CN115924255B - 一种物资送检前自动封样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物资送检前自动封样系统，包括输送机构以及视觉定位机构，所述输送机构用于输送待封样物资，包括输送组件以及托盘，所述托盘用于放置待封样物资，其中输送组件包括依次设置的初始段输送组件、封样段输送组件以及转运段输送组件，封样段输送组件一侧设置自动封样机构，自动封样机构包括封样控制机箱、多轴机器抓取设备以及设置在多轴机器抓取设备一侧的封样组件；所述视觉定位机构设置在多轴机器抓取设备上，包括3D相机、2D相机以及视觉识别系统。本发明的整个环节流程全部是自动化，依靠软件硬件的相互配合，数据的相互传输，无需人工介入干预，即可快速高效完成封样任务，从而有效保证后期检测公平公正。

Description

一种物资送检前自动封样系统

技术领域

本发明涉及封样技术领域，涉及物资检测前性能标签覆盖技术，特别是涉及一种物资送检前自动封样系统。

背景技术

封样送检指把封样送到检测中心进行质量检验。其中封样的意思就是除了设备参数、把厂家信息屏蔽掉(封起来，看不见厂家信息)。这样检测的时候，检测机构只知道检测的设备，不知道是哪个厂家的以及设备本身的参数，以此保证检测的公平公正性。

目前送检前封样操作都是人工进行，具体为操作人员根据物资上的铭牌信息在电脑中编辑相关信息后打印出封样标签；然后将封样标签裁切成与物资铭牌大小相符的尺寸后在粘贴于物资铭牌上，做到将铭牌信息完全覆盖；上述人工进行封样，不仅统一的调度性相对差、人工劳动强度大、作业效率低下、监管困难，而且人员参与，对后期检测的公平公正性还存在影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能够自动进行封样、且封样效率高且可以保证后期检测公平公正的物资送检前自动封样系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种物资送检前自动封样系统，包括输送机构、视觉定位机构以及自动封样机构，所述输送机构用于输送待封样物资，包括输送组件以及托盘，所述托盘设置在输送组件上，用于放置待封样物资，其中输送组件包括依次设置的初始段输送组件、封样段输送组件以及转运段输送组件，所述封样段输送组件一侧设置自动封样机构，所述自动封样机构包括封样控制机箱、多轴机器抓取设备以及设置在多轴机器抓取设备一侧的封样机架，所述封样机架上分别设置有剥标组件、打印组件、模切组件以及二次定位平台，所述视觉定位机构设置在多轴机器抓取设备上，包括3D相机、2D相机以及视觉识别系统，启动3D相机对位于封样段输送组件上的待封样物资进行抓拍，驱动多轴机器抓取设备带动2D相机至拍照铭牌的最佳位置，实现铭牌尺寸及位置信息的自动获取；打印组件根据获取的铭牌信息打印封样标签，并通过多轴机器抓取设备依次将打印完的封样标签转移至二次定位平台进行定位，转移至模切组件处进行裁切，转移至剥标组件处进行剥标，最终将封样标签转移至铭牌位置完成粘贴封样。

而且，所述初始段输送组件包括链式输送机、限位导向组、限位板以及预检单元，所述链式输送机的输送初始端处两侧对称设置有限位导向组，所述限位导向组包括导向盒体以及导向轮辊，所述导向盒体对称安装在链式输送机的输送初始端处的机架两侧，导向盒体内均布间隔安装有多个导向轮辊；所述链式输送机中部位置设置有预检单元，所述预检单元包括检测机架以及设置在检测机架上摄像头，所述链式输送机上设置有连廊传感器。

而且，所述封样段输送组件包括底座、旋转盘、旋转电机以及链式输送机，所述底座上安装有旋转盘，所述旋转盘上固装有链式输送机，旋转电机驱动旋转盘带动链式输送机旋转，实现置于链式输送机上的物资进行旋转封样以及转移。

而且，所述转运段输送组件的一侧还设置有人工抽检组件，所述人工抽检组件包括抽检机架以及安装在抽检机架上的辊轮。

而且，所述多轴机器抓取设备包括底座、安装在底座上的六轴机械手以及安装在其六轴机械手端部的抓取组件，所述抓取组件包括抓取盘、吸盘组以及滚轮组，所抓取盘为中空八边形台，所述中空八边形台的侧壁上间隔设置有四组吸盘组，每组吸盘组包括气缸、伸缩杆、吸盘以及弹簧，所述气缸固装在中空八边形台内侧壁，所述气缸端部活动安装伸缩杆，所述伸缩杆端部安装有吸盘座，所述吸盘座上间隔设置有多个吸盘，所述伸缩杆上同轴套装有弹簧，所述弹簧一端设置在八边形台面，另一端设置在吸盘座上；所述中空八边形台的台面中部设置有滚轮组，所述滚轮组包括两台气缸、伸缩杆、弹簧以及滚轮，两台气缸设置在八边形台面内侧，所述气缸的伸缩杆伸出台面，且两根伸缩杆之间共同安装有连接杆，连接杆上安装有滚轮，且所述伸缩杆上还外套有弹簧；实现缓冲滚压的目的。

而且，所述打印组件包括标签打印机，每种标签共用一台标签打印机，且标签纸由人工上料，所述标签纸为防撕标签纸。

而且，所述二次定位平台包括定位台、定位挡边、气缸以及限位板，所述定位平台不对称两边设置有定位挡边，所述定位平台另外不对称两边均设置有气缸，气缸的伸缩杆端部固装有限位板；启动气缸，带动限位板推动标签纸对标签纸进行定位。

而且，所述模切组件包括标签模切机，所述标签模切机采用视觉定位模切机。

而且，所述剥标组件包括剥标板、夹爪、夹爪气缸、滑台气缸、伺服模组以及标签废料收集盒，所述剥标板设置在伺服模组一侧，所述伺服模组上滑动安装有滑台气缸，所述滑台气缸前端固装夹爪气缸，所述夹爪气缸前端安装有夹爪，所述夹爪对应剥标板设置，所述剥标板上用于放置标签纸，启动夹爪气缸，夹住标签纸一端，同时启动滑台气缸以及多轴机器抓取设备，标签纸被多轴机器抓取设备吸走，废纸被夹爪放入标签废料收集盒内，完成剥标。

而且，所述3D相机，是大视野的镜头，最大视野可达到2m*1.6m，用于拍照确定铭牌的具体空间位置并将相关信息传递给视觉识别系统；所述2D相机，用于拍照物资上的铭牌具体信息，并将相关信息传递给视觉识别系统。

本发明的优点和积极效果是：

本发明采用全新的自动封样系统，替代传统人工封样操作，解决了人工封样效率低下、对后期检测的公平公正性还存在影响的问题；而且本系统依靠软件硬件的相互配合，数据的相互传输，无需人工介入干预，即可快速高效完成封样任务；且采用的六轴机械手配合视觉识别系统，臂展半径可达到3.2米，实现了对检测物资类型的基本全覆盖；利用硬件方面的3D和2D相机相结合，并配合六轴轴机械手的任意位置角度的运动，且基于识别技术，能准确的识别铭牌的位置与尺寸；配置的视觉相机及六轴机械手，都可以获取外部环境信息，具有记忆及推理判断等能力，待类似形状位置大小的物资被拍照贴标完成后，在有二次拍照识别和张贴时效果会更佳，可以有效提升张贴的准确率；在视觉系统确定铭牌大小尺寸后，模切机会根据相关信息自动裁切生成与铭牌大小尺寸相匹配的标签，做到盲样标签完全覆盖铭牌。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明多轴机器抓取设备结构示意图；

图3为本发明封样组件结构示意图；

图4为本发明成品标签示意图。

其中，1、封样控制机箱；2、多轴机器抓取设备；3、封样组件；4、封样段输送组件；5、转运段输送组件；6、人工抽检组件；7、初始段输送组件；8、托盘；2-1、底座；2-2、六轴机械手；3-1、模切组件；3-2、二次定位平台；3-3、封样机架；3-4、打印组件；2-3-1、抓取盘；2-3-2吸盘组；2-3-3滚轮组。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种物资送检前自动封样系统，包括输送机构、视觉定位机构以及自动封样机构，所述输送机构用于输送待封样物资，包括输送组件以及托盘8，所述托盘设置在输送组件上，用于放置待封样物资，其中输送组件包括依次设置的初始段输送组件7、封样段输送组件4以及转运段输送组件5，所述封样段输送组件一侧设置自动封样机构，所述自动封样机构包括封样控制机箱1、多轴机器抓取设备2以及设置在多轴机器抓取设备一侧的封样组件3，所述封样组件包括封样机架3-3，所述封样机架上分别设置有剥标组件3-5、打印组件3-4、模切组件3-1以及二次定位平台3-2，所述视觉定位机构设置在多轴机器抓取设备上，包括用于确定铭牌的具体位置的3D相机、用于拍照铭牌的具体信息及尺寸的2D相机以及视觉识别系统，启动3D相机对位于封样段输送组件上的待封样物资进行抓拍，通过视觉识别系统判断铭牌的具体高度，并下达指令给多轴机器抓取设备来进行路径规划，带动2D相机至拍照铭牌的最佳位置，实现铭牌尺寸及位置信息的自动获取；打印组件根据获取的铭牌信息打印封样标签，并通过多轴机器抓取设备依次将打印完的封样标签转移至二次定位平台进行定位，转移至模切组件处进行裁切，转移至剥标组件处进行剥标，最终将封样标签转移至铭牌位置完成粘贴封样。

所述初始段输送组件包括链式输送机、限位导向组、限位板以及预检单元，所述链式输送机的输送初始端处两侧对称设置有限位导向组，所述限位导向组包括导向盒体、弹簧以及导向轮辊，所述导向盒体对称安装在链式输送机的输送初始端处的机架两侧，导向盒体内均布间隔安装有多个导向轮辊，所述导向轮辊采用硅橡胶制成，用于对托盘限位导向作用；所述链式输送机中部位置设置有预检单元，所述预检单元包括检测机架以及设置在检测机架上摄像头，所述链式输送机上设置有连廊传感器。

所述封样段输送组件包括底座、旋转盘、旋转电机以及链式输送机，所述底座上安装有旋转盘，所述旋转盘上固装有链式输送机，旋转电机驱动旋转盘带动链式输送机旋转，实现置于链式输送机上的物资进行旋转封样以及转移；

所述转运段输送组件的一侧还设置有人工抽检组件6，所述人工抽检组件包括抽检机架以及安装在抽检机架上的辊轮，所述辊轮的设置，便于抽检人员移动封样物资进行检查；

所述多轴机器抓取设备包括底座2-1、安装在底座上的六轴机械手2-2以及安装在其六轴机械手端部的抓取组件2-3，所述抓取组件包括抓取盘2-3-1、吸盘组2-3-2以及滚轮组2-3-3，所抓取盘为中空八边形台，所述中空八边形台的侧壁上间隔设置有四组吸盘组，每组吸盘组包括气缸、伸缩杆、吸盘以及弹簧，所述气缸固装在中空八边形台内侧壁，所述气缸端部活动安装伸缩杆，所述伸缩杆端部安装有吸盘座，所述吸盘座上间隔设置有多个吸盘，所述伸缩杆上同轴套装有弹簧，所述弹簧一端设置在八边形台面，另一端设置在吸盘座上，起到缓冲的作用；所述中空八边形台的台面中部设置有滚轮组，所述滚轮组包括两台气缸、伸缩杆、弹簧以及滚轮，两台气缸设置在八边形台面内侧，所述气缸的伸缩杆伸出台面，且两根伸缩杆之间共同安装有连接杆，连接杆上安装有滚轮，且所述伸缩杆上还外套有弹簧；实现缓冲滚压的目的；

所述六轴机械手具有很高的自由度，适合任何轨迹或角度的工作；可完成全自动化的工作，提高生产效率；功能特性，操作非常简便，可实现不同工件之间的灵活快捷更换；精度高，重复精度达到了0.06mm，采用高质量、高性能谐波减速机，使在运行工程中不断重复定位，保证精度；速度快，采用了轻质器件、高功率微信型马达，提高了速度，从而缩短了时间；臂展大，最大臂展半径达到3.2米，能满足各种不同物料不同位置的需求。

所述底座采用了圆筒式钢结构，占地面积小，稳定性强，能够确保机械手在任何角度位置的稳定不倾覆；

所述抓取组件安装在机械手工具端；在一定尺寸范围内的标签共用一个吸盘，目前规划4个吸盘。吸不同尺寸的标签时可通过机械手末端关节的转动实现更换吸盘。标签贴到铭牌上后通过安装在抓取盘的滚轮滚压，排除标签气泡。

所述打印组件包括标签打印机，所述标签打印机受上位机控制，每种标签共用一台打印机，标签纸由人工上料，一次放料最多约为100张；打印完成的标签由机械手吸盘吸走；

所述标签纸为防撕标签纸，尺寸统一为A4尺寸210*297mm；标签打印时需要在标签四个角添加四个参考点，标签样式：具体见附图4；参考点供后面模切机识别定位以及机械手吸取标签视觉定位；每一张标签纸切割一张成品标签，其余边框为废料；产品铭牌需贴唯一标识，供视觉识别，唯一标识为白底黑字；

所述二次定位平台包括定位台、定位挡边、气缸以及限位板，所述定位平台不对称两边设置有定位挡边，所述定位平台另外不对称两边均设置有气缸，气缸的伸缩杆端部固装有限位板；启动气缸，带动限位板推动标签纸对标签纸进行定位；

所述模切组件包括标签模切机，所述标签模切机采用视觉定位模切机，通过视觉定位标签参考点对标签进行定位；

所述剥标组件包括剥标板、夹爪、夹爪气缸、滑台气缸、伺服模组以及标签废料收集盒，所述剥标板设置在伺服模组一侧，所述伺服模组上滑动安装有滑台气缸，所述滑台气缸前端固装夹爪气缸，所述夹爪气缸前端安装有夹爪，所述夹爪对应剥标板设置，所述剥标板上用于放置标签纸，启动夹爪气缸，夹住标签纸一端，同时启动滑台气缸以及多轴机器抓取设备，标签纸被多轴机器抓取设备吸走，废纸被夹爪放入标签废料收集盒内，完成剥标；

本发明的视觉识别系统为现有成熟的图像识别系统盒定位系统，这边就不多阐述；

进一步，所述3D相机，是大视野的镜头，最大视野可达到2m*1.6m，用于拍照确定铭牌的具体空间位置并将相关信息传递给视觉识别系统；所述2D相机，用于拍照物资上的铭牌具体信息，并将相关信息传递给视觉识别系统；视觉识别系统,通过自身的运算，将从相机传递回来的实时图像信息运算转化为数字信号，从而控制六轴机械手的运动轨迹；其中视觉识别误差≤2mm@1m，视觉识别时间≤1min；

所述封样控制机箱内设置有上位机控制系统；

本发明的工作过程如下：

待测物资通过叉车放置在托盘上，启动初始段输送组件的链式输送机，将待测物资运输到封样段输送组件的链式输送机上，当预检单元以及连廊传感器检测到待测物资已经封样段输送组件处时，上位机控制系统将需要拍照的信号传递给3D相机，启动3D相机对位于封样段输送组件上的待封样物资进行抓拍，通过视觉识别系统判断铭牌的具体高度，并下达指令给多轴机器抓取设备来进行路径规划，带动2D相机至拍照铭牌的最佳位置，实现铭牌尺寸及位置信息的自动获取；若未检测到铭牌，启动旋转盘，让待测物资进行旋转，直至2D相机至拍照铭牌的最佳位置，上位机控制系统将处理后需打印的标签信息传递给打印组件，打印组件根据获取的铭牌信息打印封样标签，并通过多轴机器抓取设备的六轴机械手通过末端的标签吸盘将打印完的封样标签转移至二次定位平台进行定位，定位结束后，六轴机械手将标签送至模切机处按照需覆盖的物资铭牌尺寸大小进行切边处理，做到能够完全遮盖铭牌；裁切完成后，六轴机械手将标签送至标签二次定位平台进行再次定位，定位结束后，六轴机械手将转移至剥标组件处，将标签与标签废料剥离，完成标签的制作，制作完成后，六轴机械手吸附标签按照拍照确定好的位置将标签粘贴在铭牌表面，并用滚轮滚压确保粘贴牢靠；滚压完成，2D相机再次对已贴好的标签拍照并上传封样完成的信息，机械手回至原点，封样流程结束，然后再启动旋转盘，将封样段输送组件的链式输送机与转运段输送组件的链式输送机同向设置进行传输，然后抽检人员定期去人工抽检组件处进行抽检检查。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种物资送检前自动封样系统，其特征在于：包括输送机构、视觉定位机构以及自动封样机构，所述输送机构用于输送待封样物资，包括输送组件以及托盘，所述托盘设置在输送组件上，用于放置待封样物资，其中输送组件包括依次设置的初始段输送组件、封样段输送组件以及转运段输送组件，所述封样段输送组件一侧设置自动封样机构，所述自动封样机构包括封样控制机箱、多轴机器抓取设备以及设置在多轴机器抓取设备一侧的封样机架，所述封样机架上分别设置有剥标组件、打印组件、模切组件以及二次定位平台，所述视觉定位机构设置在多轴机器抓取设备上，包括 3D 相机、2D 相机以及视觉识别系统，启动3D相机对位于封样段输送组件上的待封样物资进行抓拍，驱动多轴机器抓取设备带动2D相机至拍照铭牌的最佳位置，实现铭牌尺寸及位置信息的自动获取；打印组件根据获取的铭牌信息打印封样标签，并通过多轴机器抓取设备依次将打印完的封样标签转移至二次定位平台进行定位，转移至模切组件处进行裁切，转移至剥标组件处进行剥标，最终将封样标签转移至铭牌位置完成粘贴封样；

所述多轴机器抓取设备包括底座、安装在底座上的六轴机械手以及安装在其六轴机械手端部的抓取组件，所述抓取组件包括抓取盘、吸盘组以及滚轮组，所述抓取盘为中空八边形台，所述中空八边形台的侧壁上间隔设置有四组吸盘组，每组吸盘组包括气缸、伸缩杆、吸盘以及弹簧，所述气缸固装在中空八边形台内侧壁，所述气缸端部活动安装伸缩杆，所述伸缩杆端部安装有吸盘座，所述吸盘座上间隔设置有多个吸盘，所述伸缩杆上同轴套装有弹簧，所述弹簧一端设置在八边形台面，另一端设置在吸盘座上；所述中空八边形台的台面中部设置有滚轮组，所述滚轮组包括两台气缸、伸缩杆、弹簧以及滚轮，两台气缸设置在八边形台面内侧，所述气缸的伸缩杆伸出台面，且两根伸缩杆之间共同安装有连接杆，连接杆上安装有滚轮，且所述伸缩杆上还外套有弹簧；实现缓冲滚压的目的。

2.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述初始段输送组件包括链式输送机、限位导向组、限位板以及预检单元，所述链式输送机的输送初始端处两侧对称设置有限位导向组，所述限位导向组包括导向盒体以及导向轮辊，所述导向盒体对称安装在链式输送机的输送初始端处的机架两侧，导向盒体内均布间隔安装有多个导向轮辊；所述链式输送机中部位置设置有预检单元，所述预检单元包括检测机架以及设置在检测机架上摄像头，所述链式输送机上设置有连廊传感器。

3.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述封样段输送组件包括底座、旋转盘、旋转电机以及链式输送机，所述底座上安装有旋转盘，所述旋转盘上固装有链式输送机，旋转电机驱动旋转盘带动链式输送机旋转，实现置于链式输送机上的物资进行旋转封样以及转移。

4.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述转运段输送组件的一侧还设置有人工抽检组件，所述人工抽检组件包括抽检机架以及安装在抽检机架上的辊轮。

5.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述打印组件包括标签打印机，每种标签共用一台标签打印机，且标签纸由人工上料，所述标签纸为防撕标签纸。

6.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述二次定位平台包括定位台、定位挡边、气缸以及限位板，所述定位台不对称两边设置有定位挡边，所述定位台另外不对称两边均设置有气缸，气缸的伸缩杆端部固装有限位板；启动气缸，带动限位板推动标签纸对标签纸进行定位。

7.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述模切组件包括标签模切机，所述标签模切机采用视觉定位模切机。

8.根据权利要求 1 所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述剥标组件包括剥标板、夹爪、夹爪气缸、滑台气缸、伺服模组以及标签废料收集盒，所述剥标板设置在伺服模组一侧，所述伺服模组上滑动安装有滑台气缸，所述滑台气缸前端固装夹爪气缸，所述夹爪气缸前端安装有夹爪，所述夹爪对应剥标板设置，所述剥标板上用于放置标签纸，启动夹爪气缸，夹住标签纸一端，同时启动滑台气缸以及多轴机器抓取设备，标签纸被多轴机器抓取设备吸走，废纸被夹爪放入标签废料收集盒内，完成剥标。

9.根据权利要求 1所述的物资送检前自动封样系统，其特征在于：所述 3D 相机，是大视野的镜头，最大视野为 2m*1.6m，用于拍照确定铭牌的具体空间位置并将相关信息传递给视觉识别系统；所述 2D 相机，用于拍照物资上的铭牌具体信息，并将相关信息传递给视觉识别系统。