CN109384051A - 一种基于视觉系统全自动拆垛系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于视觉系统全自动拆垛系统及控制方法,包括拆垛器以及视觉支撑架、视觉安装板和相机,拆垛器与连接件一转动连接,气缸一与气缸二的输出轴相连接,气缸二与底座转动连接,拆垛器包括固定架,在固定架内设有对称的两块定位板,在每一个定位板上垂直设有第一气缸,在两个第一气缸的输出轴上固定有升降板,在升降板对称的两侧铰接有摆动臂,在固定架内相对于抓手夹具夹口的上方设有与真空泵连接的真空吸盘,在真空泵上设有负压检测器,在真空吸盘两侧均设有位置传感器,在升降板上对称设有两个水平设置的第二气缸,两个第二气缸的运动方向相反,且两个第二气缸工作时将两侧的摆动臂之间的开口大小进行调节,该结构提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体物料拆包系统技术领域,特别是一种基于视觉系统全自动拆垛系统及控制方法。
背景技术
目前,市场上对固体包装物料的拆垛拆包是通过人工拆垛、自动或半自动拆包、卸料完成的。这种形势下由于操作人员多、劳动强度大,完全不适合用于有毒、有害不利于人体健康的环境以及对物料洁净度要求高的环境下。
如在石油化工等行业中常有一些物料具有微量毒性或腐蚀性,而在食品和制药行业中则对物料的洁净度要求非常高,因此,在这种情况下,要求应尽量减少工作人员与物料的接触机会。
目前的自动化拆垛机设备主要功能是把货物从整垛上拆卸形成线性的分布,该设备的输送系统采用高效率的变频的变频调速控制装置,同时采用PLC控制,机械性能更加精确稳定。但其中机械结构设计比较复杂,同时在拆卸时也是通过人工查看方位的,导致精确度不高,影响最终的拆垛效果,并未实现全自动的功能,因此需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种基于视觉系统全自动拆垛系统及控制方法,其通过视觉设备进行采集,然后进行定位,实心真正的全自动拆垛,且整机结构简单,操作方便。
为了实现上述目的,本发明所设计的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,包括装置主体、拆垛器以及与拆垛器进行通信连接的夹具视觉定位器,所述装置主体包括连接件一、气缸一、气缸二和底座,所述拆垛器与连接件一转动连接,所述连接件一与气缸一的输出轴相连接,所述气缸一与气缸二的输出轴相连接,所述气缸二与底座转动连接,所述夹具视觉定位器包括视觉支撑架、视觉安装板和相机,所述视觉安装板固定在视觉支撑架的一端,所述相机固定在视觉安装板内,所述拆垛器包括固定架,在固定架内设有对称的两块定位板,在每一个定位板上垂直设有一个第一气缸,在两个第一气缸的输出轴上固定有一个垂直运动的升降板,在升降板对称的两侧铰接有摆动臂,且两侧的摆动臂构成一个抓手夹具,在摆动臂下设有手指,在固定架内相对于抓手夹具夹口的上方设有与真空泵连接的真空吸盘,在真空泵上设有负压检测器,在真空吸盘两侧均设有一个位置传感器,在升降板上对称设有两个水平设置的第二气缸,两个第二气缸的运动方向相反,且两个第二气缸工作时将两侧的摆动臂之间的开口大小进行调节,在摆动臂上方的一侧通过转轴铰接在升降板上,所述摆动臂上方的另一侧通过一个“C”型结构的转动板铰接在Y接头上,且Y接头一端固定在第二气缸的输出轴上。
作为优选,为了方便固定,在第一气缸的输出轴上设有连接座,所述升降板固定在连接座上。
作为优选,为了方便导向,在固定架内对称设有前、后、左、右四根导向杆,且所述升降板对称的两侧均贯穿两根导向杆。
为了提高检测像素,所述相机为Cognex相机。
进一步地,使用人员可对机器人本体编程,控制机器人本体右臂的摆动方向和距离。
本发明还公开了一种基于视觉系统全自动拆垛系统的控制方法,包括采用上述所述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其具体采用如下步骤:
系统启动后,拆垛器移动到初始化拍照位后触发Y0触点激活相机拍照功能,触发方式为IO硬接线,触发后通过TCP/IP协议与相机进行通信连接进行数据读取,当相机接收到触发信号后进行拍照分析,取出产品位置的XY坐标,同时计算出C轴方向的角度,将三个数据以单个数据链形式发送给机械手,每一个坐标以逗号为分界点进行摘取,相机将采集到的所有坐标数据以从左到右,从上到下的顺序进行位置标号,拆垛器得到相机发送过来的数据后以先后顺序的排位移动到相对应的坐标位置,当抓手夹具移动到位置坐标后开始调用位置传感器信号执行Z轴向下移动动作,两个位置传感器检测到抓手移动到吸盘与物料接触后停止Z轴向下移动动作,同时打开真空泵上的真空负压阀,打开真空负压阀后开始启用负压检测器信号,当负压值达到设定的40KPa后开始执行Z轴上移动作,当Z轴上移350MM后开始执行移动放料位置指令同时触发夹具抓紧动作,夹具移动到放料位置后拆垛器触发夹具松开动作同时关闭真空泵上的真空负压阀,然后执行下一取包动作。
本发明得到的一种基于视觉系统全自动拆垛系统及控制方法,通过视觉设备进行采集,然后进行定位,实心真正的全自动拆垛,且整机结构简单,操作方便,并能够实现4轴方向工作。
附图说明
图1是本实施例中拆垛器的立体图;
图2是图1中A部分的局部放大图;
图3是本实施例中拆垛器的正视图;
图4是本实施例中拆垛器的侧视图;
图5是本实施例中的夹具视觉定位器的结构示意图。
图6是本实施例中的装置主体的结构示意图。
图中:1.拆垛器;2.夹具视觉定位器;3-1.视觉支撑架;3-2.视觉安装板;3-3.相机;4.固定架;5.定位板;6.第一气缸;7.升降板;8.摆动臂;9.抓手夹具;10.手指;11.真空泵;12.真空吸盘;13.负压检测器;14.位置传感器;15.第二气缸;16.转动板;17.Y接头;18.连接座;19.导向杆;20.转轴;21.连接臂;22.机械臂本体;23.安装底座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例:
如图1-图6所示,本实施例提供的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,包括装置主体、拆垛器1以及与拆垛器1进行通信连接的夹具视觉定位器2,装置主体包括连接件一21、气缸一22、气缸二23和底座24,拆垛器1与连接件一21转动连接,连接件一21与气缸一22的输出轴相连接,气缸一22与气缸二23的输出轴相连接,气缸二23与底座24转动连接,夹具视觉定位器2包括视觉支撑架3-1、视觉安装板3-2和相机3-3,视觉安装板3-2固定在视觉支撑架3-1的一端,相机3-3固定在视觉安装板3-2内,拆垛器1包括固定架4,在固定架4内设有对称的两块定位板5,在每一个定位板5上垂直设有一个第一气缸6,在两个第一气缸6的输出轴上固定有一个垂直运动的升降板7,在升降板7对称的两侧铰接有摆动臂8,且两侧的摆动臂8构成一个抓手夹具9,在摆动臂8下设有手指10,在固定架4内相对于抓手夹具9夹口的上方设有与真空泵11连接的真空吸盘12,在真空泵11上设有负压检测器13,在真空吸盘12两侧均设有一个位置传感器14,在升降板7上对称设有两个水平设置的第二气缸15,两个第二气缸15的运动方向相反,且两个第二气缸15工作时将两侧的摆动臂8之间的开口大小进行调节,在摆动臂8上方的一侧通过转轴20铰接在升降板7上,摆动臂8上方的另一侧通过一个“C”型结构的转动板16铰接在Y接头17上,且Y接头17一端固定在第二气缸15的输出轴上。
作为优选,为了方便固定,在第一气缸6的输出轴上设有连接座18,升降板7固定在连接座18上。
作为优选,为了方便导向,在固定架4内对称设有前、后、左、右四根导向杆19,且升降板7对称的两侧均贯穿两根导向杆19。
为了提高检测像素,相机3-3为Cognex相机。
本实施例还公开了一种基于视觉系统全自动拆垛系统的控制方法,包括采用上述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其具体采用如下步骤:
系统启动后,拆垛器1移动到初始化拍照位后触发Y0触点激活相机3-3拍照功能,触发方式为IO硬接线,触发后通过TCP/IP协议与相机3-3进行通信连接进行数据读取,当相机3-3接收到触发信号后进行拍照分析,取出产品位置的XY坐标,同时计算出C轴方向的角度,将三个数据以单个数据链形式发送给机械手,每一个坐标以逗号为分界点进行摘取,相机3-3将采集到的所有坐标数据以从左到右,从上到下的顺序进行位置标号,拆垛器1得到相机3-3发送过来的数据后以先后顺序的排位移动到相对应的坐标位置,当抓手夹具9移动到位置坐标后开始调用位置传感器14信号执行Z轴向下移动动作,两个位置传感器14检测到抓手移动到吸盘与物料接触后停止Z轴向下移动动作,同时打开真空泵11上的真空负压阀,打开真空负压阀后开始启用负压检测器13信号,当负压值达到设定的40KPa后开始执行Z轴上移动作,当Z轴上移350MM后开始执行移动放料位置指令同时触发夹具抓紧动作,夹具移动到放料位置后拆垛器1触发夹具松开动作同时关闭真空泵11上的真空负压阀,然后执行下一取包动作。
Claims (6)
1.一种基于视觉系统全自动拆垛系统,包括装置主体、拆垛器(1)以及与拆垛器(1)进行通信连接的夹具视觉定位器(2),其特征在于,所述装置主体包括连接件一(21)、气缸一(22)、气缸二(23)和底座(24),所述拆垛器(1)与连接件一(21)转动连接,所述连接件一(21)与气缸一(22)的输出轴相连接,所述气缸一(22)与气缸二(23)的输出轴相连接,所述气缸二(23)与底座(24)转动连接,所述夹具视觉定位器(2)包括视觉支撑架(3-1)、视觉安装板(3-2)和相机(3-3),所述视觉安装板(3-2)固定在视觉支撑架(3-1)的一端,所述相机(3-3)固定在视觉安装板(3-2)内,所述拆垛器(1)包括固定架(4),在固定架(4)内设有对称的两块定位板(5),在每一个定位板(5)上垂直设有一个第一气缸(6),在两个第一气缸(6)的输出轴上固定有一个垂直运动的升降板(7),在升降板(7)对称的两侧铰接有摆动臂(8),且两侧的摆动臂(8)构成一个抓手夹具(9),在摆动臂(8)下设有手指(10),在固定架(4)内相对于抓手夹具(9)夹口的上方设有与真空泵(11)连接的真空吸盘(12),在真空泵(11)上设有负压检测器(13),在真空吸盘(12)两侧均设有一个位置传感器(14),在升降板(7)上对称设有两个水平设置的第二气缸(15),两个第二气缸(15)的运动方向相反,且两个第二气缸(15)工作时将两侧的摆动臂(8)之间的开口大小进行调节,在摆动臂(8)上方的一侧通过转轴(20)铰接在升降板(7)上,所述摆动臂(8)上方的另一侧通过一个“C”型结构的转动板(16)铰接在Y接头(17)上,且Y接头(17)一端固定在第二气缸(15)的输出轴上。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其特征在于,在第一气缸(6)的输出轴上设有连接座(18),所述升降板(7)固定在连接座(18)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其特征在于,在固定架(4)内对称设有前、后、左、右四根导向杆(19),且所述升降板(7)对称的两侧均贯穿两根导向杆(19)。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其特征在于,所述相机(3-3)为Cognex相机。
5.根据权利要求3所述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其特征在于,所述相机(3-3)为Cognex相机。
6.一种基于视觉系统全自动拆垛系统的控制方法,包括采用上述1-5中任意一项权利要求所述的一种基于视觉系统全自动拆垛系统,其特征在于,具体采用如下步骤:
系统启动后,拆垛器(1)移动到初始化拍照位后触发Y0触点激活相机(3-3)拍照功能,触发方式为IO硬接线,触发后通过TCP/IP协议与相机(3-3)进行通信连接进行数据读取,当相机(3-3)接收到触发信号后进行拍照分析,取出产品位置的XY坐标,同时计算出C轴方向的角度,将三个数据以单个数据链形式发送给机械手,每一个坐标以逗号为分界点进行摘取,相机(3-3)将采集到的所有坐标数据以从左到右,从上到下的顺序进行位置标号,拆垛器(1)得到相机(3-3)发送过来的数据后以先后顺序的排位移动到相对应的坐标位置,当抓手夹具(9)移动到位置坐标后开始调用位置传感器(14)信号执行Z轴向下移动动作,两个位置传感器(14)检测到抓手移动到吸盘与物料接触后停止Z轴向下移动动作,同时打开真空泵(11)上的真空负压阀,打开真空负压阀后开始启用负压检测器(13)信号,当负压值达到设定的40KPa后开始执行Z轴上移动作,当Z轴上移350MM后开始执行移动放料位置指令同时触发夹具抓紧动作,夹具移动到放料位置后拆垛器(1)触发夹具松开动作同时关闭真空泵(11)上的真空负压阀,然后执行下一取包动作。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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