CN109607220B - 一种视觉托盒输料线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视觉托盒输料线，该输料线包括托盒上料线和托盒作业线；所述托盒上料线包括托盒料架、托盒取料装置、托盒取料平台、托盒上料装置、托盒上料传送带和托盒挡板装置。本发明提供的视觉托盒输料线，通过对输料线的整体设计，可实现托盒的取料、上料、托盒位置的获取、托盒的装盒以及托盒作业结果的筛选功能，具有人力需求低、加工步骤简单、自动化程度高、智能化程度高等特点，适合在工厂大规模加工中应用，具有良好的经济性和实用性。

Description

一种视觉托盒输料线

技术领域

本发明涉及到智能制造技术领域，具体涉及到一种视觉托盒输料线。

背景技术

一般的，托盒由塑料材质制成，形状为规则的形状，如三角型、正方形等形状，外周带有凸缘。为了节省储存和运输成本，一般的都采用嵌套堆叠的方式进行打包。具体使用时，需要将堆叠的托盒进行分离，以单个的方式进行取出。默认情况下，相邻的两个托盒是通过内壁和外周的过盈配合进行堆叠的，抽取其中一个托盒，容易带出相邻的托盒。在没有对相邻托盒进行松动的情况下，不能稳定的取出单个托盒，不利于工厂化的重复作业。

托盒取出后需要经过上料作业，目前工厂生产中通常采用人工上料的方式对托盒进行上料，一方面，人工上料较为浪费人力资源，另一方面，托盒的上料作业速度很难保持相同，不利于Delta机器人等设备的匀速装盒作业。

因此，需要一种自动化的托盒输料线，可以完成托盒的取料、上料、托盒位置的获取、托盒的装盒以及托盒作业结果的筛选等一系列的托盒作业工序，实现自动化和智能化生产。

发明内容

为了解决现有的问题，本发明提供了一种视觉托盒输料线，具有人力需求低、加工步骤简单、自动化程度高、智能化程度高等特点，适合在工厂大规模加工中应用，具有良好的经济性和实用性。

相应的，本发明提供了一种视觉托盒输料线，所述视觉托盒输料线包括托盒上料线和托盒作业线；

所述托盒上料线包括托盒料架、托盒取料装置、托盒取料平台、托盒上料装置、托盒上料传送带和托盒挡板装置；

所述托盒作业线包括托盒作业传送带、托盒视觉装置和托盒筛选装置；

所述托盒取料平台设置在所述托盒上料传送带始端一侧，所述托盒料架设置在所述托盒取料平台上方，所述托盒取料装置从所述托盒料架中取出托盒置于所述托盒取料平台上，所述托盒上料装置将所述托盒推至所述托盒上料传送带上；所述托盒取料平台末端与所述托盒作业传送带始端相对，所述托盒挡板装置设置在所述托盒取料平台末端上方；

所述托盒视觉装置设置在所述托盒作业传送带始端上方，所述托盒筛选装置设置在所述托盒作业传送带末端。

所述托盒料架包括布置在一竖直轴线四周的多个分托件；

所述多个分托件中的每一个分托件具有一个用于支撑托盒的支撑面，所述多个分托件的支撑面分别朝向所述竖直轴线所在的一侧；

所述支撑面从顶部至中部高度逐渐增加形成过渡段；所述支撑面从所述过渡段末端起，设置有由多个锯齿组成的锯齿段。

所述多个分托件绕所述竖直轴线圆周均匀布置；所述多个分托件的支撑面分别朝向所述竖直轴线。

所述托盒取料装置包括托盒取料机构；

所述托盒取料平台设置在所述托盒料架下方，且在对应于所述托盒料架的位置上开有托盒限位孔；

所述托盒取料机构设置在所述托盒取料平台下方，包括沿竖直方向运动的托盒取料吸盘，所述托盒取料吸盘的运动轨迹沿竖直方向且穿过所述托盒限位孔；

在运动行程的下端位置时，所述托盒取料吸盘高度低于所述托盒取料平台；在运动行程的上端位置时，所述托盒取料吸盘高于所述托盒取料平台。

所述托盒取料机构包括托盒取料气缸、托盒取料连接块、托盒取料运动块、托盒取料空心杆，所述托盒取料运动块上设置有用于与真空发生器连接的进气孔；

所述托盒取料气缸沿竖直方向布置在托盒取料平台下方，活塞杆基于所述托盒取料连接块与所述托盒取料运动块连接；

所述托盒取料空心杆一端固定在所述托盒取料运动块上且与所述进气孔连通，另一端与所述托盒取料吸盘连接。

所述托盒上料装置包括托盒上料推块、托盒上料连杆、托盒上料气缸；所述托盒上料气缸的本体固定在托盒取料平台下方，活塞杆垂直于所述托盒上料传送带且所述活塞杆末端与竖直布置的托盒上料连杆的下端连接；所述托盒上料连杆的上端穿过所述托盒取料平台，且与所述托盒上料推块连接；

所述托盒上料推块的运动行程始端位于所述托盒限位孔背离所述托盒上料传送带的一侧，运动行程末端位于所述托盒限位孔与所述托盒上料传送带之间。

所述托盒挡板装置包括托盒上料挡板和托盒上料挡板气缸；所述挡板气缸沿竖直方向设置在所述托盒上料传送带末端上方，活塞杆与所述托盒上料挡板连接。

所述托盒视觉装置包括托盒视觉装置外壳、托盒视觉装置外壳支架、托盒相机模块、托盒视觉光板和视觉光板固定件；

所述托盒视觉装置外壳基于托盒视觉装置外壳支架固定在托盒作业传送带上的始端；所述托盒相机模块固定在托盒视觉装置外壳的顶部中央，方向朝向所述托盒视觉装置外壳内部；所述托盒视觉光板与托盒视觉装置外壳内壁贴合，朝向所述托盒相机模块的一侧不发光，朝向所述托盒作业传送带一侧均匀发光。

，所述托盒筛选装置包括吹气机构、吹气挡板、托盒挡板和托盒回收桶；

所述吹气挡板和托盒挡板分别设置在托盒作业传送带末端的两侧，所述吹气机构设置在所述吹气挡板外侧，所述托盒回收桶设置在所述托盒挡板下方；

所述吹气挡板底面高于所述托盒作业传送带，所述托盒挡板朝向所述托盒作业传送带的一侧和朝向所述托盒回收桶的一侧敞开。

本发明提供的视觉托盒输料线，通过对输料线的整体设计，可实现托盒的取料、上料、托盒位置的获取、托盒的装盒以及托盒作业结果的筛选功能，具有人力需求低、加工步骤简单、自动化程度高、智能化程度高等特点，适合在工厂大规模加工中应用，具有良好的经济性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本发明实施例的视觉托盒输料线三维结构示意图；

图2示出了本发明实施例的托盒上料线三维结构示意图；

图3示出了本发明实施例的托盒料架三维结构示意图；

图4示出了本发明实施例的托盒料架的分托件和托盒限位件三维结构示意图；

图5示出了本发明实施例托盒和分托件的三维结构示意图；

图6示出了本发明实施例的分托件固定时的托盒料架作业动作示意图；

图7示出了本发明实施例的分托件可摆动时的托盒料架作业动作示意图；

图8示出了本发明实施例的托盒取料装置三维结构示意图；

图9示出了本发明实施例的托盒取料装置正视透视图；

图10示出了本发明实施例的托盒上料装置正视图；

图11示出了本发明实施例的托盒上料传送带三维结构示意图；

图12示出了本发明实施例托盒作业线的三维结构示意图；

图13示出了本发明实施例的托盒视觉装置三维透视结构示意图；

图14示出了本发明实施例的托盒筛选装置的三维结构示意图。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例的视觉托盒输料线三维结构示意图。本发明实施例提供了一种视觉托盒输料线，包括托盒上料线1000托盒作业线2000、物料平台3000和Delta机器人4000。

图2示出了本发明实施例的托盒上料线三维结构示意图。所述托盒上料线包括托盒料架2、托盒取料装置3、托盒取料平台、托盒上料装置4、托盒上料传送带5和托盒挡板装置6。

图3示出了本发明实施例的托盒料架三维结构示意图，图4示出了本发明实施例的托盒料架的分托件和托盒限位件三维结构示意图，图5示出了本发明实施例托盒和分托件的三维结构示意图，其中，由于托盒限位件轴向长度较长，为了避免占用过多附图篇幅，图3和图4所述的托盒限位件较其余附图所示的托盒限位件轴向长度要短。

本发明实施例提供了一种托盒料架2，用于储存堆叠的外周带凸缘的托盒1并可对堆叠的托盒1进行松动，以保证稳定取出单个托盒1。本发明实施例的托盒料架2包括环设在所述托盒外的多个分托件205，考虑到虽然多个分托件205虽然可以提供竖直方向的支撑力以及一定的水平方向限位，但堆叠的托盒1数量较多时，高度较高，稍有不平衡就容易发生倾倒。因此，本发明实施例的托盒料架2还包括环设在所述托盒外的多根托盒限位件204。

具体的，本发明实施例以方形托盒1为例进行介绍，针对三角形托盒、圆形托盒等其余形状的托盒，可根据本发明实施例所提供的实施方法进行改动，以符合实际生产需求。本发明实施例的托盒料架2包括四根托盒限位件204和四个分托件205。四根托盒限位件204分别设置在托盒1每个侧壁外侧；具体的，托盒限位件204为截面形状呈U型的柱形结构，开口槽方向朝向托盒1；由于托盒限位件204的主要作用是防止堆叠的托盒1倾倒，为了上料的便利性，在布置间距的设置上，四根托盒限位件204所围成的轮廓可设置在托盒1的凸缘轮廓外，能在堆叠的托盒1发生倾倒时，提供一定的水平方向的支撑力，使堆叠的托盒不因倾倒角度过大从分托件205上脱出即可。

考虑到托盒限位件204的固定问题，本发明实施例的托盒料架还包括托盒限位件固定底板201、托盒限位件限位板202和托盒限位件固定板203。托盒限位件限位板202固定在托盒限位件固定底板201上，水平截面形状呈U字形；托盒限位件204底端卡在所述托盒限位件限位板202上，背面锁紧在竖直截面形状为L形且固定在托盒限位件限位板202上的托盒限位件固定板203上。本发明实施例的四个分托件205分别设置在四根托盒限位件204的开口槽下端。

具体的，分托件205从顶部至底部依次设置有过渡段210和锯齿段211，所述分托件的顶端厚度最小，从顶端到中部厚度逐渐平滑增加，形成过渡段210；然后朝向托盘一侧的表面从中部至底端交替的朝内部凹陷和朝外部突出，形成包括有多个锯齿的锯齿段211；分托件205的固定点设置于分托件中部。

具体的，分托件205与托盒限位件204之间的连接关系可以为固定连接关系，也可以为铰接连接关系；当分托件205与托盒限位件204之间的连接关系为铰接连接关系时，固定点位置处为转轴。

具体的，以俯视视角进行观察，多个所述分托件205的顶部端面轮廓位于所述托盒1的凸缘轮廓外；多个所述分托件205的过渡段末端轮廓位于所述托盒1的凸缘轮廓内且不与所述托盒1的侧壁接触，以免作业时压凹或压坏所述托盒1的侧壁。所述锯齿段多个锯齿的齿顶轮廓位于所述托盒1的凸缘轮廓内，齿底轮廓与所述托盒1的凸缘轮廓重合或位于所述托盒的凸缘轮廓外。

图6示出了本发明实施例的分托件固定时的托盒料架作业动作示意图。当分托件与托盒限位件204之间的连接关系为固定连接关系时，分托件轴线沿竖直方向布置。在本发明实施例中，默认状态下，堆叠的托盒放置在多个分托件上，在重力作用下，多个分托件的过渡段210与托盒的凸缘接触形成支撑。为了便于介绍，本发明实施例将托盒1按照从下往上的顺序依次命名为托盒一101、托盒二102、托盒三103……

当需要取出托盒一101时，从托盒料架2下方拉出托盒一101。托盒一101在运动过程中，首先凸缘从过渡段210开始逐渐变形，并在过渡段210末端达到最大程度的变形后落入锯齿段211的锯齿中；同步的，根据托盒二102的受力情况，托盒二存在两种可能的运动情况：

第一种情况是托盒二和托盒一之间的过盈配合量适中，驱动托盒一向下运动的拉力和托盒二凸缘受到过渡段210提供的支撑力可克服托盒二和托盒一之间的相互作用力，使托盒一和托盒二分离，托盒二的凸缘稍微变形卡在过渡段上，并在托盒一落入锯齿段中后，恢复至原本形状；由于托盒一的凸缘在过渡段是经过变形的，当落入锯齿中后，托盒一的凸缘恢复变形的力使托盒一的凸缘沿着锯齿斜面运动，使托盒一和托盒二的间距增大，实现托盒一和托盒二的分离；根据锯齿斜面的倾角设置，可有效分离托盒一和托盒二。

第二种情况是托盒二102和托盒一101之间的相互作用力太大，驱动托盒一向下运动的拉力和托盒二凸缘受到过渡段210提供的支撑力不足以克服托盒二102和托盒一101之间的相互作用力，托盒二102随托盒一101一起运动，同时进入锯齿段。该情况下，需要依靠锯齿段的多个锯齿对托盒一101和托盒二102进行分离；根据运动顺序，在托盒一101和托盒二102整体运动时，某一时刻，托盒一101和托盒二102的凸缘分别落在同一个锯齿的两侧面上；锯齿段与过渡段相比，倾角更大，有利于提供更大的支撑力给托盒二102，使驱动托盒一向下运动的拉力和托盒二凸缘受到过渡段210提供的支撑力可克服托盒二和托盒一之间的相互作用力，使托盒一和托盒二分离。

进一步的，可逐渐增大锯齿的倾角，使锯齿更加尖锐；锯齿段的锯齿位于上方的面与水平面夹角越小，锯齿提供给托盒二的支撑力更大，使相邻的两个托盒可实现有效的分离；当锯齿位于上方的面与水平面平行时，支撑力达到最大。

由于每一个托盒在取出时都要经过所有的锯齿，且变形量为凸缘和锯齿顶端之间重合的部分，变形量较大；锯齿越尖锐，即锯齿的倾角越大，分离效果越好，但容易对托盒凸缘造成损伤。

图7示出了本发明实施例的分托件可摆动时的托盒料架作业动作示意图。当分托件205与托盒限位件202之间的连接关系为铰接连接关系时，分托件205可绕转轴进行小角度的摆动，摆动范围受托盒限位件204限制。具体的，本发明实施例的分托件205中部设置一分托转轴206，分托件205能绕分托转轴206摆动。具体的，分托转轴206两侧固定在托盒限位件204的开口槽内侧。

当需要取出托盒一时，首先给予托盒一一个向上的推力，将堆叠的托盒往上推，分托件205顺时针摆动(图示方向)直至背面抵在托盒限位件204上；然后，将托盒一往下拉，托盒一凸缘首先通过锯齿带动分托件205按逆时针方向摆动，位于托盒一凸缘上方的锯齿从托盒二、托盒三……之间的间隙插入，通过三角形的锯齿面使相邻的托盒凸缘间距变大，从而实现堆叠托盒的松动；托盒一继续向下方运动抽出，托盒二、托盒三等一部分托盒之间通过锯齿进行限位实现松动，另一部分如实施例一的实现原理实现分离并卡在不同的锯齿中；此时，堆叠的托盒在重力作用下固定在分托件205上，等待下一次作业。

本发明实施例的托盒取出作业在实际作业中具有两个作业阶段：

松动阶段：位于中部的堆叠的托盒在分托件的摆动过程中，相邻的托盒通过过渡段和锯齿段的作用，间距改变产生松动；

分离阶段：经过松动的托盒取出时，通过锯齿段的作用(与实施例一实施原理相同)，保证托盒一和托盒二之间的分离。

每取出一个托盒，都会促使分托件来回摆动，位于堆叠托盒中部的托盒在运动至下端的过程中，需要经过分托件多次的松动；具体的松动过程主要依靠锯齿两端的斜面进行的，相邻的托盒沿着同一个锯齿的两斜面背离运动实现松动，主要通过分托件锯齿的运动实现相邻托盒的松动，托盒的凸缘不需经过太多的变形即可完成松动。

运动至下端的托盒(即托盒一)与下端的第二个托盒(即托盒二)之间通过多次松动后，相互作用力变小，从而分离的难度大大减少，通过分离阶段的实施，可有效确保抽取的托盒数量为一个。此外，位于末端的托盒由于分托件的逆时针摆动，托盒边缘与锯齿的相交的长度随着向下的运动逐渐减少，与实施例一的实施方式相比，托盒凸缘经过的锯齿数量减少，有利于减少托盒的变形，并降低发生磨损的概率。

需要说明的是，堆叠的托盒在松动阶段下还可能会给锯齿压紧，使相邻托盒之间的相互作用力增大；通过合理设置相邻锯齿的距离以及通过多次的松动，可避免相邻托盒给压紧的情况发生。

本发明实施例提供的托盒料架，在实现储存托盒功能的基础上，通过分托件的摆动设计，可有效对堆叠的托盒进行松动和分离，使每次取出的托盒数量为一，具有良好的实用性。

相应的，通过手工作业从托盒料架底部取出单个托盒步骤较为繁琐，由于托盒料架的设计，手工操作不方便，为解决该问题，本发明实施例还提供了一种托盒取料装置，在前文介绍的托盒料架的基础上，增加托盒取料装置，通过机械方式从托盒料架底部取出单个托盒，代替人手作业，具有良好的实用性。

图8示出了本发明实施例的托盒取料装置三维结构示意图。结合图1所示的托盒上料线三维结构示意图，本发明实施例的托盒取料平台300设置在托盒上料传送带的始端侧面。本发明实施例的托盒取料装置3设置在托盒取料平台300下方。本发明实施例的托盒料架2悬空固定在托盒取料平台300上方，托盒取料平台300在托盒料架2的正下方设置有尺寸小于所述托盒尺寸的托盒限位孔310托盒限位孔310；具体的，托盒限位孔310托盒限位孔310的截面形状可以为圆形、方形或其他的不规则图形。

图9示出了本发明实施例的托盒取料装置正视透视图。托盒取料装置设置在托盒取料平台300下方，托盒取料装置包括有托盒取料吸盘308，托盒取料吸盘308能够从托盒限位孔310托盒限位孔310中穿过，推动托盒料架中堆叠的托盒向上运动，然后产生真空吸附位于底部的托盒，带动托盒朝下方运动，直至托盒卡在托盒取料平台的托盒限位孔310托盒限位孔310上。

具体的，本发明实施例的托盒取料装置还包括托盒取料气缸301、托盒取料光轴303、托盒取料连接块304、托盒取料运动块305、托盒取料空心杆307、取料吸盘308。托盒取料气缸301的本体固定，活塞杆末端通过托盒取料连接块304与托盒取料运动块305连接；托盒取料运动块305在与托盒取料连接块304连接位置的两侧，分别固定有两根托盒取料光轴303；在托盒取料气缸301两侧的对应位置上，分别固定有两个托盒取料滑套302；两根托盒取料光轴303分别滑动配合在两个托盒取料滑套302上。托盒取料空心杆307下端固定在托盒取料运动块305上并与设置在托盒取料运动块305上的进气孔306相连通，上端与取料吸盘308连通。通过托盒取料气缸301的驱动，取料吸盘308可沿竖直方向运动。

需要说明的是，进气孔306一般与真空发生器连接，通过真空发生器产生负压并依次经空心取料轴、取料吸盘作用在托盒料架上的位于底部的托盒上。

进一步的，为了提高作业效率，本发明实施例设置有多个托盒料架，相应的，托盒取料装置的数量应做出相应调整。为了简化设备，本发明实施例的多个托盒取料装置共用一套托盒取料气缸、托盒取料连接块和托盒取料运动块。具体实施中，轴向延伸托盒取料运动块长度，并在对应于托盒限位孔的位置上，设置空心取料轴和取料吸盘。由于本发明实施例设置了两根托盒取料光轴303，当托盒取料运动块长度较长时，也能充分保证运动的平衡性。

作业时，托盒取料气缸驱动托盒取料运动块向上运动，吸盘在托盒取料运动块的带动下穿过所述托盒取料平台的托盒限位孔，然后与托盒料架中的底部托盒接触，驱动托盒料架中堆叠的托盒整体向上运动；然后通过真空发生器产生真空，使吸盘产生负压吸附位于底部的托盒；接着托盒取料气缸驱动托盒取料运动块向下运动，吸盘带动位于底部的托盒朝下方运动，并使托盒落于托盒取料平台上；接着真空发生器关闭，取料吸盘与托盒分离并落于托盒限位孔中，一次作业完毕。

图10示出了本发明实施例的托盒上料装置正视图。本发明实施例的托盒上料装置包括托盒上料推块401、托盒上料连杆402、托盒上料气缸403。

托盒上料气缸403固定在托盒取料平台300下方，活塞杆末端与竖直布置的托盒上料连杆402连接；托盒上料连杆402上端穿过所述托盒取料平台300与所述托盒上料推块401连接。托盒上料推块401能够在托盒上料连杆402的带动下，将托盒往托盒上料传送带5的方向驱动，并落在托盒上料传送带5上。

图11示出了本发明实施例的托盒上料传送带三维结构示意图。本发明实施例的托盒上料传送带5上设置有侧导条501、顶导条502。具体的，本发明实施例的托盒上料传送带5为传送带，侧导条501和顶导条502分别通过导条固定件503固定在托盒上料传送带5的两侧和顶部，用于托盒的导向和限位，避免托盒掉下托盒上料传送带5。

本发明实施例的托盒挡板装置设置在托盒上料传送带5的末端，具体的，该托盒挡板装置包括托盒上料挡板602和托盒上料挡板气缸601；托盒上料挡板602固定在托盒上料挡板气缸601的活塞杆上。

所述托盒上料挡板602受托盒上料挡板气缸601驱动运动至下端时，底面高度低于所述托盒上料传送带上的托盒高度；所述托盒上料挡板602受托盒上料挡板气缸601驱动运动至上端时，底面高度高于所述托盒上料传送带上的托盒高度。

从托盒的结构可知，托盒的顶部敞开面面积远大于托盒顶部的凸缘面积，因此，当托盒上料传送带5正常运作时，托盒上料挡板运动至下端时，大概率的会从托盒的上端敞开面伸入，卡在托盒的内壁上，小概率会卡在相邻两个托盒的凸缘之间；通过合理的作业节拍，可降低托盒上料挡板卡在相邻两个托盒的凸缘之间的概率。一般的，托盒上料传送带上的托盒由于处于上料阶段，相互间的间距改变较为频繁，不适合直接在托盒上料传送带上对托盒进行作业；因此，通常的，一般在托盒上料传送带末端后接入托盒作业传送带，利用托盒挡板装置实现托盒在二者间的均匀过渡。具体的，托盒上料挡板周期性的上下运动，使相邻两个托盒从托盒上料传送带末端转移到托盒作业传送带上的时间具有一定的间隔，一方面避免相邻两个托盒连续进入托盒作业传送带，由于摩擦的不稳定，在托盒作业传送带上发生碰撞，另一方面控制托盒在托盒作业传送带上的密度，以适配作业速度。

图12示出了本发明实施例托盒作业线2000的三维结构示意图。所述托盒作业线包括托盒作业传送带7、托盒视觉装置8和托盒筛选装置9。

托盒作业传送带7始端与托盒上料传送带末端相对，与托盒上料传送带类似，本发明实施例的托盒作业传送带7在两侧同样设置有侧导条，用于防止托盒掉落。

图13示出了本发明实施例的托盒视觉装置三维透视结构示意图。托盒视觉装置8包括托盒视觉装置外壳802、托盒视觉装置外壳支架804、托盒相机模块801、托盒视觉光板805和视觉光板固定件803。由于附图13所示出的为透视图，因此，托盒视觉装置外壳802可参照附图12所示出的托盒作业线2000的三维结构示意图。托盒视觉装置外壳802、基于托盒视觉装置外壳支架804固定在托盒作业传送带7上的始端。具体的，由于托盒从托盒上料传送带转移至托盒作业传送带上时，托盒的运动速度不能马上与托盒作业传送带达到一致，需要一个渐变的过程，因此，托盒视觉装置外壳支架804与托盒作业传送带7的始端因留有一段缓冲区域，供托盒运行稳定(与托盒作业传送带相对速度为0)。托盒相机模块801固定在托盒视觉装置外壳802的顶部中央，方向朝向托盒视觉装置外壳802内部。托盒视觉光板805呈环状，与托盒视觉装置外壳802内壁贴合，朝向托盒相机模块801的一侧不发光，朝向托盒作业传送带一侧均匀发光；在本发明实施例中，托盒视觉光板805基于视觉光板固定件803固定在托盒视觉装置外壳802上。

一般的，为了避免托盒视觉装置外壳802内壁和视觉光板背面反光，导致托盒相机模块801获取的图像有眩光、模糊等现象，通常在托盒视觉装置外壳802内壁和视觉光板背面涂有吸光材料。在托盒相机模块801获取的影响中，视觉光板背面与传送带表面影像具有良好的明暗对比，可通过视觉光板的形状很好的提取出传送带表面影像。此外，为了保证在传送带表面的托盒轮廓更容易提取，传送带颜色和托盒颜色应有较大的色差对比。

需要说明的是，托盒在经过托盒视觉装置下时，其与托盒作业传送带之间的相对速度为0，直至托盒离开托盒作业传送带前，托盒始终保持匀速运动，因此，通过设置托盒视觉装置，可以获取托盒在托盒作业传送带上的初始位置，再结合运行时间以及托盒作业传送带的速率，即可获取托盒任意时刻的所处位置，即等同于托盒作业传送带上任意时刻的托盒分布以及托盒的具体坐标是可知的，利用该特性，可通过Delta机器人抓取物料对托盒进行上料作业。

在本发明实施例中，托盒视觉装置用于获取图像并输出至计算机中，计算机与Delta机器人连接，控制Delta机器人的工作末端运动；具体实施中，为了使Delta机器人的工作末端能够同时覆盖物料的取料区域和托盒的装盒区域，本发明实施例在托盒作业传送带一侧并列设置有物料作业平台或物料作业传送带，所述物料作业平台或物料作业传送带上用于放置或传输需要装盒的物料。通过计算机实时计算出托盒的位置，Delta机器人的即可确认所需装盒的托盒位置，从而实现装盒。至于物料的取料作业，可通过定点取料的方式，亦可通过与本发明实施例的托盒视觉装置相类似的方式进行取料操作。

具体的，由于本发明实施例的物料作业传送带宽度较托盒作业传送带宽，物料的上料速度较托盒作业传送带的快，因此，本发明实施例在托盒作业传送带上的托盒视觉装置和托盒筛选装置之间设置有两台Delta机器人，当采取定点取料的方式时，可以交替运行供物料进行补充；也可以同时启动两台Delta机器人，以满足装盒速度的需求。

图14示出了本发明实施例的托盒筛选装置9的三维结构示意图。本发明实施例的托盒筛选装置9包括吹气机构901、吹气挡板902、托盒挡板903和托盒回收桶904，由于吹气机构901设置在吹气挡板902的外侧，因此，部分吹气机构901在图中未能完全示出。吹气挡板和托盒挡板分别设置在托盒作业传送带末端的两侧，该位置上托盒作业传送带的侧导条断开，供空的托盒离开托盒作业传送带。具体的，吹气挡板902底面高于所述托盒作业传送带，吹气挡板902底面高度与托盒作业传送带表面具有一定的高度差，留有供吹气机构901吹气的吹气缝隙；托盒挡板903截面形状呈倒L型结构，外侧壁和顶板封闭，内侧供空的托盒从托盒作业传送带吹入，然后经下侧落入托盒回收桶904中。具体的，吹气机构901可以为喷气头，经过吹气挡板的阻挡后，气体能较为均匀的通过吹气缝隙，吹动空的托盒，避免因气流过大，将托盒吹飞。

本发明实施例的视觉托盒输送线，托盒首先从托盒料架中被托盒取料装置取出至托盒取料平台上，然后被托盒上料装置推到托盒上料传送带上。托盒受托盒上料传送带驱动，朝向托盒上料传送带尾部运动，并经托盒挡板装置有序地转移至托盒作业传送带上。托盒视觉装置依次拍摄托盒作业传送带始端上的照片，供外部的信息处理设备，如计算机、单片机等设备进行处理，并依次为根据Delta机器人将所需装盒的物料装至托盒上。流向托盒作业传送带末端的未经装盒的托盒受托盒筛选装置9筛选，托盒作业传送带流出的托盒均是经过托盒装盒作业的托盒。

本发明提供的视觉托盒输料线，通过对输料线的整体设计，可实现托盒的取料、上料、托盒位置的获取、托盒的装盒以及托盒作业结果的筛选功能，具有人力需求低、加工步骤简单、自动化程度高、智能化程度高等特点，适合在工厂大规模加工中应用，具有良好的经济性和实用性。

以上对本发明实施例所提供的一种视觉托盒输料线进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种视觉托盒输料线，其特征在于，所述视觉托盒输料线包括托盒上料线和托盒作业线；

所述托盒上料线包括托盒料架、托盒取料装置、托盒取料平台、托盒上料装置、托盒上料传送带和托盒挡板装置；

所述托盒作业线包括托盒作业传送带、托盒视觉装置和托盒筛选装置；

所述托盒取料平台设置在所述托盒上料传送带始端一侧，所述托盒料架设置在所述托盒取料平台上方，所述托盒取料装置从所述托盒料架中取出托盒置于所述托盒取料平台上，所述托盒上料装置将所述托盒推至所述托盒上料传送带上；所述托盒取料平台末端与所述托盒作业传送带始端相对，所述托盒挡板装置设置在所述托盒取料平台末端上方；

所述托盒视觉装置设置在所述托盒作业传送带始端上方，所述托盒筛选装置设置在所述托盒作业传送带末端；

所述托盒料架包括布置在一竖直轴线四周的多个分托件和托盒限位件；

所述多个分托件中的每一个分托件具有一个用于支撑托盒的支撑面，所述多个分托件的支撑面分别朝向所述竖直轴线所在的一侧；

所述支撑面从顶部至中部高度逐渐增加形成过渡段；所述支撑面从所述过渡段末端起，设置有由多个锯齿组成的锯齿段；

所述托盒限位件具有开口槽，所述开口槽的开口槽方向朝向所述竖直轴线，所述多个分托件中的每一个分托件设置在对应的托盒限位件的开口槽下端；

所述分托件与托盒限位件之间的连接关系为固定连接关系或铰接连接关系；

所述多个分托件绕所述竖直轴线圆周均匀布置；所述多个分托件的支撑面分别朝向所述竖直轴线；

所述托盒取料装置包括托盒取料机构；

所述托盒取料平台设置在所述托盒料架下方，且在对应于所述托盒料架的位置上开有托盒限位孔；

所述托盒取料机构设置在所述托盒取料平台下方，包括沿竖直方向运动的托盒取料吸盘，所述托盒取料吸盘的运动轨迹沿竖直方向且穿过所述托盒限位孔；

在运动行程的下端位置时，所述托盒取料吸盘高度低于所述托盒取料平台；在运动行程的上端位置时，所述托盒取料吸盘高于所述托盒取料平台；

所述托盒取料机构包括托盒取料气缸、托盒取料连接块、托盒取料运动块、托盒取料空心杆，所述托盒取料运动块上设置有用于与真空发生器连接的进气孔；

所述托盒取料气缸沿竖直方向布置在托盒取料平台下方，活塞杆基于所述托盒取料连接块与所述托盒取料运动块连接；

所述托盒取料空心杆一端固定在所述托盒取料运动块上且与所述进气孔连通，另一端与所述托盒取料吸盘连接；

所述托盒上料装置包括托盒上料推块、托盒上料连杆、托盒上料气缸；所述托盒上料气缸的本体固定在托盒取料平台下方，活塞杆垂直于所述托盒上料传送带且所述活塞杆末端与竖直布置的托盒上料连杆的下端连接；所述托盒上料连杆的上端穿过所述托盒取料平台，且与所述托盒上料推块连接；

所述托盒上料推块的运动行程始端位于所述托盒限位孔背离所述托盒上料传送带的一侧，运动行程末端位于所述托盒限位孔与所述托盒上料传送带之间；

所述托盒挡板装置包括托盒上料挡板和托盒上料挡板气缸；所述挡板气缸沿竖直方向设置在所述托盒上料传送带末端上方，活塞杆与所述托盒上料挡板连接；

所述托盒视觉装置包括托盒视觉装置外壳、托盒视觉装置外壳支架、托盒相机模块、托盒视觉光板和视觉光板固定件；

所述托盒视觉装置外壳基于托盒视觉装置外壳支架固定在托盒作业传送带上的始端；所述托盒相机模块固定在托盒视觉装置外壳的顶部中央，方向朝向所述托盒视觉装置外壳内部；所述托盒视觉光板与托盒视觉装置外壳内壁贴合，朝向所述托盒相机模块的一侧不发光，朝向所述托盒作业传送带一侧均匀发光；

所述托盒筛选装置包括吹气机构、吹气挡板、托盒挡板和托盒回收桶；

所述吹气挡板和托盒挡板分别设置在托盒作业传送带末端的两侧，所述吹气机构设置在所述吹气挡板外侧，所述托盒回收桶设置在所述托盒挡板下方；

所述吹气挡板底面高于所述托盒作业传送带，所述托盒挡板朝向所述托盒作业传送带的一侧和朝向所述托盒回收桶的一侧敞开。

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