CN115465661A - 一种开料板件精准抓取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种开料板件精准抓取方法及系统，用以解决现有的数控加工技术无法实现开料窄板件精准自动抓取技术问题。所述方法包括：确定所述开料板件的理论中心位置；控制机械手移动至所述理论中心位置，并调整所述机械手至预设高度；获取相机拍摄的板件图像；基于视觉算法计算所述板件图像中的中心位置与所述理论中心位置的偏移坐标以及偏移角度；基于所述偏移坐标以及所述偏移角度，控制所述机械手抓取所述开料板件。本申请通过上述方法实现了精准定位板件，并抓取板件，解决了在数控加工领域以往抓取窄板困难的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种开料板件精准抓取方法及系统。
背景技术
板式家具加工过程中，一般是在开料机自动贴标开料后，由推料机构将所有板件一块推至下料皮带，然后由数控软件控制带吸盘的机械手到达板件中心位置以理论转角开始抓板，待吸盘力达到指定值后，机械手带动板件转运至放置位，依次执行，达到自动转运板件实现自动化的过程。
在开料机推料机构下料过程中，板件相对于材料原点的X、Y坐标以及转角会发生微小的变化，此种变化对板宽大于100mm的板件不会产生影响，但是对于板宽小于100mm的窄板抓取影响较大，实际位置与理论位置的偏差导致机械手吸盘抓取位置不合理，板件无法正常抓取或者抓错板，导致机械手自动下料的过程中断，此时需要人工干预，严重影响生产效率。而在实际生产过程中，板宽小于100mm的板件占比高达40％-45％。因此，对窄板实现精准自动抓板十分必要。
发明内容
本申请实施例提供了一种开料板件精准抓取方法及系统，用以解决现有的数控加工技术无法实现开料窄板件精准自动抓取问题。
一方面，本申请实施例提供了一种开料板件精准抓取方法，所述方法包括：
确定所述开料板件的理论中心位置；
控制机械手移动至所述理论中心位置，并调整所述机械手至预设高度；
获取相机拍摄的开料板件偏移前后的图像；
基于视觉算法计算所述板件图像中的中心位置与所述理论中心位置的偏移坐标以及偏移角度；
基于所述偏移坐标以及所述偏移角度，控制所述机械手抓取所述开料板件。
在本申请的一种实现方式中，在所述确定所述开料板件的理论中心位置之前，所述方法还包括：
控制开料机对所述开料板件贴标签；
控制推料机构将贴标签后的开料板件推至下料皮带。
在本申请的一种实现方式中，在所述确定所述开料板件的理论中心位置之后，所述方法还包括：
检测所述开料板件的宽度；
在所述宽度大于预设宽度时，控制机械手根据所述理论中心位置抓取所述开料板件。
在本申请的一种实现方式中，计算板件图像中的中心位置与理论中心位置的偏移坐标以及偏移角度，具体包括：
建立直角坐标系，以偏移前的所述开料板件为参照，计算所述开料板件偏移后的坐标及旋转的角度。
在本申请的一种实现方式中，所述确定所述开料板件的理论中心位置，具体包括：
连接所述开料板件的两条对角线；
将所述两条对角线的交点作为理论中心位置。
在本申请的一种实现方式中，所述机械手上安装有吸盘，所述控制所述机械手抓取所述开料板件，具体为：
控制所述吸盘吸紧所述开料板件；
检测所述吸盘产生的压力值；
在所述压力值达到预设压力值的情况下，控制所述机械手提起所述开料板件并传送至指定位置处。
在本申请的一种实现方式中，所述计算所述开料板件偏移后的坐标及旋转的角度之后，所述方法还包括：
接收所述开料板件偏移后的坐标及旋转的角度；
生成相应的位移及角度旋转策略；
控制所述机械手执行所述位移及角度旋转策略。
另一方面，本申请实施例还提供了一种开料板件精准抓取系统，所述系统包括：
安装有吸盘的机械手；
相机，所述相机安装于所述机械手的抓料端；
控制器，与所述机械手以及所述相机分别电通信连接。
在本申请的一种实现方式中，所述系统还包括：压力传感器，一端与所述吸盘链接，另一端与所述控制器连接。
在本申请的一种实现方式中，所述相机使用TCP通讯协议向所述控制器传输数据。
本申请实施例提供的一种开料板件精准抓取方法及系统，通过判断待抓取的开料板件的宽度，在宽度小于预设阈值的情况下开启视觉相机进行精准定位，通过视觉识别板件当前位置与理论中心位置的偏移量，控制机械手按照偏移量进行移动并抓取板件。同时在板件上设置了标签，视觉相机可以根据标签计算偏移量，实现过程较为简便。本方案通过上述方法，实现了精准定位板件，并抓取板件，解决了在数控加工领域以往抓取窄板困难的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种开料板件精准抓取方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种开料板件精准定位装置示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
板式家具加工过程中，一般是在开料机自动贴标开料后，由推料机构将所有板件一块推至下料皮带，然后由数控软件控制带吸盘的机械手到达板件中心位置以理论转角开始抓板，待吸盘力达到指定值后，机械手带动板件转运至放置位，依次执行，达到自动转运板件实现自动化的过程。
在开料机推料机构下料过程中，板件相对于材料原点的X、Y坐标以及转角会发生微小的变化，此种变化对板宽大于100mm的板件不会产生影响，但是对于板宽小于100mm的窄板抓取影响较大，实际位置与理论位置的偏差导致机械手吸盘抓取位置不合理，板件无法正常抓取或者抓错板，导致机械手自动下料的过程中断，此时需要人工干预，严重影响生产效率。而在实际生产过程中，板宽小于100mm的板件占比高达40％-45％。因此，对窄板实现精准自动抓板十分必要。
本申请实施例提供了一种开料板件精准抓取方法及系统，用以解决现有的数控加工技术无法实现开料窄板件精准自动抓取问题。
下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
图1为本申请实施例提供的一种开料板件精准抓取方法流程图。如图1所示，该方法主要包括以下步骤：
步骤101、确定所述开料板件的理论中心位置。
在本申请的一个实施例中，数控机床将一张大板分割成许多小板之后，再对小板进行抓取会比较困难。首先要控制开料机对开料板件进行贴标签操作，然后控制推料机构将贴完标签的开料板件推至下料皮带。
进一步地，对于宽度超过预设值的板件，并不会发生抓取困难的问题，因此在开始抓取之前，首先检测待抓取的板件的宽度数值，如果大于预设的宽度值，直接控制机械手进行板件抓取即可，并不会发生掉落的问题。
步骤102、控制机械手移动至所述理论中心位置，并调整所述机械手至预设高度。
在本申请的一个实施例中，内部处理单元首先控制相机拍摄开料板件发生位置偏移之前的图像，并进行报保存。然后再拍摄板件发生位置偏移之后的图像，并进行保存。
进一步地，建立直角坐标系，分别读取板件在发生位置偏移之前的位置坐标。然后再计算板件发生偏移之后的位置坐标。
需要说明的是，前述方案中板件已经贴上标签，此时读取坐标点，只需要读取标签中心点的位置坐标即可。
步骤103、获取相机拍摄的板件图像。
步骤104、基于视觉算法计算所述板件图像中的中心位置与所述理论中心位置的偏移坐标以及偏移角度。
在本申请的一个实施例中，较大的板件被切割成较小的板件之后，小板件的形状一般为长方形，在拍摄的小板件图像中连接小板件的两条对角线，交点即为理论中心位置。
进一步地，以偏移前的开料板件为参照物，读取偏移后的旋转角度。
步骤105、基于所述偏移坐标以及所述偏移角度，控制所述机械手抓取所述开料板件。
在本申请的一个实施例中，有了板件偏移之后的坐标点，以及相对于偏移之前的旋转角度，将这些信息发送给处理单元，然后处理单元将偏移数值信息，生成相应的位移以及角度旋转策略，并将策略传送给机械手，按照偏移后的坐标以及旋转角度进行抓取即可。
在本申请的一个实施例中，控制吸盘吸紧开料板件，然后传感器检测吸盘的吸力值，达到预设吸力值之后，停止吸气，控制机械手提起开料板件。
以上是本申请实施例提供的一种开料板件精准抓取方法，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种开料板件的精准抓取系统，如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种开料板件精准定位装置示意图。
在图2中，该装置主要包括：安装有吸盘的机械手；相机，所述相机安装于所述机械手的抓料端；控制器，与所述机械手以及所述相机分别电通信连接。
需要说明的是，吸盘一共有2只，2只吸盘的吸力值不同。对于抓取小板件时，只需要吸力值小的吸盘工作即可。
在本申请的一个实施例中，所述相机使用TCP通讯协议向所述控制器传输数据。相机将拍摄的图像传送给控制器，在控制器端进行数据处理，位置坐标的读取，以及偏移角度的计算。然后生成相应的位以及角度策略，机械手根据策略调整位置以及角度，完成开料板件的抓取。
本申请实施例提供的一种开料板件精准抓取方法及系统，通过判断待抓取的开料板件的宽度，在宽度小于预设阈值的情况下开启视觉相机进行精准定位，通过视觉识别板件当前位置与理论中心位置的偏移量，控制机械手按照偏移量进行移动并抓取板件。同时在板件上设置了标签，视觉相机可以根据标签计算偏移量，实现过程较为简便。本方案通过上述方法，实现了精准定位板件，并抓取板件，解决了在数控加工领域以往抓取窄板困难的技术问题。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，所述方法包括：
确定所述开料板件的理论中心位置；
控制机械手移动至所述理论中心位置，并调整所述机械手至预设高度；
获取相机拍摄的所述开料板件偏移前后的图像；
基于视觉算法计算所述板件图像中的中心位置与所述理论中心位置的偏移坐标以及偏移角度；
基于所述偏移坐标以及所述偏移角度，控制所述机械手抓取所述开料板件。
2.根据权利要求1所述的一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，在所述确定所述开料板件的理论中心位置之前，所述方法还包括：
控制开料机对所述开料板件贴标签；
控制推料机构将贴标签后的开料板件推至下料皮带。
3.根据权利要求1所述的一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，在所述确定所述开料板件的理论中心位置之后，所述方法还包括：
检测所述开料板件的宽度；
在所述宽度大于预设宽度时，控制机械手根据所述理论中心位置抓取所述开料板件。
4.根据权利要求1所述的一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，计算板件图像中的中心位置与理论中心位置的偏移坐标以及偏移角度，具体包括：
建立直角坐标系，以偏移前的所述开料板件为参照，计算所述开料板件偏移后的坐标及旋转的角度。
5.根据权利要求1所述的一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，所述确定所述开料板件的理论中心位置，具体包括：
连接所述开料板件的两条对角线；
将所述两条对角线的交点作为理论中心位置。
6.根据权利要求1所述的一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，所述机械手上安装有吸盘，所述控制所述机械手抓取所述开料板件，具体为：
控制所述吸盘吸紧所述开料板件；
检测所述吸盘产生的压力值；
在所述压力值达到预设压力值的情况下，控制所述机械手提起所述开料板件并传送至指定位置处。
7.根据权利要求4所述的一种开料板件精准抓取方法，其特征在于，所述计算所述开料板件偏移后的坐标及旋转的角度之后，所述方法还包括：
接收所述开料板件偏移后的坐标及旋转的角度；
生成相应的位移及角度旋转策略；
控制所述机械手执行所述位移及角度旋转策略。
8.一种开料板件精准抓取系统，其特征在于，所述系统包括：
安装有吸盘的机械手；
相机，所述相机安装于所述机械手的抓料端；
控制器，与所述机械手以及所述相机分别电通信连接。
9.根据权利要求8所述的一种开料板件精准抓取系统，其特征在于，所述系统还包括：压力传感器，一端与所述吸盘连接，另一端与所述控制器连接。
10.根据权利要求8所述的一种开料板件精准抓取系统，其特征在于，所述相机使用TCP通讯协议向所述控制器传输数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221213 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |