[发明专利]一种基于机器人运动规划的密封圈抓取和放置方法

摘要

本发明公开了一种基于机器人运动规划的密封圈抓取和放置方法，包括密封圈识别和抓取实现步骤，电池盖板密封口识别实现步骤和机器人动态目标追踪实现步骤三个部分。本发明能够有效地取代传统电池生产密封圈密封方法，即人工精准地识别密封圈的正反面，并进行抓取，然后将密封圈盖在传送带上高速移动的蓄电池盖板密封口上。具有效率高、准确度高、工作环境适应能力强等特点，能满足电池工厂装配要求，提高工业生产自化水平，可以广泛的适用于当代流水线装配作业。

主权项

1.一种基于机器人运动规划的密封圈抓取和放置方法，其特征在于：步骤(1)：密封圈识别和抓取①在竖直光照条件下，对抓取区域进行实时的图像采集，并通过网络接口传给抓取端图像处理单元；②抓取端图像处理单元运用霍夫圆检测算法和张正友标定法对图像进行处理，抽取密封圈圆形特征，得出密封圈圆心坐标；③对图像进行二值化处理，并进行密封圈正反面判断；④识别出正面向上的密封圈，并将其圆心坐标通过串口通讯传给机器人控制器；⑤控制机器人运动至密封圈坐标，通过内部IO开启气泵产生负压，完成密封圈的抓取；其中，密封圈正反面判断具体为：由于密封圈正反面的差异，密封圈正面较为光滑，而密封圈的反面有深色的数字和字母，所以在阈值为η₁时，原始图像经过二值化处理可以明显看到密封圈正反面的差异，即反面黑色像素点多，正面黑色像素点少，设置黑色像素点阈值M₁，因此可以通过统计图像中黑色像素点个数来判定密封圈的正反面：其中，R_xy为识别出来的圆心坐标为(x，y)的圆形区域，M(x，y)表示R_xy内的黑色像素点数；步骤(2)：电池盖板密封口识别①在竖直光照条件下，对传送带上的蓄电池盖板进行实时的图像采集，并通过网络接口传给放置端图像处理单元；②放置端图像处理单元对其进行二值化，识别盖板上密封口内的传送带的白色部分；③对白色轮廓进行拟合找圆算法处理找到圆心；④通过张正友标定法，就能得到传送带上的蓄电池盖板上密封口的圆心坐标；⑤当盖上密封圈后，因不满足拟合找圆算法的约束条件，不会再次被找到，从而来判断是否盖上；其中，拟合找圆算法具体为：①通过设置阈值为η₂，将采集放置端的图像二值化；②识别盖板上密封口内的传送带的白色部分，并通过拟合算法，对其轮廓进行拟合；③设定拟合出来的圆半径范围：r_min＜r＜r_max、圆的面积范围S_min＜S＜S_max和圆内黑色像素点数范围M＜M₂的约束条件，这样便可以找到盖板上密封口对应的圆；步骤(3)：机器人动态目标追踪的实现①机器人在完成密封圈识别和抓取后，设在S_R点，开始向放置端图像处理单元传来的传送带上的蓄电池盖板上密封口的坐标S₀运动；②在运动的同时，通过定时器计时，得到机器人从S_R运动到S₀的时间t；③通过时间t和传送速度V_C，通过运动学计算，得到传送带上的蓄电池盖板上密封口在t时间内偏移坐标S₀′；④通过误差校正，完成坐标追踪，并进行放置动作。