本发明涉及工业机器人，特别涉及一种基于装配机械手的自动装配的安全控制方法及系统。
背景技术：
1、目前，国内的机械手系统已经逐步成熟，已广泛应用于各行各业，尤其是自动装配领域；装配机械手可以替代人工进行装配；由于自动装配时，装配机械手是按照既定程序运动，当产品或者人员位于装配机械手的移动路径上，必不可避免的会被装配机械手碰到，如何实现该异常状态下的安全防护是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于装配机械手的自动装配的安全控制方法及系统，实现自动装配过程对产品和人员的系统安全防护控制。即：装配前快速校核工业机器人运动功能是否正常，避免控制系统存在问题的情况下进行产品装配，预防因运动失控带来安全风险；装配过程中，采用超速限制运动策略，实现自动装配过程中的多级安全控制防护。
2、本发明提供一种基于装配机械手的自动装配的安全控制方法包括：
3、步骤1：在装配机械手进行装配工作时，限制装配机械手的装配速度；
4、步骤2：实时采集装配机械手上每一关节轴的运作速度，并判断每一关节轴的运作速度是否合格；
5、步骤3：确定运作速度不合格的关节轴，并传送到指定终端进行显示，供操作人员查看，同时，询问操作人员运作速度不合格的关节轴能否继续工作，基于询问结果，执行对应操作。
6、优选的，步骤1：在装配机械手进行装配工作时，限制装配机械手的装配速度，包括：
7、分别采集装配机械手每一关节轴在预设时间周期内的时间起点对应的第一姿态和时间终点对应的第二姿态；
8、根据每一关节轴对应的第一姿态在预设面板上绘制对应的第一虚拟图像；
9、根据每一关节轴对应的第二姿态在预设面板上绘制对应的第二虚拟图像；
10、判断同一关节轴对应的第一虚拟像与第二虚拟像是否完全等同，若不是，确定装配机械手开始进行装配工作，生成调节指令。
11、优选的，生成调节指令的过程，包括：
12、根据关节轴对应的第一姿态与第二姿态分别模拟相应关节轴的空间运动方式；
13、获取各个关节轴之间的连接关系；
14、基于连接关系，将每一关节轴对应的空间运动方式进行对应整合，获得装配机械手的运动方式；
15、获取装配机械手的运动方式对应的关节装配速度表，基于关节装配速度表，确定关节轴对应的装配速度；
16、控制关节轴以对应装配速度进行装配。
17、优选的，步骤2：实时采集装配机械手上每一关节轴的运作速度，并判断每一关节轴的运作速度是否合格，包括：
18、分别采集每一关节轴对应的当前运作速度；
19、获取各个关节轴之间的影响关系；
20、基于影响关系，判断关节轴以对应的当前运作速度进行运作时是否会发生错误，若是，对应关节轴的运作速度不合格。
21、优选的，步骤3：确定运作速度不合格的关节轴，并传送到指定终端进行显示，供操作人员查看，同时，询问操作人员运作速度不合格的关节轴能否继续工作，基于询问结果，执行对应操作，包括：
22、根据关节轴在装配机械手上的位置，获取与关节轴具有相互影响作用的关节轴，并作为联合关节轴；
23、分别获取关节轴和联合关节轴对应的标准轴速范围；
24、基于关节轴的运作速度与对应的标准轴速范围的差值；
25、在调节量查询表中查询差值对应的最佳调节量，同时，生成询问指令，并传送到指定终端进行显示；
26、当操作人员响应询问指令后，获取响应结果；
27、当响应结果为继续执行时，控制装配机械手以原速度继续装配工作；
28、否则，基于最佳调节量调节关节轴和联合关节轴，并将调节后的结果传送到指定终端进行显示。
29、优选的，判断同一关节轴对应的第一虚拟像与第二虚拟像是否完全等同，包括：
30、获取各个关节轴在装配工作中施展的极限姿态，基于极限姿态，建立极限姿态列表；
31、获取各个关节轴之间的连接关系，基于连接关系，建立d-h参数列表；
32、基于极限姿态列表和d-h参数列表，在预设的模拟空间内构建模拟装配机械手；
33、获取模拟装配机械手的第一外形特征；
34、获取模拟空间内每一关节轴对应的局部坐标；
35、将模拟装配机械手的第一外形特征输入到预设基准坐标系，并根据模拟空间的原点调整第一外形特征在预设基准坐标系的位置；
36、获取模拟空间与预设基准坐标系的坐标对应关系，将模拟空间内每一关节轴对应的局部坐标转换为对应的基准坐标；
37、在模拟装配机械手上标记每一关节轴对应的基准坐标，建立检测装配机械手；
38、将检测装配机械手每一关节轴分别调节至对应的第一姿态以建立第一虚拟像；
39、汇集所有关节轴对应的第一姿态以建立第一姿态矩阵；
40、提取第一姿态矩阵中对应于目标关节轴的第一目标元素；
41、基于第一目标元素，建立第一检验姿态矩阵；
42、将第一检验姿态矩阵中的每一目标元素转换为对应的第一四元数；
43、将检测装配机械手每一关节轴分别调节至对应的第二姿态以建立第二虚拟像；
44、汇集所有关节轴对应的第二姿态建立第二姿态矩阵；
45、提取第二姿态矩阵中对应于目标关节轴的第二目标元素；
46、基于第二目标元素，建立第二检验姿态矩阵；
47、将第二检验姿态矩阵中的每一目标元素转换为对应的第二四元数；
48、分别获取每一目标关节轴的对应的第一四元数和第二四元数之间的四元数差，剔除四元数差为零的目标关节轴，再获取动态关节轴；
49、基于d-h参数列表，确定与动态关节轴连接的四元数差不为零的关节轴，并作为副关节轴，根据动态关节轴对应的四元数差以及副关节轴对应的四元数差，获取动态关节的运动量；
50、当运动量大于预设的运动量阈值时，确定第一虚拟像与第二虚拟像不完全等同。
51、优选的，装配机械手进行装配工作，包括：
52、基于用户输入的装配总程序，生成装配总目标，同时，获取装配总目标中需要装配的各个子部件之间的装配关系；
53、获取不同子部件对应的名称；
54、基于名称构建对应的子部件的第二外形特征；
55、采集子部件的子部件放置区的第一图像；
56、利用子部件的第二外形特征遍历第一图像，统计子部件的数量并建立子部件类型-数量列表；
57、根据装配关系判断子部件的数量是否合格；
58、若是，将装配总目标分解为若干子目标；
59、根据子目标之间的衔接关系依次装配对应的子部件。
60、优选的，根据子目标之间的衔接关系依次装配对应的子部件，包括：
61、分别建立子目标对应的程序；
62、根据装配关系，分析装配机械手在对应程序执行的动作；
63、基于程序和对应动作建立程序-动作对应表；
64、根据子部件类型-数量列表，将同一类型的子部件放置在子部件放置区对应的位置，采集子部件放置区的第二图像并输入到预设坐标系的第一象限；
65、根据程序-动作对应表获取程序对子部件执行的动作，并获取被执行的的目标子部件；
66、分析目标子部件对应的名称，根据目标子部件的名称在预设坐标系第一象限中截取目标子部件的坐标区域，构成的对应第三图像，并放置在预设坐标系的第二象限；
67、利用边缘因子查找第三图像所有物体边缘，连接的第三图像上的所有的物体边缘点，获取若干连通域，同时，将连通域拷贝到预设坐标系的第三象限，构建第四图像；
68、在第三图像上分别对每一连通域进行直线拟合，获取多个包含目标子部件的拟合四边形；
69、在第四图像上分别对每一连通域进行圆拟合，获取多个包含目标子部件的拟合圆形；
70、在预设坐标系的第四象限构建拟合四边形和拟合圆形的位置关系；
71、利用目标子部件对应的第二外形特征遍历第三图像上连通域，剔除第三图像上的干扰连通域，获取每一目标子部件对应的坐标；
72、根据装配机械手的当前姿态分别构建装配机械手与每一目标子部件之间的距离，获取最小距离对应的目标子部件，作为装配子部件；
73、构建目标子部件的最优移动路径，根据最优移动路径调节装配机械手的位置，对抓取目标执行对应的程序，获取程序对应的子目标；
74、依次执行剩余子程序，并在执行剩余子程序后判断装配总目标是否完成；
75、若是，控制装配机械手结束一次装配工作；
76、反之，继续进行装配工作。
77、优选的，根据子目标之间的衔接关系依次装配对应的子部件的过程中，包括：
78、根据最优移动路径的长度，获取装配机械手沿最优移动路径进行装配工作时的移动时长，建立装配机械手的最优时间序列；
79、获取最优移动路径中第一停顿时长大于预设时长的第一路节点，再获取第一路节点对应的第一时间节点，并在最优时间序列上标记第一时间节点；
80、实时采集装配机械手的空间位置，并建立装配时间序列；
81、将装配时间序列起点对应的空间位置作为装配起点，依次连接剩余空间位置，构建机械手进行装配工作的实际移动路径；
82、获取实际移动路径中的第二停顿时长大于预设时长的第二序列点，再获取第二序列点对应的第二时间节点，并在装配时间序列上标记第二序列点；
83、分别将最优时间序列和装配时间序列传输到指定对比轴中，并分别标记对应的第一时间节点和第二时间节点；
84、将第一时间节点视为检验节点，同时，建立检验节点-第二时间节点对应列表；
85、将检验节点复制在装配时间序列上，根据检验节点-第二时间节点对应列表获取第二时间节点与对应的检验节点的直线距离；
86、若装配时间序列上所有第二时间节点与对应的检验节点的直线距离为0，确定装配机械手的当前装配工作合格；
87、反之，根据节点对应列表分别获取每一第二时间节点与对应的检验节点之间的直线距离，建立节点-距离对应列表；
88、根据预设安全问题库为节点-距离对应列表中每一第二时间节点匹配点优化方案；
89、汇集所有点优化方案，并进行调整，获取最优解决方案；
90、基于最优解决方案调节装配机械手在对应第二时间节点的空间位置。
91、本发明还提供一种基于装配机械手的自动装配的安全控制系统，包括：
92、控制模块，用于在装配机械手进行装配工作时，由调节模块限制装配机械手的装配速度；
93、采集模块，用于实时采集装配机械手上每一关节轴的运作速度，并判断每一关节轴的运作速度是否合格；
94、控制模块，还用于确定运作速度不合格的关节轴，并传送到指定终端进行显示，供操作人员查看，同时，询问操作人员运作速度不合格的关节轴能否继续工作，基于询问结果，执行对应操作。
95、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
96、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。