基于机器视觉的机器人运动控制系统的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的机器人运动控制系统。

背景技术：

目前广泛应用的机器人为示教再现型机器人，这类机器人示教过程是由使用者引导机器人一步步预先按实际任务操作，机器人在引导过程中自动记忆被示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、工艺规范等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教后，只需给机器人一条启动命令，机器人将精准地按照示教动作再现于实际生产中。

然而该类机器人仅能在严格定义的结构化环境中执行预定指令动作，缺乏对环境的感知与应变能力，这极大地限制了机器人的应用，尤其是上下料应用，传统的示教再现型机器人已无法满足目前工业自动化的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的示教再现型机器人所存在的上述缺点，而提供一种基于机器视觉的机器人运动控制系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

基于机器视觉的机器人运动控制系统，其特征在于，它包括机器人、视觉定位系统和控制机器人动作的运动控制系统，所述的视觉定位系统包括定位CCD相机和集成有图像采集模块及图像数据处理模块的工控机，图像采集模块与定位CCD相机连接，定位CCD相机设置在机器人上，其能对工作区工件进行拍摄获取图像并将该图像输送给图像采集模块，图像经A/D转换成数字信号传送给图像数据处理模块供图像数据处理模块处理、储存及输送，图像数据处理模块与运动控制系统连接用于控制机器人空间位置。

在上述的基于机器视觉的机器人运动控制系统中，所述的运动控制系统包括依次连接的可编程控制器、伺服驱动器及伺服电机，可编程控制器与上述的图像数据处理模块连接。

在上述的基于机器视觉的机器人运动控制系统中，所述的机器人为直角坐标机器人，其设置在一基座上，机器人的本体上设置有抓料装置，抓料装置下方设置有工件周转箱，基座的一侧设置有工件放置台，基座上设置有驱动抓料装置相对于基座上下、左右及前后运动上下驱动机构、左右驱动机构及前后驱动机构。

在上述的基于机器视觉的机器人运动控制系统中，所述的图像采集模块为图像采集卡。

在上述的基于机器视觉的机器人运动控制系统中，所述的定位CCD相机通过GIGE接口与上述图像采集卡连接。

在上述的基于机器视觉的机器人运动控制系统中，所述的工件放置台上设置有缺陷检测CCD相机，该缺陷检测CCD相机设置在工件放置台的末端。

与现有技术相比，本实用新型通过设置机器人、视觉定位系统和控制机器人动作的运动控制系统，能够快速准确地得到工件偏移数据，进行数据识别和计算，再通过控制机器人实时运动以消除此误差，满足工业机器人自定位的要求。

附图说明

图1为本实用新型机器人、视觉定位系统及运动控制系统之间的连接关系示意图。

图2为本实用新型的机器人的结构示意图。

图中，1、定位CCD相机；2、基座；3、左支撑架；4、右支撑架；5、水平横梁；6、工件周转箱；7、工件放置台；8、缺陷检测CCD相机；9、左右伺服电机；10、第一运动平台；11、第二运动平台；12、升降伺服电机；13、竖直横梁；14、第三运动平台；15、工件抓手；16、旋转伺服电机。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本实用新型提供的基于机器视觉的机器人运动控制系统，它包括机器人、视觉定位系统和控制机器人动作的运动控制系统。

视觉定位系统包括定位CCD相机1和集成有图像采集模块及图像数据处理模块的工控机。图像采集模块与定位CCD相机1连接，定位CCD相机1设置在机器人上，其能对工作区工件进行拍摄获取图像并将该图像输送给图像采集模块。图像采集模块为图像采集卡，定位CCD相机1通过GIGE接口与上述图像采集卡连接。

图像经A/D转换成数字信号传送给图像数据处理模块供图像数据处理模块处理、储存及输送，图像数据处理模块与运动控制系统连接用于控制机器人空间位置。

如图2所示，本实用新型的机器人为直角坐标机器人，它包括基座2及抓料装置。基座2包括左支撑架3和右支撑架4，左支撑架3和右支撑架4下端固定在地面上，左支撑架3和右支撑架4的上端架设有一水平横梁5。基座2由铝型材制备而成。

抓料装置下方设置有工件周转箱6，工件周转箱6设置在一传送带上，图2所示的左支撑架3上水平设置有工件放置台7。工件放置台7上设置有缺陷检测CCD相机8，该缺陷检测CCD相机8设置在工件放置台7的末端。

本实用新型的机器人还包括有驱动抓料装置相对于基座2上下、左右及前后运动上下驱动机构、左右驱动机构及前后驱动机构。抓料装置能对工件周转箱6和工件放置台7上的工件进行互相传送。

左右驱动机构包括第一滚珠螺杆机构及左右伺服电机9，第一滚珠螺杆机构包括螺杆及螺母套。上述水平横梁5上设置有第一水平直线导轨，第一水平直线导轨上滑动地设置有第一运动平台10。第一运动平台10与螺母套固接，左右伺服电机9驱动螺杆转动，第一运动平台10通过第一滚珠螺杆机构在上述第一水平直线导轨上左右来回运动。

前后驱动机构包括前后伺服电机(图中未示出)、第二滚珠螺杆机构及第二运动平台11。上述第一运动平台10上设置有第二水平直线导轨，第二水平直线导轨与第一水平直线导轨相垂直设置。第二运动平台11滑动的设置在第二水平直线导轨上并在第二滚珠螺杆机构作用下相对第二水平直线导轨前后运动(如图2所示)。

升降驱动机构包括升降伺服电机12、第三滚珠螺杆机构及第三运动平台14。上述第二平台上固设有竖直横梁13，竖直横梁13上设置有竖直直线导轨，第三运动平台14滑动地设置在竖直直线导轨上并在第三滚珠螺杆机构作用下相对竖直直线导轨上下运动。上述定位CCD相机1设置在第三运动平台14上，且能相对第三运动平台14竖直上下运动。

本实用新型的抓料装置设置在第三运动平台14上，该抓料装置包括旋转伺服电机16、蜗轮蜗杆、转动平台及设置在转动平台下部的工件抓手15，蜗轮蜗杆与转动平台连接，旋转伺服电机16通过联轴器带动蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆能带动转动平台转动。

本实用新型的运动控制系统包括可编程控制器及伺服驱动器，可编程控制器与上述的图像数据处理模块连接。伺服驱动器与上述左右伺服电机9、升降伺服电机12、前后伺服电机机及旋转伺服电机16连接。

应该理解，在本实用新型的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。