一种模块化机器人执行工具的制作方法

1.本发明涉及自动化工序技术领域，特别是涉及一种模块化机器人执行工具。


背景技术：

2.机器人(robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作
3.现有的工业机器人执行器体型庞大，功能单一，成本较高，且不便于实现拆卸、安装以及后期的维护保养等工作。
4.基于此，本发明设计了一种模块化机器人执行工具，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.为了解决目前工业机器人执行器体型庞大，功能单一，成本较高，且不便于实现拆卸、安装以及后期的维护保养等工作的问题，本发明的目的是提供一种模块化机器人执行工具。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种模块化机器人执行工具，包括工业机器人、机器人法兰、基础模块以及安装在基础模块上的执行器模块，所述基础模块通过机器人法兰与工业机器人的执行端相连接，所述基础模块可通过工业机器人从连接的机器人法兰上接收总线通讯、电源以及气源；所述执行器模块用于通过基础模块控制完成自动化工序。
8.优选的，所述执行器模块包括通过执行电信号连接的电动控制模块以及通过执行气控制信号连接的气动控制模块。
9.优选的，所述电动控制模块包括伺服手抓执行器和拧螺丝执行器。
10.优选的，所述气动控制模块包括启动手抓执行器和气动吸取执行器。
11.优选的，所述执行器模块还包括集成视觉系统，所述集成视觉系统用于采集单目图像，进行预处理，提取特征点，并记录特征点的灰度值、相邻像素灰度值及相应灰度变化的一阶二阶导数，组成独特的特征表示矩阵。并根据预存的对比图像计算各个特征点表示矩阵之间的欧拉距离，实现匹配和识别。
12.优选的，所述基础模块可以控制输入仅为直流电源、工业总线以及气源，并能通过所述集成视觉系统监听各种状态。
13.优选的，所述气动控制模块包括电磁阀、真空发生器和气压传感器，且所述电磁阀的数量至少为两种，且当valve1打开valve2关闭时，气流通过真空发生器，在cup处产生真空；当valve1关闭valve2打开时在cup处形成正压，实现吹扫。
14.与现有技术相比，本发明实现的有益效果：本发明的执行器广泛适用于多种工业机器人，具有体积小，集成度高，多功能等特点，成本低廉，安装维护方便，能实现物料识别、抓取、搬运、组装等自动化工序。
附图说明
15.以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
16.图1为本发明的结构示意图；
17.图2为本发明系统模块框架图；
18.图3为本发明基础模块控制图；
19.图4为本发明气动控制模块控制图；
20.图5为本发明集成视觉系统框架图。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
22.请参阅图1至图5。本发明提供一种技术方案：一种模块化机器人执行工具，包括工业机器人、机器人法兰、基础模块以及安装在基础模块上的执行器模块，所述基础模块通过机器人法兰与工业机器人的执行端相连接，所述基础模块可通过工业机器人从连接的机器人法兰上接收总线通讯、电源以及气源；所述执行器模块用于通过基础模块控制完成自动化工序，通过在工业机器人上传输总线通讯、电源以及气源，通过机器人法兰传输至基础模块上，通过基础模块控制执行器模块各个复杂的自动化工作。
23.更进一步的实施方式为，所述执行器模块包括通过执行电信号连接的电动控制模块以及通过执行气控制信号连接的气动控制模块；便于实现将电信号以及气动信号进行分类控制。
24.更进一步的实施方式为，所述电动控制模块包括伺服手抓执行器和拧螺丝执行器；通过电信号可以实现对伺服手抓执行器和拧螺丝执行器进行控制。
25.更进一步的实施方式为，所述气动控制模块包括启动手抓执行器和气动吸取执行器；通过气动信号可以对手抓执行器和气动吸取执行器进行控制。
26.更进一步的实施方式为，所述执行器模块还包括集成视觉系统，所述集成视觉系统用于采集单目图像，进行预处理，提取特征点，并记录特征点的灰度值、相邻像素灰度值及相应灰度变化的一阶二阶导数，组成独特的特征表示矩阵。并根据预存的对比图像计算各个特征点表示矩阵之间的欧拉距离，实现匹配和识别；如图5所示，利用smart camera，实现独立的视觉识别以及运算。该camera仅需电源输入和总线通讯，具有独立运算能力，能通过总线进行配置和输出计算结果。该camera具有集成的镜头和光源，并且识别成功后，输出相应的对象坐标，以指导机器人执行定位或其他具体操作。
27.更进一步的实施方式为，所述基础模块可以控制输入仅为直流电源、工业总线以及气源，并能通过所述集成视觉系统监听各种状态；如图3所示，该模块具有集成化的系统控制，即输入仅为直流电源、工业总线和气源，所有处理操作均在基础模块内部实现。用户通过总线控制基础模块，可实现多种功能的控制，并且能监控各种状态。
28.更进一步的实施方式为，所述气动控制模块包括电磁阀、真空发生器和气压传感器，且所述电磁阀的数量至少为两种，且当valve1打开valve2关闭时，气流通过真空发生器，在cup处产生真空；当valve1关闭valve2打开时在cup处形成正压，实现吹扫；如图4所示，气动模块利用集成化程度较高，体积较小的电磁阀，真空发生器和气压传感器组成。气
动模块非常小巧，加上过滤器和吸盘，能实现对物体的吸取，吹扫和气压检测等功能。值得一提的是，当物体重量很轻的时候容易粘附在吸盘上，通过吹扫功能方便的将物体脱离。通过两个电磁阀和真空发生器即可实现吸取和吹扫功能。
29.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
30.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种模块化机器人执行工具，其特征在于：包括工业机器人、机器人法兰、基础模块以及安装在基础模块上的执行器模块，所述基础模块通过机器人法兰与工业机器人的执行端相连接，所述基础模块可通过工业机器人从连接的机器人法兰上接收总线通讯、电源以及气源；所述执行器模块用于通过基础模块控制完成自动化工序。2.根据权利要求1所述的一种模块化机器人执行工具，其特征在于：所述执行器模块包括通过执行电信号连接的电动控制模块以及通过执行气控制信号连接的气动控制模块。3.根据权利要求2所述的一种模块化机器人执行工具，其特征在于：所述电动控制模块包括伺服手抓执行器和拧螺丝执行器。4.根据权利要求2所述的一种模块化机器人执行工具，其特征在于：所述气动控制模块包括启动手抓执行器和气动吸取执行器。5.根据权利要求3或4所述的一种模块化机器人执行工具，其特征在于：所述执行器模块还包括集成视觉系统，所述集成视觉系统用于采集单目图像，进行预处理，提取特征点，并记录特征点的灰度值、相邻像素灰度值及相应灰度变化的一阶二阶导数，组成独特的特征表示矩阵。并根据预存的对比图像计算各个特征点表示矩阵之间的欧拉距离，实现匹配和识别。6.根据权利要求5所述的一种模块化机器人执行工具，其特征在于：所述基础模块可以控制输入仅为直流电源、工业总线以及气源，并能通过所述集成视觉系统监听各种状态。7.根据权利要求2所述的一种模块化机器人执行工具，其特征在于：所述气动控制模块包括电磁阀、真空发生器和气压传感器，且所述电磁阀的数量至少为两种，且当valve1打开valve2关闭时，气流通过真空发生器，在cup处产生真空；当valve1关闭valve2打开时在cup处形成正压，实现吹扫。

技术总结
本发明公开了自动化工序技术领域的一种模块化机器人执行工具，包括工业机器人、机器人法兰、基础模块以及安装在基础模块上的执行器模块，所述基础模块通过机器人法兰与工业机器人的执行端相连接，所述基础模块可通过工业机器人从连接的机器人法兰上接收总线通讯、电源以及气源；所述执行器模块用于通过基础模块控制完成自动化工序，本发明的执行器广泛适用于多种工业机器人，具有体积小，集成度高，多功能等特点，成本低廉，安装维护方便，能实现物料识别、抓取、搬运、组装等自动化工序。组装等自动化工序。组装等自动化工序。


技术研发人员：史晓磊
受保护的技术使用者：艾卡(南通)智能科技有限公司
技术研发日：2020.09.29
技术公布日：2022/4/12