[发明专利]一种自动接插件装配机器人系统及其控制方法

摘要

本发明涉及机器人自动化技术领域，具体为一种自动接插件装配机器人系统，包括计算机、取料装置、机械臂、图像采集装置和传送带，计算机通过机械臂控制器与机械臂的信号输入端连接，所述取料装置安装于机械臂的输出端上，所述传送带设于取料装置的上方，传送带的一侧置有元器件，所述传送带上置有PCB板，所述图像采集装置能够获取PCB板和元器件的位置信息；还公开了其控制方法。本发明的优点在于：通过合理的结构及控制方式的设置，使得该装配机器人系统在工作时，可实现对各类元器件的快速、高精度的装配，其相比现有的装配系统，具有高稳定性、高精度、短周期及其具有比较强的抗干扰能力。

主权项

1.一种自动接插件装配机器人系统，其特征在于：包括计算机(1)、取料装置(5)、机械臂(6)、图像采集装置和传送带(7)，计算机(1)通过机械臂控制器(2)与机械臂(6)的信号输入端连接，所述取料装置(5)安装于机械臂(6)的输出端上，所述传送带(7)设于取料装置(5)的上方，传送带(7)的一侧置有元器件(8)，所述传送带(7)上置有PCB板(10)，所述图像采集装置能够获取PCB板(10)和元器件(8)的位置信息；所述图像采集装置包括第一相机(3)、第二相机(4)和第三相机(9)，第一相机(3)和第二相机(4)分设于取料装置(5)的两侧，第三相机(9)设于元器件(8)的一侧，所述自动接插件装配机器人系统在工作时，首先，对第一相机(3)、第二相机(4)和第三相机(9)进行标定，对机械臂(6)进行手眼标定，并获得基准坐标，其中，对机械臂(6)的手眼标定时，将机械臂(6)运动到标定板所在的位置，然后，用第一相机(3)拍摄多幅不同姿态下的标定板，完成对第一相机(3)标定；再者，将机械臂(6)分别运动到不同的两个位置处并用第一相机(3)拍摄标定板的图像，完成对机械手臂(6)的手眼标定，对机械臂(6)的手眼标定具体采用参数分离的方式，其中参数包括旋转和平移的矩阵，过程具体包括：假设标定靶上点P1和点P2之间最短距离为dmm，控制机械臂(6)沿Z_h+方向移动Z1mm，记录机械臂(6)运动为ka₁，通过图像处理分别得出P1和P2在移动前后图像坐标；由此解出对应的第一相机(3)运动量kb₁，然后控制机械臂(6)沿X_h+方向移动Z2mm，记录机械臂(6)运动为ka₂，同样的方法，解出对应的第一相机(3)运动量kb₂，运用施密特正交化的方法，将a₁和a₂进行正交化，则a₃、b₃可由前两项进行叉乘得出，再由式解出其次，在某一任意位置，记录下摄像机视野中一特征点A，A＝(a,b,c)^T，记录下当前机械臂长L，控制机械手运动，使机械手到达A点，记录下此过程中高度变化h、角度变化θ和臂长变化r，再由式解出完成对机械手臂(6)的手眼标定。