CN117208333B - 多臂协作打包机器人的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多臂协作打包机器人的控制方法，它属于医疗器械领域，其以解决现有技术中灭菌物品打包过程繁琐，操作人员的劳动强度大、效率低的问题。它主要包括初次上电回零；无纺布自动上料；灭菌托盘上料；更换末端夹具工具盘；左右翻折无纺布；上下折布粘贴胶带；粘贴灭菌包标签；转移到成品缓存台。本发明主要使用了三台六自由度机械臂以及众多的检测和执行元器件，可以完全代替手术器械灭菌包的人员自动的完成打包，自动化程度高。

Description

多臂协作打包机器人的控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体地说，尤其涉及一种多臂协作打包机器人的控制方法。

背景技术

多臂协作打包机器人适用于医院智慧化消毒供应中心的包装区，主要为了实现手术器械的自动打包。手术后污染的手术器械灭菌前需要将手术器械检查后使用无纺布分类包装到器械篮筐中。以往医院消毒供应中心使用人力打包，多臂协作打包机器人的实现解决了智慧型消毒供应中心手术器械自动打包的问题点，全程无人干预，不仅降低了劳动力成本，提高了工作效率，也对手术器械包的打包质量有了提升，同时人员尽量少接触未消毒的器械也减少了医疗感染的风险，是智慧型消毒供应中心重要的步骤。

现有技术中公开号为CN111392108B的申请文件公开了一种消毒供应中心器械自动分类传输打包机器人，其包括电动行走机构、控制主机、语音获取模块、第一距离检测模块、第二距离检测模块和工作台，电动行走机构用于装配在消毒供应中心地面上的导轨上，清洗消毒机放置和打包机分别设置在导轨的两端，控制主机根据清洗消毒机发出的语音信号、器械的种类标签以及与清洗消毒机的距离对机器人进行运动控制。但其采用的是单机械臂控制和定点输出，通过多轴直线模组配合专用夹具实现无纺布的取料，折叠，封包，贴胶等操作，体积大，灵活性不足。

本方法基本结构包括整机调度模块、无纺布送料、机械臂运动平台控制、机械臂末端工具更换、相机矫正系统、自动上胶带、自动贴标签等步骤。整机调度模块将上述各个模块集中到一起，将无纺布篮筐打包的各个流程串联起来，完成整个打包流程。可有效节约劳动力，提高包装效率与包装质量，降低操作人员的劳动强度，有效避免人工操作时的二次污染风险。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种多臂协作打包机器人的控制方法，以解决现有技术中灭菌物品打包过程繁琐，操作人员的劳动强度大、效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多臂协作打包机器人的控制方法，包括如下步骤:

S1：上电回零：在初次上电后需要对设备的所有状态初始化，并且各电机和电动执行器回零位；

S2：无纺布自动上料：开始上料无纺布指令后，无纺布上料电机开始动作，将装有无纺布的物料盒向外伸出到位，机器人机械臂将无纺布夹起抬高，随后平移到后侧，将无纺布从料盒中拉出到工作台上；

S3：灭菌篮筐上料：机器人机械臂带着灭菌篮筐工具盘运动到夹灭菌篮筐位置，机械臂运动到上方拍照位置，定点拍照后计算出偏移量并控制机器人机械臂在偏移基础上夹准灭菌篮筐，将灭菌篮筐抬起后放到打包工作台中间位置；

S4：更换末端夹具工具盘：机器人机械臂到达更换夹具工具盘位置，更换机器人机械臂的夹具工具盘从而对应完成不同的打包工序；

S5：左右翻折无纺布；通过多个机器人机械臂相配合完成无纺布的左右翻折动作，使整个无纺布左右方向完全包裹灭菌篮筐；

S6：上下折布粘贴胶带：通过多个机器人机械臂相配合完成无纺布的上下翻折动作，并将折好的无纺布粘贴固定；

S7：粘贴灭菌包标签：打印出对应灭菌篮筐的灭菌指示标签，机器人机械臂打印出的的灭菌指示标签吸起，粘贴到已经包好的灭菌包上；

S8：将步骤S7中已经打包完成的灭菌包夹起转移到成品缓存台，完成单件灭菌包的自动打包流程，依次循环执行步骤S1-S7进行下一次打包操作。

进一步地，所述的步骤S1中，首先机器人机械臂需要把姿势调整为初始姿态，在初始姿态下可以在回零时不与其他设备有碰撞干涉点；之后三个机械臂的运动平台电机回零点，无纺布上料电机回零；完成后，如果机械臂工具盘不是所需的工具盘，各机器人机械臂的运动平台将机械臂移动到更换夹具位置，机械臂调用换夹具程序段进行更换。

进一步地，所述的步骤S2中，机器人机械臂包括左机械臂、右机械臂和中间机械臂，左机械臂和右机械臂的运动平台分别控制左机械臂和右机械臂到设备的最外侧，等待无纺布料盒到位，左机械臂和右机械臂将无纺布夹起来抬高，机械臂平移到后侧，将无纺布从料盒中拉出到工作台上。

进一步地，所述的步骤S2中，无纺布的物料盒设置为多层，每层放置不同尺寸的无纺布，并且每层料盒由一个步进电机驱动；在步进电机和滚珠丝杠的配合驱动下，自动上料系统可以根据整机调度模块的命令将规定尺寸的无纺布料盒伸到取布位置，机械臂带着相应的取布工具盘完成自动吸布、夹布、自动摆放一系列动作。

进一步地，所述的步骤S3中，拍照时相机在中间机械臂的带动下，移动到缓存台上方定点拍一张灭菌篮筐的照片，根据照片的信息视觉信息系统可以根据图片信息判断出灭菌篮筐的尺寸大小，并将信息发送给整机调度系统，整机调度系统根据该尺寸大小选择不同规格的无纺布给无纺布上料的步进电机；视觉信息系统可以根据灭菌篮筐的图片信息辅助判断篮筐内器械的种类和数量，验证操作人员发送的灭菌包信息是否和当前打包的灭菌包信息是否匹配。

进一步地，所述的步骤S4中，左机械臂由吸布夹布工具盘更换为压布工具盘、右机械臂由吸布夹布工具盘更换为短折布工具盘、中间机械臂由夹灭菌篮筐工具盘更换为长折布工具盘；左机械臂、右机械臂和中间机械臂上分别安装有一个主盘快换装置；主盘快换装置通气时，主盘会和工具盘脱开，主盘快换装置气源关闭时，主盘会和工具盘吸合并且保持吸合状态；主要依靠主盘和工具盘的更换和配合实现末端功能的多样性；当机械臂需要更换气动工具时，会将原有的副盘放到固定工位上，吸附新的工具盘；主盘和工具盘是一对多的关系，同一主盘在气源接口充足的情况下适配多种工具盘。

进一步地，所述的步骤S5中左右翻折无纺布具体包括以下：中间机械臂长折布工具盘运动到无纺布左侧，从左侧贴着玻璃台面插入无纺布中夹紧无纺布抬高，中间机械臂运动平台向右运动，运动中无纺布会将灭菌篮筐裹起来，运动到最远端后运动平台保持不动，左机械臂使用压布夹具工作盘将裹住的无纺布压住，自动夹布功能将左侧已经裹住的无纺布和灭菌篮筐夹住；此时完成了左侧的折布；中间机械臂调整到折布姿势，中间机械臂运动平台运动到右侧折布位置，使用同样的办法折起右边无纺布，使整个无纺布左右方向完全包裹灭菌篮筐。并用右侧机械臂短折布夹具工作盘将灭菌篮筐压住。

进一步地，所述的步骤S5中，中间机械臂拉起左侧医用无纺布时，配合夹紧块进行定位灭菌篮筐；打包机器人的工作台面是一个玻璃材质的工作台面，定位伺服电动执行器在玻璃台面下带动一块高磁性磁铁，在玻璃台面上有对应的高磁性磁铁连接夹紧块，这样的定位伺服电动执行器动作时，台面上的夹紧块也可以在磁性的作用下一起运动，夹紧块隔着工作台面在磁力牵引下跟随定位伺服电动执行器上的磁吸块同时向灭菌篮筐侧边位置移动，进行夹布固筐操作，辅助完成灭菌篮筐侧边收布，保证灭菌篮筐直角边处折叠效果。

进一步地，所述的步骤S6中上下折布粘贴胶带具体包括以下：右侧机械臂短折布夹具工具盘压紧灭菌篮筐，使用左侧机械臂压布工具盘竖直将灭菌篮筐的上侧无纺布沿着篮筐边沿压下，使无纺布头部的布翘起向中间收紧；抬起短折布夹布工具盘将翘起的头部无纺布捋紧，打开短折布夹布工具盘夹嘴，夹住无纺布并抬高，此时将做机械臂的压布工具盘抬起去更换吸胶带工具盘；右机械臂控制短折布夹布工具盘夹着无纺布头部向中间压下，左机械臂换好吸胶带工具盘后从自动出胶带处吸起自动出的胶带，吸胶带吸嘴形成负压后控制胶带机剪断胶带，夹胶带装置松开夹爪；左机械臂吸胶带工具盘吸着胶带将灭菌篮筐头部折好的无纺布粘贴固定；使用同样的办法将底部的无纺布折好并贴好胶带。

进一步地，所述的步骤S7中，标签的来源是一台标签打印机，将要打包的灭菌篮筐标签信息发送给标签打印机，并在规定的步骤打印出来，等待机器人机械臂吸附使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方法使用了三台六自由度机械臂以及众多的检测和执行元器件，可以完全代替手术器械灭菌包的人员自动的完成打包，自动化程度高。

2、本发明对比传统设备，多臂协作打包机器人为了完成更多动作采用了主盘更换工具盘的控制方法，使得同一台机械臂可以拥有更过功能，减少了设备的成本，运行更加灵活，设备部署简单，占地面积小。

3、本方法使用了视觉辅助的方法，当灭菌托盘在缓存架上摆放不规则时，可以根据图像信息自动的完成机械臂抓取校准，识别速度快、定位精度高。并且可通过视觉识别篮筐的大小和灭菌篮筐内的器械的种类辅助系统自动完成打包和核对。

附图说明

图1是本发明的程序流程图；

图2是本发明的控制系统内部结构图；

图3是本发明的设备结构示意图。

图中：1、左机械臂；2、右机械臂；3、中间机械臂；4、标签打印机；5、相机；6、夹紧块；7、无纺布供料机构；8、缓存架；9、纸胶带供料机构；10、运动平台；11、遥控器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地描述说明。

实施例1、一种多臂协作打包机器人的控制方法，所述的多臂协作打包机器人包括主体框架、清洗托盘缓存台、灭菌托盘缓存台和器械筐，主体框架外侧设有固定支架，如图3所示，所述的主体框架上设有无纺布供料机构7、纸胶带供料机构9、标签打印机4、缓存架8、工作台、机械臂机构和总控制柜；机械臂机构连接机械臂控制箱；所述的缓存架8上设有若干工具盘，工具盘包括左机械臂吸布夹布工具盘、右机械臂吸布夹布工具盘、中间机械臂夹灭菌篮筐工具盘、中间机械臂长折布工具盘、左机械臂吸胶带工具盘、左机械臂压布工具盘、右机械臂短折布工具盘、右机械臂2吸标签工具盘，所述的机械臂上设有相机5；所述的工作台上设有固定板，固定板上设有夹包系统，所述夹包系统包括若干夹紧块6和电动执行器，所述的若干夹紧块6分别通过联动块连接有电动执行器；机械臂控制箱、动作检测机构、相机5、标签打印机4和夹包系统均连接于整机调度模块，如图2所示，整机调度模块控制各模块运行。所述的机械臂机构包括左机械臂1、右机械臂2和中间机械臂3，左机械臂1、右机械臂2和中间机械臂3对应设有运动平台10，运动平台10、左机械臂1、右机械臂2和中间机械臂3均有整机调度模块控制，整机调度模块电气连接遥控器11，进行设备人机交互，设置参数等；上述多臂协作打包机器人的控制方法，如图1所示，包括如下操作步骤:

步骤一：初次上电回零。在初次上电后需要对设备的所有状态初始化，并且各电机和电动执行器回零位，左右机械臂2需要将夹具换成吸布夹布工具盘，中间机械臂3需要换成夹灭菌托盘工具盘。但是更换时是有时序循序的，首先机械臂需要把姿势调整为初始姿态，在初始姿态下可以在回零时不与其他设备有碰撞干涉点。之后三个机械臂的运动平台10电机回零点，无纺布供料机构7回零。完成后，如果机械臂工具盘不是所需的工具盘，机械臂运动平台10控制机械臂位置到更换夹具位置，机械臂调用换夹具程序段。

步骤二：无纺布自动上料。开始上料无纺布指令后，无纺布上料电机开始动作，将装有无纺布的物料盒向外伸出到指定的距离，机械臂的运动平台10控制机械臂到设备的最外侧，等待无纺布料盒到位，机械臂调用取无纺布程序段，机械臂动作到取布位置，打开工具盘上吸无纺布的伯努利吸盘，将无纺布吸起来，检测到气压变高时认为已经将布吸起来。动作夹无纺布气夹，将无纺布夹紧，并关断吸无纺布伯努利吸盘。左机械臂1和右机械臂2的运动平台10分别控制左机械臂1和右机械臂2移动到设备的最外侧，等待无纺布料盒到位，左机械臂1和右机械臂2将无纺布夹起来抬高，然后平移到后侧，将无纺布从料盒中拉出到工作台上。

步骤三：灭菌托盘上料。整机调度控制中间机械臂3的运动平台10运动到夹灭菌托盘位置，机械臂运动到上方拍照位置，灭菌托盘工具盘上的相机5定点拍照后在工控机中计算出偏移量并控制机械臂在偏移基础上夹准灭菌篮筐，将篮筐抬起后放到打包玻璃工作台中间。

步骤四：更换末端夹具工具盘。控制三台机械臂的运动平台10到更换夹具工具盘位置，在互相不干涉的工作位置更换三台机械臂的夹具工具盘。左机械臂1由吸布夹布工具盘更换为压布工具盘、右机械臂2由吸布夹布工具盘更换为短折布工具盘、中间机械臂3由夹灭菌篮筐工具盘更换为长折布工具盘。

步骤五：左右翻折无纺布。控制左右机械臂2的运动平台10运动到最外端避免和中间机械臂3干涉。中间机械臂3长折布工具盘运动到无纺布一侧，从一侧贴着玻璃台面插入无纺布中夹紧无纺布抬高，中间机械臂3运动平台10向右运动，运动中无纺布会将灭菌篮筐裹起来，运动到最远端后运动平台10保持不动，左机械臂1使用压布夹具工作盘将裹住的无纺布压住，自动夹布功能将左侧已经裹住的无纺布和灭菌篮筐夹住。中间机械臂3往回撤回一段距离，使无纺布产生之字形的翻折面。右机械臂2用短折布工具盘将之字形的翻折面压住，中间长折布工具盘松开无纺布，右机械臂2抬高。此时完成了左侧的折布。中间机械臂3调整到折布姿势，中间机械臂3运动平台10运动到右侧折布位置，使用同样的办法折起右边无纺布，使整个无纺布左右方向完全包裹灭菌篮筐。并用右侧机械臂短折布夹具工作盘将灭菌篮筐压住。

步骤六：上下折布粘贴胶带。在右机械臂2短折布夹具工具盘压紧灭菌篮筐的同时，使用左侧机械臂压布工具盘竖直将灭菌篮筐的上侧无纺布沿着篮筐边沿压下，使无纺布头部的布翘起向中间收紧。抬起短折布夹布工具盘将翘起的头部无纺布捋紧，打开短折布夹布工具盘夹嘴，夹住无纺布并抬高，此时将左机械臂1的压布工具盘抬起去更换吸胶带工具盘。右机械臂2控制短折布夹布工具盘夹着无纺布头部向中间压下，左机械臂1换好吸胶带工具盘后从自动出胶带处吸起自动出的胶带，吸胶带吸嘴形成负压后控制胶带机剪断胶带，夹胶带装置松开夹爪。左机械臂1吸胶带工具盘吸着胶带将灭菌篮筐头部折好的无纺布粘贴固定。使用同样的办法将底部的无纺布折好并贴好胶带。此时的无纺布已经完成基本打包。

步骤七：粘贴灭菌包标签。在完成步骤六时，打包整机调度将灭菌篮筐的信息发送给标签打印机4，并出一张灭菌指示标签。右机械臂2将短折布工具盘放下，换到吸标签工具盘，将产生的灭菌指示标签吸起，粘贴到已经包好的灭菌包上。

步骤八：在完成步骤五时，中间机械臂3去将长折布工具盘更换为夹灭菌篮筐工具盘。在完成上述七步后，中间机械臂3使用夹灭菌篮筐工具盘将已经打包完成的灭菌包夹起来，转移到成品缓存台，整个自动打包流程完成。

实施例2、一种多臂协作打包机器人的控制方法，步骤一中，更换工具盘时是有时序循序的，首先机械臂需要把姿势调整为初始姿态，在初始姿态下可以在回零时，不与其他设备有碰撞干涉点；之后三个机械臂的运动平台10电机回零点，无纺布上料电机回零。完成后，如果机械臂工具盘不是所需的工具盘，各机械臂的运动平台10将机械臂移动到更换夹具位置，机械臂调用换夹具程序段进行更换。

左机械臂1、右机械臂2和中间机械臂3上分别安装有一个主盘快换装置；主盘快换装置通气时，主盘会和工具盘脱开，主盘快换装置气源关闭时，主盘会和工具盘吸合并且保持吸合状态；主要依靠主盘和工具盘的更换和配合实现末端功能的多样性；当机械臂需要更换气动工具时，会将原有的副盘放到固定工位上，吸附新的工具盘；主盘和工具盘是一对多的关系，同一主盘在气源接口充足的情况下适配多种工具盘。

机械臂的工具盘更换和工具盘的动力来源是压缩气源，压缩气源在阀岛的控制下完成动作。阀岛使用的是普通型阀岛和保持型阀岛两种，为了防止工具盘夹具夹持物品时突然断气或断电导致物品的掉落，在有风险的工具盘夹具上使用了保持型阀岛，同时由于更换保持型阀岛时，工具盘会和主盘脱开，此时由于保持型阀岛的特性，会有压缩空气从主盘漏出并产生噪音。因此将保持型阀岛的气源来源串联到普通型阀岛上。这样在更换工具盘时提前将该阀岛的气源断开，就不会产生漏气和噪音。

主盘和工具盘之间有通过突触形成的硬链接，将工具盘的动作检测元器件和主盘的接口连接，将信号传送到整机调度模块，系统根据接入信号的不同判断当前使用的工具盘是否正确，通过其他的接口连接检测到工具盘动作是否正确。

步骤二中，无纺布的物料盒设置为多层，每层放置不同尺寸的无纺布，并且每层料盒由一个步进电机驱动；在步进电机和滚珠丝杠的配合驱动下，自动上料系统可以根据整机调度模块的命令将规定尺寸的无纺布料盒伸到取布位置，机械臂带着相应的取布工具盘完成自动吸布、夹布、自动摆放等一系列动作。

步骤二中，左机械臂1和右机械臂2在夹取无纺布时，打开工具盘上吸无纺布的吸盘，将无纺布吸起来，检测到气压变高时认为已经将布吸起来；夹无纺布气夹动作，将无纺布夹紧，并关断吸无纺布的吸盘。

步骤三中，相机5在中间机械臂3的带动下，移动到缓存台上方定点拍一张灭菌篮筐的照片，根据照片的信息视觉信息系统可以根据图片信息判断出灭菌篮筐的尺寸大小，并将信息发送给整机调度系统，整机调度系统根据该尺寸大小选择不同规格的无纺布给无纺布上料的步进电机；视觉信息系统可以根据灭菌篮筐的图片信息辅助判断篮筐内器械的种类和数量，验证操作人员发送的灭菌包信息是否和当前打包的灭菌包信息是否匹配。

步骤五中，中间机械臂3拉起左侧医用无纺布时，配合夹紧块6进行定位灭菌篮筐；打包机器人的工作台面是一个玻璃材质的工作台面，定位伺服电动执行器在玻璃台面下带动一块高磁性磁铁，在玻璃台面上有对应的高磁性磁铁连接夹紧块6，这样的定位伺服电动执行器动作时，台面上的夹紧块6也可以在磁性的作用下一起运动，夹紧块6隔着工作台面在磁力牵引下跟随定位伺服电动执行器上的磁吸块同时向灭菌篮筐侧边位置移动，进行夹布固筐操作，辅助完成灭菌篮筐侧边收布，保证灭菌篮筐直角边处折叠效果。

步骤七中，标签的来源是一台标签打印机4，整机调度模块将要打包的灭菌篮筐标签信息发送给标签打印机4，并在规定的步骤打印出来，等待机械臂吸附使用。

机械臂机构的控制系统分为两部分，第一部写在机械臂机构的控制系统中，机械臂机构的程序分为调用主程序和执行子程序两部分；在主程序中主要是程序的框架和调用结构；执行子程序是机械臂每个执行单元的具体动作指令；将所有需要的动作提前写成单独的子程序并给子程序编号；第二部分的程序写在整机调度系统中，整机调度系统主要是对机械臂程序的调用逻辑；设置了变量A的数值为调用标志位；在整机调度系统给变量A赋值为1时，机械臂接收到变量A的值为1，并调用子程序编号1的动作开始执行，执行结束后将完成标志位B的值设置为1，整机调度系统收到机械臂发来的完成标志位B的值，判断步骤已经完成开始下一次的调用和步骤。同时机械臂完成动作时需要配合很多气动元器件的动作，由于整机的调度是在PLC一侧完成的，所以机械臂希望控制末端气动夹具动作时需要给PLC发送请求，因此给每个机械臂分别设置了中间变量C、D、E。在机械臂的子程序中，如果需要将气动元器件动作打开时，给中间变量C赋值1，PLC接收到中间变量C的数值，控制阀岛动作。当阀岛动作时，气动元器件的检测开关产生信号变化，PLC输入信号端接收到信号认为动作完成，整机调度继续进行下一个动作。其它与实施例1相同。

视觉矫正机械臂系统是一套基于视觉定位算法的软件系统，它和机械臂控制系统建立TCP通讯连接。当运行到需要视觉辅助定位校准机械臂位置的时候，机械臂运动到固定的姿态识别标志物，并将计算出的偏移量反馈给机械臂控制系统，机械臂系统中将运动设置为位移X+ΔX，机械臂在三个坐标系下根据分别不同的偏移量ΔX做出反应，使末端的工具盘可以正常完成动作。

视觉信息系统是一套基于视觉识别系统的软件系统，与整机调度模块建立通讯连接，当灭菌篮筐被放到打包上料缓存台上时，安装在机械臂上的相机5可以到缓存台上方定点拍一张灭菌篮筐的照片，根据照片的信息视觉信息系统可以根据图片信息判断出灭菌篮筐的尺寸大小，并将信息发送给整机调度系统，整机调度系统根据该尺寸大小选择不同规格的无纺布给无纺布自动上料系统供料。并且视觉信息系统可以根据灭菌篮筐的图片信息辅助判断篮筐内器械的种类和数量，验证操作人员发送的灭菌包信息是否和当前打包的灭菌包信息是否匹配。

自动贴胶带功能使用伺服模组配合自动出胶带机将胶带裁剪规定的长度，机械臂使用专用的吸胶带工具盘可以将拉直的胶带粘到包好的无纺布灭菌托盘上。根据无纺布灭菌托盘规格的不同，伺服模组可以和胶带机配合以达到裁剪不同长度的无纺布胶带的效果。吸胶带工具盘使用的是安装有微型真空发生器的吸嘴，当压缩空气经过微型真空发生器时会在吸嘴处形成负压，以达到吸附无纺布胶带的结果。

自动贴标签功能使用了专用的吸标签工具盘，机械臂使用吸标签工具盘将已经打印完成的标签吸起来粘贴到已经包好的无纺布灭菌包上。标签的来源是一台标签打印机4，设备工控机将将要打包的标签信息发送给标签打印机4，并在规定的步骤打印出来，等待机械臂吸附使用。

自动夹包功能使用了6根定位伺服电动执行器和4个电动推杆。在机械臂打包的过程中很多步骤需要灭菌托盘的固定夹持，并且将无纺布的位置和形态做调整。自动夹包功能可以通过4根纵向伺服定位电动执行器和2根横向伺服定位电动执行器将灭菌托盘夹紧。4个电动推杆可以在规定的步骤中动作使得无纺布的形态位置达到理想的打包效果。打包机器人的工作台面是一个玻璃材质的工作台面，6根定位伺服电动执行器在玻璃台面下带动一块高磁性磁铁，在玻璃台面上有对应的高磁性磁铁，这样在6根定位伺服电动执行器动作时，台面上的夹紧块6也可以在磁性的作用下一起运动。伺服电动执行器的动作指令是由打包系统整机调度系统发出的，首先根据机械结构的物理模型计算出伺服伺服电机和执行机构的传动关系，然后将伺服电动执行器的速度和位置命令以模块的形式写成速度位置表，当程序需要执行动作时调用速度位置表的序列号。自动夹包时根据灭菌托盘的不同规格选择不同的夹紧位置。

Claims (7)

1.一种多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：包括如下步骤:

S1：上电回零：在初次上电后需要对设备的所有状态初始化，并且各电机和电动执行器回零位；

S2：无纺布自动上料：开始上料无纺布指令后，无纺布上料电机开始动作，将装有无纺布的物料盒向外伸出到位，机器人机械臂将无纺布夹起抬高，随后平移到后侧，将无纺布从料盒中拉出到工作台上；其中机器人机械臂包括左机械臂(1)、右机械臂(2)和中间机械臂(3)，左机械臂(1)和右机械臂(2)的运动平台(10)分别控制左机械臂(1)和右机械臂(2)移动到设备的最外侧，等待无纺布料盒到位，左机械臂(1)和右机械臂(2)将无纺布夹起来抬高，然后平移到后侧，将无纺布从料盒中拉出到工作台上；

S3：灭菌篮筐上料：机器人机械臂带着灭菌篮筐工具盘运动到夹灭菌篮筐位置，机器人机械臂运动到上方拍照位置，定点拍照后计算出偏移量并控制机器人机械臂在偏移基础上夹准灭菌篮筐，将灭菌篮筐抬起后放到打包工作台中间位置；

S4：更换末端夹具工具盘：机器人机械臂到达更换夹具工具盘位置，更换机器人机械臂的夹具工具盘从而对应完成不同的打包工序；

S5：左右翻折无纺布；通过多个机器人机械臂之间相互配合完成无纺布的左右翻折动作，使整个无纺布左右方向完全包裹灭菌篮筐；

左右翻折无纺布具体包括以下：中间机械臂(3)长折布工具盘运动到无纺布左侧，从左侧贴着玻璃台面插入无纺布中夹紧无纺布抬高，中间机械臂(3)的运动平台(10)向右运动，运动中无纺布会将灭菌篮筐裹起来，运动到最远端后运动平台(10)保持不动，左机械臂(1)使用压布夹具工作盘将裹住的无纺布压住，自动夹布功能将左侧已经裹住的无纺布和灭菌篮筐夹住；此时完成了左侧的折布；中间机械臂(3)调整到折布姿势，中间机械臂(3)的运动平台(10)运动到右侧折布位置，使用同样的办法折起右边无纺布，使整个无纺布左右方向完全包裹灭菌篮筐，并用右侧机械臂短折布夹具工作盘将灭菌篮筐压住；中间机械臂(3)拉起左侧医用无纺布时，配合夹紧块(6)进行定位灭菌篮筐；打包机器人的工作台面是一个玻璃材质的工作台面，定位伺服电动执行器在玻璃台面下带动一块磁铁，在玻璃台面上有对应的磁铁连接夹紧块(6)，这样的定位伺服电动执行器动作时，台面上的夹紧块(6)也可以在磁性的作用下一起运动，夹紧块(6)隔着工作台面在磁力牵引下跟随定位伺服电动执行器上的磁吸块同时向灭菌篮筐侧边位置移动，进行夹布固筐操作，辅助完成灭菌篮筐侧边收布，保证灭菌篮筐直角边处折叠效果；

S6：上下折布粘贴胶带：通过多个机器人机械臂相配合完成无纺布的上下翻折动作，并将折好的无纺布粘贴固定；

S7：粘贴灭菌包标签：打印出对应灭菌篮筐的灭菌指示标签，机器人机械臂将打印出的灭菌指示标签吸起，粘贴到已经包好的灭菌包上；

S8：将步骤S7中已经打包完成的灭菌包夹起转移到成品缓存台，完成单件灭菌包的自动打包流程，依次循环执行步骤S1-S7进行下一次打包操作。

2.根据权利要求1所述的多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：所述的步骤S1中，首先机器人机械臂需要把姿势调整为初始姿态，在初始姿态下可以在回零时不会与其他设备有碰撞干涉点；之后三个机械臂的运动平台(10)电机回零点，无纺布上料电机回零；完成后，如果机械臂工具盘不是所需的工具盘，各机器人机械臂的运动平台(10)将机械臂移动到更换夹具位置，机械臂调用换夹具程序段进行更换。

3.根据权利要求1所述的多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：所述的步骤S2中，无纺布的物料盒设置为多层，每层放置不同尺寸的无纺布，并且每层物料盒由一个步进电机驱动；在步进电机和滚珠丝杠的配合驱动下，自动上料系统根据整机调度模块的命令将规定尺寸的无纺布料盒伸到取布位置，机器人机械臂带着相应的取布工具盘完成自动吸布、夹布、自动摆放一系列动作。

4.根据权利要求1所述的多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：所述的步骤S3中，拍照通过相机(5)进行，拍照时相机(5)在中间机械臂(3)的带动下，移动到缓存台上方定点拍一张灭菌篮筐的照片，根据照片的信息视觉信息系统根据图片信息判断出灭菌篮筐的尺寸大小，并将信息发送给整机调度系统，整机调度系统根据该尺寸大小选择不同规格的无纺布给无纺布上料的步进电机；视觉信息系统根据灭菌篮筐的图片信息辅助判断篮筐内器械的种类和数量，验证操作人员发送的灭菌包信息是否和当前打包的灭菌包信息是否匹配。

5.根据权利要求1所述的多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：所述的步骤S4中，左机械臂(1)由吸布夹布工具盘更换为压布工具盘、右机械臂(2)由吸布夹布工具盘更换为短折布工具盘、中间机械臂(3)由夹灭菌篮筐工具盘更换为长折布工具盘；左机械臂(1)、右机械臂(2)和中间机械臂(3)上分别安装有一个主盘快换装置；主盘快换装置通气时，主盘会和工具盘脱开，主盘快换装置气源关闭时，主盘会和工具盘吸合并且保持吸合状态。

6.根据权利要求1所述的多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：所述的步骤S6中上下折布粘贴胶带具体包括以下：右侧机械臂短折布夹具工具盘压紧灭菌篮筐，使用左侧机械臂压布工具盘竖直将灭菌篮筐的上侧无纺布沿着篮筐边沿压下，使无纺布头部的布翘起向中间收紧；抬起短折布夹布工具盘将翘起的头部无纺布捋紧，打开短折布夹布工具盘夹嘴，夹住无纺布并抬高，此时将机器人机械臂的压布工具盘抬起去更换吸胶带工具盘；右机械臂(2)控制短折布夹布工具盘夹着无纺布头部向中间压下，左机械臂(1)换好吸胶带工具盘后从自动出胶带处吸起自动出的胶带，吸胶带吸嘴形成负压后控制胶带机剪断胶带，夹胶带装置松开夹爪；左机械臂(1)吸胶带工具盘吸着胶带将灭菌篮筐头部折好的无纺布粘贴固定。

7.根据权利要求1所述的多臂协作打包机器人的控制方法，其特征在于：所述的步骤S7中，标签的来源是一台标签打印机(4)，将要打包的灭菌篮筐标签信息发送给标签打印机(4)，并在规定的步骤打印出来，等待机器人机械臂吸附使用。