[其他]用于机器人拆垛设备的控制系统

说明书

一种用于机器人拆垛设备的控制系统，所述控制系统包括传感器单元、数据处理单元、机器人控制单元和通信单元，所述传感器单元包括三维激光传感器，用于获取机器人工作区域内的目标对象的原始数据；所述数据处理单元包括位姿计算单元，用于使用工业计算机的点云平台进行计算，以得到所述目标对象在传感器坐标系下的位置和姿态信息；所述机器人控制单元，设置在所述机器人上，包括动作控制单元，所述动作控制单元用于控制所述机器人的夹具，以抓取所述目标对象；所述通信单元用于实现所述机器人、工业计算机和传感器单元之间的通讯。该控制系统和方法可以很好地解决不规则来料的拆垛问题。

技术领域

本实用新型涉及一种用于机器人拆垛设备的控制系统。

背景技术

目前，工业上固体包装物料的拆垛作业一般采用人工拆垛和自动拆垛两种形式。人工拆垛既不适用于有毒、有害等不利于人体健康及对物料洁净度要求高的环境，又费时、费力、劳动强度大，同时人工成本偏高。因此，自动拆垛具有很好的发展前景。随着物流业的迅猛发展，使用机器人对来料进行自动拆垛已经得到了越来越广泛的应用。

自动拆垛一般采用对工业机器人进行控制的形式，首先被拆物的坐标位置需要精确计算，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，由控制系统发出指令，控制工业机器人的夹具来抓取和移动被拆物。当前，在拆垛的控制中主要存在以下几个问题：

一、由于数据处理的局限性，对于被拆物品的识别通常采用二维传感器进行扫描，对于不规则来料往往无法正确识别；

二、需要机器人夹持传感器移动进行扫描，扫描耗时，计算缓慢，导致机器人拆垛节拍缓慢。

因此，到目前为止，由于缺乏稳定可靠的自动化解决方案，机器人拆垛还仅仅局限于对规则来料进行拆垛的应用中。

然而在实际操作中，物品的摆放往往是不规则的，因此对于不规则摆放来料的拆垛需求在不断增长。这些不规则不仅仅体现在来料摆放的二维位置的变化，也体现在来料空间位置的变化，如图1 所示，物品的摆放有可能是倾斜和错落的，因此视觉识别的难度和数据处理的复杂程度很大。

因此，对于机器人拆垛系统，尤其对不规则来料如何拆垛的复杂应用场景，如何使用自动化方式实现可靠控制，是本领域亟待解决的难题。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于机器人拆垛设备的控制系统，用于解决物体来料的拆垛问题，尤其是不规则来料的拆垛难题。

本实用新型技术方案提供了一种用于机器人拆垛设备的控制系统，所述控制系统包括传感器单元、数据处理单元、机器人控制单元和通信单元，所述传感器单元包括三维激光传感器，用于获取机器人工作区域内的目标对象的原始数据；所述数据处理单元包括位姿计算单元，用于使用工业计算机的点云平台进行计算，以得到所述目标对象在传感器坐标系下的位置和姿态信息；所述机器人控制单元，设置在所述机器人上，包括动作控制单元，所述动作控制单元用于控制所述机器人的夹具，以抓取所述目标对象；所述通信单元用于实现所述机器人、工业计算机和传感器单元之间的通讯。

进一步地，所述机器人控制单元还包括同步单元，用于根据所述传感器坐标系下的位置和姿态信息，通过坐标变换计算所述目标对象在机器人工作坐标系下的位置和姿态信息。

进一步地，所述数据处理单元还包括限定搜索区域滤波单元和 /或特征点提取滤波单元，用于优化所述位姿计算单元的计算速度。

进一步地，所述三维激光传感器固定在所述机器人的手臂上，能够随着所述手臂垂直移动。

进一步地，所述机器人和工业计算机之间的通信协议为socket 协议，所述传感器单元和工业计算机之间的通信协议为TCP/IP协议。

进一步地，所述通信单元包括千兆以太网工业交换机。