CN106629132B - 一种基于装载车的瓷砖转移码放方法 - Google Patents

Abstract

一种基于装载车的瓷砖转移码放方法，属于瓷砖生产设备领域。其特征在于：包括码放作业区，在码放作业区内设置有装载车停放工位（4），在码放作业区的后端设置有用于运送瓷砖的传送装置（1），在码放作业区的上方设置有机械手（3），在码放作业区内部设置有对装载车的装载板的位置及高度进行判断的车身扫描模块，在码放作业区外部设置有控制柜，控制柜内设置有控制单元。通过本装载车的瓷砖转移码放系统，实现了瓷砖由包装线末端的传送装置至装载车装载板的自动夹取、移动以及放置，避免了人力物力的大量浪费，大大提高了劳动效率同时避免了人工搬运时对产品磕碰的可能，保证了产品的品质。

Description

一种基于装载车的瓷砖转移码放方法

技术领域

一种基于装载车的瓷砖转移码放方法，属于瓷砖生产设备领域。

背景技术

目前，对着社会对瓷砖需求量的日益增大，生产量也迅速增加。在现有技术中，瓷砖从窑炉烧结之后进入包装线，在包装线内多片瓷砖被装入包装盒内，在进行捆绑、打包等步骤之后从包装线的末端送出。包装好的瓷砖由包装线送出之后由人工将瓷砖进行搬运和码放。由于瓷砖本身的重量较重，因此人工在进行搬运和码放时会浪费大量的人力和物力，同时工人在搬运过程中会浪费大量的体力，效率极为低下。同时由于瓷砖为易碎产品，因此在搬运的过程中经常会出现磕碰的现象，造成产品损坏而无法售出，因此在一定程度上也增加了生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种对瓷砖进行自动夹取、转移和码放，避免了人力物力的大量浪费，提高了劳动效率同时保证了产品完好的基于装载车的瓷砖转移码放方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于装载车的瓷砖转移码放方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1001，初始化，

步骤1002，调取并执行抓取程序；

通过控制单元选取机械手需要执行的抓取程序；

步骤1003，判断所有装载车停放工位内是否均未停放装载车；

控制单元判断两个装载车停放工位内是否均未停放装载车，如果两个装载车停放工位内均未停放装载车，执行步骤1004，当至少有一个装载车停放工位内停放装载车时，执行步骤1005；

步骤1004，报警；

控制单元启动报警装置进行提示；

步骤1005，扫描装载车；

控制单元控制机械手运动，车身扫描模块对装载车整体进行扫描，得到装载车上装载板的实际位置、装载板的实际高度以及装载板在码放工作区内的倾斜角度；

步骤1006，瓷砖翻转工位内是否存有瓷砖；

控制单元判断传送装置末端内是否放置有瓷砖，如果放置有瓷砖，执行步骤1007，如果传送装置末端内没有瓷砖，返回步骤1003；

步骤1007，抓取瓷砖；

下位机控制机械手抓取传送装置末端的瓷砖；

步骤1008，转移瓷砖；

下位机控制机械手按照瓷砖转移子程序将瓷砖由传送装置末端转移至装载车停放工位中装载车的上方；

步骤1009，放置瓷砖；

下位机控制机械手按照瓷砖放置子程序将瓷砖放置到装载车的装载板上；

步骤1010，装载车是否码放完毕；

上位机判断该辆装载车的装载板上是否已经码放完毕，如果码放完毕，返回步骤1003，如果尚未码放完毕，返回步骤1008。

优选的，步骤1008中所述的瓷砖转移子程序，包括如下步骤：

步骤2001，计算得到机械手的移动总距离a；

控制单元根据机械手的移动起点和移动终点计算得到确定机械手在X轴和Y轴所在平面上的移动总距离a；

步骤2002，将移动距离a分为若干移动区段：区段a₁……区段a_n；

控制单元按照距离分段原则自机械手的移动起点开始将机械手的移动总距离a分为若干移动区段：区段a₁……区段a_n；

步骤2003，以第一速度移动；

机械手自起点开始以第一速度在区段a₁内移动；

步骤2004，机械手是否进入区段a₂；

控制单元判断机械手是否已经进入区段a₂，如果进入区段a₂，执行步骤2005，否则返回执行步骤2003；

步骤2005，以第二速度运行；

控制单元控制机械手在区段a₂内以低于第一速度的第二速度移动；

步骤2006，判断机械手是否进入区段a_n；

控制单元判断机械手是否已经进入区段a_n，如果进入区段a_n，执行步骤2008，否则执行步骤2007；

步骤2007，以第N-1速度运行；

控制单元控制机械手第N-1速度移动；

步骤2008，以第N速度移动；

控制单元控制机械手在区段a_n内以低于第N-1速度的第N速度移动，当移动至移动终点后停止移动。

优选的，步骤2002中所述的距离分段原则为：在机械手的整个移动距离a中确定任意一点作为减速点，减速点与机械手的移动起点之间为区段a₁，减速点与机械手的移动终点之间的距离平分后形成区段a₂~区段a_n。

优选的，步骤1009中所述的瓷砖放置子程序，包括如下步骤：

步骤3001，确定下落高度；

在夹取有瓷砖的机械手移动至装载车上方之后，通过整车扫描模块对装载车装载板的实际高度进行确定，确定机械手下落的实际距离；

步骤3002，装载车是否倾斜；

控制单元所述的步骤1005中对装载车的扫描结果判断装载车是否在码放作业区内是否处于倾斜状态，如果处于倾斜状态，执行步骤3003，如果不处于倾斜状态，直接执行步骤3004。

步骤3003，补偿倾斜角度；

控制单元根据装载车在装载车停放工位内的倾斜角度，控制机械手转动，转动角度与装载车的倾斜角度相同；

步骤3004，瓷砖是否需要旋转；

控制单元根据预设定的瓷砖在装载车上的码放规则判断该包瓷砖在下落前是否需要旋转，如果需要旋转，执行步骤3005，如果不需要旋转，执行步骤3006；

步骤3005，机械手旋转；

控制单元根据该包瓷砖在装载车上的预设位置确定瓷砖需要旋转的角度，并驱动机械手转动相应的角度；

步骤3006，机械手下落；

控制单元驱动机械手下落，使瓷砖的底面紧贴装载车的装载板上表面，完成瓷砖的放置；

步骤3007，机械手回位；

机械手松开瓷砖，然后上升相应的距离后，回到等待工位继续下一包瓷砖的抓取和转移。

一种基于装载车的瓷砖转移码放系统，其特征在于：包括码放作业区，在码放作业区内设置有至少一个装载车停放工位，在码放作业区的后端设置有用于运送瓷砖的传送装置，在码放作业区的上方设置有机械手，用于将传送装置上的瓷砖转移到装载车的装载板上，在码放作业区内部设置有对装载车的装载板的位置及高度进行判断的车身扫描模块，在码放作业区外部设置有控制柜，控制柜内设置有控制单元。

优选的，所述的控制单元包括上位机、与上位机双向连接的下位机，在下位机的输出端口上连接有驱动机械手动作的变频控制模块；

在下位机的输入端口上连接有用于判断所述的装载车停放工位内是否停放装载车的装载车检测模块、用于判断所述的传送装置末端是否存在有瓷砖的瓷砖检测模块以及用于防止机械手移动失控的限位模块，所述的车身扫描模块为安装在机械手上的3D视觉模块，3D视觉模块的信号输出端同时与下位机的信号输入端相连。

优选的，所述的装载车检测模块为设置在所述装载车停放工位底部的装载车检测开关；所述的瓷砖检测模块为设置在所述传送装置末端的光电开关。

优选的，在所述的下位机的输入端口上还设置有防止误入码放作业区内的安全光栅，安全光栅设置在码放作业区前端的开口处两侧。

优选的，所述的变频控制模块包括四台变频器以及与变频器一一对应的四台变频电机，四台变频电机分别用于实现机械手在X轴、Y轴、Z轴方向的直线运动以及机械手绕其自身旋转的W轴方向的旋转运动，四台变频电机上均安装有编码器与下位机连接的编码器。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、通过本装载车的瓷砖转移码放系统，实现了瓷砖由包装线末端的传送装置至装载车装载板的自动夹取、移动以及放置，避免了人力物力的大量浪费，大大提高了劳动效率同时避免了人工搬运时对产品磕碰的可能，保证了产品的品质。

2、通过在装载车停放工位内放置对其内部是否有装载车进行检测的装载车检测模块，可以有效防止放置瓷砖时因装载车停放工位内未停放装载车而造成的瓷砖损坏。

3、通过在传送装置的末端设置瓷砖检测模块，当传送装置处运送瓷砖后，控制单元可以立刻检测到，因此避免了瓷砖在传送装置处的滞留。

4、在码放作业区的前端开口处的两端设置有一组安全光栅，安全光栅在码放作业区的前端开口处形成一道光栅线，在作业时如果工作人员误闯入码放作业区内之后，码放作业区内立即停止作业，有效避免了发生危险。

5、在本转移码放方法中，通过瓷砖转移子程序，将机械手的移动距离分为若干区段：区段a₁……区段a_n，并且从且从区段a₁开始以速度递减的形式使机械手以不同的速度运行，因此在机械手移动初期其移动的速度较快，因此在保证了机械手整体运行速度，提高了系统的运行效率，由于机械手本身以及其夹取的瓷砖的总重量较重，因此在机械手移动的末期以低速运行，降低了机械手以及瓷砖本身重量所带来的惯性，因此提高了定位的精准性和系统的运行稳定性。

6、由于装载车轮胎均为常规的充气轮胎，因此瓷砖在装载车上不断放置的过程中，装载车的装载板的高度会不断变化，通过不断对装载本高度的扫描，上位机可以得到每包瓷砖下落前装载板的实际高度，从而避免了因装载板的高度变化而导致的瓷砖下落高度不准确，有效防止瓷砖出现损坏。

7、通过倾斜角度补偿步骤，可以保证瓷砖在放在装载板上方之后，与装载板的边界之间为平行或垂直的关系。

附图说明

图1为基于装载车的瓷砖转移码放系统俯视图。

图2为基于装载车的瓷砖转移码放系统控制单元原理方框图。

图3为机械手的主视示意图。

图4为机械手的俯视示意图。

图5为机械手动力单元的示意图。

图6为基于装载车的瓷砖转移码放方法流程图。

图7为基于装载车的瓷砖转移码放方法瓷砖转移子程序流程图。

图8为基于装载车的瓷砖转移码放方法瓷砖放置子程序流程图。

其中：1、传送装置 2、瓷砖翻转工位 3、机械手 301、栈板夹紧导向板 302、手指安装板 303、夹板限位光电开关 304、机械手主体 305、手指导向轴承 306、栈板抓取手指 307、瓷砖夹板 308、夹板安装板 309、夹板开合气缸 310、栈板抓取气缸311、夹板开合齿轮 312、夹板开合齿条 313、瓷砖感应器 314、栈板抓取齿轮 315、栈板抓取齿条 4、装载车停放工位 5、装载车检测开关 6、护栏 7、安全光栅。

具体实施方式

图1~8是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~8对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种基于装载车的瓷砖转移码放系统（以下简称转移码放系统），包括由护栏6围成的一个矩形区域，在该矩形区域内部为瓷砖的码放作业区，矩形区域一端为开口端，并将该开口端设为码放作业区的前端，通过在码放作业区的前端设置开口，方便运输工具进入码放作业区的内部并将完成码放的瓷砖运出。

在码放作业区内部设置有至少一处装载车停放工位4，在本转移码放系统中，装载车停放工位4设置有两处，并排设置在码放作业区内部，当需要将瓷砖进行转移时，装载车驶入码放作业区内部，并停留在装载车停放工位4内。在码放作业区的上方架设有一只机械手3，在码放作业区的后方为瓷砖包装线的传送装置1，机械手3将传送装置1送至的瓷砖由传送装置1转移至装载车上进行码放，在传送装置1的末端为瓷砖翻转工位2，用于将在传送装置1上水平放置的瓷砖进行翻转变为竖直放置，以便于机械手3的夹取。在本转移码放系统内，将矩形的码放作业区的长边方向作为机械手3移动时的X轴方向，将码放作业区的短边方向作为机械手3移动时的Y轴方向，将机械手3在码放作业区内上下移动的方向作为机械手3移动的Z轴方向，机械手3同时可实现绕其自身进行旋转（W轴）的运动。

在码放作业区的前端开口处的两端设置有一组安全光栅7，安全光栅7在码放作业区的前端开口处形成一道光栅线，在作业时如果工作人员误闯入码放作业区内之后，码放作业区内立即停止作业，有效避免了发生危险。在瓷砖翻转工位2的底部设置有光电开关，用于检测在瓷砖翻转工位2内是否留有未转移的瓷砖，在装载车停放工位4的底部设置有由光电开关实现的装载车检测开关5，用于检测在装载车停放工位4内部是否停放装载车。在码放作业区的外部设置有本转移码放系统的控制柜（图中未画出），在控制柜内设置有用于对本转移码放系统工作状态进行控制的控制单元。

如图2所示，本转移码放系统的控制单元包括：上位机、下位机以及变频器，上位机由安装在控制柜柜门上的触摸屏实现，下位机由安装在控制柜内的PLC实现，上位机和下位机之间双向连接。下位机同时控制四台变频器，每一台变频器对应一台变频电机，四台变频电机分别对应机械手3的X轴、Y轴、Z轴以及W轴方向的动作，每一台变频电机上均对应安装有编码器，编码器的输出端连接到下位机的信号输入端。

在下位机的信号输入端上还分别连接有接近开关、限位开关、光栅模块、瓷砖检测开关、装载车检测模块以及3D视觉模块，其中瓷砖检测模块为上述的安装在瓷砖翻转工位2底部的光电开关，用于检测在瓷砖翻转工位2内是否留有未转移的瓷砖；装载车检测模块为安装在装载车停放工位4底部的装载车检测开关5，用于检测装载车停放工位4内是否停放装载车；光栅模块为设置在码放作业区的前端开口处的安全光栅7，当安全光栅7被遮挡后，下位机控制机械手3停止动作。接近开关以及限位开关分别为对机械手3在X轴、Y轴方向上移动时进行位置检测的开关，用于防止机械手3在移动过程中移动失控。3D视觉模块安装在机械手3的下部，机械手3通过3D视觉模块对装载车的位置以及装载车装载板的高度进行扫描，并将扫描得到的数据通过下位机送入上位机内。

如图3~4所示：在将瓷砖码放到装载车上时，可以直接将瓷砖码放到装载车上，也可以实现在装载车上放置栈板，然后将瓷砖码放到栈板上，因此机械手3包括用于抓取栈板的栈板抓取机构以及用于抓取瓷砖的瓷砖抓取机构。栈板抓取机构和瓷砖抓取机构均安装在机械手主体304上，机械手主体304为长方体壳体。当需要将瓷砖首先放在栈板上时，通过栈板抓取机构可以在抓取瓷砖之前首先对栈板进行抓取。

栈板抓取机构包括栈板抓取手指306以及推动栈板抓取手指306的手指动力单元。栈板抓取手指306为V形，且栈板抓取手指306的一端与手指动力单元相连，另一端设有用于对抓取的栈板进行阻挡的挡板，避免在抓取过程中栈板滑落，从而造成危险。栈板抓取手指306有四个，分别设置在机械手主体304的四个角上。栈板抓取手指306安装在手指安装板302上，手指安装板302与手指动力单元固定连接。

机械手主体304上设有栈板夹紧导向板301，栈板夹紧导向板301与栈板抓取手指306一一对应，栈板夹紧导向板301固定在机械手主体304的侧面上。栈板夹紧导向板301的自由端为由下至上逐渐内凹弧形。栈板抓取手指306铰接在手指安装板302上，且栈板抓取手指306与手指安装板302之间设有扭簧，从而使栈板抓取手指306在脱离栈板夹紧导向板301时处于张开状态。栈板抓取手指306上转动安装有手指导向轴承305，手指导向轴承305设置在铰接点与栈板夹紧导向板301之间。手指动力单元推动栈板抓取手指306分别向左右两侧运动，从而使栈板抓取手指306脱离栈板夹紧导向板301，栈板抓取手指306在扭簧和栈板抓取手指306重力的作用下处于张开状态；手指动力单元带动栈板抓取手指306由两侧向中间运动，使手指导向轴承305轴承进入栈板夹紧导向板301的自由端，栈板夹紧导向板301对栈板抓取手指306进行导向，从而完成对栈板的抓取夹紧。

瓷砖抓取机构包括瓷砖夹板307以及推动瓷砖夹板307轴向移动的夹板动力单元。瓷砖夹板307的上端安装在夹板安装板308上，另一端为自由端。夹板动力单元与夹板安装板308相连，并推动夹板安装板308水平移动，从而实现瓷砖的夹紧和松开。瓷砖夹板307与瓷砖接触的一侧设有橡胶，一方面用于增大与瓷砖的摩擦，另一方面能够产生缓冲作用，避免与瓷砖发生碰撞，从而损坏瓷砖。瓷砖夹板307的下端向中部倾斜，从而能够更好的夹紧瓷砖。

当沿厚度方向抓取瓷砖时，瓷砖夹板307可以安装在夹板安装板308靠近机械手主体304中部的一端，当沿宽度或长度方向抓取瓷砖时，瓷砖夹板307安装在夹板安装板308靠近机械手主体304外侧的一端。用于相互配合夹紧瓷砖的两块瓷砖夹板307为一对，瓷砖夹板307有两对，夹板安装板308与瓷砖夹板307一一对应。

在机械手主体304的上方设有瓷砖抓取限位单元。瓷砖抓取限位单元为夹板限位光电开关303，每一对夹板限位光电开关303有两个，两个夹板限位光电开关303分别用于检测夹板动力单元的启示位置和终止位置，从而完成限位。夹板限位光电开关303有两对，分别对两对驱动两对瓷砖夹板307运动的夹板动力单元进行限位。

本机械手3既能够完成对栈板的抓取，又能够实现对瓷砖的抓取，自动化程度高，而且栈板放置的精度高，在码放时不会使瓷砖倾斜，使用方便。

如图5所示：手指动力单元与手指安装板302之间设有栈板传动机构。手指动力单元为栈板抓取气缸310，栈板抓取气缸310有一个，且安装在机械手主体304的中部，栈板抓取气缸310的活塞杆与栈板传动机构相连，手指安装板302与栈板传动机构相连。

栈板传动机构包括栈板抓取齿轮314以及栈板抓取齿条315。栈板抓取齿轮314转动安装在机械手主体304内，且栈板抓取齿轮314的轴线竖直设置。栈板抓取齿条315有两个，对称设置在栈板抓取齿轮314的两侧，且两个栈板抓取齿条315的一端伸出机械手主体304并与手指安装板302固定连接。栈板抓取气缸310与一个栈板抓取齿条315固定连接，并推动该栈板抓取齿条315轴向移动，该栈板抓取齿条315通过栈板抓取齿轮314带动另一个栈板抓取齿条315向相反的方向运动，从而两侧栈板抓取手指306的同步开合。

栈板抓取齿条315的外侧设有将栈板抓取齿条315压紧在栈板抓取齿轮314上的轴承，轴承通过螺栓安装在机械手主体304上。

夹板动力单元有两个，两个夹板动力单元分别设置在栈板抓取气缸310的两侧，并分别驱动两对瓷砖夹板307的开合。每个夹板动力单元包括有两个夹板开合气缸309，且两个夹板开合气缸309的活塞杆固定连接，并同步运动。夹板限位光电开关303通过检测夹板开合气缸309的活塞杆的位置，来对瓷砖夹板307进行限位。

夹板动力单元与夹板安装板308之间设有夹板传动机构。夹板传动机构包括夹板开合齿轮311以及夹板开合齿条312。夹板开合齿轮311转动安装在机械手主体304上，且夹板开合齿轮311的轴线竖直设置。夹板开合齿条312有两个，对称设置在夹板开合齿轮311两侧，两个夹板开合齿条312分别与安装同一对瓷砖夹板307的夹板安装板308固定连接。两个夹板开合气缸309的活塞杆与一个夹板开合齿条312相连，并带动该夹板开合齿条312运动，该夹板开合齿条312通过夹板开合齿轮311带动另一个夹板开合齿条312向相反的方向运动。夹板开合齿条312的两侧分别设有推动夹板开合齿条312压紧夹板开合齿轮311的轴承。

栈板抓取齿轮314的下方设有瓷砖感应器313，瓷砖感应器313用于检测瓷砖夹板307是否抓取瓷砖以及检测栈板抓取手指306是否抓取有栈板。

如图6所示，基于装载车的瓷砖转移码放方法（以下简称转移码放方法），包括如下步骤：

步骤1001，初始化，

系统进行初始化，初始化之后，机械手3由原始工位移动至等待工位，准备进行瓷砖的抓取。

步骤1002，调取并执行抓取程序；

通过上位机选取机械手3需要执行的抓取程序，抓取程序选择完毕之后，机械手3按照预定的抓取程序执行抓取作业。

抓取程序是预先通过上位机软件写入上位机内的抓取流程方案，在本转移码放方法中，将码放作业区的区域内利用坐标进行标记，在对码放工作区完成坐标标记之后，确定了装载车停放工位4的坐标，同时确定了机械手3原始工位以及等待工位的坐标。在写入抓取流程方案时，同时对装载车装载板上瓷砖的码放规则进行设定。在实际写入抓取流程方案时，可以根据需要设置多种瓷砖在装载车上的摆放方式。

步骤1003，判断所有装载车停放工位4内是否均未停放装载车；

下位机根据设置在装载车检测开关5判断两个装载车停放工位4内是否均未停放装载车，如果两个装载车停放工位4内均未停放装载车，执行步骤1004，当至少有一个装载车停放工位4内停放装载车时，执行步骤1005；

步骤1004，报警；

下位机启动报警装置，提示工作人员装载车停放工位4内未停放装载车。

步骤1005，扫描装载车；

下位机控制机械手3运动，并启动机械手3上的3D视觉模块对装载车整体进行扫描。

在机械手3对装载车进行整体扫描之后，得到了装载车在码放作业区内的实际位置，确定装载车装载板的实际坐标，以及装载车装载板上表面的实际高度，如果装载车在驶入装载车停放工位4内部时相对于X轴（或Y轴）方向存在有倾斜角度，上位机通过装载车装载板的实际坐标，可以得出装载车装载板在码放作业区内的倾斜角度。在确定了装载车装载板的实际位置之后，根据预先设定的瓷砖码放规则，上位机同时计算得到装载板上每一包瓷砖的实际码放位置的X轴坐标和Y轴坐标。

步骤1006，瓷砖翻转工位2内是否存有瓷砖；

下位机判断瓷砖翻转工位2内是否放置有瓷砖，如果放置有瓷砖，执行步骤1007，如果瓷砖翻转工位2内没有瓷砖，返回步骤1003；

步骤1007，抓取瓷砖；

下位机控制机械手3抓取瓷砖翻转工位2中的瓷砖；

步骤1008，转移瓷砖；

下位机控制机械手3按照瓷砖转移子程序将瓷砖由瓷砖翻转工位2转移至装载车停放工位4中装载车的上方；

步骤1009，放置瓷砖；

下位机控制机械手3按照瓷砖放置子程序将瓷砖放置到装载车上；

在机械手3将瓷砖从瓷砖翻转工位2上不断转移到装载车的过程中，下位机不断将瓷砖的码放状态送至上位机中，在上位机的显示屏对装载车上的码放状态进行实时显示，对装载车上的瓷砖的码放数量进行计数，同时不断将下一包瓷砖的码放位置送至下位机，由下位机控制机械手3执行下一包瓷砖的抓取控制。

步骤1010，装载车是否码放完毕；

上位机判断该辆装载车的装载板上是否已经码放完毕，如果码放完毕，返回步骤1003，如果尚未码放完毕，返回步骤1008。

如图7所示，上述的瓷砖转移子程序包括如下步骤：

步骤2001，计算得到机械手3的移动距离a；

上位机根据机械手3的等待工位的坐标以及码放的瓷砖的坐标确定机械手3在X轴和Y轴所在平面上的移动总距离a。

步骤2002，将移动距离a分为若干移动区段：区段a₁……区段a_n；

上位机将机械手3在X轴和Y轴所在平面上的移动总距离a分为若干移动区段，以机械手3的等到位置为起点以及瓷砖的坐标为终点，依次分为：区段a₁……区段a_n。

步骤2003，以第一速度移动；

用于驱动机械手3在X轴方向和Y轴方向的电机在下位机的驱动下同时动作，驱动机械手3在区段a₁内以第一速度进行移动；

步骤2004，机械手3是否进入区段a₂；

上位机判断机械手3是否已经进入区段a₂，如果进入区段a₂，执行步骤2005，否则返回执行步骤2003。

步骤2005，以第二速度运行；

机械手3在移动进入区段a₂之后，下位机通过相对应的变频器，对驱动机械手3在X轴方向和Y轴方向的电机减速，使机械手3以低于第一速度的第二速度在区段a2内移动；

随着机械手3在相对应的电机驱动下不断运行，机械手3依次进入区段3、区段4……区段a_（n-1），并在相应的区段内依次以速度递减的第三速度、第四速度……第N-1速度移动，因此该过程不再赘述。

步骤2006，机械手3是否进入区段a_n；

上位机判断机械手3是否已经进入区段a_n，如果进入区段a_n，执行步骤2008，否则执行步骤2007。

步骤2007，以第N-1速度运行；

机械手3在第区段a_（n-1）内，下位机控制驱动机械手3在X轴方向和Y轴方向的电机使机械手3以第N-1速度区段a_（n-1）内移动。

步骤2008，以第N速度移动；

机械手3在移动进入区段a_n之后，下位机控制驱动机械手3在X轴方向和Y轴方向的电机使机械手3以第N速度区段a_n内移动。

步骤2009，停止；

当机械手3运行至瓷砖目标位置时，下位机通过相对应的电机使机械手3停止移动。

在本转移码放方法中，通过瓷砖转移子程序，将机械手3的移动距离分为若干区段：区段a₁……区段a_n，并且从且从区段a₁开始以速度递减的形式使机械手3以不同的速度运行，因此在机械手3移动初期其移动的速度较快，因此在保证了机械手3整体运行速度，提高了系统的运行效率，由于机械手3本身以及其夹取的瓷砖的总重量较重，因此在机械手3移动的末期以低速运行，降低了机械手3以及瓷砖本身重量所带来的惯性，因此提高了定位的精准性和系统的运行稳定性。

区段a₁……区段a_n的设置原则为：在机械手3的整个移动距离a中，以机械手3的移动终点为起点反向确定一个点（记为点A）作为区段a₂的起始点，该点同时为机械手3开始减速的减速点。因此机械手3起点与点A之间的距离即为区段a₁，点A与机械手3的移动终点（即瓷砖目标位置）之间的距离平分后形成区段a₂~区段a_n。由于每包瓷砖的起始位置相同而目标位置不同，因此机械手3在移动每包瓷砖时移动的总距离a为变量，根据上述的区段划分原则进行区段划分后，由于点A是以机械手3的终点为参照反向确定的，因此区段a₂~区段a_n的总距离以及每个区段的距离均为定值，而区段a₁的距离随总距离a的变化而变化。

如图8所示，上述的瓷砖放置子程序，包括如下步骤：

步骤3001，确定下落高度；

在夹取有瓷砖的机械手3移动至装载车上方之后，固定在机械手3上的3D视觉模块扫描后得到装载车装载板的实际高度，确定机械手3下落的实际距离，即机械手3在Z轴方向的移动距离。

由于装载车轮胎均为常规的充气轮胎，因此瓷砖在装载车上不断放置的过程中，装载车的装载板的高度会不断变化，通过不断对装载本高度的扫描，上位机可以得到每包瓷砖下落前装载板的实际高度，从而避免了因装载板的高度变化而导致的瓷砖下落高度不准确，有效防止瓷砖出现损坏。

步骤3002，装载车是否倾斜；

上位机根据上述步骤1005中对装载车的扫描结果判断装载车是否在码放作业区内是否处于倾斜状态，如果处于倾斜状态，执行步骤3003，如果不处于倾斜状态，直接执行步骤3004。

步骤3003，补偿倾斜角度；

上位机根据装载车在装载车停放工位4内的倾斜角度，向下位机发出控制信号，由下位机驱动相应的电机动作，使机械手3转动与装载车相同的角度。

通过步骤3003的倾斜角度补偿，可以保证瓷砖在放在装载板上方之后，与装载板的边界之间为平行或垂直的关系。

步骤3004，瓷砖是否需要旋转；

上位机根据预设定的瓷砖在装载车上的码放规则判断该包瓷砖在下落前是否需要旋转，即是否需要机械手3在W轴上进行动作，如果需要旋转，执行步骤3005，如果不需要旋转，执行步骤3006；

步骤3005，机械手3旋转；

上位机根据该包瓷砖在装载车上的预设位置确定瓷砖需要旋转的角度，并将控制信号送至下位机，由下位机驱动相对应的电机动作，驱动机械手3转动，使瓷砖旋转相应的角度；

步骤3006，机械手3下落；

下位机驱动相应的电机动作，使机械手3下落预定距离，使瓷砖的底面紧贴装载车上表面，完成瓷砖的放置。

步骤3007，机械手3回位；

机械手3松开瓷砖，然后上升相应的距离后，回到等待工位继续下一包瓷砖的抓取和转移。

具体工作过程及工作原理如下：

在需要对打包完成的瓷砖由包装线末端的瓷砖翻转工位2上转移到装载车停放工位4处时，操作人员通过上位机选定需要执行的抓取程序，机械手3移动至等到位置开始工作，执行瓷砖的抓取、转移以及放置操作。

机械手3在开始工作之后，下位机首先判断两个装载车停放工位4内是否均未放置装载车，如果两个装载车停放工位4内均未放置装载车，上位机进行报警，提示工作人员将至少一辆装载车驶入装载车停放工位4内。

当装载车停放工位4内停放装载车后，上位机通过下位机驱动机械手3动作，通过机械手3上的3D视觉模块对装载车整车进行扫描，扫描之后得到装载车在码放作业区内的实际位置，确定装载车装载板的实际坐标、装载车装载板上表面的实际高度以及装载车在码放作业区内是否倾斜以及倾斜角度。

然后下位机判断在瓷砖翻转工位2内是否已存在有未抓取的瓷砖，如果瓷砖翻转工位2内尚不存在未抓取的瓷砖，则不执行动作，如果已存在有尚未抓取的瓷砖，机械手3首先下降至瓷砖翻转工位2处对瓷砖进行抓取，在机械手3从瓷砖翻转工位2中抓取瓷砖之后，机械手3首先上升至等到工位，然后由下位机驱动相应的电机运行，使机械手3同时在X轴和Y轴方向移动，移动至需要放置的装载车的上方。机械手3在X轴和Y轴方向移动之前，上位机已经计算得出机械手3在X轴和Y轴方向移动的总距离，并将总距离分为若干区段，机械手3在X轴和Y轴方向移动的过程中，当移动至第二区段之前，下位机驱动机械手3以最高速度运行，当进入第二区段、第三区段、……、第N区段时，依次降低机械手3的移动速度，当机械手3移动至瓷砖的放置位置上方后，完成机械手3在X轴和Y轴方向的移动。

在机械手3移动至瓷砖的放置位置上方之后，上位机通过机械手3再次对装载车装载板的高度进行扫描，得到装载板实际的高度，然后上位机根据对装载车整车的扫描得到装载车在码放工作区内的倾斜角度，如果存在有倾斜角度，则首先通过下位机控制机械手3旋转相应的角度，然后将是否需要对瓷砖进行旋转的控制指令送至下位机，如果瓷砖进行旋转，则下位机首先控制相应的电机动作，使机械手3在W轴上动作，旋转相应角度，如果不需要瓷砖进行旋转，则由下位机控制相应的电机动作，驱动机械手3在Z轴上动作，将瓷砖放置到装载车的上表面。机械手3完成瓷砖的放置之后，松开瓷砖并回到等待工位，继续下一包瓷砖的抓取。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于装载车的瓷砖转移码放方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1001，初始化；

步骤1002，调取并执行抓取程序；

通过控制单元选取机械手需要执行的抓取程序；

步骤1003，判断所有装载车停放工位（4）内是否均未停放装载车；

控制单元判断两个装载车停放工位（4）内是否均未停放装载车，如果两个装载车停放工位（4）内均未停放装载车，执行步骤1004，当至少有一个装载车停放工位（4）内停放装载车时，执行步骤1005；

步骤1004，报警；

控制单元启动报警装置进行提示；

步骤1005，扫描装载车；

控制单元控制机械手（3）运动，车身扫描模块对装载车整体进行扫描，得到装载车上装载板的实际位置、装载板的实际高度以及装载板在码放工作区内的倾斜角度；

步骤1006，瓷砖翻转工位内是否存有瓷砖；

控制单元判断传送装置（1）末端内是否放置有瓷砖，如果放置有瓷砖，执行步骤1007，如果传送装置（1）末端内没有瓷砖，返回步骤1003；

步骤1007，抓取瓷砖；

下位机控制机械手（3）抓取传送装置（1）末端的瓷砖；

步骤1008，转移瓷砖；

下位机控制机械手（3）按照瓷砖转移子程序将瓷砖由传送装置（1）末端转移至装载车停放工位（4）中装载车的上方；

步骤1009，放置瓷砖；

下位机控制机械手（3）按照瓷砖放置子程序将瓷砖放置到装载车的装载板上；

步骤1010，装载车是否码放完毕；

上位机判断该辆装载车的装载板上是否已经码放完毕，如果码放完毕，返回步骤1003，如果尚未码放完毕，返回步骤1008；

步骤1008中所述的瓷砖转移子程序，包括如下步骤：

步骤2001，计算得到机械手（3）的移动总距离a；

控制单元根据机械手（3）的移动起点和移动终点计算得到确定机械手（3）在X轴和Y轴所在平面上的移动总距离a；

步骤2002，将移动距离a分为若干移动区段：区段a₁……区段a_n；

控制单元按照距离分段原则自机械手（3）的移动起点开始将机械手（3）的移动总距离a分为若干移动区段：区段a₁……区段a_n；

步骤2003，以第一速度移动；

机械手（3）自起点开始以第一速度在区段a₁内移动；

步骤2004，机械手（3）是否进入区段a₂；

控制单元判断机械手（3）是否已经进入区段a₂，如果进入区段a₂，执行步骤2005，否则返回执行步骤2003；

步骤2005，以第二速度运行；

控制单元控制机械手（3）在区段a₂内以低于第一速度的第二速度移动；

步骤2006，判断机械手（3）是否进入区段a_n；

控制单元判断机械手（3）是否已经进入区段a_n，如果进入区段a_n，执行步骤2008，否则执行步骤2007；

步骤2007，以第N-1速度运行；

控制单元控制机械手（3）第N-1速度移动；

步骤2008，以第N速度移动；

控制单元控制机械手（3）在区段a_n内以低于第N-1速度的第N速度移动，当移动至移动终点后停止移动；

步骤2002中所述的距离分段原则为：在机械手（3）的整个移动距离a中确定任意一点作为减速点，减速点与机械手（3）的移动起点之间为区段a₁，减速点与机械手（3）的移动终点之间的距离平分后形成区段a₂~区段a_n。

2.根据权利要求1所述的基于装载车的瓷砖转移码放方法，其特征在于：步骤1009中所述的瓷砖放置子程序，包括如下步骤：

步骤3001，确定下落高度；

在夹取有瓷砖的机械手（3）移动至装载车上方之后，通过整车扫描模块对装载车装载板的实际高度进行确定，确定机械手（3）下落的实际距离；

步骤3002，装载车是否倾斜；

控制单元所述的步骤1005中对装载车的扫描结果判断装载车是否在码放作业区内是否处于倾斜状态，如果处于倾斜状态，执行步骤3003，如果不处于倾斜状态，直接执行步骤3004；

步骤3003，补偿倾斜角度；

控制单元根据装载车在装载车停放工位（4）内的倾斜角度，控制机械手（3）转动，转动角度与装载车的倾斜角度相同；

步骤3004，瓷砖是否需要旋转；

控制单元根据预设定的瓷砖在装载车上的码放规则判断该包瓷砖在下落前是否需要旋转，如果需要旋转，执行步骤3005，如果不需要旋转，执行步骤3006；

步骤3005，机械手（3）旋转；

控制单元根据该包瓷砖在装载车上的预设位置确定瓷砖需要旋转的角度，并驱动机械手（3）转动相应的角度；

步骤3006，机械手（3）下落；

控制单元驱动机械手（3）下落，使瓷砖的底面紧贴装载车的装载板上表面，完成瓷砖的放置；

步骤3007，机械手（3）回位；

机械手（3）松开瓷砖，然后上升相应的距离后，回到等待工位继续下一包瓷砖的抓取和转移。

Images