CN112536245B - 一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于视觉检测分拣技术领域，公开了一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构及方法，所述的分拣装箱机构包括工件进料装置、检测及分拣装置、分隔件导料装置和箱体导料装置；所述检测及分拣装置包括安装立柱，且安装立柱上沿工件进料方向依次设有视觉检测探头和分拣机械手，所述视觉检测探头检测工件进料装置上的工件是否存在缺陷，所述分拣机械手将无缺陷的工件转动至分隔件导料装置上的分隔件中，且分隔件为一U型分隔框；所述分隔件导料装置包括分隔件的进料部分、出料部分和连接部分；在本发明中，设置了全自动的工件进料装置和检测及分拣装置，以此通过机械自动操作的方式代替人工检测、分拣，大大提高分拣效率和准确性。
Description
技术领域
本发明属于视觉检测分拣技术领域，具体涉及一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构及方法。
背景技术
在工件生产过程中，为保证出厂工件的品质，需要对工件进行检测；而传统的工件传输流水线上，工件质量检验主要依靠人工检测，且对于不同质量水平的工件分拣、装箱等操作也是主要依靠人工完成。
具体，上述人工检测速度较慢，分拣、装箱效率较低，大大影响了整个工件的传输速度，进而影响了生产效率；同时人工检测分拣准确率也不高，容易产生差错，继而影响工件出厂品质。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的不足，本发明的目的在于提供一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构及方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，包括相互配合的工件进料装置、检测及分拣装置、分隔件导料装置和箱体导料装置；其中：
所述检测及分拣装置包括安装立柱，且所述安装立柱上沿工件进料方向依次设有视觉检测探头和分拣机械手，所述视觉检测探头检测工件进料装置上的工件是否存在缺陷，所述分拣机械手将无缺陷的工件转动至分隔件导料装置上的分隔件中，且分隔件为一U型分隔框；
所述分隔件导料装置包括分隔件的进料部分、出料部分和连接部分，所述进料部分包括多个相互配合的进料辊，所述出料部分包括多个相互配合的出料辊，所述进料辊与出料辊垂直，且进料辊顶面低于出料辊顶面；所述连接部分包括与进料辊平行的第一导辊、与出料辊平行的第二导辊，所述第一导辊的外壁上开设有环形卡槽，所述第二导辊连接有升降驱动装置，且升降驱动装置驱动第二导辊下降至最低处时，第二导辊卡合于环形卡槽内，升降驱动装置驱动第二导辊升起至最高处时，第二导辊顶面与出料辊顶面平齐；
所述箱体导料装置用于实现箱体的进料和出料，同时配合分隔件导料装置将装有工件的分隔件装载至箱体中。
优选的，所述连接部分包括两个平行的固定安装板，且所述第一导辊转动安装于两个固定安装板之间；所述固定安装板顶部低于所述出料辊顶部。
优选的，所述升降驱动装置包括升降液压缸和U型安装架，所述U型安装架固定于升降液压缸顶部，且U型安装架位于两个固定安装板之间；所述第二导辊转动安装于U型安装架内，且U型安装架位于最低处时，其顶部低于进料辊顶部。
优选的，所述分隔件导料装置还包括电动导料推杆，所述电动导料推杆贯穿设置于其中一个固定安装板上，并在第二导辊升起后，将位于连接部分上的分隔件推至出料部分上。
优选的，所述分拣机械手包括固定于安装立柱顶部的转动电机、以及通过转动电机驱动转动的安装顶板，所述安装顶板上对称设有两个负压发生装置和升降气缸，两个所述升降气缸的底部均安装有负压吸盘，并通过负压吸盘负压吸取工件进料装置上的工件。
优选的，所述箱体导料装置包括箱体的进料传送带、出料传送带和翻转部件，且所述翻转部件设置于进料传送带与出料传送带之间；所述箱体由进料传送带输送至翻转部件上时，开口朝向出料部分；所述翻转部件上设有自动升降台，以驱动箱体开口与出料部分相对应；所述箱体通过翻转部件进行90°翻转，使箱体以开口朝上的方向在所述出料传送带上运输。
优选的，所述翻转部件包括L型翻转架、翻转连杆和翻转电机；所述L型翻转架对称设有两个，所述翻转连杆焊接于两个L型翻转架的中间部位，且翻转电机与翻转连杆转动连接；所述进料传送带和出料传送带的一端均伸入至两个L型翻转架之间，并对称位于翻转连杆的两侧。
优选的，所述自动升降台包括安装于两个L型翻转架上升降台板和升降电推杆，且所述箱体由进料传送带输送至翻转部件上时，两个升降台板均与进料传送带平行，并对称位于进料传送带的两侧。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能视觉工业机器人分拣装箱方法，具体采用上述公开的分拣装箱机构执行，且所述的分拣装箱方法包括如下步骤：
通过工件进料装置执行工件进料，并在进料过程中通过视觉检测探头对工件进行缺陷检测；
通过分隔件导料装置的进料部分执行分隔件的进料，使得分隔件定位于连接部分上；
工件无缺陷时，通过分拣机械手将工件分拣转运至连接部分上的分隔件中；工件有缺陷时，通过工件进料装置导出工件，进行返工；
通过箱体导料装置导入箱体，同时通过连接部分将装载有工件的分隔件转运至出料部分；出料部分与箱体导料装置配合，将分隔件装载至箱体内，完成分拣装箱。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)在本发明中，设置了全自动的工件进料装置和检测及分拣装置，以此通过机械自动操作的方式代替人工检测、分拣，从而大大提高分拣效率和准确性；另外，在自动分拣与装箱操作中，增设了分隔件的装配结构，由此使得工件在装箱后能利用分隔件形成分隔缓冲，从而有效保证了工件装箱的安全及稳定，特别是在一个箱体内装有多个工件的情况下，有效避免了工件之间的摩擦磨损；并且分隔件的装配同样采用机械结构自动执行。
(2)针对上述分隔件的装配结构，在本发明中对应设置为分隔件导料装置，且在分隔件导料装置中主要包括可换向传送的连接部分，由此有效保证分拣机械手与分隔件之间的准确定位。
(3)针对上述连接部分，包括相互垂直的第一导辊和第二导辊，其中第二导辊可升降设置，第一导辊上设有可卡合第二导辊的环形卡槽，由此有效实现换向传送的需求，且整体结构简单。
(4)针对上述分隔件导料装置，设置与其相配合的箱体导料装置；具体，在箱体导料装置中，设置翻转部件和自动升降台，由此便于进行多个分隔件的定位装箱，且保证装箱操作更为方便。
(5)针对上述翻转部件，主要由两个可转动90°的L型翻转架构成，结构简单，并能有效实现箱体出料的稳定传输。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明中分拣机械手的结构示意图；
图3为本发明中分隔件导料装置的结构示意图一；
图4为本发明中连接部分的结构示意图一；
图5为本发明中分隔件导料装置的结构示意图二；
图6为本发明中连接部分的结构示意图二；
图7为本发明中箱体导料装置的结构示意图一；
图8为本发明中箱体导料装置的结构示意图二；
图9为本发明中箱体导料装置与出料部分的配合示意图
图中：工件进料装置-1；检测及分拣装置-2；分隔件导料装置-3；箱体导料装置-4；
安装立柱-21；视觉检测探头-22；分拣机械手-23；转动电机-24；安装顶板-25；负压发生装置-26；升降气缸-27；负压吸盘-28；
电动导料推杆-30；进料部分-31；出料部分-32；连接部分-33；第一导辊-34；第二导辊-35；环形卡槽-36；固定安装板-37；升降液压缸-38；U型安装架-39；
进料传送带-41；出料传送带-42；翻转部件-43；L型翻转架-431；翻转连杆-432；翻转电机-433；自动升降台-44；升降台板-441；升降电推杆-442。
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。
实施例一
请参阅图1-图9所示，在本实施例中提供一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，包括相互配合的工件进料装置1、检测及分拣装置2、分隔件导料装置3和箱体导料装置4；其中：
检测及分拣装置2包括安装立柱21，且安装立柱21上沿工件进料方向依次设有视觉检测探头22和分拣机械手23，视觉检测探头22检测工件进料装置1上的工件是否存在缺陷，分拣机械手23将无缺陷的工件转动至分隔件导料装置3上的分隔件中，且分隔件为一U型分隔框；
分隔件导料装置3包括分隔件的进料部分31、出料部分32和连接部分33，进料部分31包括多个相互配合的进料辊，出料部分32包括多个相互配合的出料辊，进料辊与出料辊垂直，且进料辊顶面低于出料辊顶面；连接部分33包括与进料辊平行的第一导辊34、与出料辊平行的第二导辊35，第一导辊34的外壁上开设有环形卡槽36，第二导辊35连接有升降驱动装置，且升降驱动装置驱动第二导辊35下降至最低处时，第二导辊35卡合于环形卡槽36内，升降驱动装置驱动第二导辊35升起至最高处时，第二导辊35顶面与出料辊顶面平齐；
箱体导料装置4用于实现箱体的进料和出料，同时配合分隔件导料装置3将装有工件的分隔件装载至箱体中。
针对上述连接部分33：包括两个平行的固定安装板37，且第一导辊34转动安装于两个固定安装板37之间；固定安装板37顶部低于出料辊顶部。
针对上述升降驱动装置：包括升降液压缸38和U型安装架39，U型安装架39固定于升降液压缸38顶部，且U型安装架39位于两个固定安装板37之间；第二导辊35转动安装于U型安装架39内，且U型安装架39位于最低处时，其顶部低于进料辊顶部。
另外，上述分隔件导料装置3还包括电动导料推杆30，电动导料推杆30贯穿设置于其中一个固定安装板37上，并在第二导辊35升起后，将位于连接部分33上的分隔件推至出料部分32上。
针对上述分拣机械手23：包括固定于安装立柱21顶部的转动电机24、以及通过转动电机24驱动转动的安装顶板25，安装顶板25上对称设有两个负压发生装置26和升降气缸27，两个升降气缸27的底部均安装有负压吸盘28，并通过负压吸盘28负压吸取工件进料装置1上的工件。
针对上述箱体导料装置4：
包括箱体的进料传送带41、出料传送带42和翻转部件43，且翻转部件43设置于进料传送带41与出料传送带42之间；具体的，箱体由进料传送带41输送至翻转部件43上时，开口朝向出料部分32；翻转部件43上设有自动升降台44，以驱动箱体开口与出料部分32相对应；箱体通过翻转部件43进行90°翻转，使箱体以开口朝上的方向在出料传送带42上运输。
进一步的，翻转部件43包括L型翻转架431、翻转连杆432和翻转电机433；L型翻转架431对称设有两个，翻转连杆432焊接于两个L型翻转架431的中间部位，且翻转电机433与翻转连杆432转动连接；进料传送带41和出料传送带42的一端均伸入至两个L型翻转架431之间，并对称位于翻转连杆432的两侧。
更进一步的，自动升降台44包括安装于两个L型翻转架431上升降台板441和升降电推杆442，且箱体由进料传送带41输送至翻转部件43上时，两个升降台板441均与进料传送带41平行，并对称位于进料传送带41的两侧。
实施例二
在本实施例中提供一种智能视觉工业机器人分拣装箱方法，具体采用上述公开的分拣装箱机构执行，所述的的分拣装箱方法包括如下步骤：
S1.通过工件进料装置1执行工件进料，并在进料过程中通过视觉检测探头22对工件进行缺陷检测。
S2.通过分隔件导料装置3的进料部分31执行分隔件的进料，使得分隔件定位于连接部分33上；
具体，在本步骤中，通过多个进料辊的同向转动实现分隔件的进料。
上述，在本步骤中，升降液压缸38并未启动，第一导辊34与进料辊相互配合，如图3和图4所示。
S3.工件无缺陷时，通过分拣机械手23将工件分拣转运至连接部分33上的分隔件中；工件有缺陷时，通过工件进料装置1导出工件，进行返工；
具体，在本步骤中，分拣机械手23的驱动方式为：
取料时，启动与工件进料装置1相对应的一个升降气缸27和负压发生装置26，由此通过负压吸盘28吸取工件进料装置1上的工件，然后复位该升降气缸27，接着通过转动电机24驱动安装顶板25转动180°，以此使得工件定位于连接部分33的上方，在此状态下，可通过电动导料推杆30的驱动调整分隔件的位置，以此使得工件与分隔件精准对应，之后通过升降气缸27和负压发生装置26的配合将工件下放至分隔件内。
上述，在本步骤中，若需启动电动导料推杆30，则应先启动升降液压缸38，以此使得第二导辊35升起，由此即保证电动导料推杆30能顺利推动分隔件，此时第二导辊35与出料辊相对应，如图5和图6所示。
S4.通过箱体导料装置4导入箱体，同时通过连接部分33将装载有工件的分隔件转运至出料部分32；出料部分32与箱体导料装置4配合，将分隔件装载至箱体内，完成分拣装箱；
具体，在本步骤中，箱体导料装置4的导料原理为：
将箱体侧向放置在进料传送带41上，以此实现箱体进料；其中箱体的侧向放置需保证箱体位于翻转部件43处时，其箱体开口朝向出料部分32，如图9所示。在图9所示状态下，基于出料部分32中多个出料辊的转动，即可将分隔件自动运送并装载至箱体中；并且，基于升降电推杆442的驱动，可调整升降台板441和箱体的高度，由此便于在箱体中定位装载多个分隔件。
完成分隔件的装载后，下降升降台板441至最低处，由此形成图7所示状态(该状态也为翻转部件43的初始状态)，在该状态下启动翻转电机433，以此驱动L型翻转架431和翻转连杆432转动90°，进而形成图8所示状态，在图8状态中，位于L型翻转架431上的箱体能有效与出料传送带42相配合，进而通过出料传送带42实现箱体的自动出料。另外，由于上述执行的90°翻转，可使得侧向放置的箱体翻转至开口朝上的形式，从而有效保证箱体出料的稳定，并有利于后续进行箱体的封装操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于，包括相互配合的工件进料装置(1)、检测及分拣装置(2)、分隔件导料装置(3)和箱体导料装置(4)；其中：
所述检测及分拣装置(2)包括安装立柱(21)，且所述安装立柱(21)上沿工件进料方向依次设有视觉检测探头(22)和分拣机械手(23)，所述视觉检测探头(22)检测工件进料装置(1)上的工件是否存在缺陷，所述分拣机械手(23)将无缺陷的工件转动至分隔件导料装置(3)上的分隔件中，且分隔件为一U型分隔框；
所述分隔件导料装置(3)包括分隔件的进料部分(31)、出料部分(32)和连接部分(33)，所述进料部分(31)包括多个相互配合的进料辊，所述出料部分(32)包括多个相互配合的出料辊，所述进料辊与出料辊垂直，且进料辊顶面低于出料辊顶面；所述连接部分(33)包括与进料辊平行的第一导辊(34)、与出料辊平行的第二导辊(35)，所述第一导辊(34)的外壁上开设有环形卡槽(36)，所述第二导辊(35)连接有升降驱动装置，且升降驱动装置驱动第二导辊(35)下降至最低处时，第二导辊(35)卡合于环形卡槽(36)内，升降驱动装置驱动第二导辊(35)升起至最高处时，第二导辊(35)顶面与出料辊顶面平齐；
所述箱体导料装置(4)用于实现箱体的进料和出料，同时配合分隔件导料装置(3)将装有工件的分隔件装载至箱体中。
2.根据权利要求1所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述连接部分(33)包括两个平行的固定安装板(37)，且所述第一导辊(34)转动安装于两个固定安装板(37)之间；所述固定安装板(37)顶部低于所述出料辊顶部。
3.根据权利要求2所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述升降驱动装置包括升降液压缸(38)和U型安装架(39)，所述U型安装架(39)固定于升降液压缸(38)顶部，且U型安装架(39)位于两个固定安装板(37)之间；所述第二导辊(35)转动安装于U型安装架(39)内，且U型安装架(39)位于最低处时，其顶部低于进料辊顶部。
4.根据权利要求3所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述分隔件导料装置(3)还包括电动导料推杆(30)，所述电动导料推杆(30)贯穿设置于其中一个固定安装板(37)上，并在第二导辊(35)升起后，将位于连接部分(33)上的分隔件推至出料部分(32)上。
5.根据权利要求1所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述分拣机械手(23)包括固定于安装立柱(21)顶部的转动电机(24)、以及通过转动电机(24)驱动转动的安装顶板(25)，所述安装顶板(25)上对称设有两个负压发生装置(26)和升降气缸(27)，两个所述升降气缸(27)的底部均安装有负压吸盘(28)，并通过负压吸盘(28)负压吸取工件进料装置(1)上的工件。
6.根据权利要求1所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述箱体导料装置(4)包括箱体的进料传送带(41)、出料传送带(42)和翻转部件(43)，且所述翻转部件(43)设置于进料传送带(41)与出料传送带(42)之间；
所述箱体由进料传送带(41)输送至翻转部件(43)上时，开口朝向出料部分(32)；所述翻转部件(43)上设有自动升降台(44)，以驱动箱体开口与出料部分(32)相对应；
所述箱体通过翻转部件(43)进行90°翻转，使箱体以开口朝上的方向在所述出料传送带(42)上运输。
7.根据权利要求6所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述翻转部件(43)包括L型翻转架(431)、翻转连杆(432)和翻转电机(433)；所述L型翻转架(431)对称设有两个，所述翻转连杆(432)焊接于两个L型翻转架(431)的中间部位，且翻转电机(433)与翻转连杆(432)转动连接；所述进料传送带(41)和出料传送带(42)的一端均伸入至两个L型翻转架(431)之间，并对称位于翻转连杆(432)的两侧。
8.根据权利要求7所述的一种智能视觉工业机器人分拣装箱机构，其特征在于：所述自动升降台(44)包括安装于两个L型翻转架(431)上的升降台板(441)和升降电推杆(442)，且所述箱体由进料传送带(41)输送至翻转部件(43)上时，两个升降台板(441)均与进料传送带(41)平行，并对称位于进料传送带(41)的两侧。
9.一种智能视觉工业机器人分拣装箱方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的分拣装箱机构执行，且所述的分拣装箱方法包括如下步骤：
通过工件进料装置(1)执行工件进料，并在进料过程中通过视觉检测探头(22)对工件进行缺陷检测；
通过分隔件导料装置(3)的进料部分(31)执行分隔件的进料，使得分隔件定位于连接部分(33)上；
工件无缺陷时，通过分拣机械手(23)将工件分拣转运至连接部分(33)上的分隔件中；工件有缺陷时，通过工件进料装置(1)导出工件，进行返工；
通过箱体导料装置(4)导入箱体，同时通过连接部分(33)将装载有工件的分隔件转运至出料部分(32)；出料部分(32)与箱体导料装置(4)配合，将分隔件装载至箱体内，完成分拣装箱。
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