本申請(qǐng)涉及智能制造領(lǐng)域，且更為具體地，涉及一種用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，自動(dòng)化流水線在制造業(yè)中扮演著越來越重要的角色。機(jī)械臂作為自動(dòng)化流水線的核心組件，其性能直接影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。特別是在裝配線環(huán)境中，機(jī)械臂需要執(zhí)行一系列精確的操作來處理不同種類和尺寸的工件。為了提高生產(chǎn)效率并減少人為錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的自動(dòng)化以及高效、精準(zhǔn)控制變得至關(guān)重要。

2、在傳統(tǒng)的機(jī)械臂控制方法中，往往依賴于固定的程序和手動(dòng)設(shè)置，這要求對(duì)于每種不同的任務(wù)都需要單獨(dú)編寫程序，并且當(dāng)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品種類發(fā)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械臂控制方案的靈活性和適應(yīng)性不足。此外，傳統(tǒng)控制方案在處理具有復(fù)雜幾何形狀或者尺寸變化較大的工件時(shí)，往往難以保證高精度的定位與抓取需求。

3、因此，期望一種優(yōu)化的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，提出了本申請(qǐng)。本申請(qǐng)的實(shí)施例提供了一種用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，其通過攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集當(dāng)前工件的工件圖像，并在后端引入基于人工智能和機(jī)器視覺的圖像處理和分析算法來對(duì)于該工件圖像進(jìn)行多層次和多尺度的特征提取，以利用工件淺層形狀特征和深層結(jié)構(gòu)特征之間的內(nèi)核特征聯(lián)合交互信息來進(jìn)行工件類型的檢測(cè)，以此來選擇適配類型的夾具。這樣，能夠在自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂控制過程中自動(dòng)選擇適配工件的夾具類型，這不僅可以提高機(jī)械臂工作的可靠性，還可以增強(qiáng)整個(gè)自動(dòng)化流水線的靈活性和響應(yīng)速度，為不同尺寸和不同類型工件的抓取控制提供依據(jù)。

2、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其包括：

3、獲取由操作人員輸入的目標(biāo)高度參數(shù)，其中，所述目標(biāo)高度參數(shù)基于當(dāng)前工件的尺寸和工作區(qū)域的高度需求確定；

4、獲取由攝像頭采集的當(dāng)前工件的工件圖像；

5、基于所述工件圖像，確定適配類型的夾具，包括步驟：對(duì)所述工件圖像進(jìn)行多尺度特征提取和特征增強(qiáng)處理以得到工件淺層形狀增強(qiáng)特征和工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征；對(duì)所述工件淺層形狀增強(qiáng)特征和所述工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征進(jìn)行內(nèi)核特征聯(lián)合交互編碼以得到工件形狀-結(jié)構(gòu)聯(lián)合交互特征；基于所述工件形狀-結(jié)構(gòu)聯(lián)合交互特征，確定工件類型標(biāo)簽，并確定所述適配類型的夾具；

6、對(duì)所述工件圖像進(jìn)行圖像識(shí)別以得到所述工作圖像中當(dāng)前工件的位置數(shù)據(jù)；

7、將所述工作圖像中當(dāng)前工件的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)以得到所述當(dāng)前工件的三維坐標(biāo)；

8、基于所述當(dāng)前工件的三維坐標(biāo)，確定所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡。

9、根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供了一種用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制系統(tǒng)，其包括：

10、目標(biāo)高度參數(shù)獲取模塊，用于獲取由操作人員輸入的目標(biāo)高度參數(shù)，其中，所述目標(biāo)高度參數(shù)基于當(dāng)前工件的尺寸和工作區(qū)域的高度需求確定；

11、當(dāng)前工件圖像獲取模塊，用于獲取由攝像頭采集的當(dāng)前工件的工件圖像；

12、適配夾具類型確定模塊，用于基于所述工件圖像，確定適配類型的夾具；其中，所述適配夾具類型確定模塊，用于：對(duì)所述工件圖像進(jìn)行多尺度特征提取和特征增強(qiáng)處理以得到工件淺層形狀增強(qiáng)特征和工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征；對(duì)所述工件淺層形狀增強(qiáng)特征和所述工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征進(jìn)行內(nèi)核特征聯(lián)合交互編碼以得到工件形狀-結(jié)構(gòu)聯(lián)合交互特征；基于所述工件形狀-結(jié)構(gòu)聯(lián)合交互特征，確定工件類型標(biāo)簽，并確定所述適配類型的夾具；

13、工件位置數(shù)據(jù)識(shí)別模塊，用于對(duì)所述工件圖像進(jìn)行圖像識(shí)別以得到所述工作圖像中當(dāng)前工件的位置數(shù)據(jù)；

14、工件位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊，用于將所述工作圖像中當(dāng)前工件的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)以得到所述當(dāng)前工件的三維坐標(biāo)；

15、機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡確定模塊，用于基于所述當(dāng)前工件的三維坐標(biāo)，確定所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，其通過攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集當(dāng)前工件的工件圖像，并在后端引入基于人工智能和機(jī)器視覺的圖像處理和分析算法來對(duì)于該工件圖像進(jìn)行多層次和多尺度的特征提取，以利用工件淺層形狀特征和深層結(jié)構(gòu)特征之間的內(nèi)核特征聯(lián)合交互信息來進(jìn)行工件類型的檢測(cè)，以此來選擇適配類型的夾具。這樣，能夠在自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂控制過程中自動(dòng)選擇適配工件的夾具類型，這不僅可以提高機(jī)械臂工作的可靠性，還可以增強(qiáng)整個(gè)自動(dòng)化流水線的靈活性和響應(yīng)速度，為不同尺寸和不同類型工件的抓取控制提供依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，對(duì)所述工件圖像進(jìn)行多尺度特征提取和特征增強(qiáng)處理以得到工件淺層形狀增強(qiáng)特征和工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，對(duì)所述工件淺層形狀增強(qiáng)特征和所述工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征進(jìn)行內(nèi)核特征聯(lián)合交互編碼以得到工件形狀-結(jié)構(gòu)聯(lián)合交互特征，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，將所述工件淺層形狀增強(qiáng)特征圖和所述工件深層結(jié)構(gòu)增強(qiáng)特征圖輸入內(nèi)核特征蒸餾網(wǎng)絡(luò)以得到工件淺層形狀內(nèi)核特征向量和工件深層結(jié)構(gòu)內(nèi)核特征向量，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，計(jì)算所述工件淺層形狀分解特征向量的序列中的各個(gè)工件淺層形狀分解特征向量相對(duì)于其他工件淺層形狀分解特征向量的差異特征以得到工件淺層形狀分解特征差異表示向量，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，對(duì)所述工件淺層形狀分解特征差異表示向量中的各個(gè)特征值進(jìn)行歸一化處理以得到歸一化工件淺層形狀分解特征差異表示向量，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，將所述工件形狀-結(jié)構(gòu)內(nèi)核特征間全域編碼矩陣輸入稀疏掩碼單元以得到工件形狀-結(jié)構(gòu)內(nèi)核特征間關(guān)聯(lián)稀疏權(quán)重矩陣，包括：

8.據(jù)權(quán)利要求7所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，基于所述工件形狀-結(jié)構(gòu)聯(lián)合交互特征，確定工件類型標(biāo)簽，并確定所述適配類型的夾具，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制方法，其特征在于，基于所述當(dāng)前工件的三維坐標(biāo)，確定所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡，包括：基于所述當(dāng)前工件的三維坐標(biāo)，計(jì)算所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡以生成逆行動(dòng)力學(xué)解，確保所述機(jī)械臂的夾具能夠準(zhǔn)確到達(dá)所述當(dāng)前工件的位置。

10.一種用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，涉及智能制造領(lǐng)域，其通過攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集當(dāng)前工件的工件圖像，并在后端引入基于人工智能和機(jī)器視覺的圖像處理和分析算法來對(duì)于該工件圖像進(jìn)行多層次和多尺度的特征提取，以利用工件淺層形狀特征和深層結(jié)構(gòu)特征之間的內(nèi)核特征聯(lián)合交互信息來進(jìn)行工件類型的檢測(cè)，以此來選擇適配類型的夾具。這樣，能夠在自動(dòng)化流水線的機(jī)械臂控制過程中自動(dòng)選擇適配工件的夾具類型，這不僅可以提高機(jī)械臂工作的可靠性，還可以增強(qiáng)整個(gè)自動(dòng)化流水線的靈活性和響應(yīng)速度，為不同尺寸和不同類型工件的抓取控制提供依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：麥騫譽(yù)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：路邦科技授權(quán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30