固定设于所述工作台顶面，所述第一关节臂的下端水平转动安装于所述基座的上端面；所述的第二关节臂的下端竖直转动安装于所述第一关节臂的上端，所述第四关节臂的头端安装于所述第三关节臂尾端的转轴上；所述第五关节臂的头端转动安装于第四关节臂的尾端。本发明不需手动示教，适用于工艺要求简单，工件结构简单、作业轨迹简单以及作业点位分布简单的工况，定位准确和效率高。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其是一种机器人平面作业点快速定位系统及其快速定位方法。

背景技术

工业机器人在自动化生产线中的应用，其中最重要的一项工作就是针对具体工位的工艺需求设计工业机器人作业逻辑、末端工具的轨迹规划，以及末端工具TCP的作业点位的测量等。怎样高效地测量工业机器人工具的作业点位也成为了工业机器人应用中非常重要的一项技术。从目前制造业中工业机器人末端工具的作业点位测量技术的应用来分析，常见以下三种技术手段：

1.现场示教，记录作业点位数据。这种方法不需要额外的设备，但一般需要能熟练操作机器人的技术员，利用工业机器人配备的示教器进行现场人工不断地调试，且对工件的固定设备要求较高，是一种繁琐且耗时的方法，其效率及准确度很大程度上取决于技术员，在微调产品工艺情况下，需停机重新示教，缺乏一定的灵捷性。

2.利用3D建模进行机器人生产仿真，最后在建设现场调试、校准末端工具的作业点位。这种方法前期需要做大量的3D建模工作，在仿真软件中开发机器人程序、仿真动画等，在完成仿真后，仍然需要技术员进行现场调试、校正，比起第一种方法，其调试、校正时间大大减少。多应用于工件结构较为复杂，作业点位较多，作业轨迹要求较高等环境，其对环境建模的准确度要求较高，否则第二阶段的现场调试、校正更耗时。该方法周期相对长，成本较高，更多用于整个生产线的建设，或者制作单元升级等，不适合工艺要求简单，工件结构简单、作业轨迹简单，作业点位分布简单的情况。

3.利用视觉系统进行定位，直接生产点位数据。这种方法利用图像特征识别、视觉定位等技术对工件或工件孔位等进行识别、定位，该方法具有较高的灵捷性，能很好地支持同种产品不同规格混合生产的环境，但其作业点位计算的精准度取决识别算法的优化程度及环境情况。由于实时识别，易受影响，比如工件表面情况，环境的明亮度等。目前更多用于对工件的定位。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种机器人平面作业点快速定位系统及其快速定位方法，该系统及其定位方法不需手动示教，适用于工艺要求简单，工件结构简单、作业轨迹简单以及作业点位分布简单的工况，定位准确和效率高。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种机器人平面作业点快速定位系统，包括

工作台，其顶面设有工件放置部；

摄像头，其通过支架安装于工作台顶面，所述摄像头位于工件放置部的上方且其镜头朝向所述工件放置部；

机器人本体,其设于工作台顶面并位于工件放置部的一侧，所述机器人本体包括基座、第一关节臂、第二关节臂、第三关节臂、第四关节臂和第五关节臂；所述基座固定设于所述工作台顶面，所述第一关节臂的下端水平转动安装于所述基座的上端面；所述的第二关节臂的下端竖直转动安装于所述第一关节臂的上端；所述的第三关节臂的一端竖直转动安装于所述第二关节臂的上端，所述第三关节臂的另一端转动安装有转轴；所述第四关节臂的一端安装于所述转轴上；所述第五关节臂的一端转动安装于第四关节臂远离转轴的一端，且第五关节臂能够于第四关节臂所在的平面相对于第四关节臂摆动，所述第五关节的尾部设有定位部，用于在工件表面标记出定位点；