CN109701900B - 一种物品装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物品装配系统，包括：控制中心中记录有组成物品的各物料的属性信息，与各物料的属性信息关联的物料分拣装置、各物料的装配顺序以及装配台的位置信息；每个物料分拣装置采集物料的图像并提供给控制中心；控制中心接收每个分拣装置发送的物料的图像，并分析物料的图像，得到物料的属性信息；若物料的属性信息与发送该物料的图像的物料分拣装置关联的物料的属性信息匹配，则将装配台的位置信息发送给发送该物料的图像的物料分拣装置；每个物料分拣装置抓取物料后移动到装配台的位置信息指示的位置；控制中心根据各物料的装配顺序，依次通知各物料分拣装置将物料放置在装配台。通过该系统可以实现物料的分拣和物品的装配。

Description

一种物品装配系统

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种物品装配系统。

背景技术

分拣输送是将随机的、不同类别、不同去向的物品，按要求进行分类(按产品类别或产品目的地不同分)搬运。

目前的分拣输送大多是由人来完成，而随着社会生产力的提高，商品品种的日益丰富，在生产和流通领域中物料物分拣作业，已成为耗时、耗力、差错率高的业务环节。

分拣是物品组装的必要环节。目前，在分拣之后，物品的组装大多也由人来完成。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种物品装配系统，以实现物品的自动化装配。

一种物品装配系统，包括：至少两个物料分拣装置、控制中心和装配台，其中：

控制中心中记录有组成物品的各物料的属性信息，与各物料的属性信息关联的物料分拣装置、各物料的装配顺序以及装配台的位置信息；

每个物料分拣装置采集物料的图像并提供给控制中心；

控制中心接收每个物料分拣装置发送的物料的图像，并分析物料的图像，得到物料的属性信息；若物料的属性信息与发送该物料的图像的物料分拣装置关联的物料的属性信息匹配，则将装配台的位置信息发送给发送该物料的图像的物料分拣装置；

每个物料分拣装置抓取物料后移动到装配台的位置信息指示的位置；

控制中心根据各物料的装配顺序，依次通知各物料分拣装置将物料放置在装配台。

任一所述物料分拣装置包括：

物料投放装置、传送装置、图像采集装置和机器臂，其中：

所述物料投放装置和所述机器臂分别位于所述传送装置的两端；

所述物料投放装置，用于向所述传送装置投放物料；

所述传送装置，用于将所述物料向所述机器臂方向传送；

所述图像采集装置，用于采集所述传送装置上的物料的图像，并将所述图像提供给所述控制中心；

所述控制中心，用于分析所述物料的图像，得到所述物料的属性信息，并在确定物料的属性信息与该物料分拣装置关联的物料的属性信息匹配时，将装配台的位置信息发送所述机器臂；

所述机器臂，用于抓取所述传送装置上的物料，并移动到所述装配台的位置信息指示的位置，并根据所述控制中心发送的通知将所述物料放置在所述装配台上。

所述控制中心，还用于根据各物料的装配顺序，在检测到前一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台后，通知下一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台；

所述控制中心，还用于在检测到最后一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台后，通知指定的物料分拣装置的机器臂抓取所述装配台上各物料组成的物品，并将记录的物品架的位置信息发送给所述指定的物料分拣装置的机器臂；

所述指定的物料分拣装置的机器臂，用于抓取所述物品，并移动到所述物品架的位置信息指示的位置，将所述物品放入物品架。

所述控制中心，还用于控制所述物料投放装置投放物料的频率和所述传送装置传送物料的速度。

所述控制中心，还用于根据所述频率和所述速度确定所述物料的图像的采集频率，并发送给所述图像采集装置；

所述图像采集装置还用于，根据所述采集频率采集所述物料的图像。

所述控制中心，还用于根据所述频率和所述速度确定所述物料的抓取频率，并发送给所述机器臂；

所述机器臂还用于，根据所述抓取频率抓取所述传送装置传送的物料。

所述图像采集装置，还用于在检测到所述传送装置上的物料到达指定位置时采集所述物料的图像。

所述机器臂，还用于在检测所述传送装置上的物料达到指定位置时抓取所述物料。

所述控制中心中记录有物料架位置信息；

所述控制中心，还用于在确定所述物料的属性信息与该该物料分拣装置关联的物料的属性信息不匹配时，将物料架位置信息发送所述机器臂；

所述机器臂，还用于移动到所述物料架位置信息指示的位置，将抓取的物料放置在物料架上。

所述控制中心位于任一所述物料分拣装置中。

在上述的物品装配系统中，基于图像的采集识别物料，可以提高分拣的效率和准确率；通过控制中心来控制各个物料分拣装置即可实现物品的自动化装配。

附图说明

图1示出了一实施例的物品装配系统示意图；

图2示出了一实施例的物料分拣装置示意图；

图3示出了又一实施例的分拣装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

图1示出了本发明一实施例的物品装配系统示意图，包括：物料分拣装置1、控制中心2(图中未示出)和装配台3，其中：物料分拣装置可以有多个，在该实施例中，存在两个物料分拣装置1，后续也以两个物料分拣装置为例进行说明。本发明对物料分拣装置的数量不做限制。

控制中心2中记录有组成物品的各物料的属性信息，与各物料的属性信息关联的物料分拣装置1、各物料的装配顺序以及装配台3的位置信息；

每个物料分拣装置1采集物料的图像并提供给控制中心2；

控制中心2接收每个物料分拣装置1发送的物料的图像，并分析物料的图像，得到物料的属性信息；若物料的属性信息与发送该物料的图像的物料分拣装置1关联的物料的属性信息匹配，则将装配台3的位置信息发送给发送该物料的图像的物料分拣装置1。

每个物料分拣装置1抓取物料后移动到装配台3的位置信息指示的位置；

控制中心2根据各物料的装配顺序，依次通知各物料分拣装置1将物料放置在装配台3。

在一个示例中，控制中心2可以位于任一一个物料分拣装置1中，也可以单独部署，本公开并不做限制。

在一个示例中，装配物品需要先获知物品的各个组成部分，这里称为物料，例如，要组成一个物品需要两种物料，分别为物料a和物料b，相应的，可以通过两个物料分拣装置1-1，1-2来完成物品的装配，则可以在控制中心记录如下表1的信息：

	颜色	形状	分拣装置	装配顺序
					物料a	黄色	形状a	1-1	1
物料b	红色	形状b	1-2	2

表1

其中，颜色和形状为物料的属性信息。当然，不同的物料的属性信息不同，这里不做限制。

在一个示例中，物料分拣装置1-1，1-2都可以采集要抓取的物料的图像，并发送控制中心进行识别。例如，物料分拣装置1-1，1-2分别将采集的物料的图像发送给控制中心。控制中心对物料分拣装置1-1发送的物料的图像进行识别，确定物料的属性为(黄色、形状a)，则根据表1所示的内容可知，采集的物料的属性信息与记录的物料分拣装置1-1关联的物料的属性信息相同(即匹配)；控制中心对物料分拣装置1-2发送的物料的图像进行识别，确定物料的属性为(红色、形状b)，则根据表1所示的内容可知，采集的物料的属性信息与记录的物料分拣装置1-2关联的物料的属性信息相同(即匹配)。然后，控制中心可以分别通知物料分拣装置1-1，1-2将各自抓取的物料放置在装配台上，例如，控制中心可以将装配台的位置信息发送给物料分拣装置1-1，1-2。相应的，控制中心中还可以记录装配台的位置信息。另外，控制中心还会根据表1中记录的装配顺序，控制物料分拣装置1-1先将物料放置在装配台，然后物料分拣装置1-2再将物料放置在装配台。

下面将详细说明物品的装配过程。如图2示出了物品装系统中任意一个的物料分拣装置1的示意图，包括：物料投放装置10、传送装置20、图像采集装置30和机器臂40。图3示出了一个分拣装置的另一个示意图(未示出机器臂，机器臂可以参考图1)。其中：

物料投放装置10和机器臂40分别位于所述传送装置30的两端。物料投放装置10将物料投放在传送装置20上，传送装置20将物料向机器臂40方向传送。

物料投放装置10用于存放物料，并将存放的物料投放在传送装置20上。在一个示例中，物料投放装置10可以包括多个组件，每个组件单独存储物料，并进行投放。在该示例中一个物料分拣装置1存在一个机器臂，相应地，每个组件每次可以投放一个物料，多个组件之间可以按照预设的频率依次投放物料。在另一个示例中，物料投放装置10可以包括一个组件，该组件用于存放物料，并按照预设的频率每次投放一个物料。本发明中对于物料投放装置10包括的组件数量不做限制。

相应地，物料投放装置10投放物料的频率可以由控制中心2控制。该频率支持修改，例如，可以提供用户交互接口供用户修改该频率，并将修改后的频率同步到控制中心2。控制中心2可以根据修改后的频率控制物料投放装置10进行物料投放。

在一个示例中，传送装置30可以包括一个动力模块和一个传送带。控制中心2可以控制动力模块提供动力使传送带运动，以实现物料的传送。控制中心2也可以调节控制动力模块的动力以使传送带以不同的速度传送物料。

在传送物料的过程中，图像采集装置30可以采集传送装置20上的物料的图像，并将图像提供给控制中心2。控制中心2分析物料的图像，得到物料的属性信息。

在一个示例中，图像采集装置30可以包括一个固定杆和一个摄像头，固定杆用于将摄像头固定在传送装置20的附近，固定杆和摄像头位置的设置以摄像头能够拍摄到传送装置20上的物料为准，本发明不做限制。由于控制中心2可以控制物料投放装置10投放物料的频率和传送装置20传送物料的速度，基于此，控制中心2可以根据投放物料的频率和传送物料的速度确定物料的图像的采集频率，控制中心2可以根据该采集频率控制图像采集装置30采集物料的图像，例如，控制中心2按照频率驱动摄像头拍摄图像。

在另一个示例中，图像采集装置30还可以在检测到传送装置20上的物料到达指定位置时采集物料的图像。例如，图像采集装置30还可以包括一个扫描件，可以设置扫描件的扫描范围，当扫描件扫描到传送装置20上的物料时，可以直接驱动摄像头拍摄图像，也可以通过控制中心2驱动摄像头拍摄图像。本公开对此不做限制。

控制中心2在确定物料的属性信息与物料分拣装置关联的物料的属性信息匹配时，将装配台3的位置信息发送给机器臂40；

机器臂40抓取传送装置20上的物料，移动到装配台3的位置信息指示的位置，并根据控制中心2发送的通知将物料放置在装配台3上。

在一个示例中，由于控制中心2可以控制物料投放装置10投放物料的频率和传送装置20传送物料的速度，基于此，计算出物料的抓取频率，如此，控制中心2可以按照该频率驱动机器臂40抓取物料。

在另一个示例中，机器臂40还可以在检测到传送装置20上的物料达到指定位置时抓取物料。例如，机器臂40上可以安装一个扫描件，当扫描件扫描到传送装置20上的物料时，可以直接驱动机器臂抓取物料，也可以通过控制中心2驱动机器臂抓取物料。本公开对此不做限制。

控制中心2可以记录物料的属性信息、关联的物料分拣装置、装配顺序、以及装配台的位置信息等。则控制中心在确认采集的物料的属性信息与物料分拣装置1关联的物料的属性信息匹配时，将装配台3的位置信息发送机器臂40。

控制中心2还可以记录物料架的位置信息，当采集物料的属性信息与物料分拣装置1关联的物料的属性信息不匹配时(例如识别不出物料的属性，或识别出的属性与物料分拣装置1关联的物料的属性信息不同)，将物料架位置信息发送机器臂40。

控制中心2将物料架位置信息、装配台位置信息发送给机器臂40可以通过多种方式实现。例如，控制中心2中可以记录物料架70的位置或装配台的位置和机器臂旋转角度的映射关系，当确定某个位置时，控制中心2可以确定出机器臂40的旋转角度，以此向机器臂发出相应的指令，以使机器臂40在抓取了物料后旋转相应的角度，即可找到物料架或装配台。再例如，机器臂40可以支持简单的分析功能，如此控制中心2可以仅将物料架或装配台的标识信息(例如编号)发给机器臂40，机器臂40可以确定出对应的旋转角度并旋转到相应的位置。本公开对此不做限制。

在一个示例中，物品的装配存在一定的顺序，因此，物料分拣装置1在抓取了物料并移动到装配台3时，并不会立刻将物料放置在装配台3上，比如，按照装配顺序第二个物料对应的物料分拣装置会等待第一个物料对应的物料分拣装置将物料放置在装配台上之后，再将物料放置在装配台。

如此，控制中心，还用于根据各物料的装配顺序，在检测到前一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台后，通知下一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台；

控制中心，还用于在检测到最后一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台后，通知指定的物料分拣装置的机器臂抓取装配台上各物料组成的物品，并将记录的物品架的位置信息发送给指定的物料分拣装置的机器臂；

指定的物料分拣装置的机器臂，用于抓取物品，并移动到物品架的位置信息指示的位置，将物品放入物品架。

在一个示例中，控制中心在将装配台的位置信息发送给第一个物料分拣装置时，同时还可以通知第一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台。

在另一个示例中，控制中心检测机器臂是否将物料放置在装配台的方式有多种，例如，机器臂将物料放置在装配台之后，可以向控制中心返回一个响应；或者，控制中心也可以按照固定的时间间隔来确认机器臂将物料放置在装配体的操作，本公开对此并不做限制。

只要机器臂按照装配顺序将物料放置在装配台，就可以完成物品的装配。物品装配完成后，指定的机器臂(物料分拣装置)可以将该物品放置在物品架上。按照装配顺序，该指定的机器臂可以是第一个机器臂，也可以是任意一个机器臂。控制中心将物品架位置信息发送给机器臂的实现方式与上述将物料架位置信息或装配台位置信息发送给机器臂的实现方式原理相同，此处不再赘述。

通过上述的物料分拣装置中各个部分之间的配合，即可实现物料的自动分拣，提高了物料分拣的效率。

通过上述各个物料分拣装置和控制中心之间的写作，可以实现物品的自动装配。

为了使用户体检更加，本公开如图1所示的系统，其中还包括了交互装置50，用于提供上述的用户交互接口，可以是一个具有可操作显示屏的设备。该交互装置50可以通过用户交互接口获取物料分类放置所依据的属性类型(颜色、形状、大小等)、物料投放频率、物料传送速度等信息，并将这些信息发送给控制中心2。交互装置50和控制中心2可以部署在一台硬件设备上，也可以分开独立部署。本公开不做限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种物品装配系统，其特征在于，包括：至少两个物料分拣装置、控制中心和装配台，其中：

控制中心中记录有组成物品的各物料的属性信息，与各物料的属性信息关联的物料分拣装置、各物料的装配顺序以及装配台的位置信息；

每个物料分拣装置采集物料的图像并提供给控制中心；

控制中心接收每个物料分拣装置发送的物料的图像，并分析物料的图像，得到物料的属性信息；若物料的属性信息与发送该物料的图像的物料分拣装置关联的物料的属性信息匹配，则将装配台的位置信息发送给发送该物料的图像的物料分拣装置；

每个物料分拣装置抓取物料后移动到装配台的位置信息指示的位置；

控制中心根据各物料的装配顺序，依次通知各物料分拣装置将物料放置在装配台；

任一所述物料分拣装置包括：

物料投放装置、传送装置、图像采集装置和机器臂，其中：

所述物料投放装置和所述机器臂分别位于所述传送装置的两端；

所述物料投放装置，用于向所述传送装置投放物料；

所述传送装置，用于将所述物料向所述机器臂方向传送；

所述图像采集装置，用于采集所述传送装置上的物料的图像，并将所述图像提供给所述控制中心；

所述控制中心，用于分析所述物料的图像，得到所述物料的属性信息，并在确定物料的属性信息与该物料分拣装置关联的物料的属性信息匹配时，将装配台的位置信息发送所述机器臂；

所述机器臂，用于抓取所述传送装置上的物料，并移动到所述装配台的位置信息指示的位置，并根据所述控制中心发送的通知将所述物料放置在所述装配台上；

所述控制中心，还用于根据各物料的装配顺序，在检测到前一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台后，通知下一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台；

所述控制中心，还用于在检测到最后一个物料分拣装置的机器臂将物料放置在装配台后，通知指定的物料分拣装置的机器臂抓取所述装配台上各物料组成的物品，并将记录的物品架的位置信息发送给所述指定的物料分拣装置的机器臂；

所述指定的物料分拣装置的机器臂，用于抓取所述物品，并移动到所述物品架的位置信息指示的位置，将所述物品放入物品架；

所述控制中心，还记录有物料架位置信息，还用于在确定所述物料的属性信息与该物料分拣装置关联的物料的属性信息不匹配时，将物料架位置信息发送所述机器臂；

所述机器臂，还用于移动到所述物料架位置信息指示的位置，将抓取的物料放置在物料架上。

2.根据权利要求1所述的物品装配系统，其特征在于，

所述控制中心，还用于控制所述物料投放装置投放物料的频率和所述传送装置传送物料的速度。

3.根据权利要求2所述的物品装配系统，其特征在于，

所述控制中心，还用于根据所述频率和所述速度确定所述物料的图像的采集频率，并发送给所述图像采集装置；

所述图像采集装置还用于，根据所述采集频率采集所述物料的图像。

4.根据权利要求2所述的物品装配系统，其特征在于，

所述控制中心，还用于根据所述频率和所述速度确定所述物料的抓取频率，并发送给所述机器臂；

所述机器臂还用于，根据所述抓取频率抓取所述传送装置传送的物料。

5.根据权利要求1所述的物品装配系统，其特征在于，

所述图像采集装置，还用于在检测到所述传送装置上的物料到达指定位置时采集所述物料的图像。

6.根据权利要求1所述的物品装配 系统，其特征在于，

所述机器臂，还用于在检测所述传送装置上的物料达到指定位置时抓取所述物料。

7.根据权利要求1至6任一所述的物品装配系统，其特征在于，

所述控制中心位于任一所述物料分拣装置中。

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