CN110077866A - 机械手控制方法、控制装置、码垛设备和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手控制方法。该机械手控制方法包括：在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号在多个预设栈板中确定目标栈板；确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；控制机械手将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置。本发明还公开了一种机械手控制装置、码垛设备和可读存储介质。本发明旨在通过一个机械手便可实现不同产品的码垛，节省设备占用空间，提高设备利用率。

Description

机械手控制方法、控制装置、码垛设备和可读存储介质

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及机械手控制方法、机械手控制装置、码垛设备和可读存储介质。

背景技术

目前，在采用自动化设备进行产品码垛时，由于不同类型产品的垛型需求或者同一类型产品的垛型需求可能不同，因此当需要对不同产品进行码垛时，每种产品需分别对应设置一个码垛设备，这样设备占据空间较大，并且在产品无需生产时，相应的设备便会空置，导致设备利用率不高，造成资源浪费。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机械手控制方法，旨在通过一个机械手便可实现不同产品的码垛，节省设备占用空间，提高设备利用率。

为实现上述目的，本发明提供一种机械手控制方法，所述机械手控制方法包括以下步骤：

在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号在多个预设栈板中确定目标栈板；

确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；

控制机械手将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置。

可选地，所述在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号确定多个预设栈板中的目标栈板的步骤之前，还包括：

获取传输装置上待码垛对象的图像；

识别所述图像中的标识信息；

根据所述标识信息在多个置物台中确定目标置物台；

控制所述传输装置将所述待码垛对象移动至所述目标置物台；

其中，设于所述目标置物台的检测装置在检测到所述待码垛对象时生成所述预设信号。

可选地，所述根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置的步骤包括：

确定所述预设信号对应的目标置物台，将所述目标置物台上的待码垛对象作为所述码垛目标；

确定所述目标置物台对应的预设标记点的第二位置；

根据所述第二位置确定所述第一位置。

可选地，所述根据所述第二位置确定所述第一位置的步骤包括：

获取所述码垛目标的尺寸；

根据所述码垛目标的尺寸和第二位置确定所述第一位置。

可选地，所述确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置的步骤包括：

根据所述预设信号确定所述码垛目标的产品类型；

获取所述产品类型对应的预设垛型；

根据所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置。

可选地，所述根据所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置的步骤包括：

判断所述目标栈板上是否存在已码垛对象；

若存在，则获取所述已码垛对象相对于所述目标栈板的第三位置；

根据所述第三位置和所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；

若不存在，则获取所述目标栈板对应的预设位置，将所述预设位置作为所述目标位置。

可选地，定义码垛于所述目标栈板的对象为已码垛对象，所述控制机械手将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置的步骤之后，还包括：

获取所述目标栈板上已码垛对象的统计数量；

当所述统计数量大于或等于预设阈值时，控制所述目标栈板移出其所在区域；

控制空栈板移至所述区域。

此外，为了实现上述目的，本申请还提供一种机械手控制装置，所述机械手控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述机械手控制程序，所述机械手控制程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述机械手控制方法的步骤。

此外，为了实现上述目的，本申请还提供一种码垛设备，所述码垛设备包括：

机械手；

如上所述的机械手控制装置，所述机械手控制装置与所述机械手通信连接；

多个置物台，各所述置物台安装有检测装置，所述检测装置用于在检测到待码垛对象时生成预设信号；

多个栈板，所述多个栈板环绕所述机械手设置。

此外，为了实现上述目的，本申请还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有机械手控制程序，所述机械手控制程序被处理器执行时实现如上任一项所述的机械手控制方法的步骤。

本发明实施例提出的一种机械手控制方法，不同预设信号分别与不同码垛目标的位置和不同的目标栈板对应设置，因此根据预设信号便可确定码垛目标当前的第一位置，并且可根据预设信号在多个栈板中确定码垛目标所对应的目标栈板，控制机械手将第一位置上的码垛目标移动至目标栈板上的目标位置，不同码垛目标可通过发出不同的预设信号，使不同的码垛目标可在其对应的栈板中进行码垛，对不同的码垛目标进行在不同栈板上进行码垛无需采用多个设备，而是通过一个机械手便可实现不同产品的码垛，节省设备占用空间，不同产品的码垛均可使用此机械手，不会出现设备闲置，提高设备利用率。

附图说明

图1是本发明实施例码垛设备的结构示意图；

图2为本发明实施例机器人控制装置的硬件结构示意图；

图3为本发明机器人控制方法第一实施例的流程示意图；

图4为本发明机器人控制方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明机器人控制方法第三实施例的流程示意图；

图6为本发明机器人控制方法第四实施例的流程示意图；

图7为图6中步骤S23的细化流程示意图；

图8为本发明机器人控制方法第五实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号在多个预设栈板400中确定目标栈板；确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；控制机械手100将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置。

由于现有技术，在对不同产品进行码垛时，每种产品需分别对应设置一个码垛设备，这样设备占据空间较大，并且在产品无需生产时，相应的设备便会空置，导致设备利用率不高，造成资源浪费。

本发明提供一种上述方案，旨在通过一个机械手100便可实现不同产品的码垛，节省设备占用空间，提高设备利用率。

本发明提供一种码垛设备，用于对包装完成的产品进行码垛。

在本实施例中，参照图1，该码垛设备包括机械手100，机械手控制装置200、多个置物台300和多个栈板400。其中，置物台300的数量可具体与栈板400一致，每个置物台300对应设有一个栈板400。

每个置物台300安装有检测装置310，检测装置310用于在检测到待码垛对象时生成预设信号。当置物台300有待码垛对象时，该置物台300上的检测装置310产生预设信号，当置物台300不存在待码垛对象时，该置物台300上的检测装置310不产生预设信号。不同置物台300上的检测装置310可发出不同的预设信号，以区分不同的不同置物台300上的待码垛对象。

每个置物台300可具体为滚筒，其可与产品包装线的出货口通过传输装置连接，传输装置可具体为动力滚筒，通过控制传输装置的运行，可使包装好的产品从包装线运输至各置物台300。其中，从产品包装线输出的包装完成的产品，可作为待码垛目标，如装载有产品的纸箱等。

多个栈板400具体呈环形排布，机械手100设于环形排布的栈板400中间，以缩短机械手100的操作距离，提高机械手100的码垛效率。

机械手100为可对码垛目标进行抓取，保持对码垛目标的抓取状态从初始位置移动到目标位置后，松开码垛目标，使码垛目标码垛于目标栈板。

机械手控制装置200与机械手100、置物台300上的检测装置310控制连接。机械手控制装置200可检测各检测装置310生成的信号，以实现对预设信号的检测。机械手控制装置200可基于预设信号控制机械手100的运行。机械手控制装置200可具体内置于机械手100中。

如图2所示，该机械手控制装置200可以包括：处理器2001，例如CPU，存储器2002等。存储器2002可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器2002可选的还可以是独立于前述处理器2001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图2中示出的装置结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

处理器2001分别与检测装置310、存储器2002、机械手100上的驱动部件进行通信连接。作为一种可读存储介质的存储器2002中可以包括机械手100控制程序。处理器2001可以用于调用存储器2002中存储的机械手100控制程序并执行以下实施例中机械手控制方法的步骤操作。

本发明还提出一种机械手控制方法，用于对包装完成的产品进行码垛。参照图3，提出本发明机械手控制方法的第一实施例，在第一实施例中，所述机械手控制方法包括：

步骤S10，在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号在多个预设栈板400中确定目标栈板；

预设信号具体通过设于多个置物台300上的检测装置310生成。当置物台300上存在待码垛对象时，该置物台300上的检测装置310生成预设信号。不同置物台300上的检测装置310发出不同的预设信号，不同的预设信号对应不同的置物台300，不同的置物台300对应不同的栈板400。因此，依据预设信号便可确定码垛目标所在的置物台300，根据置物台300的位置便可确定码垛目标所在的第一位置，并可根据预设信号在多个预设栈板400中确定与预设信号对应的预设区域上的栈板400，作为目标栈板。

发出预设信号的检测装置310所在的置物台300上的物体可定义为码垛目标。

根据码垛目标所在置物台300的位置确定第一位置。预设栈板400为放置于预设区域的栈板400，预设区域为环绕机械手100设置的多个区域。其中，根据预设信号在多个预设栈板400中确定目标栈板的步骤可具体包括：确定预设信号确定对应的目标区域，判定目标区域中是否存在栈板400，若存在，则将目标区域中的栈板400作为目标栈板。

步骤S20，确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；

具体的，当码垛目标为第一个在目标栈板上码垛的对象时，可将目标栈板上的预设位置作为目标位置；当码垛目标不是第一个在目标栈板上码垛的对象时，可依据目标栈板上已码垛对象的所在位置确定码垛目标的所在位置。

步骤S30，控制机械手100将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置。

具体的，第一位置为机械手100执行抓取动作的操作点，目标位置为机械手100执行松开动作的操作点。可计算第一位置与目标位置之间的移动路径(如最短路径等)，控制机械手100到达第一位置，并抓取第一位置上的码垛目标；控制机械手100夹持码垛目标并所计算的移动路径移动至目标位置，将码垛目标松开放置于目标位置，以将码垛目标码垛于目标栈板。

本发明实施例提出的一种机械手控制方法，不同预设信号分别与不同码垛目标的位置和不同的目标栈板对应设置，因此根据预设信号便可确定码垛目标当前的第一位置，并且可根据预设信号在多个栈板400中确定码垛目标所对应的目标栈板，控制机械手100将第一位置上的码垛目标移动至目标栈板上的目标位置，不同产品可通过发出不同的预设信号，使不同的产品可在其对应的栈板400中进行码垛，对不同的码垛目标进行在不同栈板400上进行码垛无需采用多个设备，而是通过一个机械手100便可实现不同产品的码垛，节省设备占用空间，不同产品的码垛均可使用此机械手100，不会出现设备闲置，提高设备利用率。

进一步的，基于上述第一实施例，提出本申请机械手控制方法的第二实施例。在第二实施例中，参照图4，步骤S10前还包括以下步骤：

步骤S01，获取传输装置上待码垛对象的图像；

在包装线的出货口与置物台300之间的预设位置设置有图像采集装置，图像采集装置可采集待码垛对象的图像。

步骤S02，识别所述图像中的标识信息；

标识信息具体为二维码信息。

步骤S03，根据所述标识信息在多个置物台300中确定置物台300；

不同的标识信息对应不同的产品类型。不同的产品类型对应不同的置物台300。一个置物台300对应一种产品类型。因此根据标识信息可确定待码垛对象的产品类型，在多个置物台300中将该产品类型对应的置物台300作为置物台300。

步骤S04，控制所述传输装置将所述待码垛对象移动至所述置物台300；

其中，设于所述置物台300的检测装置310在检测到所述待码垛对象时生成所述预设信号。

通过上述方式，即使传输装置上有待码垛对象有不同的类型，也可依据标识信息对待码垛对象进行分类，并将待码垛对象已送至与标识信息对应的置物台300。

具体的，基于上述第二实施例，提出本申请机械手控制方法的第三实施例。在第三实施例中，参照图5，所述根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置的步骤包括：

步骤S11，确定所述预设信号对应的置物台300，将所述置物台300上的待码垛对象作为所述码垛目标；

步骤S12，确定所述置物台300的预设标记点的第二位置；

每个置物台300所在的区域可分别选取一预设标记点标记该区域的位置，如预设标记点可为每个置物台300所在区域的角点或中点等，则置物台300所在区域的预设标记点的位置则可作为第二位置。

步骤S13，根据所述第二位置确定所述第一位置。

第二位置可直接作为第一位置。此外，为了提高所确定的第一位置的精度，可获取所述码垛目标的尺寸，根据所述码垛目标的尺寸和第二位置确定所述第一位置。例如以预设标记点作为位置的基准点，不同尺寸的码垛目标在置物台300上放置的位置可能有偏差，采取码垛目标的中点在置物台300上的投影为定位点，当码垛目标抵接于置物台300的边缘时，不同尺寸的码垛目标的定位点与预设标记点之间的距离不同。因此可确定置物台300对应的产品类型，根据产品类型获取所述码垛目标的尺寸，当码垛目标定位于置物台300的预设位置(如码垛目标抵接于置物台300的边缘)时，根据码垛目标的尺寸可确定码垛目标在置物台300上的投影区域，投影区域的中点可作为码垛目标的定位点，相同尺寸的码垛目标的定位点与预设标记点之间的相对位置相同。因此，可建立一预设坐标系，每个置物台300的预设标记点在预设坐标系中的坐标表征每个置物台300的位置，根据置物台300上预设标记点的坐标(即第二位置)以及码垛目标的当前尺寸对应的定位点与预设标记点之间的相对位置，便可确定码垛目标的定位点在预设坐标系中的坐标作为第一位置。

在本实施例中，通过预设标记点标识不同置物台300的位置，依据置物台300的预设标记点的第二位置来确定码垛目标的第一位置，将第一位置作为机械手100住区码垛目标的操作点，保证机械手100可抓取到位于置物台300上的码垛目标。其中，结合码垛目标的尺寸和第二位置来确定码垛目标所在的第一位置，可使所确定的机械手100执行抓取动作的操作点更为准确。

进一步的，基于上述任一实施例，提出本申请机械手控制方法第四实施例。在第四实施例中，参照图6，所述确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置的步骤包括：

步骤S21，根据所述预设信号确定所述码垛目标的产品类型；

将发出预设信号的检测装置310所在的置物台300作为置物台300，置物台300所对应的产品类型即为码垛目标的产品类型。

步骤S22，获取所述产品类型对应的预设垛型；

不同的产品类型对应有不同的预设垛型。

步骤S23，根据所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置。具体的，参照图7，步骤S20可包括以下步骤：

步骤S231，判断所述目标栈板上是否存在已码垛对象；

若存在，则执行步骤S232，步骤S233；若不存在，则执行步骤S234。

已码垛对象为已在目标栈板上码垛的包装完成的产品。判断是否存在已码垛对象的方式可以是直接通过传感器检测目标栈板上是否有物体，若有则判定目标栈板存在已码垛对象，若没有物体则判定目标栈板上不存在已码垛对象。此外，还可通过读取已码垛对象的计数器来确定已码垛对象的数量，当数量为0时，可判定目标栈板不存在已码垛对象，当数量大于或等于1，则可判定目标栈板存在已码垛对象。

步骤S232，获取所述已码垛对象相对于所述目标栈板的第三位置；

当已码垛对象为一个时，获取该已码垛对象在目标栈板上的当前位置，作为所述第三位置；当已码垛对象多于一个时，获取每个已码垛对象在目标栈板上的当前位置，作为第三位置。

步骤S233，根据所述第三位置和所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；

预设垛型可具体包括目标层数、每层的目标横向个数和目标纵向个数等。所有已码垛对象在目标栈板上至少形成有一个码垛层，在所形成的码垛层中可具体包括已完成层和未完成层。已完成层上的已码垛对象的横向个数和纵向个数均与预设垛型中该层的目标横向个数和目标纵向个数一致。未完成层上的已码垛对象的横向个数和纵向个数均与预设垛型中该层的目标横向个数和目标纵向个数不一致。根据所有码垛目标的第三位置确定目标栈板上当前的未完成层以及未完成层上是否存在已码垛对象，若未完成层上存在已码垛对象，则将未完成层上任一与已码垛对象相邻的位置作为所述目标位置，若未完成层上不存在已码垛对象，则将未完成层上的指定位置(如角点位置或中点位置等)作为目标位置。

步骤S234，获取所述目标栈板对应的预设位置，将所述预设位置作为所述目标位置。

预设位置可根据实际需求进行设置，如目标栈板中码垛区域的角点位置、目标栈板中码垛区域的中点位置等。在码垛目标为第一个在目标栈板上码垛的对象时，可将预设位置作为码垛目标最终所要放置的目标位置。

在本实施例中，不同产品类型的码垛目标可按照不同的预设码垛的垛型进行码垛，简化设备的同时满足不同产品多样化的码垛需求。

进一步的，基于上述任一实施例，提出本申请机械手控制方法第五实施例。在第五实施例中，定义码垛于所述目标栈板的对象为已码垛对象，参照图8，所述控制机械手100将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置的步骤之后，还包括：

步骤S40，获取所述目标栈板上已码垛对象的统计数量；

在环绕机械手100设置的预设区域可对应设有一个计数器，每个计数器对该区域内的栈板400上的已码垛对象的数量进行统计。在预设区域中的栈板400未码垛有产品时，对预设区域的计数器初始化，使计数器的计数值为0。每当机械手100将码垛目标从第一位置移动至目标位置后，目标栈板所在区域的计数器的计数值累加1。获取目标栈板对应的计数器中的计数值作为已码垛对象的统计数量。当统计数量小于预设阈值时，目标栈板继续停留于其所在的预设区域，同时计数器中的计数值不清零。

步骤S50，当所述统计数量大于或等于预设阈值时，控制所述目标栈板移出其所在区域；

具体的，预设阈值可根据码垛目标对应的预设垛型确定，不同预设垛型对应不同的预设阈值。其中，控制目标栈板移出其所在区域同时将该区域对应的计数器中的计数值清零。

步骤S60，控制空栈板400移至所述区域。

这里，空栈板400为未码垛有任何物品的栈板400。

通过上述方式，可在目标栈板码垛有预设阈值数量的产品时，自动更换栈板400，保证产品码垛过程的连续性，无需暂停设备操作更换栈板400，提高码垛效率。

此外，本发明实施例还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有机器人控制程序，所述机器人控制程序被处理器执行时实现如上任一实施例中机器人控制方法的步骤操作。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械手控制方法，其特征在于，所述机械手控制方法包括以下步骤：

在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号在多个预设栈板中确定目标栈板；

确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；

控制机械手将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置。

2.如权利要求1所述的机械手控制方法，其特征在于，所述在检测到预设信号时，根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置，根据所述预设信号确定多个预设栈板中的目标栈板的步骤之前，还包括：

获取传输装置上待码垛对象的图像；

识别所述图像中的标识信息；

根据所述标识信息在多个置物台中确定目标置物台；

控制所述传输装置将所述待码垛对象移动至所述目标置物台；

其中，设于所述目标置物台的检测装置在检测到所述待码垛对象时生成所述预设信号。

3.如权利要求2所述的机械手控制方法，其特征在于，所述根据所述预设信号确定码垛目标所在的第一位置的步骤包括：

确定所述预设信号对应的目标置物台，将所述目标置物台上的待码垛对象作为所述码垛目标；

确定所述目标置物台的预设标记点的第二位置；

根据所述第二位置确定所述第一位置。

4.如权利要求3所述的机械手控制方法，其特征在于，所述根据所述第二位置确定所述第一位置的步骤包括：

获取所述码垛目标的尺寸；

根据所述码垛目标的尺寸和第二位置确定所述第一位置。

5.如权利要求1所述的机械手控制方法，其特征在于，所述确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置的步骤包括：

根据所述预设信号确定所述码垛目标的产品类型；

获取所述产品类型对应的预设垛型；

根据所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置。

6.如权利要求5所述的机械手控制方法，其特征在于，所述根据所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置的步骤包括：

判断所述目标栈板上是否存在已码垛对象；

若存在，则获取所述已码垛对象相对于所述目标栈板的第三位置；

根据所述第三位置和所述预设垛型确定所述码垛目标在所述目标栈板的目标位置；

若不存在，则获取所述目标栈板对应的预设位置，将所述预设位置作为所述目标位置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的机械手控制方法，其特征在于，定义码垛于所述目标栈板的对象为已码垛对象，所述控制机械手将所述码垛目标从所述第一位置移动至所述目标位置的步骤之后，还包括：

获取所述目标栈板上已码垛对象的统计数量；

当所述统计数量大于或等于预设阈值时，控制所述目标栈板移出其所在区域；

控制空栈板移至所述区域。

8.一种机械手控制装置，其特征在于，所述机械手控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述机械手控制程序，所述机械手控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述机械手控制方法的步骤。

9.一种码垛设备，其特征在于，所述码垛设备包括：

机械手；

如权利要求8所述的机械手控制装置，所述机械手控制装置与所述机械手通信连接；

多个置物台，各所述置物台安装有检测装置，所述检测装置用于在检测到待码垛对象时生成预设信号；

多个栈板，所述多个栈板环绕所述机械手设置。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有机械手控制程序，所述机械手控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的机械手控制方法的步骤。