CN108313748A - 一种3d视觉纸箱拆垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人设备技术领域，尤其涉及一种纸箱拆垛系统。一种3D视觉纸箱拆垛系统，于一机器人拆垛区域包括：3D视觉装置，用于对空间内纸箱进行三维定位并提取所述纸箱堆的坐标信息；视觉位移机构，与所述3D视觉装置相连，依据所述坐标信息调整所述3D视觉装置的位置；3D视觉支架，垂直设于纸箱输送线旁，顶端与所述视觉位移机构相连；拆垛机器人，与所述3D视觉装置信号相连，依据所述坐标信息对所述纸箱进行拆垛工作。由于采取以上技术方案，本发明解决了目前拆垛系统对于纸箱堆摆放位置要求高、必须一次性拆完整个纸箱堆、无法定位超过一定高度的纸箱堆、拆垛工作效率低等缺陷，提供了一种应用范围广、拆垛效率高、使用便利的纸箱拆垛系统。

Description

一种3D视觉纸箱拆垛系统

技术领域

本发明涉及机器人设备技术领域，尤其涉及一种3D视觉纸箱拆垛系统。

背景技术

拆垛工作是在仓储物流与电商等行业中非常频繁的一项工作，具体是将托盘上堆好的纸箱根据需求进行拆垛，并放在纸箱输送带上运送至其他处的工序。传统的拆垛工作是由人工完成的，劳动强度大、工作效率低且具有较高的错误率以及安全隐患。

随着机器人工业的技术发展，机器人被广泛引入到拆垛工作中。目前主流的拆垛机器人系统虽然代替了传统的人工作业，但依然存在一些缺陷，如每次工作必须将整个纸箱堆一次性拆完，对纸箱堆的放置地点要求精度高，无法拆垛不符合预设尺寸的纸箱堆等。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种3D视觉纸箱拆垛系统，解决以上技术问题。本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种3D视觉纸箱拆垛系统，于一机器人拆垛区域包括：

3D视觉装置，用于对空间内纸箱进行三维定位并提取所述纸箱堆的坐标信息；

视觉位移机构，与所述3D视觉装置相连，依据所述坐标信息调整所述3D视觉装置的位置；

3D视觉支架，垂直设于纸箱输送线旁，顶端与所述视觉位移机构相连；

拆垛机器人，与所述3D视觉装置信号相连，依据所述坐标信息对所述纸箱进行拆垛工作。

优选地，所述3D视觉装置包括一3D结构光及两个2D视觉相机。

优选地，所述3D结构光包括相机与投射器，所述投射器将结构光投射于纸箱表面，所述相机拍摄纸箱并获取纸箱表面的结构光图像；所述结构光为预设条纹或图像。

优选地，所述3D视觉装置还配备有动力系统，设于所述3D视觉支架上并与所述视觉位移机构相连，用于调整所述3D视觉装置在所述3D视觉支架上的位置与高度。

优选地，所述动力系统包括气缸或电机。

优选地，所述机器人顶端还安装有机器人手爪，用于抓取纸箱并放上纸箱运输线。

一种3D视觉纸箱的拆垛方法，具备以下步骤：

步骤一：纸箱进入所述机器人拆垛区域，所述3D视觉装置进行拍照，检测所述最高层纸箱的大致位置，通过所述动力系统将所述3D视觉装置调整到适当的拍照高度；

步骤二：所述3D视觉装置进行一次拍照后，将所述最高层纸箱的长宽尺寸信息以及中心抓取位置信息提供出来，所述拆垛机器人根据所述坐标信息对所述最高层纸箱进行拆垛；

步骤三：根据所述坐标信息，通过软件计算出最高效率的拆垛策略；同时根据现场要求，计算并选择对所述纸箱的长边成排抓取或短边成排抓取。

上述技术方案的有益效果是：

本发明通过采用可移动的3D视觉拍照机构，实现了对不同品种不同尺寸形状的纸箱堆的拆垛作业，扩大了应用范围，优化了对拆垛作业的要求，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施例的俯视图；

图2为本发明的一较佳实施例的侧视图；

图3为本发明的一较佳实施例的拍照范围示意图；

图4为本发明的拆垛方法流程图。

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的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种3D视觉纸箱拆垛系统，于一机器人拆垛区域6包括：

3D视觉装置1，用于对空间内纸箱进行三维定位并提取纸箱堆的坐标信息；

视觉位移机构2，与3D视觉装置1相连，依据坐标信息调整3D视觉装置1的位置，视觉位移机构2扩大了3D视觉装置1的活动范围，扩大了本发明的适用范围；

3D视觉支架3，垂直设于纸箱输送线5旁，顶端与视觉位移机构2相连，同时可根据现场需求设计不同规格的3D视觉支架3；

拆垛机器人4，与3D视觉装置1信号相连，依据坐标信息对纸箱进行拆垛并将拆下的纸箱转移至纸箱输送线5上。

3D视觉装置1包括一3D结构光及两个2D视觉相机，用于检测纸箱堆的坐标信息，3D结构光可检测纸箱堆的形状，而2D视觉想着则可检测出纸箱的长宽高等尺寸信息。

3D结构光包括相机与投射器，投射器将结构光投射于纸箱表面，相机拍摄纸箱并获取纸箱表面的结构光图像；结构光为预设条纹或图像，通过对预设条纹或图像在纸箱表面的不同投射影响进行分析，进而分析得出纸箱堆的表面形状。

3D视觉装置1还配备有动力系统，设于3D视觉支架3上并与视觉位移机构2相连，用于调整3D视觉装置1在3D视觉支架3上的位置与高度。

动力系统包括气缸或电机，根据现场的需求进行具体的选型。

机器人顶端还安装有机器人手爪，用于抓取纸箱并放上纸箱运输线，手爪采用抓取范围较大的规格，以同时抓取多个纸箱、提高拆垛效率。

一种3D视觉纸箱的拆垛方法，具体的步骤如下：

步骤一：纸箱进入机器人拆垛区域6，3D视觉装置1进行拍照，检测最高层纸箱的大致位置，通过动力系统将3D视觉装置1调整到适当的拍照高度；

步骤二：3D视觉装置1进行一次拍照后，将最高层纸箱的长宽尺寸信息以及中心抓取位置信息提供出来，拆垛机器人4根据坐标信息对最高层纸箱进行拆垛；

步骤三：根据坐标信息，通过软件计算出最高效率的拆垛策略；同时根据现场要求，计算并选择对纸箱的长边成排抓取或短边成排抓取。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种3D视觉纸箱拆垛系统，其特征在于，于一机器人拆垛区域包括：

3D视觉装置，用于对空间内纸箱进行三维定位并提取所述纸箱堆的坐标信息；

视觉位移机构，与所述3D视觉装置相连，依据所述坐标信息调整所述3D视觉装置的位置；

3D视觉支架，垂直设于纸箱输送线旁，顶端与所述视觉位移机构相连；

拆垛机器人，与所述3D视觉装置信号相连，依据所述坐标信息对所述纸箱进行拆垛工作。

2.根据权利要求1所述的一种3D视觉纸箱拆垛系统，其特征在于，所述3D视觉装置包括一3D结构光及两个2D视觉相机。

3.根据权利要求2所述的一种3D视觉纸箱拆垛系统，其特征在于，所述3D结构光包括相机与投射器，所述投射器将结构光投射于纸箱表面，所述相机拍摄纸箱并获取纸箱表面的结构光图像；所述结构光为预设条纹或图像。

4.根据权利要求1所述的一种3D视觉纸箱拆垛系统，其特征在于，所述3D视觉装置还配备有动力系统，设于所述3D视觉支架上并与所述视觉位移机构相连，用于调整所述3D视觉装置在所述3D视觉支架上的位置与高度。

5.根据权利要求4所述的一种3D视觉纸箱拆垛系统，其特征在于，所述动力系统包括气缸或电机。

6.根据权利要求1所述的一种3D视觉纸箱拆垛系统，其特征在于，所述机器人顶端还安装有机器人手爪，用于抓取纸箱并放上纸箱运输线。

7.一种3D视觉纸箱的拆垛方法，其特征在于，具备以下步骤：

步骤一：纸箱进入机器人拆垛区域，3D视觉装置进行拍照，检测最高层纸箱的大致位置，通过动力系统将3D视觉装置调整到适当的拍照高度；

步骤二：所述3D视觉装置进行一次拍照后，将所述最高层纸箱的长宽尺寸信息以及中心抓取位置的坐标信息提供出来，拆垛机器人根据所述坐标信息对所述最高层纸箱进行拆垛；

步骤三：根据所述坐标信息，通过软件计算出最高效率的拆垛策略；同时根据现场要求，计算并选择对所述纸箱的长边成排抓取或短边成排抓取。