CN209382580U - 高效分拣装箱机器人智能生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开高效分拣装箱机器人智能生产线，属于分拣装箱技术领域，包括出料流水线一、汇流流水线一、出料流水线二、主流水线、汇流流水线二、出料流水线三、箱子滚筒线、视觉系统、并联机器人装置、回收盒、滚筒线、爬坡皮带线、封箱机、打带机、尾部滚筒线。本实用新型的有益效果：本实用新型分拣的速度与分拣率大大提高；工作率高，能连续、大批量地生产；机器代替人工，从而能够长时间进行重复性劳动，避免给工人身心带来了一些不良的影响；节约企业成本，利于企业长期发展。

Description

高效分拣装箱机器人智能生产线

技术领域

本实用新型涉及分拣装箱技术领域，具体涉及高效分拣装箱机器人智能生产线。

背景技术

由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等限制，可以连续运行，同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分拣能力是连续运行100个小时以上，最快每小时可以分拣7000件包装商品，如用人工则每小时只能分拣150件左右，同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8小时。而在食品行业的包装与分拣过程中，对分拣系统的要求更为严格，需要同时保证生产速度、食品的安全、分拣精度等多重因素，而现有的生产线无法满足上述的要求。

实用新型内容

为全面解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本实用新型提供了高效分拣装箱机器人智能生产线能够全面解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

高效分拣装箱机器人智能生产线，包括出料流水线一、汇流流水线一、出料流水线二、主流水线、汇流流水线二、出料流水线三、箱子滚筒线、视觉系统、并联机器人装置、回收盒、滚筒线、爬坡皮带线、封箱机、打带机、尾部滚筒线，所述出料流水线一和出料流水线三分别设置于主流水线一端的两侧，所述出料流水线一通过汇流流水线一与主流水线连接，所述出料流水线三通过汇流流水线二与主流水线连接，所述出料流水线二设置于主流水线一端与主流水线连接，所述箱子滚筒线设置有两组，两组所述箱子滚筒线分别设置于主流水线的两侧；

所述并联机器人装置由机架和并联机器人组成，所述并联机器人设置有两组，两组所述并联机器人均匀分布，所述并联机器人设置于机架顶端与机架连接，所述主流水线和箱子滚筒线分别贯穿机架与机架的底端横梁连接；

所述并联机器人包括吸盘组件、并联机器人本体，所述吸盘组件设置于并联机器人本体的驱动端与并联机器人本体连接，所述吸盘组件的吸附端与主流水线和箱子滚筒线的顶面相对应；

所述视觉系统包括：光源组件和相机，所述相机设置于机架一侧与机架连接，所述相机与主流水线的进料口相邻，所述光源组件包括： LED灯管和光源护罩，所述LED灯管设置于光源护罩内与光源护罩连接，所述光源护罩设置于主流水线进料口的上端与主流水线的皮带线型材连接；

所述回收盒设置于主流水线出料口的下方，所述回收盒的顶端与主流水线的出料口相对应，所述滚筒线设置于箱子滚筒线的出料端与箱子滚筒线的出料端连接，所述封箱机设置于滚筒线一端，所述封箱机的进料口通过爬坡皮带线与滚筒线连接，所述打带机设置于封箱机的出料口，所述打带机的进料口与封箱机的出料口连接，所述尾部滚筒线设置于打带机的出料口，所述尾部滚筒线的一端与打带机的出料口连接；

所述机架的外部设置有中央处理器、工控电脑，所述中央处理器与工控电脑电连接，所述LED灯管和相机分别与工控电脑电连接，所述并联机器人与中央处理器电连接。

进一步的，所述LED灯管为白色条形LED照明灯。

进一步的，所述相机为迈德威视MV-GE500GM-T系列工业摄像机。

进一步的，所述并联机器人本体为WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人。

进一步的，所述中央处理器包括：控制配电箱体、驱动器、运动控制卡，所述驱动器和运动控制卡分别设置于控制配电箱体内与控制配电箱体连接，所述驱动器与运动控制卡电连接。

进一步的，所述工控电脑为ADLINK系列工控电脑。

本实用新型的有益效果：本实用新型分拣的速度与分拣率大大提高；工作率高，能连续、大批量地生产；机器代替人工，从而能够长时间进行重复性劳动，避免给工人身心带来了一些不良的影响；节约企业成本，利于企业长期发展。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一；

图2是本实用新型的结构示意图二；

图3是本实用新型光源组件的结构示意图；

图4是本实用新型并联机器人装置的结构示意图；

图5是本实用新型的控制模块图；

图6是本实用新型中央处理器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型提供高效分拣装箱机器人智能生产线，包括出料流水线一1、汇流流水线一2、出料流水线二3、主流水线4、汇流流水线二5、出料流水线三6、箱子滚筒线7、视觉系统、并联机器人装置10、回收盒11、滚筒线12、爬坡皮带线13、封箱机14、打带机15、尾部滚筒线16，所述出料流水线一1和出料流水线三6分别设置于主流水线4一端的两侧，所述出料流水线一1通过汇流流水线一2与主流水线4连接，所述出料流水线三6通过汇流流水线二5与主流水线4连接，所述出料流水线二3设置于主流水线4一端与主流水线4连接，所述箱子滚筒线7设置有两组，两组所述箱子滚筒线7分别设置于主流水线4的两侧；

所述并联机器人装置10由机架101和并联机器人102组成，所述并联机器人102设置有两组，两组所述并联机器人102均匀分布，所述并联机器人102设置于机架101顶端与机架101连接，所述主流水线4和箱子滚筒线7分别贯穿机架101与机架101的底端横梁连接；

所述并联机器人102包括吸盘组件1021、并联机器人本体1022，所述吸盘组件1021设置于并联机器人本体1022的驱动端与并联机器人本体1022连接，所述吸盘组件1021的吸附端与主流水线4和箱子滚筒线7的顶面相对应；

所述视觉系统包括：光源组件8和相机9，所述相机9设置于机架101一侧与机架101连接，所述相机9与主流水线4的进料口相邻，所述光源组件8包括： LED灯管81和光源护罩82，所述LED灯管81设置于光源护罩82内与光源护罩82连接，所述光源护罩82设置于主流水线4进料口的上端与主流水线4的皮带线型材连接；

所述回收盒11设置于主流水线4出料口的下方，所述回收盒11的顶端与主流水线4的出料口相对应，所述滚筒线12设置于箱子滚筒线7的出料端与箱子滚筒线7的出料端连接，所述封箱机14设置于滚筒线12一端，所述封箱机14的进料口通过爬坡皮带线13与滚筒线12连接，所述打带机15设置于封箱机14的出料口，所述打带机15的进料口与封箱机14的出料口连接，所述尾部滚筒线16设置于打带机15的出料口，所述尾部滚筒线16的一端与打带机15的出料口连接；

所述机架101的外部设置有中央处理器17、工控电脑18，所述中央处理器17与工控电脑18电连接，所述LED灯管81和相机9分别与工控电脑18电连接，所述并联机器人102与中央处理器17电连接。

并联机器人本体1022为WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人，WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人采用了进口的伺服电机减速机，保证其在高速运动中稳定性，在各个关节中采用了高精密关节轴承来满足其运动中灵活性，凭借其稳定人性化的机器人视觉控制定位和0.3秒/拍高速度，在各种分拣定位工作中卓卓有余。

相机9为迈德威视MV-GE500GM-T系列工业摄像机，LED灯管81为白色条形LED照明灯。相机9拍摄景物时，产品通过LED灯管81反射的光线通过相机9的镜头透射到CCD上。当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发释放出电荷，感光元件的电信号便由此产生。CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对光电二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，CCD会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。经过放大和滤波后的电信号被送到A/D，由A/D将电信号此时为模拟信号转换为数字信号，从而传输给工控电脑15。

如图6所示，中央处理器17包括：控制配电箱体171、驱动器172、运动控制卡173，所述驱动器172和运动控制卡173分别设置于控制配电箱体171内与控制配电箱体171连接，所述驱动器172与运动控制卡173电连接。

配电箱体171由箱体、端子排、熔断器、漏电保护、继电器、接触器、指示灯等组成，从而方便驱动器172和运动控制卡173与外部设备连接。

驱动器172从广义上指的是驱动某类设备的驱动硬件。接收来自主控制箱的信号，然后将信号进行处理再转移至马达以及和马达有关的感应器,并且将马达的工作情况反馈至主控制箱。

运动控制卡173——控制——驱动器172控制方法：模拟量控制驱动器工作在速度环或者电流环，模拟量的大小对应电机的速度与位置，但这些还是需要电机的反馈编码器来衡量

运动控制卡173是一种基于PC机及工业PC机、 用于各种运动控制场合包括位移、速度、加速度等的上位控制单元。运动控制卡173是基于PC总线，利用高性能微处理器如DSP及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡，包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、D/A输出等功能，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度，改变发出脉冲的数量来控制电机的位置，它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。库函数包括S型、T型加速，直线插补和圆弧插补，多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于PC的NC控制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能,这些功能能通过计算机方便地调用。

运动控制卡173通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡173与PC机构成主从式控制结构：PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作 例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等；控制卡完成运动控制的所有细节包括脉冲和方向信号的输 出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等。

工控电脑18为ADLINK系列工控电脑，ADLINK系列工控电脑是基于嵌入式系统的操作平台，可实现当前广泛使用的工控机、平板电脑、HMI人机界面等产品的功能，直接支持彩色触摸屏操作，更带有模拟量输入、开关量输出接口，支持音视频编解码、网络化传输，可直接搭建小型控制系统或作为安防、工控相关操作终端。相当于电脑的可触摸屏显示屏。

ADLINK系列工控电脑采用嵌入式硬件平台和linux或uClinux操作系统，配合自主产权的嵌入式组态软件，为客户提供了一种功能更强大、系统成本更低、可靠性更强的选择。

ADLINK系列工控电脑组态软件采用了嵌入式数据库技术，系统的功能通过Windows环境下的设计软件进行配置而无需编程，大大减少了应用系统的开发周期。业务数据存放在数据库中，为海量数据的管理、网络化操作提供了平台支持。

本实用新型工作过程如下：产品分别从出料流水线一1、出料流水线二3和出料流水线三6流出，汇流流水线一2、汇流流水线二5分别将出料流水线一1、出料流水线三6的产品汇流到主流水线4上，少量没有被吸取的产品最终会进到主流水线4末端的回收盒11内。当产品进入视觉系统的视觉范围后，相机9把图像传递给工控电脑18。电脑对图像进行特征值提取，分析出物体的位姿，再将物体的位姿信息通过以太网传递给中央处理器17。最终通过以太网把物体的位姿数据传递给控制卡，计算出实时的捉取位置并发送指令给并联机器人102，从而对此产品进行跟踪定位，完成跟踪定位后，在伺服电机的驱动下通过驱动臂执行分拣吸取操作，把产品分拣从主流水线4放入两侧人工事先开好箱子内。经横向摆放的滚筒线12实现箱子的转向并输送到爬坡皮带线13上，由斜坡皮带线13把箱子传送给封箱机14封箱，封箱结束后进入打带机15进行打带，最后流到尾部滚筒线16上，由人工下料。

本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围中。

Claims (6)

1.高效分拣装箱机器人智能生产线，其特征在于，包括出料流水线一（1）、汇流流水线一（2）、出料流水线二（3）、主流水线（4）、汇流流水线二（5）、出料流水线三（6）、箱子滚筒线（7）、视觉系统、并联机器人装置（10）、回收盒（11）、滚筒线（12）、爬坡皮带线（13）、封箱机（14）、打带机（15）、尾部滚筒线（16），所述出料流水线一（1）和出料流水线三（6）分别设置于主流水线（4）一端的两侧，所述出料流水线一（1）通过汇流流水线一（2）与主流水线（4）连接，所述出料流水线三（6）通过汇流流水线二（5）与主流水线（4）连接，所述出料流水线二（3）设置于主流水线（4）一端与主流水线（4）连接，所述箱子滚筒线（7）设置有两组，两组所述箱子滚筒线（7）分别设置于主流水线（4）的两侧；

所述并联机器人装置（10）由机架（101）和并联机器人（102）组成，所述并联机器人（102）设置有两组，两组所述并联机器人（102）均匀分布，所述并联机器人（102）设置于机架（101）顶端与机架（101）连接，所述主流水线（4）和箱子滚筒线（7）分别贯穿机架（101）与机架（101）的底端横梁连接；

所述并联机器人（102）包括吸盘组件（1021）、并联机器人本体（1022），所述吸盘组件（1021）设置于并联机器人本体（1022）的驱动端与并联机器人本体（1022）连接，所述吸盘组件（1021）的吸附端与主流水线（4）和箱子滚筒线（7）的顶面相对应；

所述视觉系统包括：光源组件（8）和相机（9），所述相机（9）设置于机架（101）一侧与机架（101）连接，所述相机（9）与主流水线（4）的进料口相邻，所述光源组件（8）包括： LED灯管（81）和光源护罩（82），所述LED灯管（81）设置于光源护罩（82）内与光源护罩（82）连接，所述光源护罩（82）设置于主流水线（4）进料口的上端与主流水线（4）的皮带线型材连接；

所述回收盒（11）设置于主流水线（4）出料口的下方，所述回收盒（11）的顶端与主流水线（4）的出料口相对应，所述滚筒线（12）设置于箱子滚筒线（7）的出料端与箱子滚筒线（7）的出料端连接，所述封箱机（14）设置于滚筒线（12）一端，所述封箱机（14）的进料口通过爬坡皮带线（13）与滚筒线（12）连接，所述打带机（15）设置于封箱机（14）的出料口，所述打带机（15）的进料口与封箱机（14）的出料口连接，所述尾部滚筒线（16）设置于打带机（15）的出料口，所述尾部滚筒线（16）的一端与打带机（15）的出料口连接；

所述机架（101）的外部设置有中央处理器（17）、工控电脑（18），所述中央处理器（17）与工控电脑（18）电连接，所述LED灯管（81）和相机（9）分别与工控电脑（18）电连接，所述并联机器人（102）与中央处理器（17）电连接。

2.根据权利要求1所述的高效分拣装箱机器人智能生产线，其特征在于，所述LED灯管（81）为白色条形LED照明灯。

3.根据权利要求1所述的高效分拣装箱机器人智能生产线，其特征在于，所述相机（9）为迈德威视MV-GE500GM-T系列工业摄像机。

4.根据权利要求1所述的高效分拣装箱机器人智能生产线，其特征在于，所述并联机器人本体（1022）为WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人。

5.根据权利要求1所述的高效分拣装箱机器人智能生产线，其特征在于，所述中央处理器（17）包括：控制配电箱体（171）、驱动器（172）、运动控制卡（173），所述驱动器（172）和运动控制卡（173）分别设置于控制配电箱体（171）内与控制配电箱体（171）连接，所述驱动器（172）与运动控制卡（173）电连接。

6.根据权利要求1所述的高效分拣装箱机器人智能生产线，其特征在于，所述工控电脑（18）为ADLINK系列工控电脑。