【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动化控制，尤其涉及一种包装机械手臂控制系统。
技术介绍
1、自动化控制
专注于设计、开发和实现控制系统，系统能够在不需要人为干预的情况下自动操作机械和设备。
的核心在于提高生产力，降低人为干预，并提升操作安全性。包括众多子领域，如工业自动化、过程控制、质量监控及设施管理。在自动化控制系统中，传感器、执行器和控制器是关键组件，其共同工作以确保工作流程的顺畅和生产线的自动运行。系统广泛应用于制造、包装、运输和服务行业，其中精确的控制系统可以大幅提升作业效率和减少资源浪费。
2、其中，包装机械手臂控制系统是自动化控制技术在包装行业中的具体应用，主要用于控制和指导机械手臂执行精确的包装任务。系统能够自动化完成从抓取、移动到包装物品的整个过程，显著提高包装速度和准确性，减少人工操作的需要。其用途包括食品、医药、化妆品和电子产品的包装，特别适用于需要高度重复性和精确度的生产环境。通过集成传感技术和控制算法，包装机械手臂可以适应各种包装材料和配置需求，提供灵活、高效的包装解决方案。
3、传统控制系统在处理复杂和多变的生产环境时，会显示出柔性不足，面对生产线上的临时变动或不规则物品时，由于依赖于固定的程序和参数，缺乏足够的响应速度和精确度，无法有效识别和适应包装物品的即时位置变化，导致机械手臂操作出错，增加产品损耗和生产停滞，传统系统在遇到意外障碍时，无法及时调整路径，降低了操作安全性，影响了整体的生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种包装机械手臂控制系统，所述系统包括：
3、位置偏移监控模块基于包装生产线环境，通过图像传感器捕捉包装线产品图像，对产品图像进行分析，识别图像的关键特征信息，与预设的标准产品位置进行像比较，计算产品的位置偏差，得到偏移量数据；
4、路径规划模块基于所述偏移量数据，结合机械手臂的当前位置和周围障碍物的动态信息，计算机械手臂避开障碍，并移动到目标位置的最佳路径，得到优化路径规划结果；
5、动作调整模块基于所述优化路径规划结果和偏移量数据，计算机械手臂调整参数，调整参数包括旋转角度和速度，通过控制器实时调整机械手臂的动作，移动产品对齐包装位置，得到动作调整信息；
6、优化控制模块实施所述动作调整信息，实时收集的机械手臂操作数据，分析识别操作效率，并监测识别操作过程中产品发生的形变，根据差异化包装材料和产品形状，调整机械手臂的速度和力度设置，优化包装过程中的稳定性和效率，生成参数优化信息。
7、本专利技术改进有，所述识别图像的关键特征信息的方法为：
8、基于包装生产线环境，通过图像传感器捕捉包装线产品图像，得到连续图像序列集；
9、基于所述连续图像序列集，构建边缘增强算子，通过公式：
10、
11、计算图像位置的边缘强度，识别图像边缘特征；
12、其中，表示在图像中位置的边缘强度值，和分别表示图像中的行索引和列索引，和分别是调整图像水平和垂直梯度灵敏度的权重系数，表示在位置处图像在水平方向的梯度，表示在位置处图像在垂直方向的梯度；
13、基于所述连续图像序列集，利用角点检测算法，通过公式：
14、
15、计算角点响应值，识别图像的角点特征；
16、其中表示图像中目标窗口的角点响应值，、和是权重参数，表示图像目标窗口二阶矩阵的行列式，表示图像目标窗口二阶矩阵的迹；
17、基于所述连续图像序列集，利用纹理分析算法，通过公式：
18、
19、计算纹理特征值，识别图像的纹理特征，并与所述角点特征和边缘特征整合，得到图像的关键特征信息；
20、其中，表示在图像位置的纹理特征值，表示在图像的纹理窗口内，灰度值和在位置同时出现的概率，是调整参数，和表示灰度值。
21、本专利技术改进有，所述偏移量数据的获取步骤为：
22、获取预设的标准产品位置数据，包括标准的边缘、角点和纹理的位置信息，得到标准位置信息；
23、基于所述标准位置信息，利用所述图像的关键特征信息，提取当前产品关键特征的位置信息并与标准位置信息进行对比，通过公式：
24、
25、
26、计算产品在包装线上的偏移量，得到偏移量数据：
27、其中，和分别表示产品在包装线上的水平和垂直方向上的偏移量，和是权重因子，和表示关键特征在图像中的当前位置坐标，代表特征的索引，和表示预设的标准产品位置中关键特征的坐标，是指数参数，是特征的总数。
28、本专利技术改进有，所述优化路径规划结果的获取步骤为：
29、基于所述偏移量数据，收集机械手臂当前的位置坐标和周围障碍物的动态信息，包括障碍物的位置、移动速度和预计路径，识别潜在的移动路径，并通过公式：
30、
31、计算每条路径的评分；
32、其中，、和是权重参数，表示路径上第点到目标的直线距离，表示路径上第点与最近障碍物的距离，表示第条路径的评分，表示第条路径上的点数；
33、基于所述每条路径的评分，通过对比值的大小，选择目标评分的路径，得到优化路径规划结果。
34、本专利技术改进有，所述动作调整信息的获取步骤为：
35、基于所述优化路径规划结果和偏移量数据，通过公式：
36、
37、
38、计算机械手臂的调整参数，包括旋转角度调整值和速度调整值；
39、其中，为旋转角度调整值，为速度调整值，和分别为水平和垂直偏移量，为速度调整系数，和为微调参数，为速度降低因子；
40、基于所述机械手臂的调整参数，通过控制器实时调整机械手臂的动作，得到动作调整信息。
41、本专利技术改进有，所述识别操作效率的方法为：
42、实施所述动作调整信息，实时收集的机械手臂操作数据，包括机械手臂的移动速度、旋转角度、任务时间和完成的任务数量；
43、基于所述机械手臂操作数据，通过公式：
44、
45、计算操作效率指标，评估机械手臂的操作效率；
46、其中，为操作效率指标，为标准完成时间，为实际完成时间，为完成的任务数量，为应完成的总任务数量，为时间差，、和为权重参数，表示自然对数的底数。
47、本专利技术改进有，所述识别操作过程中产品发生的形变的方法为：
48、通过安装在机械手臂外侧的图像传感器，实时监测产品在操作过程中的形状变化，并通过公式：
49、
50、计算形变量；
51、其中，为形变量，表示产品在操作过程中的形变程度，表示产品在操作过程中第点的坐标，表示产品在初始状态下第点的坐标，、和是权重参数，是形变敏感度权本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述识别图像的关键特征信息的方法为：
3.根据权利要求2所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述偏移量数据的获取步骤为：
4.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述优化路径规划结果的获取步骤为：
5.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述动作调整信息的获取步骤为：
6.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述识别操作效率的方法为：
7.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述识别操作过程中产品发生的形变的方法为：
8.根据权利要求7所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述参数优化信息的获取步骤为：
【技术特征摘要】
1.一种包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述识别图像的关键特征信息的方法为：
3.根据权利要求2所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述偏移量数据的获取步骤为：
4.根据权利要求1所述的包装机械手臂控制系统，其特征在于，所述优化路径规划结果的获取步骤为：
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国华，
申请(专利权)人：江苏腾通包装机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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