一種程控工業機器人制造技術

一種程控機器人，包括：夾持部，用于對工件進行夾持；控制部，用于對夾持部的操作進行控制；夾持部上設置抵接部件，夾持部夾持工件時，該抵接部件與工件接觸而發生與工件形狀一致的變形；工件數據輸入部，能夠輸入被夾持工件的三維形狀數據；夾持面確定部，確定工件用于被夾持的夾持面；受力區域確定部，確定抵接部件的受力區域；控制部根據抵接部件的受力區域以及夾持面的形狀數據，確定夾持部件的變更操作，使變更后抵接部件受力區域與上次操作的受力區域沒有重疊面積。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種機器人，尤其是涉及一種工業領域的程序控制機器人。
技術介紹
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人，是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器；它接受人類的指令后，將按照設定的程序執行運動路徑和作業。作為先進制造業中典型的機電一體化數字化裝備，工業機器人已經成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。工業機器人的典型應用包括焊接、噴涂、組裝、采集和放置、包裝和碼垛、產品檢測和測試等。在工業發達國家中，工業機器人及自動化生產線成套裝備己成為高端裝備的重要組成部分及未來發展趨勢，提高了加工效率與產品的一致性。隨著我國勞動力成本的逐年增加，老齡化社會的到來，可進行傳統加工制造業的一線工人將保持逐年減少的趨勢，同時社會服務的成本將增加，我國對工業機器人及自動化加工裝備的需求將逐步增加。工業機器人作為我國高端裝備制造的基礎設備之一，是我國高端制造裝備戰略性新興產業的重要組成部分，也是其他戰略性新興產業發展的重要基礎裝備。搬運機器人是工業機器人的一個重要方向，隨著技術的發展，以前由人力完成的零部件或成品的搬運工作已經逐步由搬運機器人代替完成，提高了企業的生產效率。在自動化生產線上下料作業中，特別是在有毒有害、易燃易爆等惡劣環境內，搬運機器人得到了廣泛的應用。現有技術中，搬運機器人在針對不同類型的工件進行搬運時，需要更換相應的夾持部件，以適應不同類型的工件。為了解決這個問題，JP2008528408A以及JP特開平9-123082A分別提出了具有自適應夾持部件的搬運機器人，其夾持部件在夾持不同形狀的工件時，能夠自行改變形狀從而適應不同的工件類型。但是，上述專利技術中夾持部件反復對工件進行夾持的情況下，其與工件的接觸位置總是相同，可能導致該特定的部位將受到損傷，從而影響夾持部件的使用。為了解決上述問題，豐田自動車株式會社在JP2012152860A的專利技術專利中，提出了一種改進的夾持部件，其通過使夾持部件與工件的接觸部位在豎直方向上進行變化，從而變更夾持部位，提高夾持部件的使用壽命。但是，該專利技術還存在如下缺點:(1)其接觸部位的變化僅是以特定長度例如十幾毫米在左右方向或者上下方向變化，變化后的接觸部位與變化前的接觸部位可能存在很大部分的重合，使用該變化操作可能導致部分區域持續收到工件作用，影響夾持部件的使用壽命；（2）進行夾持位置的變更可能導致工件與夾持部件的接觸面積減少，從而使夾持部件受力區域的壓強增大，導致其產生損害，或者接觸面接減少使工件所受摩擦力減少，而導致無法夾住工件。
技術實現思路
本專利技術提出了一種改進的程控工業搬運機器人，能夠解決現有技術的上述問題。作為本專利技術的一個方面，提供了一種程控機器人，包括：夾持部，用于對工件進行夾持；控制部，用于對所述夾持部的操作進行控制；所述夾持部上設置抵接部件，所述夾持部夾持工件時，該抵接部件與工件接觸而發生與工件形狀一致的變形，并且保持該變形從而能夠夾持工件；工件數據輸入部，能夠輸入被夾持工件的三維形狀數據；夾持面確定部，其根據輸入的工件的三維形狀數據，確定該工件用于被夾持的夾持面；受力區域確定部，根據工件夾持位置以及工件的三維形狀，確定對應的抵接部件的受力區域；所述控制部根據受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域以及夾持面確定部確定的夾持面的形狀數據，確定夾持部件的變更操作，使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域沒有重疊面積。優選的，所述夾持面確定部根據如下方式確定夾持面，對于各個相對的夾持側面的單連通區域進行計數，選擇單連通區域個數最多的相對的夾持側面作為夾持面。優選的，如果所述控制部根據所述根據受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域以及夾持面確定部確定的夾持面的形狀數據，無法確定能夠使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域沒有重疊面積的操作，所述控制部確定夾持部件的變更操作，使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域的重疊面積最小。優選的，所述工件數據輸入部還能夠輸入被夾持工件的重量以及材料數據；還包括最小接觸面積確定部，其根據所述工件的重量、所述工件表面與抵接部件材料表面之間的靜摩擦系數、所述抵接部件能夠承受的最大壓強以及預設的冗余系數，確定所述工件夾持面的最小接觸面積；所述控制部在確定夾持部件的變更操作時，使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域面積大于所述工件夾持面的最小接觸面積。優選的，所述最小接觸面積s按照如下方式計算：s＝mg/εμP，其中m為工件質量，g為重力加速度，ε為預設的冗余系數，μ為工件表面與抵接部件材料表面之間的靜摩擦系數，P為所述抵接部件能夠承受的最大壓強。優選的，所述工件為相對兩側對稱的工件。優選的，所述工件為“工”字型工件。優選的，還包括計數器，所述控制部在確定夾持部的單次操作后，對于該操作進行計數，當該操作的次數的達到閾值時，所述控制部確定夾持部件的變更操作，對夾持部件的操作進行變更。優選的，所述抵接部件為袋裝部件，其內部填充顆粒物。優選的，在夾持時通過真空泵對于抵接部件進行減壓使抵接部件固化，從而與工件的外形一致。優選的，所述受力區域確定部將夾持面與抵接部件的接觸區域確定為受力區域。優選的，所述控制部根據如下方式確定夾持部件的變更操作：1)確定受力區域中的所有單連通區域；2）選擇所有單連通區域中面積最小的單連通區域，確定其縱向最長距離；3）以縱向最長距離為步長，依次判斷夾持部件向下偏移該步長n倍數時，該操作是否使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域沒有重疊面積；如果n＝N時，該操作是使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域沒有重疊面積，則控制部確定該操作為夾持部件的下一步的變更操作。可選的，所述步驟3）中，如果n＝m時，該操作使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域小于最小接觸面積s，則控制部確定n＝m-1時的操作作為下一步的變更操作。可選的，所述步驟3）中，如果n＝m時，該操作使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域小于最小接觸面積s，則控制部將n＝1到n＝m-1的操作中，變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域的重疊面積最小的操作，確定為下一步的變更操作。優選的，還包括初始部位確定部，所述初始部位確定夾持部的初始位置，使工件的頂部與抵接部件的頂部一致。附圖說明圖1是本專利技術實施例的程控機器人的示意圖。圖2是本專利技術實施例的工件的側視圖；其中圖2（a）和2（b）分別是前視圖和后視圖；圖2（c）和2（d）分別是左視圖和右視圖。具體實施方式為了更清楚地說明本專利技術的技術方案，下面將使用實施例對本專利技術進行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本專利技術的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些實施例獲取其他的技術方案，也屬于本專利技術的公開范圍。本專利技術實施例的程控機器人系統，參見圖1，包括工件數據輸入部10，夾持面確定部20，受力區域確定部30，最小接觸面積確定部40，控制部5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種程控機器人，包括：夾持部，用于對工件進行夾持；控制部，用于對所述夾持部的操作進行控制；所述夾持部上設置抵接部件，所述夾持部夾持工件時，該抵接部件與工件接觸而發生與工件形狀一致的變形，并且保持該變形從而能夠夾持工件；其特征在于：還包括工件數據輸入部，能夠輸入被夾持工件的三維形狀數據；夾持面確定部，其根據輸入的工件的三維形狀數據，確定該工件用于被夾持的夾持面；受力區域確定部，根據工件夾持位置以及工件的三維形狀，確定對應的抵接部件的受力區域；所述控制部根據受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域以及夾持面確定部確定的夾持面的形狀數據，確定夾持部件的變更操作，使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域沒有重疊面積。

【技術特征摘要】
1.一種程控機器人，包括：夾持部，用于對工件進行夾持；控制部，用于對所述夾持部的操作進行控制；所述夾持部上設置抵接部件，所述夾持部夾持工件時，該抵接部件與工件接觸而發生與工件形狀一致的變形，并且保持該變形從而能夠夾持工件；其特征在于：還包括工件數據輸入部，能夠輸入被夾持工件的三維形狀數據；夾持面確定部，其根據輸入的工件的三維形狀數據，確定該工件用于被夾持的夾持面；受力區域確定部，根據工件夾持位置以及工件的三維形狀，確定對應的抵接部件的受力區域；所述控制部根據受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域以及夾持面確定部確定的夾持面的形狀數據，確定夾持部件的變更操作，使變更后抵接部件與工件的接觸位置的受力區域與受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域沒有重疊面積。2.根據權利要求1所述的程控機器人，其特征在于：所述夾持面確定部根據如下方式確定夾持面，對于各個相對的夾持側面的單連通區域進行計數，選擇單連通區域個數最多的相對的夾持側面作為夾持面。3.根據權利要求2所述的程控機器人，其特征在于：如果所述控制部根據所述根據受力區域確定部確定的抵接部件的受力區域以及夾持面確...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓培良，林賢偉，周海濤，
申請(專利權)人：寧波億諾維信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33