49、小型金属螺栓的双阶段机器人料箱拾取与机器人关节滞后研究

小型金属螺栓的双阶段机器人料箱拾取与机器人关节滞后研究

小型金属螺栓的双阶段机器人料箱拾取

在处理小型金属物体分离问题时，现有的解决方案存在一定局限性。一些方法需要设计特定工具，有些分离后的物体姿态未知，还有些仅适用于特定尺寸以上的物体。同时，像振动碗式进料器或步进进料器等传统解决方案缺乏灵活性，且空间需求大、投资成本高。因此，提出了一种使用工业机器人和磁性夹具对小型金属螺栓进行灵活且经济高效分离的新方法。

系统设计与方法

• 系统要求与设计 ：目标是开发一个灵活且经济高效的系统，能轻松适应不同物体或变体。待分离的螺栓尺寸较小，总长约15 - 35毫米，圆柱轴直径3 - 5毫米，螺栓头部直径10 - 15毫米，具有磁性且表面无纹理、反光。系统采用工业机器人，配备包含磁性夹具和视觉传感器的末端执行器，只能拾取磁性物体。工作空间内放置装有随机姿态螺栓的盒子，还有用于存放抓取后物体的固定装置。由于直接从盒子中抓取小型金属物体存在诸多挑战，如零件重叠难以找到合适抓取姿态、反光导致深度测量噪声大等，所以采用双阶段程序。
• 双阶段程序 ：
  • 第一阶段：使用工业机器人上的视觉系统在定义的扫描姿态下拍摄工作空间图像。若未检测到螺栓，机器人进行盲抓，将磁性夹具放入盒子抓取一些螺栓并放置在盒子旁边的工作表面。
  • 第二阶段：若图像中检测到螺栓，估计其姿态，抓取并放置在固定装置中，重复此过程直到达到所需螺栓数量或固定装置装满。

以下是双阶段程序的流程图：