[发明专利]一种机器人电控系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及应用于制酒业视觉装甄机器人的电控系统。

背景技术

在制酒工序中，上料、装甄是一道必不可少的工序，将取出的料装入甄桶时要注意：装甄要疏松，动作要轻快，上汽要均匀，为了避免跑汽，影响酒水质量，装甄方法要注意在酒醅表层稍见白色雾状酒汽时，迅速准确地盖一层发酵材料避免跑汽，但若掌握不好，容易压汽。目前酒厂使用人工上料、装甄，由于料桶庞大，人工操作极其不易，稳定可靠性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种应用于制酒行业的视觉装甄机器人系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种机器人电控系统，系统设有固定在甄桶外用于装甄操作的机械手，其特征在于：系统还设有采集甄桶内酒醅表层图像信息的图像采集单元，所述图像采集单元将采集的信号输送至控制机械手工作的机器人控制器。

所述图像采集单元至少设有两个。

一种机器人电控系统的控制方法：

步骤1、完成装甄操作后，图像采集单元实时采集甄桶内酒醅表层图像信息；

步骤2、机器人控制器接收图像采集单元的图像信息并判断是否出现跑气现象，当出现跑气现象则可在机械手臂前往跑气处上方进行补料；

步骤3、循环步骤2、3。

所述步骤2中，当检测到存在跑气现象，则机器人控制器把目标位置转换为机器人位置，进行运动轨迹规划和速度规划。

本发明的机器人系统采用“视觉照相机+工控机+机器人控制器”硬件构架形式，结构精简，节能降耗，可实时捕捉到的跑汽位置，准确快速的移动指定位置去装甄，具有很好的稳定性，性价比很高，适于制酒业现场应用。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为系统模块框图。

具体实施方式

机器人电控系统具有固定在甄桶外用于装甄操作的机械手，机械手通过机器人控制器控制，系统还具有能够人机交互操作面板，供用户使用。

由于工艺要求机器人运动轨迹需要沿着X、Y、Z方向运动，只需延Z方向旋转，故采用四轴双平行四边形结构机器人实现轨迹要求。所以机器人选用下探式机器人，经过移动式照相机实时采集图片，运动到酒桶指定位置。

为检测甄桶内是否出现跑气现象，在甄桶旁设有至少两个用于采集甄桶内酒醅表层图像信息的图像采集单元，通常对称设计，从而可以避免因机械手挡住图像采集单元视线，无法发现跑气现象。图像采集单元可与采用视频头或者视觉照相机。图像采集单元将采集的信号输送至控制机械手工作的机器人控制器。

基于上述系统，机器人电控系统的控制方法：

步骤1、完成装甄操作后，图像采集单元实时采集甄桶内酒醅表层图像信息；

步骤2、机器人控制器接收图像采集单元的图像信息并判断是否出现跑气现象，当出现跑气现象则可在机械手臂前往跑气处上方进行补料；

步骤3、循环步骤2、3。

其中步骤1中根据机器人运动的位置，驱动器实时反馈各电机力矩给控制器，得到机器人力矩末端力矩，通知机器人下一个动作开始上料，上料到甄筒后，照相机实时捕捉酒桶跑汽位置，进行图像处理；步骤2中，当检测到存在跑气现象，则机器人控制器把目标位置转换为机器人位置，进行运动轨迹规划和速度规划，同时机器人控制器对轨迹进行运动学插补，判断轨迹可靠性，把可靠的目标位置实时插补给驱动器，驱动器发脉冲给电机以最快响应和速度运行到各个跑汽位置。

照相机实时采集酒桶里铺料图像，图像处理软件把实时采集的图像对比正常没有跑汽时的图像，当出现汽泡时，图像采集对比后，把照相机坐标系下汽泡的位置反馈给运动位置处理软件。运动位置处理软件把照相机坐标系下汽泡的位置通过运动学把汽泡位置转化为机器人坐标系下的运动位置，然后传输机器人控制器，通过伺服使机器人运动到指定汽泡位置。

视觉装甄机器人属于典型的机电一体化设备，对企业提高生产效率，增长经济效益、保证产品质量，改善劳动条件、优化作业布局贡献巨大，其应用的数量和质量标志企业生产自动化的先进水平。控制软件系统是视觉装甄机器人最为重要的组成部分，对机器人装甄制酒功能的实现及作业性能的保障起着至关重要的的作用，直接决定着机器人工作效果和酒水品质。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。