CN110626812A - 3d视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统及拆垛码垛方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统及拆垛码垛方法，包括纸箱输送线；所述纸箱输送线上设有若干输送托盘；所述纸箱输送线的一侧通过机器人安装法兰机构安装有机器人末端执行器；所述机器人安装法兰机构包括连接法兰、安装面板、横梁、固定安装板、移动安装板和螺母法兰板，所述连接法兰和安装面板固定连接；所述固定安装板和移动安装板均与横梁固定连接，且固定安装板和移动安装板均连接有对应的真空吸具系统；所述螺母法兰板和移动安装板固定连接，螺母法兰板的上端安装有真空发生器。本发明节省纸箱智能拆垛码垛的人力，提高工作效率，实现纸箱在满托乃至半托状况下拆垛码垛的自动化与机器人化。

Description

3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统及拆垛码垛方法

技术领域

本发明属于纸箱智能拆垛码垛物流自动化技术领域，特别涉及一种3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统及拆垛码垛方法。

背景技术

目前，在纸箱搬运领域，尤其是智能拆垛码垛物流自动化技术领域，由于输送线每次送过来的托盘纸箱满托半托状况不定，传统2D视觉无法解决这类问题，这就对纸箱智能拆垛码垛造成了极大的阻碍，怎样使搬运机器人快速准确判别托盘上纸箱具体箱型、数量、层数就成了急需解决的任务。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种省时省力，工作效率高，降低人工劳动强度，适应托盘纸箱各种垛型数量的3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统及拆垛码垛方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统，包括纸箱输送线；所述纸箱输送线上设有若干输送托盘；所述纸箱输送线的一侧通过机器人安装法兰机构安装有机器人末端执行器；所述机器人安装法兰机构包括连接法兰、安装面板、横梁、固定安装板、移动安装板和螺母法兰板，所述连接法兰和安装面板固定连接；所述固定安装板和移动安装板均与横梁固定连接，且固定安装板和移动安装板均连接有对应的真空吸具系统；所述螺母法兰板和移动安装板固定连接，螺母法兰板的上端安装有真空发生器。

上述技术方案所述纸箱输送线的另一侧设有3D视觉系统；所述3D视觉系统包括视觉固定支架、3D相机、相机安装板、支架安装板，所述3D相机和相机安装板固定连接；所述相机安装板固定在视觉固定支架；所述视觉固定支架固定在支架安装板。

上述技术方案所述真空吸具系统包括吸具面板、腔体、海绵，所述吸具面板分别固定在固定安装板和移动安装板上；所述腔体和吸具面板连接；所述海绵和腔体固定连接。

上述技术方案所述真空吸具系统上还安装有信号检测系统；所述信号检测系统包括传感器A、传感器支架、传感器B，所述传感器支架分别安装在吸具面板和移动安装板上；所述传感器A安装在传感器支架上；所述传感器B安装在吸具面板上。

上述技术方案所述纸箱输送线具有两条，且平行设置；两条纸箱输送线对应的3D视觉系统呈镜像设置。

根据本发明提供的3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、3D相机对托盘进行拍照，计算托盘上箱子码垛的垛型、箱子的大小、以及当前垛型的状态，规划码垛拆垛机器人的运动路径，并把结果发给码垛拆垛机器人；

步骤2、码垛拆垛机器人根据3D相机的计算结果运动到目标位置；

步骤3、真空吸盘根据3D相机计算的箱子规格大小，伺服电机调整两个真空吸具的位置，以最优姿态吸取待拆箱体；

步骤4、码垛拆垛机器人运动到码垛工位；

步骤5、真空吸盘释放箱子，完成码垛作业。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

（1）本发明更好的适应了纸箱智能拆垛码垛升级过程中自动化任务，可以极大的提高生产效率。

（2）本发明节省纸箱智能拆垛码垛的人力，提高工作效率，实现纸箱在满托乃至半托状况下拆垛码垛的自动化与机器人化。

（3）本发明3D相机内部系统智能规划机器人行走路径，将纸箱从拆垛托盘按照垛型码在码垛托盘上，机器人驱动末端执行器到指定位置，完成一次拆垛码垛节拍。

（4）本发明如果拆垛过程中有纸箱意外掉落，所述信号检测系统中传感器A或传感器B会给出信号，机器人停止拆垛并报警。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的机器人安装法兰机构和真空吸具系统的结构示意图；

图3为本发明的机器人末端执行器的结构示意图；

图4为图1的俯视图。

具体实施方式

（实施例1）

见图1至图4，本发明包括纸箱输送线18；纸箱输送线18上设有若干输送托盘；纸箱输送线18的一侧通过机器人安装法兰机构安装有机器人末端执行器17；机器人安装法兰机构包括连接法兰5、安装面板6、横梁7、固定安装板8、移动安装板9和螺母法兰板10，连接法兰5和安装面板6固定连接；固定安装板8和移动安装板9均与横梁7固定连接，且固定安装板8和移动安装板9均连接有对应的真空吸具系统；螺母法兰板10和移动安装板9固定连接，螺母法兰板10的上端安装有真空发生器19。

纸箱输送线的另一侧设有3D视觉系统；3D视觉系统包括视觉固定支架1、3D相机2、相机安装板3、支架安装板4，3D相机2和相机安装板3固定连接；相机安装板3固定在视觉固定支架1；视觉固定支架1固定在支架安装板4。

真空吸具系统包括吸具面板11、腔体12、海绵13和吸具面板11分别固定在固定安装板8和移动安装板9上；腔体12和吸具面板11连接；海绵13和腔体12固定连接。

真空吸具系统上还安装有信号检测系统；信号检测系统包括传感器A14、传感器支架15和传感器B16，传感器支架15分别安装在吸具面板11和移动安装板9上；传感器A14安装在传感器支架15上；传感器B16安装在吸具面板11上。

纸箱输送线18具有两条，且平行设置；两条纸箱输送线18对应的3D视觉系统呈镜像设置。

本发明的工作原理为：由所述3D相机接受纸箱输送线18当前输送托盘上纸箱品规信息，然后识别当前托盘上纸箱的具体数量，位置以及层数，同时确认纸箱品规无误后，机器人驱动末端执行器17至抓取位置，将真空吸具下方海绵13与纸箱表面接触并压紧，然后，真空吸具系统给出信号打开电磁阀抽真空吸取纸箱，之后，由所述3D相机内部系统智能规划机器人行走路径，将纸箱从拆垛托盘按照垛型码在码垛托盘上，机器人驱动末端执行器17到指定位置，完成一次拆垛码垛节拍；如果拆垛过程中有纸箱意外掉落，所述信号检测系统中传感器A14或传感器B16会给出信号，机器人停止拆垛并报警。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统，包括纸箱输送线（18）；所述纸箱输送线（18）上设有若干输送托盘；其特征在于：所述纸箱输送线（18）的一侧通过机器人安装法兰机构安装有机器人末端执行器（17）；所述机器人安装法兰机构包括连接法兰（5）、安装面板（6）、横梁（7）、固定安装板（8）、移动安装板（9）和螺母法兰板（10），所述连接法兰（5）和安装面板（6）固定连接；所述固定安装板（8）和移动安装板（9）均与横梁（7）固定连接，且固定安装板（8）和移动安装板（9）均连接有对应的真空吸具系统；所述螺母法兰板（10）和移动安装板（9）固定连接，螺母法兰板（10）的上端安装有真空发生器（19）。

2.根据权利要求1所述的3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统，其特征在于：所述纸箱输送线的另一侧设有3D视觉系统；所述3D视觉系统包括视觉固定支架（1）、3D相机（2）、相机安装板（3）、支架安装板（4），所述3D相机（2）和相机安装板（3）固定连接；所述相机安装板（3）固定在视觉固定支架（1）；所述视觉固定支架（1）固定在支架安装板（4）。

3.根据权利要求1或2所述的3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统，其特征在于：所述真空吸具系统包括吸具面板（11）、腔体（12）、海绵（13），所述吸具面板（11）分别固定在固定安装板（8）和移动安装板（9）上；所述腔体（12）和吸具面板（11）连接；所述海绵（13）和腔体（12）固定连接。

4.根据权利要求3所述的3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统，其特征在于：所述真空吸具系统上还安装有信号检测系统；所述信号检测系统包括传感器A（14）、传感器支架（15）、传感器B（16），所述传感器支架（15）分别安装在吸具面板（11）和移动安装板（9）上；所述传感器A（14）安装在传感器支架（15）上；所述传感器B（16）安装在吸具面板（11）上。

5.根据权利要求4所述的3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛集成系统，其特征在于：所述纸箱输送线（18）具有两条，且平行设置；两条纸箱输送线（18）对应的3D视觉系统呈镜像设置。

6.一种3D视觉导引纸箱智能拆垛码垛方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、3D相机对托盘进行拍照，计算托盘上箱子码垛的垛型、箱子的大小、以及当前垛型的状态，规划码垛拆垛机器人的运动路径，并把结果发给码垛拆垛机器人；

步骤2、码垛拆垛机器人根据3D相机的计算结果运动到目标位置；

步骤3、真空吸盘根据3D相机计算的箱子规格大小，伺服电机调整两个真空吸具的位置，以最优姿态吸取待拆箱体；

步骤4、码垛拆垛机器人运动到码垛工位；

步骤5、真空吸盘释放箱子，完成码垛作业。