[发明专利]一种基于工业机器人的自动输送的质量检测分选系统

说明书

一种基于工业机器人的自动输送的质量检测分选系统，属于基于工业机器人的质量检测分选技术领域。它包括运输模块、传感器模块、质量检测模块、分选模块及抓取模块；运输模块包括固定支架及传送带；传感器模块用于检测工件外形数值；质量检测模块包括设置检测箱及一组检测组件；分选模块通过设置在末端夹取中心的嵌入式工业摄像头采集的信息对工件进行分类；抓取模块根据传感器模块检测到信息进行抓取控制。本发明通过集成设置的模块系统，基于夹具夹取数学模型，依据采集的工件表面外形参数和工件重量数值，实现机械臂动态性能优化和夹具的夹取力和夹取姿势控制；实现了工件进行焊接‑质检‑存放‑待装配的全自动化流程。

技术领域

本发明属于基于工业机器人的质量检测分选技术领域，具体涉及一种基于工业机器人的自动输送的质量检测分选系统。

背景技术

目前，在工业化自动生产装配过程中，例如太阳能电池、水泵、3C电子产品等的工件需要先进行焊接然后在将它们层叠存放以便后续与其它部件进行装配。在这些工件层叠存放之前，通常都是需要使用传送带将工件进行运输，然后由工人对传送带上的工件进行焊接的质量检测。在这个过程中采用人工操作，往往耗时耗力导致较高的成本，并且在这种机械化的步骤中，人工很容易因为疲劳而产生误判，且不同的质检人员的检测结果无法对齐造成工件焊接质量的检测出错。并且在检测完毕后工件层叠存放的过程中人工操作也很容易造成工件的磕碰。现有的产品缺少对焊接质量做出判断然后层叠存放工件的技术，同时因为工件的不同尺寸，大部分的系统对不同的工件很难实现灵活的改变夹取策略，使得工业机器人的使用大大受限。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于工业机器人的基于工业机器人的自动检测和分选的系统。

本发明提供如下技术方案：一种基于工业机器人的自动输送的质量检测分选系统，包括运输模块、传感器模块、质量检测模块、分选模块及抓取模块；所述运输模块包括固定支架及设置在固定支架上的传送带；所述传感器模块用于检测工件外形数值，其包括一组设置在传送带上的压电式传感器及设置在工业机器人旋转轴上的距离传感器；所述质量检测模块包括设置在传送带起始位置的检测箱及设置在检测箱上的一组检测组件；所述分选模块通过设置在末端夹取中心的嵌入式工业摄像头采集的信息对工件进行分类；所述抓取模块根据传感器模块检测到信息进行抓取控制。

进一步的，一组检测组件包括设置在检测箱内侧壁上的面传感器、设置在检测箱顶部的X射线探伤检测装置及设置在检测箱下方的X射线探伤仪器。

进一步的，所述分选模块根据工业摄像头捕捉工件图像并在单片机构建好的识别模型中进行特征识别，然后将工件进行分类；其中，识别模型的建立过程如下：

通过深度神经网络计算候选区域，提取表征能力最强的特征描述符，通过训练的分类器实现直接回归物体的类别；同时改变识别模型最后一层的全连接层实现模型的迁移学习。

进一步的，所述抓取模块根据面传感器读取的工件被抓取面形状数值和压电式传感器读取的工件重量数值进行机器人力臂的动态性能预设、夹取的抓取姿态预设以及抓取力预设。

进一步的，所述抓取模块的工作过程如下：

1)将机器人力臂的动态性能通过如下公式表示：

其中，q为关节角位移；D(q)为机器人的惯性矩阵；为机械臂运动时的离心力；G(q)为机械臂重力大小；τ为控制力矩；w为各种误差值；式中w需要满足：

其中，||w||为w的范数；d₁、d₂、d₃分别为任意的正常数；e为机械臂的力跟踪误差，为其导数；

2)根据实际工业情况的未知性将控制力矩τ通过如下公式确定：