本技术涉及具有倾角测定补偿系统的复合机器人。
背景技术：
1、随着自动化技术的不断发展，目前在智能制造领域，由机械手和物料载具组成的复合机器人已经渐入佳境，逐渐成为了整个工厂自动化生产系统中的关键成员，例如在自动化车间内在不同的机台和设备之间进行物料转运，这就需要对不同生产环节的产品或者载具进行高精度取放操作。由于目前物料载具多采用移动式agv，这种设备的停车精度无法满足车载机械臂在不同设备上进行高精度取放操作，因此需要有效手段对机械臂进行引导抓取。目前对于机械臂的引导抓取通常采用以下两种方式：（1）采用3d视觉对工件和半导体设备进行定位，由于3d视觉一般体积较大，精度较低，并且价格高昂，因此需要较大的安装空间，无法满足高精度抓取，同时也会大大的增加成本；（2）采用2d视觉进行定位，这种方式优势是成本较低且需要的安装空间较小，但是不足之处是只能识别工件在二维平面内的偏移量。而在设备长期运行过程中，半导体设备的调整或者移动会导致设备相对于地面角度发生变化；移动底盘的轮系磨损以及每次作业时相对于地面的停车位置差异会导致整个复合机器人相对于地面角度发生变化。而2d视觉引导抓取的重要原则就是两种设备仅有二维空间内的偏移，一旦两种设备相对于水平面发生倾斜角度的偏移就会导致定位抓取失败，进而造成产品受损，产生极大的经济损失。
2、因此亟需一种针对2d视觉的辅助手段，用于对复合机器人和生产设备之间进行相对平面倾角数据进行测定，根据测定数据通过机械臂进行补偿计算以便使得复合机器人和生产设备之间保持唯一固定的相对平面角度关系，在此基础上再通过2d视觉进行二维平面定位即可实现可靠引导抓取。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的技术问题总的来说是提供一种具有倾角测定补偿系统的复合机器人和方法。本实用新型的目的就是测定移动式复合机器人和生产设备之间的相对倾角数据变化值，通过此数据对机械臂的位置进行补偿计算以获得新的位姿，以保证二者之间的相对平面角度关系始终保持为唯一固定值。
2、为了实现本实用新型的目的，首先提供了一种相对角度测定系统，本实用新型中复合机器人相对水平面的角度是以车载机械臂上的2d视觉安装平面为基准，车间内的生产设备的相对水平面的角度是以待搬运工件或者载具的存放平台为基准。
3、测定系统包含
4、测距传感器，使其与2d视觉安装在同一平面；
5、测距传感器是基于三角测量原理的高精度激光测距传感器。
6、通信模块，用于读取传感器的测量数据到复合机器人的控制器；
7、通信模块是可用于西门子profinet通信的模块。
8、处理器，用于对测距传感器的数据进行处理计算，并将相对角度变化关系传送至控制器，以便控制器进行角度补偿计算；采用plc。
9、控制器，根据处理器的指令控制机械臂动作；
10、机械臂，用于执行最终的位姿变换动作。机械臂为标准六轴工业机械臂。
11、为了实现本实用新型的目的，执行以下步骤；
12、步骤1，需要一套通过上述系统进行相对角度测定的方法，具体包含以下步骤：步骤1.1，复合机器人移动至需要进行工件抓取操作的指定位置；步骤1.2，待物料载具（8）停稳后运行机械臂至设备载具存放平台正上方位置1， plc读取测距数据并保存第一数据，第一数据命名为h1；步骤1.3，在位置1的基础上，使机械臂沿工具坐标x方向运行一定距离δx，此距离需要保证激光测距测定位置与上述位置1位于同一平面，plc读取测距数据并保存第二数据，第二数据为h2；步骤1.4，在位置2的基础上，使机械臂沿工具坐标y方向运行一定距离δy，此距离需要保证激光测距测定位置与上述位置2位于同一平面，plc读取测距数据并保存第三数据，第三数据命名为h3；步骤1.5，通过上述步骤，可以获得第一组数据，分别为位置高度数据h1和h2，距离数据δx，基于以上数据可以计算出沿着机械臂工具坐标x方向复合机器人与生产设备之间的平面夹角α，计算公式如下：α=arctan((h1-h2)/δx)；步骤1.6，通过上述步骤，可以获得第二组数据，分别为位置高度数据h2和h3，距离数据δy，基于以上数据可以计算出沿着机械臂工具坐标y方向复合机器人与生产设备之间的平面夹角β，计算公式如下：β=arctan((h2-h3)/δy)；
13、步骤2，为了实现本实用新型的目的，最后需要控制器根据上述计算结果进行位姿变换，变换后使得复合机器人与生产设备之间的相对角度恢复到最初的固定值，具体步骤如下：
14、步骤 2.1，由plc将上述计算得到的夹角值α和β传送至控制器；步骤2.2，根据最初测定的复合机器人与生产设备之间沿着机械臂工具坐标x方向和y方向的平面夹角α1和β1，可以计算二者之间的角度变化值δα和δβ，其中δα=α1-α，δβ=β1-β；步骤2.3，假定机械臂最初位置数据为p1=（x，y，z，rx，ry，rz），根据计算所得的角度变化值δα和δβ，通过系统提供的位姿变换函数进行位姿变换计算后便可以得到新的位置数据，p2=（x1，y1，z1，rx1，ry1，rz1）,计算如下；p2=p1*(0,0,0, δα, δβ,0),此处“*”表示位置数据在机械臂工具坐标内的位姿变换；步骤2.4，移动机械臂至新的位置（x1，y1，z1，rx1，ry1，rz1）。此使机械臂已经补偿了复合机器人和生产设备之间的平面角度变化值，获得初始状态的相对位置关系。
15、如上所述，经过补偿后，可以进行后续的2d视觉定位操作，进而可以对相应工件或者载具进行准确取放操作。
16、本实用新型提供的复合机器人和生产设备之间的相对角度测定系统，结构简单，易于实现，只需要在原有系统增加一测距装置即可，相对3d视觉而言，成本较低；本实用新型通过激光测距采用非接触方式测量，最大程度减小复合机器人对生产设备正常作业的干扰；本实用新型提供的复合机器人和生产设备之间的相对角度测定方法，操作简单，计算量小，对于一般的复合机器人系统均可以实现。
1.一种具有倾角测定补偿系统的复合机器人，其特征在于：包括行走组件（6）；在行走组件（6）上设置有机械臂（5）；机械臂（5）用于夹持物料载具（8）；
2.根据权利要求1所述的具有倾角测定补偿系统的复合机器人 ，其特征在于：行走组件（6）包括agv的底盘部（9）；测距传感器（3）在底盘部（9）上；在测距传感器（3）在同一水平面上安装2d相机。
3.根据权利要求2所述的具有倾角测定补偿系统的复合机器人，其特征在于：机械臂（5）配套有控制系统，控制系统包括plc处理器（1）、通讯模块（2）、测距传感器（3）、控制器（4）及执行机构；
4.根据权利要求3所述的具有倾角测定补偿系统的复合机器人，其特征在于：其中，复合机器人采用直角坐标系机器人。
5.根据权利要求4所述的具有倾角测定补偿系统的复合机器人 ，其特征在于：输送手臂部（14）包括与连接架体（13）连接的斜向机架（15）；
6.根据权利要求5所述的具有倾角测定补偿系统的复合机器人，其特征在于：在第一连杆部（20）上连接有辅助连接板（21）；
7.根据权利要求6所述的具有倾角测定补偿系统的复合机器人，其特征在于：在旋转主轴部（17）上设置有蜗杆部（18）；蜗杆部（18）啮合有蜗轮部（23）；在蜗轮部（23）中心在中间主轴（32）上；
