[发明专利]用于教导工业机器人拾取零件的方法

说明书

一种用于教导工业机器人(3)拾取零件(120，122)的方法包括以下步骤：将参考零件(7)放置在拾取表面(2)上；提供包括与参考零件(7)有关的信息的参考图像；将工业机器人(3)的抓取工具(5)相对于参考零件(7)放置，以使抓取工具(5)相对于参考零件(7)处于抓握配置；以及存储抓握配置。参考图像是来自下方的2D图像。当参考零件(7)搁置在已知平面上时，从下方获取的2D图像足以用于定义该参考零件的位置。

技术领域

本发明涉及工业机器人的零件拾取应用。

背景技术

在自动化工业系统中，工业机器人被用于从拾取表面拾取零件。这样的系统包括：包括用于接纳待拾取零件的拾取表面的零件馈送器、布置成定位分布在拾取表面上的零件的视觉系统、以及持有抓取工具的工业机器人，抓取工具被配置成从拾取表面抓握零件。拾取表面例如是传送带的表面。存在使用不同原理并且适用于不同特定任务的很多馈送设备。一种类型的零件馈送器是其中随机取向的零件被馈送到拾取表面上的类型的零件馈送器。

为了将零件定位在拾取表面上，系统通常配备有包括一个或多个传感器(诸如相机)和照明系统的视觉系统。视觉系统通常用于确定零件在拾取表面上的位置，并且确定哪些零件被正确定位以便能够由机器人拾取。在本公开的上下文中，术语“位置”或“相对位置”应当被认为还相应地包括取向和相对取向。

在现有技术中，视觉系统利用直接安装在拾取表面的上方的相机。相机获取分散在拾取表面上的零件的图像，并且这些图像用于将持有抓取工具的机器人引导至待拾取零件。

从US 4876728已知一种基于微处理器的视觉系统，其包括头顶相机和布置在传送带上方的两个头顶光源，该系统与机器人系统接口连接。

从US 6,002,125已知将光敏传感器布置在透明拾取表面下方，光源位于拾取表面上方，以用于确定传送带上相对于传感器移动的零件的位置。传感器安装在固定安装的透明玻璃板的下侧，传送带在该透明玻璃板上方滑动。光敏传感器被布置成记录由零件在光源与传感器之间经过而生成的光辐射。

视觉系统包括用于分析由传感器获取的图像并且提取待拾取零件的坐标的视觉算法。在针对新零件进行教导期间，必须调整视觉算法以达到良好的性能。这种调整可以分为三个主要步骤：

第1步：视觉系统的校准。在校准期间，确定相机参考系中的坐标与机器人参考系中的坐标之间的对应关系。

第2步：教导待抓取零件。该步骤包括零件及其特征的定义、以及零件识别算法的训练。

第3步：抓握配置的定义。该步骤包括指定拾取零件的方式，即确定相对于零件的位置，抓取工具应当处于该位置来抓握零件。

使用机器人的零件拾取系统的问题在于，视觉系统的教导很困难并且耗时。如今，用于教导视觉算法的工具需要一系列的输入以得到好的教导并且提供可靠的结果。通常，用户需要具有良好的知识以处理相关视觉软件。通常需要几天才能将视觉系统手动教导给特定应用并且获取可靠的行为。