CN114044363A - 一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备 - Google Patents

一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其包括输送线、料盘放置台、料篮放置台、上料机器人和收料机器人，其中，上料机器人包括电性连接的机器人视觉定位系统和上料机械手；收料机器人包括竖向线性模组和收料机械手，竖向线性模组用于带动收料机械手升降，从而将输送线上的玻璃片抓取并放置在的所述料穴中。所述机器人视觉定位系统对所述玻璃料盘上放置的玻璃片进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片的位置调整所述上料机械手的运动轨迹，以准确抓取所述料盘放置台上的所述玻璃片，并将抓取到的所述玻璃片放置在所述输送线上；收料机器人能够将输送线上的玻璃片抓取并放置在对应的料穴中，从而完成玻璃片的自动化收料过程。

Description

一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备
技术领域
本发明及玻璃片收料装置技术领域，尤其涉及一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备。
背景技术
手机玻璃自动化设备具有工位多、节拍快、产能大、精度高的特点，传统收料工序使用大量人工，通过手工把玻璃收集到托盘中，手工作业耗费大量劳动力从事枯燥、重复性的工作，效率低、拿取和放置玻璃时容易磕碰和污染玻璃，造成不良品，人员直接从运转的输送线上取玻璃，存在安全隐患。
专利(申请号：201910484784.2)公开了一种玻璃自动收料机及收料方法，所述玻璃自动收料机包括防护组件、机架、拆叠盘组件、Scara机器人、吸盘组件和输送带；所述防护组件安装在机架上方，用于成摞空托盘输入和成摞满托盘输出的拆叠盘组件安装在机架上；输送带安装在机架上并与上游的输送线对接将玻璃从上游输送线引流到输送带上；吸盘组件安装在Scara机器人上，Scara机器人安装在机架上，并将位于输送带上的玻璃吸取、转移到拆叠盘组件上的托盘中。
上述方案中的玻璃自动收料机只能将输送带上的整块的玻璃转移到托盘中，而无法实现对切割后的玻璃片的自动化收料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，解决现有技术中的玻璃自动收料机无法实现对切割后的玻璃片完成自动化收料的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备,包括：
输送线；
料盘放置台，固定设置在所述输送线的上游，用于放置玻璃料盘，所述玻璃料盘上放置有若干个待收集的玻璃片；
料篮放置台，固定设置在所述输送线的下游，用于放置玻璃料篮，所述玻璃料篮上设置有若干排料穴，每一排均包括若干个所述料穴；
上料机器人，包括电性连接的机器人视觉定位系统和上料机械手，所述机器人视觉定位系统对所述玻璃料盘上放置的玻璃片进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片的位置调整所述上料机械手的运动轨迹，以准确抓取所述料盘放置台上的所述玻璃片，并将抓取到的所述玻璃片放置在所述输送线上；
收料机器人，包括竖向线性模组和收料机械手，所述竖向线性模组用于带动所述收料机械手升降，从而将所述输送线上的玻璃片抓取并放置在对应的所述料穴中。
进一步的，所述上料机械手包括：
若干个第一升降驱动件，沿横向并排地固定设置在所述上料机器人上，相邻的两个所述第一升降驱动件的间距均相等；
若干个与所述第一升降驱动件一一对应的第一真空吸盘，分别固定安装在对应的所述第一升降驱动件输出端的底端；
所述机器人视觉定位系统在所述玻璃料盘上一次识别与所述第一真空吸盘数量对应的若干个玻璃片，并将所述玻璃片的坐标发送至所述上料机器人，所述上料机器人依次将所述上料机械手移动至所述坐标对应的位置处，并将若干个所述玻璃片一一抓取后，将所述玻璃片放置在所述输送线上。
进一步的，所述收料机械手包括：
转动驱动件，固定设置在所述上料机器人上；
支撑架，与所述转动驱动件的输出端固定连接，所述转动驱动件能够带动所述支撑架转动90°；
若干个与所述第一升降驱动件数量相等的第二真空吸盘，沿纵向并排地固定安装在所述支撑架的底部；相邻的两个所述第二真空吸盘的间距、相邻的两个所述第一真空吸盘的间距、以及每一排所述料穴中相邻的两个所述料穴的间距均相等。
进一步的，所述收料机器人还包括横向线性模组，所述竖向线性模组固定设置在所述横向线性模组上；
所述收料机器人每收料一次，所述横向线性模组带动所述竖向线性模组以及所述收料机械手向前移动一次，每次移动的距离为相邻两排所述料穴的间距。
进一步的，所述收料机器人还包括固定设置在所述竖向线性模组上的纵向线性模组，所述转动驱动件固定设置在所述纵向线性模组上，所述纵向线性模组能够带动所述转动驱动件沿着所述输送线的长度方向移动。
进一步的，所述第一升降驱动件的数量、所述第二真空吸盘的数量以及每排所述料穴中所述料穴的数目均设有6个。
进一步的，所述机器人视觉定位系统包括摄像机系统和控制模块，所述摄像机系统用于视觉图像的采集，并将采集到的视觉图像传输至所述控制模块，所述控制模块通过图像识别方法，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到所述上料机器人各关节误差值，最后控制所述上料机械手动作以抓取所述玻璃料盘上放置的玻璃片。
进一步的，所述输送线为等距输送线，其运行一次的距离与其自身长度相等。
进一步的，所述料盘放置台的两侧均固定设置有第一挡板，两个所述第一挡板之间在所述料盘放置台的上表面形成料盘放置空间。
进一步的，所述料篮放置台的两端均固定设置有第二挡板，两个所述第二挡板在所述料篮放置台的上表面形成料篮放置空间。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
所述基于视觉定位的玻璃片自动收料设备中，所述机器人视觉定位系统对所述玻璃料盘上放置的玻璃片进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片的位置调整所述上料机械手的运动轨迹，以准确抓取所述料盘放置台上的所述玻璃片，并将抓取到的所述玻璃片放置在所述输送线上；所述收料机器人能够将所述输送线上的玻璃片抓取并放置在对应的所述料穴中，从而完成玻璃片的自动化收料过程。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明提供了一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其结构如图1所示,包括输送线1、料盘放置台2、料篮放置台3、上料机器人4和收料机器人5，其中，所述料盘放置台2固定设置在所述输送线1的上游，用于放置玻璃料盘20，所述玻璃料盘20上放置有若干个待收集的玻璃片200；所述料篮放置台3固定设置在所述输送线1的下游，用于放置玻璃料篮30，所述玻璃料篮30上设置有若干排料穴300，每一排均包括若干个所述料穴300，所述料穴300的长度与所述玻璃片200的宽度相匹配、厚度与所述玻璃片200的厚度相匹配；所述上料机器人4包括电性连接的机器人视觉定位系统41和上料机械手42，所述机器人视觉定位系统41对所述玻璃料盘20上放置的玻璃片200进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片200的位置调整所述上料机械手42的运动轨迹，以准确抓取所述料盘放置台2上的所述玻璃片200，并将抓取到的所述玻璃片200放置在所述输送线1上；所述收料机器人5包括竖向线性模组51和收料机械手52，所述竖向线性模组51用于带动所述收料机械手52升降，从而将所述输送线1上的玻璃片200抓取并放置在对应的所述料穴300中。
所述基于视觉定位的玻璃片自动收料设备中，所述机器人视觉定位系统41对所述玻璃料盘20上放置的玻璃片200进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片200的位置调整所述上料机械手42的运动轨迹，以准确抓取所述料盘放置台2上的所述玻璃片200，并将抓取到的所述玻璃片200放置在所述输送线1上；所述收料机器人5能够将所述输送线1上的玻璃片200抓取并放置在对应的所述料穴300中，从而完成玻璃片的自动化收料过程。
作为优选的实施例，所述上料机械手42包括若干个第一升降驱动件421和若干个与所述第一升降驱动件421一一对应的第一真空吸盘422，所述第一升降驱动件421沿横向并排地固定设置在所述上料机器人4上，相邻的两个所述第一升降驱动件421的间距均相等；所述第一真空吸盘422分别固定安装在对应的所述第一升降驱动件421输出端的底端；所述机器人视觉定位系统41在所述玻璃料盘20上一次识别与所述第一真空吸盘422数量对应的若干个玻璃片200，并将所述玻璃片200的坐标发送至所述上料机器人4，所述上料机器人4依次将所述上料机械手42移动至所述坐标对应的玻璃片200的位置处，并将对应的所述玻璃片200一一抓取后，将所述玻璃片200放置在所述输送线1上。
通过在所述上料机械手42上并排设置若干个所述第一升降驱动件421，并在所述第一升降驱动件421输出端固定设置所述第一真空吸盘422，使得所述上料机械手42能够一次抓取多个所述玻璃片200，提高了上料抓取效率。
作为优选的实施例，所述收料机械手52包括转动驱动件521、支撑架522以及若干个与所述第一升降驱动件421数量相等的第二真空吸盘523，所述转动驱动件521固定设置在所述上料机器人4上；所述支撑架522与所述转动驱动件521的输出端固定连接，所述转动驱动件521能够带动所述支撑架522转动90°；若干个所述第二真空吸盘523沿纵向并排地固定安装在所述支撑架522的底部；相邻的两个所述第二真空吸盘523的间距、相邻的两个所述第一真空吸盘422的间距、以及每一排所述料穴300中相邻的两个所述料穴300的间距均相等。
通过在所述支撑架522的底部并排地固定安装若干个与所述第一升降驱动件421数量相等的第二真空吸盘523，使得所述收料机械手52能够将所述上料机械手42放置在所述输送线1上的一排所述玻璃片200全部抓起；而且，由于所述玻璃片200在所述玻璃料盘20以及所述输送线1上均为水平放置，通过设置所述转动驱动件521以带动所述支撑架522转动90°，从而能够调整所述收料机械手52抓取到的所述玻璃片200的角度至竖直状态，以与所述料穴300相匹配。
作为优选的实施例，所述收料机器人5还包括横向线性模组53，所述竖向线性模组51固定设置在所述横向线性模组53上；所述收料机器人5每收料一次，所述横向线性模组53带动所述竖向线性模组51以及所述收料机械手52向前移动一次，每次移动的距离为相邻两排所述料穴300的间距，使得所述收料机械手52抓取的一排所述玻璃片200的位置与对应一排的所述料穴300的位置相对应。
作为优选的实施例，所述收料机器人5还包括固定设置在所述竖向线性模组51上的纵向线性模组54，所述转动驱动件521固定设置在所述纵向线性模组54上，所述纵向线性模组54能够带动所述转动驱动件521沿着所述输送线1的长度方向移动，方便所述收料机器人5根据所述输送线1的长度调节所述收料机械手52的位置。
作为优选的实施例，所述第一升降驱动件421的数量、所述第二真空吸盘523的数量以及每排所述料穴300中所述料穴300的数目均设有6个。
作为优选的实施例，所述机器人视觉定位系统41包括摄像机系统和控制模块，所述摄像机系统用于视觉图像的采集，并将采集到的视觉图像传输至所述控制模块，所述控制模块通过图像识别方法，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到所述上料机器人4各关节误差值，最后控制所述上料机械手42动作以抓取所述玻璃料盘20上放置的玻璃片200。作为具体的实施例，所述摄像机系统为CCD摄像机系统。
作为优选的实施例，所述输送线1为等距输送线，其运行一次的距离与其自身长度相等，即为所述上料机器人4和所述收料机器人5之间的距离。在该实施例中，所述输送线1的驱动装置为步进电机，所述步进电机能够控制所述输送线1每次移动相等的距离。
作为优选的实施例，所述料盘放置台2的两侧均固定设置有第一挡板21，两个所述第一挡板21之间在所述料盘放置台2的上表面形成料盘放置空间。
作为优选的实施例，所述料篮放置台3的两端均固定设置有第二挡板31，两个所述第二挡板31在所述料篮放置台3的上表面形成料篮放置空间。
为了方便地理解本发明，以下结合图1对本方案的工作原理进行详细说明：
工作前，将激光裂片好的玻璃连同所述玻璃料盘20放置在所述料盘放置台2上，并通过所述料盘放置台2两侧的所述第一挡板21对所述玻璃料盘20定位；同时，将所述玻璃料篮30放置在所述料篮放置台3上，并通过所述料篮放置台3两端的所述第二挡板31对所述玻璃料篮30定位。开启所述上料机器人4和所述收料机器人5，所述机器人视觉定位系统41启动，其中，所述摄像机系统采集所述玻璃料盘20上部分的玻璃片200的图像，并将拍摄的图像传递至所述控制模块，该步骤相当于离线学习的过程，学习结束后，所述摄像机系统不停地采集图像，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到所述上料机器人4各关节位置给定值，并控制所述上料机械手42移动至待抓取玻璃片200对应的坐标位置处，将对应的玻璃片200一一抓取，直至将一次采集的6块玻璃片200均抓取后，所述上料机器人4动作将抓取的6块玻璃片200放置在所述输送线1上。在该实施例中，由于所述第一升降驱动件421沿横向并排设置，所述第一真空吸盘422分别固定安装在对应的所述第一升降驱动件421输出端的底端，在将6块玻璃片200放置在所述输送线1上时，6块玻璃片200沿着所述输送线1的纵向排成一排。
当所述上料机械手42将6块所述玻璃片200放置在所述输送线1上后，所述输送线1上启动，将6块所述玻璃片200输送至所述收料机器人5对应的位置处，所述收料机器人5启动使所述收料机械手52动作以将6块所述玻璃片200从所述输送线1上抓取，抓取后，所述转动驱动件521启动并带动所述支撑架522旋转90°，将6块所述玻璃片200由水平调整至竖直状态，并将6块所述玻璃片200插入同一排的6个所述料穴300中。重复上述步骤，直至将所述玻璃料盘20中所有的玻璃片200均抓取并放置在所述玻璃料篮30中的所述料穴300中。
在该实施例中，所述输送线1、所述上料机器人4以及所述收料机器人5的动作由PLC程序控制。作为优选的实施例，所述玻璃片200沿着所述输送线1的纵向排成3排后，PLC程序控制所述输送线1动作，将所述玻璃片200输送至所述收料机器人5对应的位置处。
本发明提供的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备具有以下有益效果：
(1)所述机器人视觉定位系统41对所述玻璃料盘20上放置的玻璃片200进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片200的位置调整所述上料机械手42的运动轨迹，以准确抓取所述料盘放置台2上的所述玻璃片200，并将抓取到的所述玻璃片200放置在所述输送线1上；所述收料机器人5能够将所述输送线1上的玻璃片200抓取并放置在对应的所述料穴300中，从而完成玻璃片的自动化收料过程；
(2)通过在所述上料机械手42上并排设置若干个所述第一升降驱动件421，并在所述第一升降驱动件421输出端固定设置所述第一真空吸盘422，使得所述上料机械手42能够一次抓取多个所述玻璃片200，提高了上料抓取效率；
(3)通过在所述支撑架522的底部并排地固定安装若干个与所述第一升降驱动件421数量相等的第二真空吸盘523，使得所述收料机械手52能够将所述上料机械手42放置在所述输送线1上的一排所述玻璃片200全部抓起；而且，由于所述玻璃片200在所述玻璃料盘20以及所述输送线1上均为水平放置，通过设置所述转动驱动件521以带动所述支撑架522转动90°，从而能够调整所述收料机械手52抓取到的所述玻璃片200的角度至竖直状态，以与所述料穴300相匹配；
(4)所述收料机器人5每收料一次，所述横向线性模组53带动所述竖向线性模组51以及所述收料机械手52向前移动一次，每次移动的距离为相邻两排所述料穴300的间距，使得所述收料机械手52抓取的一排所述玻璃片200的位置与对应一排的所述料穴300的位置相对应。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，包括：
输送线；
料盘放置台，固定设置在所述输送线的上游，用于放置玻璃料盘，所述玻璃料盘上放置有若干个待收集的玻璃片；
料篮放置台，固定设置在所述输送线的下游，用于放置玻璃料篮，所述玻璃料篮上设置有若干排料穴；
上料机器人，包括电性连接的机器人视觉定位系统和上料机械手，所述机器人视觉定位系统对所述玻璃料盘上放置的玻璃片进行拍摄定位后，根据定位到的所述玻璃片的位置调整所述上料机械手的运动轨迹，以抓取所述料盘放置台上的所述玻璃片，并将抓取到的所述玻璃片放置在所述输送线上；
收料机器人，包括竖向线性模组和固定在所述竖向线性模组上的收料机械手，所述竖向线性模组用于带动所述收料机械手升降，以将所述输送线上的玻璃片抓取并放置在对应的所述料穴中。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述上料机械手包括：
若干个第一升降驱动件，沿横向并排地固定设置在所述上料机器人上，相邻的两个所述第一升降驱动件的间距均相等；
若干个与所述第一升降驱动件一一对应的第一真空吸盘，分别固定安装在对应的所述第一升降驱动件输出端的底端；
所述机器人视觉定位系统在所述玻璃料盘上一次识别与所述第一真空吸盘数量对应的若干个玻璃片，并将所述玻璃片的坐标发送至所述上料机器人，所述上料机器人依次将所述上料机械手移动至所述坐标对应的位置处，并将若干个所述玻璃片一一抓取后，将所述玻璃片放置在所述输送线上。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述收料机械手包括：
转动驱动件，固定设置在所述上料机器人上；
支撑架，与所述转动驱动件的输出端固定连接，所述转动驱动件能够带动所述支撑架转动90°；
若干个与所述第一升降驱动件数量相等的第二真空吸盘，沿纵向并排地固定安装在所述支撑架的底部；相邻的两个所述第二真空吸盘的间距、相邻的两个所述第一真空吸盘的间距、以及每一排所述料穴中相邻的两个所述料穴的间距均相等。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述收料机器人还包括横向线性模组，所述竖向线性模组固定设置在所述横向线性模组上；
所述收料机器人每收料一次，所述横向线性模组带动所述竖向线性模组以及所述收料机械手向前移动一次，每次移动的距离为相邻两排所述料穴的间距。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述收料机器人还包括固定设置在所述竖向线性模组上的纵向线性模组，所述转动驱动件固定设置在所述纵向线性模组上，所述纵向线性模组能够带动所述转动驱动件沿着所述输送线的长度方向移动。
6.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述第一升降驱动件的数量、所述第二真空吸盘的数量以及每排所述料穴中所述料穴的数目均设有6个。
7.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述机器人视觉定位系统包括摄像机系统和控制模块，所述摄像机系统用于视觉图像的采集，并将采集到的视觉图像传输至所述控制模块，所述控制模块通过图像识别方法，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到所述上料机器人各关节误差值，最后控制所述上料机械手动作以抓取所述玻璃料盘上放置的玻璃片。
8.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述输送线为等距输送线，其运行一次的距离与其自身长度相等。
9.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述料盘放置台的两侧均固定设置有第一挡板，两个所述第一挡板之间在所述料盘放置台的上表面形成料盘放置空间。
10.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的玻璃片自动收料设备，其特征在于，所述料篮放置台的两端均固定设置有第二挡板，两个所述第二挡板在所述料篮放置台的上表面形成料篮放置空间。
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