[发明专利]一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统的工作方法

说明书

本发明公开了一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统的工作方法，包括视觉识别相机、视觉定位相机、多轴捆扎机器人和控制系统，所述视觉识别相机获取所需捆扎钢筋网片全局数据，形成横纵钢筋网片的十字交叉点数据；所述视觉定位相机获取横纵钢筋网片上全部的十字交叉点沿竖直方向的位置信息；所述多轴捆扎机器人根据规划好的捆扎路径进行钢筋捆扎。本发明所述的多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统，通过运动控制算法计算出目标捆扎点的三维坐标和钢筋捆扎机的旋转角度，然后依次发给运动控制器，将钢筋捆扎机移动到捆扎点上方，进行捆扎。工作方法简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

技术领域

本发明属于先进制造及自动化技术领域，特别涉及一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统。本发明还涉及一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统的工作方法。

背景技术

目前行业内的钢筋捆扎大多由人工借助普通工具或者半自动工具完成，工作效率依赖工人的熟练度以及人员数量；少部分工厂用焊接好的钢筋网片代替部分钢筋捆扎，但无法解决桁架筋的捆扎；国内一些企业采用关节臂钢筋捆扎机器人，自由度高，适应能力强，但成本高且作业区域有限，无法提供多捆扎点同时独立捆扎；日本采用轮式钢筋捆扎的行走机器人适合固定场地固定间距的钢筋捆扎，但不适合模台流水线上的生产情况。

综合上述情况，结合建筑行业钢筋的特点，钢筋捆扎过程中主要有如下难点：

1、钢筋间距不同

目前行业内钢筋间距没有统一的标准，从图纸设计，工艺设计到现场施工，各厂家的差异性很大，所以目前国外行业内的轮式行走捆扎机器人只能应对固定间距的捆扎需求，对于国内的这种非标间距，无法解决。我们采取地轨桁架的方式，通过钢筋捆扎机Y轴全行程都可运行的设计，可满足各种钢筋间距的需求。

2、消耗人工多，效率低

在产线上，往往通过多人协作捆扎同一个构件来降低作业时间，时间成本下降了，但人力成本不可避免的上升。国内的关节臂机器人为了提高效率，会在执行末端安装多个钢筋捆扎机，但钢筋捆扎机之前不能同时独立工作，我们采用在同一根横梁上，安装三个垂直手臂配有钢筋捆扎机，三个钢筋捆扎机在各自行程内独立运动，互不影响。

3、轮式机器人不适合流水线生产，关节臂机器人工作区域有限我们采用的固定地轨桁架的方式，模台可以从两个地轨之间流转；桁架横梁宽度大于模台宽度，长度可与模台相等，因此可以作业范围可满足所有类型的钢筋网片生产需求。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统，解决了现有技术中需要进行大面积的钢筋捆扎作业时，现有的无论是人工进行捆扎还是采用手持式钢筋捆扎机进行捆扎，都需要浪费大量人力，造成劳动资源浪费的问题。另外提供一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

技术方案：一种多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统，包括视觉识别相机、视觉定位相机、多轴捆扎机器人和控制系统，所述视觉识别相机和视觉定位相机设置在桁架或者多轴捆扎机器人上，所述视觉识别相机、视觉定位相机和多轴捆扎机器人均与控制系统连接；所述视觉识别相机获取所需捆扎钢筋网片全局数据，经过控制系统的图像处理模块生成捆扎节点工艺文档，控制系统再经过路径规划模块规划捆扎路径，即识别二维坐标，也就是XY坐标，形成横纵钢筋网片的十字交叉点数据；所述视觉定位相机根据视觉识别相机获取的所需捆扎钢筋网片全局数据的二维坐标信息，能识别深度信息也就是Z坐标，即获取横纵钢筋网片上全部的十字交叉点沿竖直方向的位置信息；所述多轴捆扎机器人根据规划好的捆扎路径进行钢筋捆扎，同时绘制已捆扎数据图，与工艺数据进行比较，形成闭环控制。

进一步的，上述的多轴机器人的点阵式钢筋捆扎系统，所述控制系统进行捆扎点坐标转换的算法为：

以O点建立坐标系，设A点为实际捆扎点，C点为钢筋捆扎机旋转基点：