CN107696030A - 一种单机械臂的单位置输出控制方法和装置 - Google Patents

一种单机械臂的单位置输出控制方法和装置 Download PDF

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唐继勇
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Abstract

本发明公开了一种单机械臂的单位置输出控制方法，首先设置码放区域的垛件码放工艺；然后检测流水线的运转状态和工作状态，在所述流水线的运转状态或工作状态达到标准时，进行下一步，否则再次执行本步骤；接着检测所述流水线对应的托盘位置上的托盘状态，当所述托盘状态达到标准时，进行下一步，否则发出警报并对所述托盘再次执行本步骤；最后控制所述机械臂的取件部从所述流水线上抓取垛件，并根据所述码放工艺将所述垛件移动到所述托盘上的预定位置；根据所述码放工艺，以预定的姿态将所述垛件放置到所述托盘上的所述预定位置。本发明还提供了一种单机械臂的单位置输出控制装置，能有效减少所述机械臂在工作中的等待时间，提高工作效率。

Description

一种单机械臂的单位置输出控制方法和装置
技术领域
本发明涉及机械臂控制领域，尤其涉及一种单机械臂的单位置输出控制方法和装置。
背景技术
搬运和码垛作业在现代企业的物流管理中占有重要地位。在码垛技术中，采用单机械臂单位置输出的方案，即单个机械臂对应单个固定的码垛位置，从流水线上的固定位置抓取垛件，码放到固定位置上的托盘上。在固定位置上的所述托盘未摆放或者托盘位置不正确时，容易出现垛件受损，甚至由于垛件码放不稳固而导致事故的发生。现有技术对此的解决方案是在机械臂上对托盘进行检测，在所述托盘未就位的情况下控制所述机械臂暂停工作，并且在托盘就位之后，仍需人工启动所述机械臂继续工作。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种单机械臂的单位置输出控制方法，能有效减少所述机械臂在工作中的等待时间，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种单机械臂的单位置输出控制方法，包括步骤：
S1、设置码放区域的垛件码放工艺；
S2、检测流水线的运转状态和工作状态，在所述流水线的运转状态或工作状态达到标准时，进行步骤S3，否则再次执行步骤S2；
S3、检测所述流水线对应的托盘位置上的托盘状态，当所述托盘状态达到标准时，进行步骤S4，否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S3；
S4、控制所述机械臂的取件部从所述流水线上抓取垛件，并根据所述码放工艺将所述垛件移动到所述托盘上的预定位置；
S5、根据所述码放工艺，以预定的姿态将所述垛件放置到所述托盘上的所述预定位置，完成后返回步骤S2。
作为上述方案的改进，所述步骤S2具体包括：
S21、检测流水线的运转状态，若所述流水线处于正常运转状态，则进行步骤S22；否则进入等待，并在等待的时间达到预设的时间长度之后再次进行步骤S21；
S22、检测所述流水线的工作状态，若所述流水线工作正常进行中，则进行步骤S3；否则进入等待，并在等待的时间达到预设的时间长度之后返回步骤S2；
作为上述方案的改进，所述步骤S3具体包括：
S31、检测所述流水线对应的托盘位置上是否有托盘放置，若所述托盘位置上有托盘正确放置，则进行步骤S32；否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S31；
S32、检测所述托盘位置上放置的所述托盘的姿态是否正确，若所述托盘的姿态正确，则进行步骤S4；否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S31。
作为上述方案的改进，所述流水线运转状态信息包括正常运转状态、停止运转状态或异常运转状态。
作为上述方案的改进，所述流水线工作状态包括工作准备中、工作进行中或工作已完成。
作为上述方案的改进，通过压力传感器来获取所述托盘位置上的托盘放置信息。
作为上述方案的改进，通过光电传感器检测所述托盘的边缘来判断所述托盘的姿态是否正确。
作为上述方案的改进，所述码放工艺包括垛件的码放姿态、码放位置和码放次序。
作为上述方案的改进，单层码放的所述垛件个数为所述码放区域可承载的所述垛件的单层最大数量。
与现有技术相比，本发明提供的一种单机械臂的单位置输出控制方法,首先设置托盘上垛件的码放工艺，然后检测流水线的运转状态和工作状态。当所述流水线不处于正常运转状态或不处于工作进行中时，对所述流水线的运转状态和工作状态再次进行检测。直到检测到所述流水线正常运转，并且工作进行中。然后检测所述流水线对应的托盘位置的托盘放置和所述托盘的姿态。当检测到所述托盘位置上未有托盘放置，或所述托盘的姿态错误时发出警报，并对所述托盘再次进行上述检测。直至发现放置在所述托盘位置上且姿态正确的所述托盘，从工作进行中的所述流水线上抓取垛件，根据预设的码放工艺将所述垛件码放到所述托盘上的预设位置上。能够在流水线的托盘未到位或姿态错误时，控制所述机械臂检测其他可进行码垛工作的托盘，并对可进行码垛工作的所述托盘进行码垛工作，减少所述机械臂在工作中的等待时间，提高工作效率。
本发明实施例还提供了一种单机械臂的单位置输出控制装置，包括工艺设置模块，用于控制垛件码放工艺的设置；流水线检测模块，用于检测流水线的运转状态和工作状态；托盘检测模块，用于检测所述托盘的放置信息和姿态信息；码垛控制模块，用于控制所述机械臂根据预设的码放工艺进行码垛工作。
与现有技术相比，本发明提供的一种单机械臂的单位置输出控制装置，由所述工艺设置模块设置托盘上垛件的码放工艺。然后由所述流水线检测模块检测流水线的运转状态和工作状态。当所述流水线不处于正常运转状态或不处于工作进行中时，对所述流水线的运转状态和工作状态再次进行检测。直到检测到所述流水线正常运转，并且工作进行中。接着由托盘检测模块检测所述流水线对应的托盘位置的托盘放置和所述托盘的姿态。当检测到所述托盘位置上未有托盘放置，或所述托盘的姿态错误时发出警报，并对所述托盘再次进行上述检测。直至发现放置在所述托盘位置上且姿态正确的所述托盘，码垛控制模块控制所述机械臂从工作进行中的所述流水线上抓取垛件，根据预设的码放工艺将所述垛件码放到所述托盘上的预设位置上。能够在流水线的托盘未到位或姿态错误时，控制所述机械臂检测其他可进行码垛工作的托盘，并对可进行码垛工作的所述托盘进行码垛工作，减少所述机械臂在工作中的等待时间，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例中一种单机械臂的单位置输出控制方法流程图。
图2是本发明实施例中一种单机械臂的单位置输出控制方法步骤S2的流程图。
图3是本发明实施例中一种单机械臂的单位置输出控制方法步骤S3的流程图。
图4是本发明实施例中一种单机械臂的单位置输出控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种单机械臂的单位置输出控制方法，所述机械臂为多关节机械臂，包括取件部和运动部。所述取件部用于抓取从流水线上运送来的垛件和将所述垛件放置在指定位置，所述取件部取得所述垛件的方式包括但不限于夹取、托取和吸取；所述运动部包括多个关节联动，用于带动所述机械臂的取件部实现三维位移。所述机械臂将所述垛件码放到托盘上，所述托盘为码垛用托盘，承载面为方形，包括但不限于平板托盘、柱式托盘和箱式托盘。
参见图1至图3，本发明实施例提供的一种单机械臂的单位置输出控制方法包括步骤：
S1、设置所述码放区域的垛件码放工艺。
具体地，读取码放区域的面积和形状数据，结合单个所述垛件码放在所述码放区域上的占用面积和形状数据，计算出所述码放区域可承载的所述垛件的单层最大数量。通过启发式算法，如蚁群算法或近似算法等，也可以通过穷举法，在满足所述码放区域单层码放的所述垛件的数量等于所述单层最大数量的条件下，计算出将多个所述垛件码放在所述码放区域上的姿态和位置，并为多个所述垛件添加任意的码放顺序，将多个所述垛件的所述码放姿态、所述码放位置和所述码放次序的组合记录为码放工艺。
S2、检测流水线的运转状态和工作状态，在所述流水线的运转状态或工作状态达到标准时，进行步骤S3，否则再次执行步骤S2。
具体地，步骤S2包括：
S21、检测流水线的运转状态，若所述流水线处于正常运转状态，则进行步骤S22；否则进入等待，并在等待的时间达到预设的时间长度之后再次进行步骤S21。
读取所述流水线的运转状态信息，并进行对所述流水线的运转状态进行判断。所述运转状态信息用于表示流水线处于正常运转状态、停止运转状态或异常运转状态。当所述流水线处于正常运转状态时，则进入步骤S3；若所述流水线处于停止运转状态或异常运转状态时，控制所述机械臂进入等待，并且在等待的时间长度达到预设的时间长度之后，重新读取所述流水线的运转状态信息，并对所述流水线的运转状态进行判断。
在本实施例中，通过在所述流水线设置运转状态检测器对所述流水线的运转状态进行检测，以获取所述运转状态信息。在其他情况下，也可以是在所述机械臂上设置检测器对所述流水线的运转状态进行检测。
S22、检测所述流水线的工作状态，若所述流水线工作正常进行中，则进行步骤S3；否则进入等待，并在等待的时间达到预设的时间长度之后返回步骤S2。
读取所述流水线的工作状态信息，并进行对所述流水线的工作状态进行判断。所述工作状态信息用于表示流水线目前的工作处于工作准备中、工作进行中或工作已完成。当所述流水线的所述目前工作处于正常进行中，则进入步骤S4；若所述流水线的所述目前工作处于工作准备中或工作已完成时，控制所述机械臂进入等待，并且在等待的时间长度达到预设的时间长度之后，对所述流水线重新执行步骤S2的判断。
S3、检测所述流水线对应的托盘位置上的托盘状态，当所述托盘状态达到标准时，进行步骤S4，否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S3。
具体地，步骤S3包括：
S31、检测所述流水线对应的托盘位置上是否有托盘放置，若所述托盘位置上有托盘正确放置，则进行步骤S32；否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S31。
在本实施例中，通过在所述托盘位置上设置压力传感器来判断所述托盘是否正确放置在所述托盘位置上。读取压力传感器获取到的托盘放置信息，所述托盘放置信息包括托盘的放置信号，当所述放置信号达到码件标准时，即判定所述托盘位置上有托盘正确放置，进行步骤S5的操作；当所述放置信号未达到码件标准时，即判定所述托盘位置上未有托盘正确放置，此时发出警报，并且再次读取所述托盘放置信息，进行步骤S31的检测。
在其他情况下，也可以是通过光电传感器或超声波探测器等检测所述托盘放置信息，不影响本发明取得的有益效果。
S32、检测所述托盘位置上放置的所述托盘的姿态是否正确，若所述托盘的姿态正确，则进行步骤S4；否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S31。
具体地，在本实施例中，通过设置光电传感器检测所述托盘的边缘位置来判断所述托盘的姿态是否正确。读取所述光电传感器检测到的所述托盘姿态信息，所述姿态信息包括所述托盘的边缘位置数据。当所述托盘的边缘位置数据均达到码件标准时，则判定所述托盘的姿态正确，进行步骤S4的操作；当所述托盘的边缘位置数据未全部达到码件标准时，则判定所述托盘的姿态错误，此时发出警报，并且再次读取所述托盘放置信息，进行步骤S31的检测。
在其他情况下，也可以是通过超声波位置传感器或激光位置传感器等检测所述托盘的边缘位置，不影响不发明取得的有益效果。
S4、控制所述机械臂的取件部从所述流水线上抓取垛件，并根据所述码放工艺将所述垛件移动到所述托盘上的预定位置。
具体地，控制所述机械臂的取件部从所述流水线上抓取垛件，假设当前抓取的所述垛件为第一个码放的所述垛件，设为1号垛件。读取所述1号码放次序对应的1号码放位置，获得所述1号码放位置的坐标。控制所述机械臂的取件部抓取所述垛件移动到所述1号码放位置，即所述托盘上的所述预定位置。
S5、根据所述码放工艺，以预定的姿态将所述垛件放置到所述托盘上的所述预定位置，完成后返回步骤S2。
从所述码放工艺中获得所述1号码放次序对应的所述1号码放姿态；同时根据所述1号码放姿态控制所述取件部调整当前抓取的所述1号垛件的姿态。在将所述1号垛件的姿态调整至与所述1号码放姿态一致，将当前抓取的所述垛件放置在所述托盘上，完成当前抓取的所述垛件的码放工作。然后返回步骤S2，再次对所述当前流水线进行检测。
本发明实施例提供的一种单机械臂的单位置输出控制方法，首先设置托盘上垛件的码放工艺，然后检测流水线的运转状态和工作状态。当所述流水线不处于正常运转状态或不处于工作进行中时，对所述流水线的运转状态和工作状态再次进行检测。直到检测到所述流水线正常运转，并且工作进行中。然后检测所述流水线对应的托盘位置的托盘放置和所述托盘的姿态。当检测到所述托盘位置上未有托盘放置，或所述托盘的姿态错误时发出警报，并对所述托盘再次进行上述检测。直至发现放置在所述托盘位置上且姿态正确的所述托盘，从工作进行中的所述流水线上抓取垛件，根据预设的码放工艺将所述垛件码放到所述托盘上的预设位置上。能够在流水线的托盘未到位或姿态错误时，控制所述机械臂检测其他可进行码垛工作的托盘，并对可进行码垛工作的所述托盘进行码垛工作，减少所述机械臂在工作中的等待时间，提高工作效率。
参见图4，本发明实施例还提供了一种单机械臂的单位置输出控制装置1，包括工艺设置模块11，用于控制垛件码放工艺的设置；流水线检测模块12，用于检测流水线的运转状态和工作状态；托盘检测模块13，用于检测所述托盘的放置信息和姿态信息；码垛控制模块14，用于控制所述机械臂根据预设的码放工艺进行码垛工作。
本发明实施例提供的一种单机械臂的单位置输出控制装置各个模块的工作原理及过程可参考上述实施例的一种单机械臂的单位置输出控制方法，在此不做赘述。
本发明提供的一种单机械臂的单位置输出控制装置，由所述工艺设置模块设置托盘上垛件的码放工艺。然后由所述流水线检测模块检测流水线的运转状态和工作状态。当所述流水线不处于正常运转状态或不处于工作进行中时，对所述流水线的运转状态和工作状态再次进行检测。直到检测到所述流水线正常运转，并且工作进行中。接着由托盘检测模块检测所述流水线对应的托盘位置的托盘放置和所述托盘的姿态。当检测到所述托盘位置上未有托盘放置，或所述托盘的姿态错误时发出警报，并对所述托盘再次进行上述检测。直至发现放置在所述托盘位置上且姿态正确的所述托盘，码垛控制模块控制所述机械臂从工作进行中的所述流水线上抓取垛件，根据预设的码放工艺将所述垛件码放到所述托盘上的预设位置上。能够在流水线的托盘未到位或姿态错误时，控制所述机械臂检测其他可进行码垛工作的托盘，并对可进行码垛工作的所述托盘进行码垛工作，减少所述机械臂在工作中的等待时间，提高工作效率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单机械臂的单位置输出控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1、设置码放区域的垛件码放工艺；
S2、检测流水线的运转状态和工作状态，在所述流水线的运转状态或工作状态达到标准时，进行步骤S3，否则再次执行步骤S2；
S3、检测所述流水线对应的托盘位置上的托盘状态，当所述托盘状态达到标准时，进行步骤S4，否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S3；
S4、控制所述机械臂的取件部从所述流水线上抓取垛件，并根据所述码放工艺将所述垛件移动到所述托盘上的预定位置；
S5、根据所述码放工艺，以预定的姿态将所述垛件放置到所述托盘上的所述预定位置，完成后返回步骤S2。
2.如权利要求1所述的单位置输出控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S21、检测流水线的运转状态，若所述流水线处于正常运转状态，则进行步骤S22；否则进入等待，并在等待的时间达到预设的时间长度之后再次进行步骤S21；
S22、检测所述流水线的工作状态，若所述流水线工作正常进行中，则进行步骤S3；否则进入等待，并在等待的时间达到预设的时间长度之后返回步骤S2。
3.如权利要求1所述的单位置输出控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S31、检测所述流水线对应的托盘位置上是否有托盘放置，若所述托盘位置上有托盘正确放置，则进行步骤S32；否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S31；
S32、检测所述托盘位置上放置的所述托盘的姿态是否正确，若所述托盘的姿态正确，则进行步骤S4；否则发出警报并对所述托盘再次执行步骤S31。
4.如权利要求2所述的单位置输出控制方法，其特征在于，所述流水线运转状态信息包括正常运转状态、停止运转状态或异常运转状态。
5.如权利要求2所述的单位置输出控制方法，其特征在于，所述流水线工作状态包括工作准备中、工作进行中或工作已完成。
6.如权利要求3所述的单位置输出控制方法，其特征在于，通过压力传感器来获取所述托盘位置上的托盘放置信息。
7.如权利要求3所述的单位置输出控制方法，其特征在于，通过光电传感器检测所述托盘的边缘来判断所述托盘的姿态是否正确。
8.如权利要求1所述的单位置输出控制方法，其特征在于，所述码放工艺包括垛件的码放姿态、码放位置和码放次序。
9.如权利要求2所述的单位置输出控制方法，其特征在于，单层码放的所述垛件个数为所述码放区域可承载的所述垛件的单层最大数量。
10.一种单机械臂的单位置输出控制装置，其特征在于，包括：
工艺设置模块，用于控制垛件码放工艺的设置；
流水线检测模块，用于检测流水线的运转状态和工作状态；
托盘检测模块，用于检测所述托盘的放置信息和姿态信息；
码垛控制模块，用于控制所述机械臂根据预设的码放工艺进行码垛工作。
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