CN114535114B - 输送线上工件随动分拣系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输送线上工件随动分拣系统，包括工件拾取设备，工件拾取设备的拾取端能回转调节拾取角度，并在驱动件的驱动下既能沿竖直方向移动，又能沿输送线的输送方向移动；还包括检测设备，所述检测设备包括用于获取输送线移速的第一检测装置和用于获取输送线上各工件图像的第二检测装置；检测设备和工件拾取设备通信连接，并依据第二检测装置获取的图像中工件的角度调节拾取端的拾取角度，并在设定点开始依据第一检测装置获取的移速控制工件拾取设备的拾取端与输送线同步移动，同时控制工件拾取设备的拾取端以设定速度竖直向下拾取工件。本发明的输送线上工件随动分拣系统具有定位精度高、随动能力强并实现工件准确分拣等优点。
Description
技术领域
本发明涉及工件拾取技术领域，尤其涉及一种输送线上工件随动分拣系统。
背景技术
随着制造业的发展，工件的类别逐渐增多，一条生产输送线上可能需要运输多种工件。然而源头零件还是人工分拣居多，人工分拣效率低且容易出现失误，还具有一定的安全风险，不仅会导致零件掉落损坏，更严重的还会造成人身伤亡事故。而现有的机器拾取方案无法在移动的输送线上准确定位工件，解决这种问题的方式是装备较大的端拾设备完全覆盖工件，但这种方式导致驱动能源的浪费，还会降低拾取效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种定位精度高、随动能力强并实现工件准确分拣的输送线上工件随动分拣系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种输送线上工件随动分拣系统，架设在用于输送工件的输送线上，包括工件拾取设备，所述工件拾取设备的拾取端能回转调节拾取角度，并在驱动件的驱动下既能沿竖直方向移动，又能沿输送线的输送方向移动；还包括检测设备，所述检测设备包括用于获取输送线移速的第一检测装置和用于获取输送线上各工件图像的第二检测装置；所述检测设备和工件拾取设备通信连接，并依据第二检测装置获取的图像中工件的角度调节拾取端的拾取角度，并在设定点开始依据第一检测装置获取的移速控制工件拾取设备的拾取端与输送线同步移动，同时控制工件拾取设备的拾取端以设定速度竖直向下拾取工件。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述第一检测装置为设置在输送线框架上的旋转编码器，旋转编码器的旋转侧和输送线的输送带接触。
所述检测设备还包括中控单元，中控单元和编码器通信连接，编码器将工件到达第二检测装置的图像获取位置时的值B发送至中控单元；所述中控单元内预设有工件从图像获取位置到达工件拾取设备的拾取范围时编码器的变化值A，所述中控单元以编码器实时值D满足D-B＝A+C时作为设定点，所述C为预设于中控单元内的提前等待量。
所述第二检测装置包括暗室以及设置于暗室内部的照明件和相机，所述暗室沿输送线的输送方向设置在工件拾取设备的前方，其底部开口罩设在输送线上方，并和输送线之间留有允许工件穿过的间隙。
所述暗室内的顶部设有多个照明件，暗室内的每个侧壁上设有至少一个照明件。
所述第二检测装置还包括光电传感器，所述光电传感器沿输送线的输送方向设置在暗室的前方，并于工件经过时发送信号至相机，所述相机依据信号获取该工件的图像。
所述工件拾取设备跨设在输送线的上方，且输送线在工件拾取设备跨设位置的两侧各设有多个工件容置区。
所述中控单元包括分类预存有工件图像并预存工件类型与各工件容置区之间匹配关系的数据库，所述中控单元依据第二检测装置所获取的工件图像判定工件的类型，并依据工件类型发送信号至工件拾取设备，控制工件拾取设备将拾取的该工件放置于匹配的工件容置区内。
所述数据库还用于存储对应各工件容置区的工件量，所述中控单元控制工件拾取设备完成放置动作后实时调节所述数据库内工件容置区的工件量。
所述中控单元包括分各角度预存工件图像并对应工件角度预存有工件拾取设备抓取角度信息的数据库，所述中控单元依据第二检测装置所获取的工件图像判定图像中工件的角度，并依据角度发送信号调节拾取端的拾取角度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的输送线上工件随动分拣系统，通过第二检测装置获取工件自身的角度，并直接调节工件拾取设备拾取端的角度，使之与工件的角度适配，保证拾取角度适当。还通过第一检测装置获取工件根随输送线移动的速度，在拾取过程中不仅控制拾取端沿竖直方向执行向下靠近工件(输送线)所在平面的移动动作，还控制拾取端沿输送方向执行和工件移速一致的移动动作，从而在下移拾取的过程中，使拾取端和工件保持在同一竖直位置上。
这种拾取方式相比直接竖直移位拾取工件的方式来说，拾取端不会在拾取瞬间与工件出现水平方向的相对移动，避免错位导致的工件掉落情况，还能避免错位导致拾取位置与工件中较高加工要求的位置干涉造成工件失效，确保工件的质量，本系统这种驱动拾取方式具有随动能力强和定位精度高的优点。
附图说明
图1是本发明的输送线上工件随动分拣系统的示意图；
图2是本发明的输送线上工件随动分拣系统中暗室的内部结构图。
图例说明：1、输送线；2、工件拾取设备；4、检测设备；41、第一检测装置；42、第二检测装置；421、暗室；422、照明件；423、相机；424、光电传感器；5、工件容置区。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例：
如图1所示，本实施例的输送线上工件随动分拣系统，架设在用于输送工件的输送线1上，包括工件拾取设备2，工件拾取设备2的拾取端能回转调节拾取角度，并在驱动件的驱动下既能沿竖直方向移动，又能沿输送线1的输送方向移动；还包括检测设备4，检测设备4包括用于获取输送线1移速的第一检测装置41和用于获取输送线1上各工件图像的第二检测装置42；检测设备4和工件拾取设备2通信连接，并依据第二检测装置42获取的图像中工件的角度调节拾取端的拾取角度，并在设定点开始依据第一检测装置41获取的移速控制工件拾取设备2的拾取端与输送线1同步移动，同时控制工件拾取设备2的拾取端以设定速度竖直向下拾取工件。
本系统在拾取过程中不仅控制拾取端沿竖直方向执行向下靠近工件、即输送线1所在平面的竖直移动动作，还控制拾取端沿输送方向执行和工件移速一致的移动动作，从而在下移拾取的过程中，使拾取端和工件保持在同一竖直位置。再结合拾取端本身的拾取角度与工件的角度适配，使拾取端和工件在拾取的过程中仅存在竖直高度上的位置差。这种拾取方式相比直接竖直移位拾取工件的方式来说，拾取端不会在拾取瞬间与工件出现水平方向的相对移动，避免错位导致的工件掉落情况，还能避免错位导致拾取位置与工件中较高加工要求的位置干涉造成工件失效，确保工件的质量。且正是由于不会出现错位情形，所以拾取端可以选用和工件恰好适配的端拾设备或设置和工件面积适配的端拾范围，避免浪费驱动能源。
本实施例中的工件拾取设备2为机械手，具有常规机械手所具备的功能，如拾取端可以绕竖直轴线回转、拾取端能在机械臂的带动下水平移动和竖直移动等常见功能，因此在此不做赘述。检测设备4可以通过控制机械臂中作为驱动件的气缸、油缸、电动推杆以及电机等结构控制拾取端的移位和回转，在此不做赘述。
本实施例中，第一检测装置41为设置在输送线1框架上的旋转编码器，旋转编码器的旋转侧和输送线1的输送带接触，以实时获取输送线1的输送速度。这种实时直接获取输送线1移速的方式相比于以往获取电机输出功率等间接获取移速的方式来说，能够准确获知输送带出现跳动等速度变化的情况，并实时控制拾取端，保持和工件移速的高度一致，规避错位的可能性。
本实施例中，检测设备4还包括中控单元，中控单元和编码器通信连接，编码器将工件到达第二检测装置42的图像获取位置时的值B发送至中控单元。中控单元内预设有工件从图像获取位置到达工件拾取设备2的拾取范围时编码器的变化值A。相机423安装后，会对相机423进行标定，目的是将相机423与机械手坐标系联立，假设输送线1上图像获取位置(相机423位置)到拾取范围的距离为10m，则变化值A为输送线1输送10m时编码器的变化值。中控单元以编码器实时值D满足D-B＝A+C时作为设定点，开始依据第一检测装置41获取的移速控制工件拾取设备2的拾取端与输送线1同步移动，同时控制工件拾取设备2的拾取端以设定速度竖直向下拾取工件，以确保准确拾取工件。其中C为预设于中控单元内的提前等待量，为大于0的值，该值可以人工调节，起到消除拾取偏差的作用。
本实施例中，如图2所示，第二检测装置42包括暗室421以及设置于暗室421内部的照明件422和相机423，暗室421沿输送线1的输送方向设置在工件拾取设备2的前方，其底部开口罩设在输送线1上方，并和输送线1之间留有允许工件穿过的间隙。工件随输送线1移动至暗室421后，从间隙进入暗室421罩设范围，暗室421自身能够屏蔽外部环境光，由照明件422提供照明，相机423在设定的照明环境下获取更加清晰优质的图像，之后工件再从另一侧间隙离开暗室421罩设范围，移动至工件拾取设备2处。
本实施例中，暗室421内部设有框架，如图2所示，顶部框架上设有多个照明件422，支撑各侧壁的框架上均设有至少一个照明件422。不均匀照明会产生暗影，暗影与工件本身一起被识别可能会造成工件类型识别错误或工件角度识别错误，本实施例这种照明方式能够消除顶部打光造成的四周暗影，从而精确识别工件的类别和角度，保证拾取和码放的准确性。
本实施例中，第二检测装置42还包括光电传感器424，光电传感器424沿输送线1的输送方向设置在暗室421的前方。输送线1上游来的工件经过光电传感器424时，触发延时拍照信号，当工件完全进入暗室421后照明件422亮起，提供良好的打光环境配合相机423进行拍照。
本实施例中，工件拾取设备2跨设在输送线1的上方，输送线1在工件拾取设备2跨设位置的两侧各设有多个工件容置区5，这种布置位置较为合理，一个工件拾取设备2能够分拣多个工件并在两侧进行码垛，增大了工件拾取设备2可以摆动码放的范围。
本实施例中，中控单元还包括分类预存有工件图像并预存工件类型与各工件容置区5之间匹配关系的数据库，数据库还用于存储各工件容置区5的坐标。中控单元接收第二检测装置42所获取的工件图像后，与数据库内预存的工件图像比对，得到相似度最高的工件类型，从而判定该工件的类型。之后依据工件类型与工件容置区5之间的匹配关系，得到应该放置的工件容置区5的坐标，再发送包含坐标的码放信号至工件拾取设备2，控制工件拾取设备2将拾取的该工件放置于匹配的工件容置区5内。
本实施例中，数据库还用于存储对应各工件容置区5的工件量，中控单元控制工件拾取设备2完成放置动作后实时调节所述数据库内工件容置区5的工件量。本实施例中，可以在中控单元发送码放信号后便视为工件拾取设备2完成放置动作。本实施例中，各工件容置区5可以再划分为a、b、c、d等多个小区，数据库内存储有各小区的坐标以及工件量，在码放时，中控单元先输出第一个小区a的坐标，当中控单元实时调节小区a内的工件量n达到小区a的容量时，下次便控制工件拾取设备2向小区b的坐标码放，之后依次完成各位置的码放。
本实施例中，数据库还用于分各角度预存工件图像并对应工件角度预存有工件拾取设备2抓取角度信息。中控单元接收第二检测装置42所获取的工件图像后，与数据库内预存图像比对，从而判定图像中工件的角度，之后发送包含有抓取角度信息的信号至工件拾取设备2，从而调节拾取端的拾取角度。本实施例中中控单元的上述功能可以通过常规电气即软件控制结构实现，因此具体的结构设置在此不做具体赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种输送线上工件随动分拣系统，架设在用于输送工件的输送线(1)上，包括工件拾取设备(2)，其特征在于：所述工件拾取设备(2)的拾取端能回转调节拾取角度，并在驱动件的驱动下既能沿竖直方向移动，又能沿输送线(1)的输送方向移动；还包括检测设备(4)，所述检测设备(4)包括用于获取输送线(1)移速的第一检测装置(41)和用于获取输送线(1)上各工件图像的第二检测装置(42)；所述检测设备(4)和工件拾取设备(2)通信连接，并依据第二检测装置(42)获取的图像中工件的角度调节拾取端的拾取角度，并在设定点开始依据第一检测装置(41)获取的移速控制工件拾取设备(2)的拾取端与输送线(1)以一致的移速同步移动，同时控制工件拾取设备(2)的拾取端以设定速度竖直向下拾取工件。
2.根据权利要求1所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述第一检测装置(41)为设置在输送线(1)框架上的旋转编码器，旋转编码器的旋转侧和输送线(1)的输送带接触。
3.根据权利要求2所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述检测设备(4)还包括中控单元，中控单元和编码器通信连接，编码器将工件到达第二检测装置(42)的图像获取位置时的值B发送至中控单元；所述中控单元内预设有工件从图像获取位置到达工件拾取设备(2)的拾取范围时编码器的变化值A，所述中控单元以编码器实时值D满足D-B＝A+C时作为设定点，所述C为预设于中控单元内的提前等待量。
4.根据权利要求1所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述第二检测装置(42)包括暗室(421)以及设置于暗室(421)内部的照明件(422)和相机(423)，所述暗室(421)沿输送线(1)的输送方向设置在工件拾取设备(2)的前方，其底部开口罩设在输送线(1)上方，并和输送线(1)之间留有允许工件穿过的间隙。
5.根据权利要求4所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述暗室(421)内的顶部设有多个照明件(422)，暗室(421)内的每个侧壁上设有至少一个照明件(422)。
6.根据权利要求4所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述第二检测装置(42)还包括光电传感器(424)，所述光电传感器(424)沿输送线(1)的输送方向设置在暗室(421)的前方，并于工件经过时发送信号至相机(423)，所述相机(423)依据信号获取该工件的图像。
7.根据权利要求1所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述工件拾取设备(2)跨设在输送线(1)的上方，且输送线(1)在工件拾取设备(2)跨设位置的两侧各设有多个工件容置区(5)。
8.根据权利要求7所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述检测设备(4)还包括中控单元，中控单元包括分类预存有工件图像并预存工件类型与各工件容置区(5)之间匹配关系的数据库，所述中控单元依据第二检测装置(42)所获取的工件图像判定工件的类型，并依据工件类型发送信号至工件拾取设备(2)，控制工件拾取设备(2)将拾取的该工件放置于匹配的工件容置区(5)内。
9.根据权利要求8所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述数据库还用于存储对应各工件容置区(5)的工件量，所述中控单元控制工件拾取设备(2)完成放置动作后实时调节所述数据库内工件容置区(5)的工件量。
10.根据权利要求1所述的输送线上工件随动分拣系统，其特征在于：所述检测设备(4)还包括中控单元，中控单元包括分各角度预存工件图像并对应工件角度预存有工件拾取设备(2)抓取角度信息的数据库，所述中控单元依据第二检测装置(42)所获取的工件图像判定图像中工件的角度，并依据角度发送信号调节拾取端的拾取角度。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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