[发明专利]细胞工厂的操作控制方法

权利要求书

1.细胞工厂的操作控制方法，其特征在于包括抓取操作、放置操作、抬起操作、放下操作和放回操作；

抓取操作为：机器人将细胞工厂从指定位置抬抓取并起来的操作；

放置操作为：机器人将细胞工厂放到某一可以放下的位置处的操作；

抬起操作为：机器人将细胞工厂抓取并抬起来的操作；

放下操作为：机器人将细胞工厂放下的操作；

放回操作为：机器人将细胞工厂由某一位置放回到某一位置的操作；

放置操作为：机器人将细胞工厂放到两侧货架某一可以放下的位置处；放置操作的过程为：当机器人前端夹具带着安装在夹具、相机、相机光源一同移动到抓取点z方向一定高度处的拍照点，到达拍照点点之后等待延时时间然后相机拍照，并将结果与之前示教好的抓取点进行比较得出当前位置相对于基准位置的偏移量传递给机器人，机器人根据收到的相机传过来的结果进行程序计算并调整姿态，然后夹具向前移动到结合相机拍照结果计算出的抓取点位前方，相机拍照并将像素坐标转换为位置坐标，(x,y,z,rx,ry,rz)形式，并按着该格式发送数据给机器人，机器人收到数据后将其拆分，利用find函数来截取需要用到的(X,Y,RZ),与之前示教的抓取点数据相加，得出机器人当前拍照完毕所要到达的抓取点位置数据，在以线性运动模式直接到达抓取点；到达抓取点后延时打开机器人上的A夹具气缸，A夹具、被抓取体的B夹具两个夹具吸合在一起，沿着当前位置Z方向向上抬起，完成抓取动作；

步骤1：将相机辅助环形光源固定于机器人前端六轴法兰上的夹具下方，利用一个与光源形状一样的圆环形固定把合支架，支架一端用螺丝把合在法兰上边，支架圆环部分与光源通过两头带有螺纹的把合螺丝固定在一起；

相机安装在了光源的中心位置；

步骤2：打开相机软件，相机改为实况拍摄模式，将机器人带着相机移动到细胞工厂框架位于相机视野中心位置处，首先进行相机的畸变校正，之后对视野中心处的细胞工厂框架前端的夹具下方用于定位的空洞位置进行定位模版的训练识别；完成之后开始建立相机像素坐标与机器人坐标系的关系转换，机器人带着相机在相机视野范围在工具坐标系下移动任意九个点位，每次移动到一个点位进行一次拍照，并将拍照结果的像素坐标数值与机器人移动的坐标值记录在相机作业程序下；

步骤3：完成相机作业程序的编写之后，进行机器人与相机通讯程序的编写，并示教一个基准的拍照位点用于其他拍照位置点的坐标计算，选择操作窗前的操作平台上的细胞工厂框架前端的夹具作为拍照基准对象，拍照对象的前方位置处作为拍照基准点位置,示教并记录该位置点“pTakephoto”；之后的其他拍照位点均通过这个基准位置计算得出；

步骤4：进行细胞工厂抓取程序的执行，选择抓取相关程序，机器人率先从原点“phome”点处移动到相机拍照点“pTakePhoto”点，并打开环形光源，接着进行相机通讯登录的访问，确定相机可以访问允许建立通讯连接，确认相机处于联机状态，确认相机处于正常状态没有错误发生；

待确认完毕发出第一次拍照指令，相机拍照；

并对拍照结果进行处理之后将相对于基准位置的旋转角度偏移传给机器人，机器人收到数据结果进行六轴相应旋转角度的旋转；

动作完毕进行相机第二次拍照，相机拍照之后同样的对结果进行处理并将相对于基准位置的水平方向、垂直方向的偏移数据传给机器人，机器人收到数据之后进行相应的水平、垂直方向的偏移调整；

动作完毕机器人准备抓取，沿着拍照后的结果移动到抓取点前方，待到达位点后以线性运动的方式，移动到抓取位点；

到达抓取位点之后给出允许夹具抓取的信号，夹具气缸打开，两侧夹具吸合在一起，并判断气缸伸出检测是否检测到了气缸已经完全伸出，若检测到气缸已伸出则允许机器人抬起细胞工厂，机器人将细胞工厂抬起到抓取点上方，之后移动到原点“phome”点处等待执行其他可执行的操作程序；

细胞工厂操作工艺方法与操作系统配合工作；各操作过程说明如下：

抓取：是指机器人将细胞工厂从指定位置抬抓取并起来的动作过程具体如下：执行抓取程序后机器人会先以线性运动模式到达要抓取的细胞工厂框架前端的位置点“zhua_qu_qian”，然后安装在机器人前端六轴法兰上边的相机环形光源会打开，光源打开的同时安装在机器人六轴前端的用于抓取细胞工厂框架的夹具的气缸就会收回，气缸收回后夹具上边的气缸回位检测就会判断是否收回如果检测到气缸已经收回则可以往下进行，如果没有检测到气缸收回信号则会发出报警提示不允许抓取动作再进行下去，夹具分为AB 两部分，A固定安装在机器人前端法兰上边，B固定安装在了细胞工厂框架前端中心位置，A与B一凸一凹，当它们扣在一起时A侧的气缸伸出牢牢的卡在B夹具的凹槽内，防止抓取之后抬起来进行其他动作时脱落；所以判断A夹具气缸是否收回是必须的；

放置：是指机器人将细胞工厂放到两侧货架某一可以放下的位置处的过程具体如下：机器人带着安装在六轴法兰上的夹具、相机、相机光源一同移动到“zhua_qu_qian”点z方向一定高度处的拍照点“pTakephoto”点，到达拍照点“pTakephoto”点之后等待延时时间然后相机拍照，并将结果与之前示教好的抓取点进行比较得出当前位置相对于基准位置的偏移量传递给机器人，机器人根据收到的相机传过来的结果进行程序计算并调整姿态，然后向前移动到结合相机拍照结果计算出的抓取点位前方，再以线性运动模式直接到达抓取点；到达抓取点后延时打开A夹具气缸，AB两个夹具吸合在一起，沿着当前位置Z方向向上抬起到“ZhuaQuDdianShang”点完成抓取动作；

放置分为货架上侧放置、货架外侧放置、货架里侧放置，当货架外侧已经有细胞工厂时不可以执行里侧放置、当想要放置的位置有细胞工厂存在不可以执行该位置的放置；选择放置程序后机器人带着细胞工厂以关节运动快速移动到想要放置的货架侧的一个过渡点位置“GuoDuDian1”之后在线性运动到货架放置点Z方向向上的“PalletPut_On”点，之后线性运动Z方向向下运动到放置点“PalletPut”点，等待延时时间待放置稳定后关闭夹具A的气缸使夹具AB两部分脱离开此时气缸的回位检测判断气缸是否已经收回，如果没有收回则会停在当前位置发出报警提示信息“夹具气缸没有收回”等待人员处理，如果已经收回则会沿着X方向向后退出到放置点“PalletPut”前方的安全位置点“FangZhiDianQian”并会标记当前位置为已经放下细胞工厂位置；之后以关节运动快速地回到原点“Phome”位置处结束放置程序；

放回：是指机器人将细胞工厂由原点“Phome”处放回到传递窗口小车处的程序过程，当细胞工厂被抓取或者抬起之后到达原点“Phome”处时可以执行放回程序；具体过程如下：选择放回程序后机器人在“Phome”点位置处发出信号给PLC并等待小车处到位检测判断传递窗处小车是否存在并且已经到达指定放置位置的返回信号；如果没收到返回信号则发出报警提示信息给人机交互系统，并等待将小车推到指定位置处再执行放回程序，如果收到返回信号则往下执行放回程序，机器人将由“Phome”点处经过中间过渡点“FangHuiGuoDu”移动到放回点上方等待放下点“FangHuiShang”静止延时时间待其静止稳定后Z方向向下做线性运动到达放下点“FangHuiDian”静止然后关闭夹具A的气缸，气缸收回，等待回位检测判断气缸是否收回，如果没有收回则会停在当前位置发出报警提示信息“夹具气缸没有收回”等待人员处理，如果已经收回则会沿着X方向向后退出到放下点“FangHuiDian”前方的安全位置点“FangHuiDianQian”并会标记当前位置为已经放下细胞工厂位置；之后以关节运动快速地回到原点“Phome”位置处结束放回程序；

高级操作程序：由基础程序组合而成的程序，可以根据各种工艺自行设置，包括消化：是将培养物从细胞工厂上消化下来的过程，当操作平台处有细胞工厂时、机器人在原点“Phome”处且没有抓取任何细胞工厂可执行此程序操作；具体程序如下：选择消化程序后机器人将从原点“Phome”处先执行抬起程序将细胞工厂由操作平台处抬起到操作窗口前位置点“DaoChuangQian”处等待下一步操作；等待操作人员将软管与细胞工厂和蠕动泵之间连接起来，连接完毕点击下一步按钮，执行排液程序；待排液完毕静止等待下一步操作，点击下一步按钮，执行加液程序；加液完毕静止等待下一步操作，点击下一步按钮，经由加液过渡点“JiaYeGuoDu”到达操作窗前点“DaoChuangQian”；执行摇晃程序；摇晃程序执行完毕后静止延时时间，执行排液程序，排液完毕静止延时时间等待下一步操作，点击下一步按钮，到达操作窗口前点“DaoChuangQian”处，静止过后等待下一步操作，点击下一步按钮，机器人带着细胞工厂到达观察点1“GuanChaKou1”并停在该位置等待操作人员对其进行观察，等待下一步操作提示，观察完毕点击下一步按钮，细胞工厂移动到观察点2“GuanChaDian_2”并停在该位置等待操作人员对其进行观察，等待下一步操作提示，观察完毕点击下一步按钮，细胞工厂移动到观察点3“GuanChaDian_3”并停在该位置等待操作人员对其进行观察，等待下一步操作提示，观察完毕点击下一步按钮，细胞工厂移动到操作窗口前点“DaoChuangQian”处静止延时时间等待下一步操作；点击下一步按钮，执行加液程序；加液完毕静止等待下一步操作，点击下一步按钮，机器人带着细胞工厂移动到操作窗口前点“DaoChuangQian”处，静止等待下一步操作，待操作人员将连接细胞工厂与蠕动泵的软管移开之后点击下一步按钮，回到原点“Phome”位置处完成消化程序的执行。