文档介绍：2
2 2 2
1
2003 年第 1 期液压与气动 51
1 1 1 1 1 1
带视觉系统的气动插装机器人的研制
2 2
张捷,张慧慧
Research and Development of Pneumatic Assembling Robot with Visual System
Zhang Jie , Zhang Hui hui
(北京工业大学机械工程与应用电子学院,北京 100022 电话: (010) 67391621)
摘要:简要介绍了一种带视觉系统的全气动插装机器人,该机器人具有一定的智能性,可快速自动地
完成指定的插装作业。
关键词:气动数字伺服;视觉传感器;插装机器人
中图分类号:TH138 文献标识码:B 文章编号:1000 4858 (2003) 01 0008 02
1 前言觉系统的摄像头固定在 Z 轴上,机器人的运动由控制
气动数字伺服技术是 20 世纪 90 年代初趋于成熟系统来实现。
的新技术,它的出现提高了气动执行元件的定位精度, 图 2 为一插装模板,模板上有 2 排 3 种不同形状
并为气动技术在精度要求较高环境中的应用提供了条的孔,将相应形状的轴装入第一排孔中。计算机根据
件。根据用户要求,在有限的条件下我们研制了一台设定的要求给伺服控制器发出指令,机器人则从初始
带视觉系统并取一轴为数字伺服定位的气动插装机器位置沿 X 轴由插装模板的 A 端开始扫描,当摄像头发
人,其结构如图 1 所示。该机器人的特点是: X 轴选用现有设定的工件时,立即停止运动并作精确定位,此时
气动伺服定位系统,实现了机器人在 X 方向上的任意 Z 轴的直角坐标气缸向下运动至一定位置,气爪闭合
定位; Y、Z 轴选用了价格便宜并有 3 个可调位置的新抓取工件(指定形状的轴) , Z 轴气缸复位抓取动作完
式 HMP 型直角坐标气缸;用视觉传感器系统对工件进成。此时, Y 轴的直角坐标气缸伸出至模板第二排孔
行识别,可自主地完成插装作业,提高了机器人的智中心线的上方,机器人在新的 Y 坐标下再次沿 X 轴从
能性。插装模板的 B 端开始扫描,当摄像头发现有设定形状
的孔时,即停止运动并作精确定位后, Z 轴向下运动,
手爪将轴插入相应的孔中,手爪松开, Z 轴、Y 轴、X 轴
依次复位,这时一个工作循环完成。
图 2 插装模板示意图
1 X 轴 2 Z 轴 3 摄像头 4 Y 轴 5 W 轴 6 气爪若机器人的 X 、Y、Z 轴均选用数字伺服定位系
图 1 气动插装机器人的结构简图统,机器人将具有更大的灵活性和更高的插装速度,但
2 气动插装机器人的组成及工作原理其造价也会随之显著增加。
图 1 为气动插装机器人的结构简图。该机器人为 3 机器人的视觉系统
全气动四自由度直角坐标机器人, X 轴是一数字伺服图 3 为机器人视觉控制系统框图,图中虚线所示
定位系统,它由数字伺服缸、位移传感器、比例阀和数
字伺服控制器等组成; Y、Z 轴为可实现 3 点定位的直收稿日期:2002 09 09
角坐标气缸,其重复精度可达到± 0 01 mm; W 轴为一作者简介:张捷(1976 —) ,男,北京人,在读硕士生,主要从
可作±