[发明专利]基于3D机器视觉引导的工业机器人自动拆垛系统无效

专利信息
申请号: 201510114278.6 申请日: 2015-03-16
公开(公告)号: CN104669281A 公开(公告)日: 2015-06-03
发明(设计)人: 陈栋;吴新灿;王振忠 申请(专利权)人: 青岛海之晨工业装备有限公司
主分类号: B25J13/08 分类号: B25J13/08;B65G61/00
代理公司: 代理人:
地址: 266000 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 基于 机器 视觉 引导 工业 机器人 自动 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种机器视觉引导技术,特别是一种3D机器视觉引导工业机器人进行拆垛作业的系统。

背景技术

目前,各行业在编织袋包装类的拆垛作业中一般采用人工拆垛和自动拆垛两种形式。人工拆垛费事、费力,且劳动成本偏高。自动拆垛是各行业常用的一种形式。当前的自动拆垛一般采用对工业机器人编程的形式,首先被拆物的坐标位置需要精确固定,并将各被拆物品的坐标值设定在工业机器人的控制系统中,由控制系统发出的指令控制工业机器人的抓手来抓取被拆物。但在实际操作中,编织袋等不规则物品在托盘垛上的坐标位置是极不稳定的,编织袋的长度、厚度也是各有差异,且托盘垛的摆放位置并不绝对固定。该种编程形式往往会使机器人抓手抓取不准确,影响作业效果。所以预编程的形式在编织袋拆垛的应用中并不成熟。

发明内容

本发明的目的在于利用工业照相机和激光测距仪配合,共同扫描托盘垛的编织袋包装,将获取的图像进行计算机处理,获得编织袋的准确三维坐标位置,并将三维坐标位置传输给工业机器人控制系统,使机器人抓手去准确抓取各编织袋。

为了实现上述目的,本发明的技术方案如下。

一种基于3D机器视觉引导的工业机器人自动拆垛系统,包括立柱、横梁、扫描器、托盘和拆垛工业机器人,横梁固定在立柱上部位置,扫描器设置在横梁上;托盘设置在横梁下方位置;拆垛工业机器人设置在托盘一侧位置;横梁上设置有直线移动模组及编码器;扫描器内部设置有面阵式工业照相机和激光测距仪;托盘上部放置有编织袋包装品。

本系统采用一套高清工业照相机配合一套激光测距仪组合成扫描器,外加一台工业电脑组成扫描系统,扫描器采集编织袋的3D坐标位置,并将坐标位置传送给工业机器人的控制系统。

该系统中,在托盘置放区的正上方设置一横梁,横梁上设置伺服控制的行走小车,扫描器安置在行走小车上,如此扫描器可以再横梁上精确的往复运动,扫描器的扫描头正对托盘垛的上方。扫描器从始端运行到终端,即完成了托盘垛最上一层的扫描。其中工业照相机将各编织袋在此平面上的图像取得,激光扫描器将各编织袋的高度位置取得。并将采集的到原始数据传送到工业电脑。工业电脑通过相应的软件处理获取编织袋的几何中心位置坐标值和高度值,即3D信息。并将此坐标值传输给工业机器人的控制系统。工业机器人通过预先设定的程序,依据所得到的坐标值,依次抓取各编织袋。托盘垛上该层编织袋拆卸完毕后,扫描器会从此时的始端重新移动的终端,再次读取下一层的坐标值。如此往复,直至该托盘拆垛完成。

该发明的有益效果在于:在饲料、化工等行业,拆垛是一项繁重、重复的重体力劳动,3D视觉引导工业机器人拆垛技术的应用,将人从繁重的体力劳动中解放出来,并大幅度提升了拆垛的效率。尤其是,3D机器视觉引导技术在工业机器人上的应用,解决了传统拆垛机器人不能识别编织袋等不规则包装的难题,使机器人拆垛技术在行业领域中有了大幅度拓展,使饲料、化工等行业解放了大量拆垛的人工劳动,大幅降低了劳动成本,创造出极可观的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例中所使用系统结构设计示意图。

图中标记说明:1、立柱;2、横梁;3、扫描器;4、托盘;5、编织袋包装品;6、拆垛工业机器人。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述,以便更好的理解本发明。

实施例

如图1所示的基于3D机器视觉引导的工业机器人自动拆垛系统,包括立柱1、横梁2、扫描器3、托盘4和拆垛工业机器人6,横梁2固定在立柱1上部位置,扫描器3设置在横梁2上;托盘4设置在横梁2下方位置;拆垛工业机器人6设置在托盘4一侧位置;横梁2上设置有直线移动模组及编码器;扫描器3内部设置有面阵式工业照相机和激光测距仪;托盘4上部放置有编织袋包装品5。

上述系统安装和具体工作流程为:

(1)托盘4放置于固定区域内,拆垛工业机器人6放置于托盘4一侧,靠近托盘4;

(2)横梁2架设于立柱1上,使横梁2位于托盘4正上方,横梁2上设置有直线移动模组,直线移动模组上带有编码器,可以记录直线移动模组的移动位置;

(3)扫描器3内含一个面阵式工业照相机和一个激光测距仪,扫描器3安装在横梁2的直线移动模组上,扫描器3可以在横梁2的直线模组上往复精确移动;

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  • 本发明公开了一种三自由度的力觉反馈设备,包括探棒和用于控制探棒活动的连杆机构,所述三自由度连杆机构的末端铰接于探棒。连杆机构中包括可使末端在垂直平面内运动的二自由度铰链四杆机构,上连杆和下连杆的转动由第二与第三电机控制;连杆机构中还包括用于控制二自由度并联连杆机构水平转动的第一转轴和第一电机,第一电机的末端连接底座,本发明公开了一种三自由度的力觉反馈系统,系统中各电机的输出轴连接有磁编码器模组,上连杆和下连杆的末端转动连接于探棒。用户通过操纵现实环境中的探棒,与虚拟环境中的点云元素交互。当虚拟末端与点云发生碰撞时,设备可在现实环境给予用户相应的力反馈,以达成更真实的交互体验。
  • 一种管道机器人功耗控制装置-201711342338.5
  • 覃波;彭欣 - 湘潭宏远电子科技有限公司
  • 2017-12-14 - 2019-07-02 - B25J13/08
  • 本发明提供一种管道机器人功耗控制装置,通过第一传动环状支架与第二传动环状支架分别套设于待测管道外壁;进而,控制模块控制第一传动模块和第二传动模块驱动主体支架移动;并接收第一无损检测模块的检测数据和/或第二无损检测模块的检测数据;根据第一无损检测模块的检测数据和/或第二无损检测模块的检测数据确认待测管道内的氧化堆积情况。由于当第一无损检测模块以及第二无损检测模块在进行检测时,无需主体支架移动,因此在此时配置第一传动模块和第二传动模块处于低功耗状态,从而降低管道机器人功耗控制装置整体功耗。
  • 一种定位调整装置及方法-201910407386.0
  • 李立华;孙长杰;郝晓东;白璐;边岩;赵洪涛;尹子豪;王顺 - 天津达亿自动化科技有限公司;冶金自动化研究设计院
  • 2019-05-15 - 2019-06-28 - B25J13/08
  • 本发明创造提供了一种定位调整装置,定位调整装置包括机械臂、定位机构和控制器;定位机构固定在机械臂前端;定位机构包括两个固定板和至少两组定位探头,两个固定板相互平行地分别固定在机械臂前端的上下两端,每组定位探头有两个,对应上下安装在固定板上,定位探头组数为偶数,并相对于过机械臂前端中心并与固定板垂直的直线对称设置;控制器分别与机械臂和定位探头信号连接;所述定位调整方法包括以下步骤:(a)物面接触;(b)倾斜方向判断;(c)定位调整。本发明创造通过机械式的接触配合定位,简化了定位的计算操作及调整操作,且机械式的接触配合受高温影响较小,节约了定位的时间成本和设备成本,提高了定位工作效率。
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