CN111377213A - 一种机器人动态分拣装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机器人动态分拣装置及方法，属于分选装置领域。本发明提供的机器人动态分拣装置用于对物料进行分拣，包括物料输送模块、物料追踪模块以及分拣机器人，其中物料追踪模块包括：用于检测物料位置的同步传感器以及用于同步物料输送模块运动编码器。本发明还提供了一种机器人动态分拣方法，包括如下步骤：物料输送模块将物料输送至分拣区域；物料追踪模块对物料进行追踪并生成追踪信号；分拣机器人处理跟踪信号；判断物料是否位于工作区域内；分拣机器人对物料进行分拣。本发明无需使用复杂的视觉算法设计，操作简单，可在物流、包装等行业中广泛应用。本发明提供的机器人动态分拣方法工作效率更高，不易遗漏。

Description

一种机器人动态分拣装置及方法
技术领域
本发明涉及一种机器人动态分拣装置及方法，属于分选领域。
背景技术
分拣作业是流水线上不可或缺的环节,随着经济发展和制造业竞争的加剧，人工分拣产品的弊端日益显露，人工分拣不仅仅速度慢，影响效益，且长时间的单调工作容易使工人疲劳，引发人身安全隐患。并联机器人具有重量轻、体积小、速度快、定位精、成本低、效率高等特点，在物料包装分拣等方面有着无可比拟的优势，同时还可以保障分拣质量与工作卫生。
物料分拣搬运常用的两种方法：一是静态拾取分拣，即机器人将运送至固定工位置的物料搬运至固定的位置；二是动态追踪拾取分拣，即抓取传送带上运动的物料将其搬运至固定位置，其中，常用的动态追踪方法主要以视觉图像进行识别，通过算法运算确定位置。
然而，一方面静态拾取分拣遗漏率较高且效率偏低，另一方面，视觉图像的算法较为复杂，对于系统和设备的要求比较高，难以推广使用。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种简单易操作的机器人动态分拣装置及方法。
本发明提供了一种机器人动态分拣装置，用于对物料进行动态分拣，具有这样的特征，包括：物料输送模块，用于将物料运输至分拣区域；物料追踪模块，用于对进入分拣区域的物料进行动态追踪并生成跟踪信号；以及分拣机器人，用于接收跟踪信号，并根据跟踪信号确定物料的位置，将物料分拣至指定位置，其中，物料跟踪模块包括：同步传感器，同步传感器用于检测物料在物料输送模块上的位置并发出跟踪信号；以及编码器，安装在物料输送模块上，用于接收跟踪信号作为物料输送模块的同步点从而同步物料输送模块的运动。
在本发明提供的机器人动态分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，分拣机器人包括：追踪板，与同步传感器以及编码器电性连接，用于接收并发送跟踪信号；控制器，与追踪板电性连接，用于从跟踪信号，并对位置信号以及物料输送信号进行处理，确定物料的位置，生成物料位置信息；以及机器人本体，用于从控制器读取物料位置信息，并根据物料位置信息对物料进行分拣。
在本发明提供的机器人动态分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，机器人本体具有末端真空器，末端真空器用于通过形成真空区域来吸附物料。
在本发明提供的机器人动态分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，追踪板为DSQC337B输送链追踪板卡。
在本发明提供的机器人动态分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，物料输送模块包括物料输送带。
本发明还提供了一种机器人动态分拣装置，用于使用机器人动态分拣装置对物料进行分拣，具有这样的特征，包括如下步骤：步骤1，物料输送模块将物料输送至分拣区域；步骤2，物料追踪模块对进入分拣区域的每一个物料进行动态追踪并生成跟踪信号；步骤3，分拣机器人接收最早生成的且未处理的跟踪信号；步骤4，判断物料是否位于分拣机器人的工作区域内，判断为是时，进入步骤5，否则返回步骤3；步骤5，分拣机器人将物料分拣至指定位置。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的机器人动态分拣装置，因为具有安装在在物料输送链上装编码器和同步传感器以及分拣机器人，物料经过同步传感器后，信息被物料追踪模块动态追踪，最终由分拣机器人完成分拣，所以，本发明无需使用复杂的视觉算法设计，操作简单，可在物流、包装等行业中广泛应用。
根据本发明所涉及的机器人动态分拣方法，因为可以跟踪每一个进入分拣区域的物料，并对每一个物料的跟踪信号进行处理，所以本发明提供的机器人动态分拣方法工作效率更高，不易遗漏。
附图说明
图1是本发明的实施例1中机器人动态分拣装置中分拣机器人以及物料输送模块的结构示意图；
图2是本发明的实施例1中机器人动态分拣装置整体结构示意图；
图3是本发明的实施例1中追踪板的结构示意图；
图4是本发明的实施例1中追踪板的接线示意图；
图5是本发明的实施例1中机器人动态分拣方法的示意图；以及
图6是本发明的实施例1中机器人动态分拣方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例1中机器人动态分拣装置中分拣机器人以及物料输送模块的结构示意图。图2是本发明的实施例1中机器人动态分拣装置整体结构示意图。
如图1-2所示，一种机器人动态分拣装置100包括：分拣机器人10、物料输送链20、产品盒输送链30、同步传感器40、编码器50以及围栏60。
本实施例提供的机器人动态分拣装置100是用于在物料输送链20上动态拾取物料，并摆放在由产品盒输送链30输送的产品盒中。
物料输送链20在本实施例中为物料传送带，该物料传送带为追踪线，连续运行。
产品盒传送链30在本实施例中为产品盒传送带，与物料传送带平行设置。产品盒传送带为定点设置，间歇运行。产品盒传送带上预先设定好装盒位置，指定分拣机器人10在装盒位置将物料装入产品盒中。当分拣机器人10将一个物料转入产品盒中后，会发出一个触发信号，产品盒传送带收到该触发信号后移动一个工位距离，将空的产品盒移动到装盒位置。
在本实施例中，同步传感器40和编码器50共同组成了物料追踪模块。
同步传感器40安装在物料输送链20上，每当一个物料经过同步传感器40时，同步传感器40就会发出一个脉冲信号，并将该物料加入追踪队列中进行追踪。
编码器50安装在物料输送链20上，用于将同步传感器40数字信号输入信号作为物料输送链20的同步点从而同步物料输送链的运动。
分拣机器人10包括追踪板11、控制器12以及机器人本体13。
图3是本发明的实施例1中追踪板的结构示意图。
如图3所示，本实施例中使用的追踪板11为DSQC337B输送链追踪板，具有X3端口、X5端口、X20端口以及X20端口。其中，X3端口为备用24V电源接口，X5端口是DeviceNet总线接口，X20端口为输送链追踪端口。
图4是本发明的实施例1中追踪板的接线示意图。
如图4所示，AA为电源24V端，AB为电源0V端，AC为编码器，AD为同步传感器，AE为备用端口，AF为追踪板接口，AG为光电隔离端口。
控制器12与追踪板11电性连接，用于从追踪板11接收跟踪信号，并对跟踪信号进行处理，确定物料的位置，生成物料位置信息并发送给机器人本体。
机器人本体13在其完成之前的任务后或处于空闲状态时，从控制器读取最早生成且未处理的物料位置信息，判断该物料是否位于机器人本体13的工作区域内，判断为是时，所机器人本体13将物料分拣至指定位置，否则继续从控制器12读取最早生成且未处理的物料位置信息。
具体地，在本实施例中，分拣机器人10为IRB360并联机器人，其具有末端真空单元131，用于形成真空区域从而吸附物料。
围栏60用于将分拣机器人10围起来，避免在其分拣过程中受到外界干扰。
图5是本发明的实施例1中机器人动态分拣方法的示意图。
如图5所示，数字1-7分别表示不同的物料。
图中C表示最小距离(minimum distance)表明跟踪范围的最小限制，当分拣机器人10开始对某一物料进行分拣时，输送链停止并因故向后移动，导致物料越过最短距离限制，则该物料将被放弃。
图中D表示启动窗口长度(star window width)表明开始点(0.0点)到一特定点的距离，物料到达该点时，分拣机器人10在工件离开其工作范围前正好不具有充分时间完成分拣，多个物料可同时位于启动窗口内。如工件3位于启动窗口内，正常情况下分拣机器人10会在处理完工件2后立即处理工件3。但是如果工件3在工件3完成前离开启动窗口，则工件3则会被放过，分拣机器人10不会对其进行分拣。
图中E表示工作区域，分拣机器人在此范围内对物料进行物料分拣。
图中F表示队列追踪长度(Queue TrkDist)指的是同步传感器到开始点(0.0点)的距离。
图中G表示最大距离(maximum distance)指的是跟踪范围的最大距离。
图6是本发明的实施例1中机器人动态分拣方法的流程图。
本实施例提供的机器人动态分拣装置进行分拣的流程包括如下步骤：
步骤1，物料输送模块将物料输送至分拣区域；
步骤2，同步传感器对进入分拣区域的每一个物料进行动态追踪加入跟踪队列，并记录脉冲值，；
步骤3，当分拣机器人空闲时，分拣机器人接收最早进入跟踪队列且未处理的物料的当前的脉冲值以及加入脉冲队列瞬间的脉冲值，计算相关差值，同时根据输送链的运行距离和速度的关系，计算出物料的位置及运动速度；
步骤4，判断物料是否位于分拣机器人的工作区域内，判断为是时，进入步骤5，否则返回步骤3；
步骤5，分拣机器人将物料分拣至位于装盒位置的产品盒中并向产品盒输送链发出触发信号，产品输送链收到该触发信号后移动一个工位距离，将空的产品盒移动到装盒位置，将装有物料的产品盒移动到下一工位；
步骤7，判断物料是否分拣完毕，判断为否时，返回步骤3，否则结束分拣。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的机器人动态分拣装置，因为具有安装在在物料输送链上装编码器和同步传感器以及分拣机器人，物料经过同步传感器后，信息被物料追踪模块动态追踪，最终由分拣机器人完成分拣，所以，本实施例无需使用复杂的视觉算法设计，简单，易操作，可在物流、包装等行业中广泛应用。
根据本实施例所涉及的机器人动态分拣方法，因为可以跟踪每一个进入分拣区域的物料，并对每一个物料的跟踪信号进行处理，所以本实施例提供的机器人动态分拣方法工作效率更高。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种机器人动态分拣装置，用于对物料进行动态分拣，其特征在于，包括：
物料输送模块，用于将所述物料运输至分拣区域；
物料追踪模块，用于对进入所述分拣区域的所述物料进行动态追踪并生成跟踪信号；以及
分拣机器人，用于接收所述跟踪信号，并根据所述跟踪信号确定所述物料的位置，将所述物料分拣至指定位置，
其中，所述物料跟踪模块包括：
同步传感器，所述同步传感器用于检测所述物料在所述物料输送模块上的位置并发出跟踪信号；以及
编码器，安装在所述物料输送模块上，用于接收所述跟踪信号作为物料输送模块的同步点从而同步物料输送模块的运动。
2.根据权利要求1所述的机器人动态分拣装置，其特征在于：
其中，所述分拣机器人包括：
追踪板，与所述同步传感器以及所述编码器电性连接，用于接收并发送所述跟踪信号；
控制器，与所述追踪板电性连接，用于从所述追踪板接收所述跟踪信号，并对所述跟踪信号进行处理，确定所述物料的位置，生成物料位置信息；以及
机器人本体，用于从所述控制器读取所述物料位置信息，并根据所述物料位置信息对物料进行分拣。
3.根据权利要求2所述的机器人动态分拣装置，其特征在于：
其中，所述机器人本体具有末端真空器，所述末端真空器用于通过形成真空区域来吸附所述物料。
4.根据权利要求2所述的机器人动态分拣装置，其特征在于：
其中，所述追踪板为DSQC337B输送链追踪板卡。
5.根据权利要求1所述的机器人动态分拣装置，其特征在于：
其中，所述物料输送模块包括物料输送带。
6.一种机器人动态追踪分拣方法，用于使用权利要求1-5任意一项所述的机器人动态分拣装置对物料进行分拣，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，物料输送模块将物料输送至分拣区域；
步骤2，物料追踪模块对进入所述分拣区域的每一个物料进行动态追踪并生成跟踪信号；
步骤3，分拣机器人接收最早生成的且未处理的所述跟踪信号；
步骤4，判断所述物料是否位于分拣机器人的工作区域内，判断为是时，进入步骤5，否则返回步骤3；
步骤5，所述分拣机器人将所述物料分拣至指定位置。
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