CN104399675B - 一种用于电能表自动分拣系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能表自动分拣系统，包括满箱输送线、空箱输送线、控制系统以及分别与控制系统连接的机器人、纸箱阻挡装置、纸箱夹紧装置、纸箱剔除装置、智能手爪和机架；通过智能手爪扫描纸箱内电能表的装箱状态后并上传到控制系统；控制系统根据电能表位置信息和电能表装箱状态确定分拣位置；本发明提供的一种将检测与抓取于一身的自动分拣系统。采用机器人来进行自动分拣，降低了人员的劳动强度，同时机器人末端搭载的智能手爪将检测和抓取集于一身，降低了成本，提高了生产效率和设备的利用率。同时该自动分拣系统实现了电能表自动分拣、空纸箱自动剔除功能；自动识别电能表装箱位置信息和装箱正反信息，提高了电能表抓取效率和抓取可靠性。

Description

一种用于电能表自动分拣系统及方法

技术领域

本发明涉及一种纸箱自动拆箱系统，特别涉及一种电能表自动分拣系统及方法。

背景技术

目前在电力行业，现有电能表装箱多采用纸箱+纸托结构，采用人工方式进行装箱，由于人工装箱过程中的不确定性，电能表在纸箱内装箱顺序、装箱正反都可能出现。鉴于装箱过程中的不确定性，现有的电能表自动分拣系统主要是采用人工分拣，操作人员将开箱后的电能表人工取出，按顺序放置在流水线上，电能表在检测工位等进行智能检测。也有部分自动装箱设备采用关节机器人+视觉技术进行抓取。这种工作方式劳动强度高、效率低下、存在分拣失误的可能，且产能可扩充性不强。遇产能井喷季节，只能通过增加人员或者延长工作时间的方式来满足。由于电能表采用人工装箱，装箱状态多种多样，机器人视觉方案价格昂贵，可靠性不高，容易因外界环境影响造成识别错误。关节机器人工作速度不能满足自动分拣速度等诸多因素制约了机器人自动分拣的发展。

因此需要一种电能表自动分拣系统及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种电能表自动分拣系统及方法。

本发明的目的之一是提出一种电能表自动分拣系统；本发明的目的之二是提出一种电能表自动分拣方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种电能表自动分拣系统，包括满箱输送线、空箱输送线、控制系统以及分别与控制系统连接的Delta机器人、纸箱阻挡装置、纸箱夹紧装置、纸箱剔除装置、智能手爪和机架；

所述满箱输送线将开箱后的电能表箱输送到电能表分拣处；

所述纸箱阻挡装置用于将电能表箱阻挡；

所述纸箱夹紧装置用于将电能表箱的纸箱夹紧固定；

所述纸箱阻挡装置、纸箱夹紧装置和纸箱剔除装置固定在满箱输送线上；

所述Delta机器人先通过智能手爪扫描纸箱内电能表的装箱状态后，将纸箱内的电能表装箱状态上传到控制系统；

所述控制系统根据手爪获取的电能表位置信息和电能表装箱状态将智能手爪运动到各个分拣表位置；

所述智能手爪设置于满箱输送线和空箱输送线上方将电能表抓取放置到输送线上；

所述Delta机器人固定在机架上；

所述空箱输送线将被空纸箱输送到纸箱剔除位置；

所述纸箱剔除装置将空纸箱剔除。

进一步，所述Delta机器人设置有X、Y、Z水平自由度和绕Z轴旋转的第四自由度。

进一步，所述智能手爪固定在Delta机器上末端。

进一步，所述智能手爪包括左吸盘、右吸盘、真空发生器、真空传感器、检测传感器，吸盘支架、传感器支架、手爪信息处理模块；

所述手爪信息处理模块、吸盘支架和检测传感器设置传感器支架上；

所述检测传感器用于检测电能表的位置信息和正反信息；

所述真空发生器设置于吸盘支架上用于产生吸盘抓取的真空；

所述真空传感器设置于传感器支架上用于检测电能表是否被抓取；

所述左吸盘和右吸盘设置于真空发生器上用于抓取电能表。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种电能表自动分拣方法，包括以下步骤：

S1：开箱完成的满箱电能表通过满箱输送线输送到纸箱阻挡装置处；

S2：通过纸箱夹紧装置将纸箱夹紧；

S3：通过Delta机器人从纸箱表面运动扫描用于获取纸箱内电能表的装箱位置信息和电能表的正反信息；

S4：将装箱位置信息和电能表的正反信息传输到控制系统；

S5：控制系统根据接收到的电能表的装箱位置信息来控制机器人运动到相应的电能表位；

S6：控制系统根据接收到的电能表的正反信息判断电能表与智能手爪抓取方向是否一致，如果是，则抓取电能表；

S7：如果否，则Delta机器人驱动智能手爪旋转偏离角度后再抓取电能表。

进一步，还包括以下步骤：

S8：启动真空发生器在吸盘与电能表之间产生真空状态进行抓取电能表；

S9：通过真空传感器检测吸盘抓取电能表否成功；如果是，则移动Delta机器人将电能表放置于电能表输送线上；

S10：如果否，则返回步骤S8。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种将检测与抓取于一身的自动分拣系统。采用Delta机器人来进行自动分拣，降低了人员的劳动强度，同时机器人末端搭载的智能手爪将检测和抓取集于一身，降低了成本，提高了生产效率和设备的利用率。同时该自动分拣系统实现了电能表自动分拣、空纸箱自动剔除功能；自动识别电能表装箱位置信息和装箱正反信息，提高了电能表抓取效率和抓取可靠性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1是本电能表自动分拣系统结构示意图；

图2是Delta机器人与智能手爪连接示意图；

图3是智能手爪爆炸示意图；

图4是智能手爪抓取电能表示意图；

图5是检测传感器检测电能表前端和接线端的位置差异信息示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1至图5所示：本发明提供的一种电能表自动分拣系统，包括满箱输送线102、空箱输送线103、控制系统以及分别与控制系统连接的Delta机器人101、纸箱阻挡装置104、纸箱夹紧装置、纸箱剔除装置106、智能手爪107和机架109；

所述满箱输送线102将开箱后的电能表箱输送到电能表分拣处；

所述纸箱阻挡装置104用于将电能表箱阻挡；

所述纸箱夹紧装置用于将电能表箱的纸箱夹紧固定；

所述纸箱阻挡装置104、纸箱夹紧装置和纸箱剔除装置106固定在满箱输送线102上；

所述Delta机器人先通过智能手爪107扫描纸箱内电能表的装箱状态后，将纸箱内的电能表装箱状态上传到控制系统；

所述控制系统根据手爪获取的电能表位置信息和电能表装箱状态将智能手爪107运动到各个分拣表位置；

所述智能手爪107设置于满箱输送线102和空箱输送线103上方将电能表抓取放置到输送线上；

所述Delta机器人101固定在机架109上；

所述空箱输送线103将被空纸箱输送到纸箱剔除位置106；

所述纸箱剔除装置106将空纸箱剔除。

所述Delta机器人101设置有X、Y、Z水平自由度和绕Z轴旋转的第四自由度。

所述智能手爪107固定在Delta机器上末端。

所述智能手爪107包括左吸盘208、右吸盘207、真空发生器203、真空传感器206、检测传感器205，吸盘支架204、传感器支架201、手爪信息处理模块202；

所述手爪信息处理模块202、吸盘支架204和检测传感器205设置传感器支架201上；

所述检测传感器205用于检测电能表的位置信息和正反信息；

所述真空发生器203设置于吸盘支架204上用于产生吸盘抓取的真空；

所述真空传感器206设置于传感器支架201上用于检测电能表是否被抓取；

所述左吸盘208和右吸盘207设置于真空发生器203上用于抓取电能表。

本实施例还提供了一种电能表自动分拣方法，包括以下步骤：

S1：开箱完成的满箱电能表通过满箱输送线输送到纸箱阻挡装置处；

S2：通过纸箱夹紧装置将纸箱夹紧；

S3：通过Delta机器人从纸箱表面运动扫描用于获取纸箱内电能表的装箱位置信息和电能表的正反信息；

S4：将装箱位置信息和电能表的正反信息传输到控制系统；

S5：控制系统根据接收到的电能表的装箱位置信息来控制机器人运动到相应的电能表位；

S6：控制系统根据接收到的电能表的正反信息判断电能表与智能手爪抓取方向是否一致，如果是，则抓取电能表；

S7：如果否，则Delta机器人驱动智能手爪旋转偏离角度后再抓取电能表。

还包括以下步骤：

S8：启动真空发生器在吸盘与电能表之间产生真空状态进行抓取电能表；

S9：通过真空传感器检测吸盘抓取电能表否成功；如果是，则移动Delta机器人将电能表放置于电能表输送线上；

S10：如果否，则返回步骤S8。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于：

智能手爪107上可以设置电能表正反检测传感器，检测电能表正反信息和电能表装箱位置信息。通过智能手爪107配合Delta机器人101的运动实现电能表正反信息和电能表装箱位置信息的检测。通过检测电能表头部和尾部的开口方向实现电能表正反检测；当检测到装箱反向180度的电能表时，Delta机器人101可通过第四轴绕Z轴旋转将电能表方向转正。

工作时，开箱后的满箱电能表通过满箱输送线102输送到电能表分拣处，纸箱阻挡装置104将满箱电能表阻挡，同时纸箱夹紧装置将纸箱夹紧，机器人先通过末端的智能手爪107扫描纸箱内电能表的装箱状态后，智能手爪107将纸箱内的电能表装箱状态上传到控制系统，控制系统根据手爪获取的电能表位置信息和电能表装箱状态将智能手爪107运动到各个分拣表位置。智能手爪107将电能表抓取放置到输送线上。纸箱内的电能表抓取完成后，纸箱阻挡装置104及纸箱夹紧装置松开，空箱通过输送线输送到纸箱剔除位置106。纸箱剔除装置106将空箱剔除。

所述Delta机器人101固定在机架109上，Delta机器人101有X、Y、Z水平自由度和绕Z轴旋转的第四自由度，Delta机器人101实现智能手爪107的抓取范围。

所述满箱输送线102用于输送开箱完成的电能表。

所述空箱输送线103用于输送分拣完成的空箱。

所述纸箱阻挡装置104固定在满箱输送线102上，用于将满箱电能表阻挡在分拣工位。

所述纸箱夹紧装置固定在满箱输送线102上，用于在分拣过程中夹紧满箱，防止个别表位在纸箱内卡得比较紧，抓取电能表时将纸箱提起。

所述纸箱剔除装置106固定在满箱输送线102上，当满箱内的电能表分拣完成后，空箱通过满箱输送线102输送到纸箱剔除装置106处，纸箱剔除装置将106满箱剔除到空箱输送线103。

所述智能手爪107固定在Delta机器上末端，智能手爪107包括左吸盘208、右吸盘207、真空发生器203、真空传感器206、检测传感器205，吸盘支架204、传感器支架201、手爪信息处理模块202。其中左、右吸盘同时工作可以抓取两只电能表，单个吸盘工作可以一次抓取一只三相电能表或一只单相电能表。真空发生器203用于产生吸盘抓取的真空，真空传感器206用于检测电能表是否被抓取。检测传感器205用于检测电能表的位置信息和正反信息，支架用于固定吸盘、真空发送器203、真空传感器206、检测传感器205、传感器支架201、手爪信息处理模块202。

所述控制系统108用于控制自动分拣系统Delta机器人101、机架109、满箱输送线102、空箱输送线103、纸箱阻挡装置104、纸箱夹紧装置、纸箱剔除装置106、智能手爪107的运动动作、信息交互及逻辑判断。

见图3，智能手爪107由左吸盘208、右吸盘207、真空发生器203、真空传感器206、检测传感器205，吸盘支架204、传感器支架201、手爪信息处理模块202组成。所述左吸盘208和右吸盘207在抓取单相表时可以同时抓取两只单相电能表，可以分别抓取一只三相电能表。左右吸盘各有一个真空发生器，真空发生器203可以单独工作，真空传感器206分别检测左、右吸盘在抓取电能表时是否抓取成功。吸盘支架204用于固定真空发生器203、真空传感器206、吸盘。传感器支架201用于固定检测传感器205和手爪信息处理模块202。检测传感器205检测位置为电能表前端和接线端的差异信息(检测位置如图5所示)，抓取电能表时Delta机器人101带动检测传感器205先沿纸箱长度方向扫描一次，扫描过程中检测传感器获取到了电能表的位置信息和电能表的正反信息。手爪信息处理模块202将正反信息和位置信息上传到控制系统108，控制系统108根据接收到的信息控制机器人运动到相应的电能表位进行抓取，如果电能表装反，则Delta末端第四轴旋转180度后再放下电能表。

见图5，智能手爪107上布置有1#、2#、3#、4#检测传感器，检测传感器沿图示方向扫描，每一块电能表一个传感器可以扫描到两次信号，如1号、2号电能表在开始时1号电能表德1#传感器没有检测到信号，2#传感器检测到了信号，扫描完电能表时，1#传感器、2#传感器均检测到了信号。则证明1号电能表、2号电能表位置均正确，抓取电能表时1号电能表、2号电能表均按正确方式抓取。同理，9号电能表10号电能表放置方向错误，电能不能被抓取，11号电能表方向正确，12号电能表方向反向180度，抓取时先抓取11号电能表，再抓取12号电能表，并在放置12号电能表时Delta机器人101末端Z轴旋转180度后再放置。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明所限定的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电能表自动分拣系统，其特征在于：包括满箱输送线、空箱输送线、控制系统以及分别与控制系统连接的Delta机器人、纸箱阻挡装置、纸箱夹紧装置、纸箱剔除装置、智能手爪和机架；

所述满箱输送线将开箱后的电能表箱输送到电能表分拣处；

所述纸箱阻挡装置用于将电能表箱阻挡；

所述纸箱夹紧装置用于将电能表箱的纸箱夹紧固定；

所述纸箱阻挡装置、纸箱夹紧装置和纸箱剔除装置固定在满箱输送线上；

所述Delta机器人先通过智能手爪扫描纸箱内电能表的装箱状态后，将纸箱内的电能表装箱状态上传到控制系统；

所述控制系统根据智能手爪获取的电能表位置信息和电能表装箱状态将智能手爪运动到各个分拣表位置；

所述智能手爪设置于满箱输送线和空箱输送线上方将电能表抓取放置到输送线上；

所述Delta机器人固定在机架上；

所述空箱输送线将空纸箱输送到纸箱剔除位置；

所述纸箱剔除装置将空纸箱剔除。

2.根据权利要求1所述的电能表自动分拣系统，其特征在于：所述Delta机器人设置有X、Y、Z水平自由度和绕Z轴旋转的第四自由度。

3.根据权利要求1所述的电能表自动分拣系统，其特征在于：所述智能手爪固定在Delta机器人末端。

4.根据权利要求1所述的电能表自动分拣系统，其特征在于：所述智能手爪包括左吸盘、右吸盘、真空发生器、真空传感器、检测传感器，吸盘支架、传感器支架和手爪信息处理模块；

所述手爪信息处理模块、吸盘支架和检测传感器设置传感器支架上；

所述检测传感器用于检测电能表的位置信息和正反信息；

所述真空发生器设置于吸盘支架上用于产生吸盘抓取的真空；

所述真空传感器设置于传感器支架上用于检测电能表是否被抓取；

所述左吸盘和右吸盘设置于真空发生器上用于抓取电能表。

5.一种电能表自动分拣方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：开箱完成的满箱电能表通过满箱输送线输送到纸箱阻挡装置处；

S2：通过纸箱夹紧装置将纸箱夹紧；

S3：通过Delta机器人从纸箱表面运动扫描用于获取纸箱内电能表的装箱位置信息和电能表的正反信息；

S4：将装箱位置信息和电能表的正反信息传输到控制系统；

S5：控制系统根据接收到的电能表的装箱位置信息来控制Delta机器人运动到相应的电能表位；

S6：控制系统根据接收到的电能表的正反信息判断电能表与智能手爪抓取方向是否一致，如果是，则抓取电能表；

S7：如果否，则Delta机器人驱动智能手爪旋转偏离角度后再抓取电能表。

6.根据权利要求5所述的电能表自动分拣方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S8：启动真空发生器在吸盘与电能表之间产生真空状态进行抓取电能表；

S9：通过真空传感器检测吸盘抓取电能表否成功；如果是，则移动Delta机器人将电能表放置于电能表输送线上；

S10：如果否，则返回步骤S8。