【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及機械爪，具體而言，涉及一種用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)。
技術介紹
1、eoat（全稱為end?of?arm?tooling）即機械爪末端工具，其包括機械爪、治具等組成。在作業(yè)過程中，機械爪承擔著抓取、移動、放置工件等關鍵任務，機械爪的抓取性能對整個生產(chǎn)過程的效率和產(chǎn)品質(zhì)量起著至關重要的作用；治具則用于定位、支撐和固定工件的裝置，能夠確保工件在生產(chǎn)過程中保持穩(wěn)定的姿態(tài)和位置。
2、然而，由于傳感器精度、電機驅動誤差等因素，導致運動控制系統(tǒng)往往無法達到完美的精度，甚至對工件造成損傷。在實時控制中，系統(tǒng)的延遲或反饋滯后等各種因素可能導致機械爪執(zhí)行預定動作時的微小偏差，尤其是在長時間的操作或多任務并行的情況下，誤差可能會在多次重復動作中積累，最終導致運動精度不足，影響抓取精度。
3、因此，設計一種機械爪在抓取治具上工件時的高精度抓取系統(tǒng)尤為重要。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于此，本專利技術提出了一種用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，旨在解決當前技術中由于多種因素導致機械爪抓取精度較低的問題。
2、本專利技術提出的一種用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，包括機械爪與治具，還包括：
3、監(jiān)測模塊、處理模塊與預警模塊；
4、所述監(jiān)測模塊包括視覺獲取單元與夾持力獲取單元；所述視覺獲取單元固定安裝于機械爪的端部，所述視覺獲取單元被配置為周期性的獲取進行抓取前的治具圖像；所述夾持力獲取單元，被配置為當機械爪進行抓取時，獲取機械爪各爪指的受力數(shù)據(jù)；所述預警
5、所述處理模塊包括圖像處理單元、采集單元、計算單元；
6、所述圖像處理單元被配置為將所述治具圖像基于邊緣檢測提取治具圖像的邊緣并計算得到治具的兩個對角坐標；
7、所述采集單元被配置為根據(jù)時間序列采集所述對角坐標與受力數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集包括監(jiān)測時間以及對應監(jiān)測時間的所述對角坐標和受力數(shù)據(jù)；采集機械爪抓取正常時的數(shù)據(jù)集并作為歷史數(shù)據(jù)集；
8、所述計算單元被配置為根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)集確定機械爪抓取正常時的坐標閾值以及受力閾值，根據(jù)所述數(shù)據(jù)集建立二維數(shù)據(jù)矩陣，并根據(jù)所述坐標閾值與受力閾值分析判斷機械爪抓取是否存在異常；當所述二維數(shù)據(jù)矩陣中至少存在一個異常點時，判定所述機械爪抓取存在異常，并將預警信號發(fā)送至所述預警模塊。
9、進一步地，所述圖像處理單元獲取到所述治具圖像并計算得到治具的兩個對角坐標前，對所述治具圖像進行完好性檢測，包括：
10、對所述治具圖像的像素值進行歸一化處理，將歸一化處理后的所述治具圖像傳入至卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型包括若干個卷積層、池化層和全連接層，所述全連接層輸出位二分類結果；
11、基于所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型輸出，得到所述治具圖像的完好性評分，對所述完好性評分與預先設定的完好性閾值進行比對；
12、當所述完好性評分大于完好性閾值時，將所述治具圖像作為待分析圖像；
13、當所述完好性評分小于或等于所述預設完好性閾值時，則重新獲取所述治具圖像。
14、進一步地，當重新獲取所述治具圖像時，對所述治具圖像的獲取周期進行縮短調(diào)整，調(diào)整后的所述獲取周期滿足以下關系：
15、；
16、其中，為調(diào)整后的所述獲取周期，為未調(diào)整前的獲取周期，為系統(tǒng)允許的最短周期，為完好性評分，為完好性閾值。
17、進一步地，所述圖像處理單元將所述治具圖像基于邊緣檢測提取治具圖像的邊緣并計算得到治具的兩個對角坐標，包括：
18、對獲取的所述治具圖像進行去噪處理，所述去噪處理為使用高斯濾波或中值濾波去除圖像中的噪聲；
19、基于canny邊緣檢測算法，提取治具圖像中的邊緣，得到出治具輪廓的邊緣信息；
20、基于所述邊緣信息，選定兩個對角并利用幾何算法計算出治具圖像的兩個對角坐標。
21、進一步地，當選定兩個對角時，包括：
22、將每兩個對角作為一個對角組，計算所有所述對角的精確度并判斷是否存在所述對角組中兩個對角的精確度均大于預先設定的精確度閾值的情況，若存在，則計算所述對角組中兩對角的對角坐標，若不存在，選取包含有精確度最高對角的對角組，作為坐標計算組，判斷所述坐標計算組中兩對角的精確度：
23、當所述坐標計算組中僅一個對角的精確度大于精確度閾值時，選取該對角作為參照角，根據(jù)所述參照角計算當所述坐標計算組中另一對角的對角坐標；當所述坐標計算組中不存在精確度大于精確度閾值的情況時，所述圖像處理單元對獲取的所述治具圖像重新進行去噪處理并計算對角坐標。
24、進一步地，當計算所述精確度時，包括：
25、獲取機械爪抓取治具時的理想輪廓與實際輪廓，計算所述理想輪廓與實際輪廓之間的hausdorff距離，所述精確度存在以下關系：
26、；
27、其中，為精確度，表示實際輪廓，表示理想輪廓，表示理想輪廓與實際輪廓之間的hausdorff距離。
28、進一步地，所述計算單元根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)集確定機械爪抓取正常時坐標閾值以及受力閾值時，包括：
29、獲取預輸入的標準對角坐標以及機械爪各爪指的標準受力數(shù)據(jù)，所述坐標閾值的橫坐標、縱坐標處于以下區(qū)間：
30、；
31、；
32、所述受力閾值處于以下區(qū)間：
33、；
34、其中，與分別為歷史數(shù)據(jù)集中所有橫坐標、縱坐標的均值，與分別為歷史數(shù)據(jù)集中所有橫坐標、縱坐標的標準差，為歷史數(shù)據(jù)集中第i個機械爪爪指的所有受力數(shù)據(jù)的均值，為歷史數(shù)據(jù)集中第i個機械爪爪指的所有受力數(shù)據(jù)的標準差，k表示容忍范圍，1≤k≤3。
35、進一步地，當根據(jù)所述坐標閾值與受力閾值分析判斷機械爪抓取是否存在異常時，包括：
36、從所述二維數(shù)據(jù)矩陣中提取對應監(jiān)測時間的所述對角坐標和爪指的所述受力數(shù)據(jù)；判斷當前對角坐標是否滿足處在所述坐標閾值的范圍內(nèi)，若橫坐標和/或縱坐標超出所述坐標閾值的范圍，則記錄該監(jiān)測時間以及對應的對角坐標并標記為異常點；
37、對每個爪指的所述受力數(shù)據(jù)進行檢測，判斷所述受力數(shù)據(jù)是否滿足處在所述受力閾值的范圍內(nèi)，若任意一個爪指的受力數(shù)據(jù)超出所述受力閾值的范圍，則記錄該監(jiān)測時間以及對應的受力數(shù)據(jù)為異常點。
38、進一步地，所述預警模塊還被配置為：統(tǒng)計異常點的數(shù)量，并根據(jù)異常點的數(shù)量發(fā)出分級警報。
39、進一步地，所述圖像處理單元設定重新獲取所述治具圖像的第一次數(shù)上限以及重新進行去噪處理并計算對角坐標的第二次數(shù)上限；
40、當重新獲取所述治具圖像的次數(shù)滿足第一次數(shù)上限或當重新進行去噪處理并計算對角坐標的次數(shù)滿足預設的第二次數(shù)上限后，對所述預警模塊發(fā)出預警信號。
41、與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
42、通過監(jiān)測模塊的視覺獲取單元與夾持力獲本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，包括機械爪與治具，其特征在于，還包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單元獲取到所述治具圖像并計算得到治具的兩個對角坐標前，對所述治具圖像進行完好性檢測，包括：
3.根據(jù)權利要求2所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，當重新獲取所述治具圖像時，對所述治具圖像的獲取周期進行縮短調(diào)整，調(diào)整后的所述獲取周期滿足以下關系：
4.根據(jù)權利要求3所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單元將所述治具圖像基于邊緣檢測提取治具圖像的邊緣并計算得到治具的兩個對角坐標，包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，當選定兩個對角時，包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，當計算所述精確度時，包括：
7.根據(jù)權利要求6所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)集確定機械爪抓取正常時坐標閾值以及受力閾值時，包括：
8.根據(jù)權利要求7所述的用
9.根據(jù)權利要求8所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述預警模塊還被配置為：統(tǒng)計異常點的數(shù)量，并根據(jù)異常點的數(shù)量發(fā)出分級警報。
10.根據(jù)權利要求9所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單元設定重新獲取所述治具圖像的第一次數(shù)上限以及重新進行去噪處理并計算對角坐標的第二次數(shù)上限；
...【技術特征摘要】
1.一種用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，包括機械爪與治具，其特征在于，還包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單元獲取到所述治具圖像并計算得到治具的兩個對角坐標前，對所述治具圖像進行完好性檢測，包括：
3.根據(jù)權利要求2所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，當重新獲取所述治具圖像時，對所述治具圖像的獲取周期進行縮短調(diào)整，調(diào)整后的所述獲取周期滿足以下關系：
4.根據(jù)權利要求3所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單元將所述治具圖像基于邊緣檢測提取治具圖像的邊緣并計算得到治具的兩個對角坐標，包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的用于機械爪的治具抓取系統(tǒng)，其特征在于，當選定兩個對角時，包括：
6.根...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉欣華，劉秋華，張懷良，劉春平，
申請(專利權)人：深圳市欣茂鑫實業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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