[发明专利]一种自动物料装车机械臂控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种自动物料装车机械臂控制系统，包括传感装置、控制模块、执行机构、编辑及显示系统，用于控制装车机械臂自动将物料进行装车；同时，本发明还提供上述机械臂控制系统的控制方法，用于实现机械臂从物料的进入、输送到自动装车，只需要人工输入需要的物料装车总量或者总体积，机械臂可通过上述控制方法，自动进行运算装车，完成后自动停止装车，实现了完全的自动化和智能化。与现有技术相比，本发明采用伺服驱动机构提供驱动力，并采用NC闭环控制程序控制所有的直线行程，信息处理采用先进的EPC控制器进行控制，实现了us级的响应周期，同时支持计算机高级语言，解决了传统PLC无法实现的快速在环控制，实现了多轴级联动控制的工艺算法，解决了现有技术的控制算法中存在的响应周期慢，处理联动轴数少的局限性。

技术领域

本发明涉及机械设备自动控制系统领域，尤其涉及用于控制自动装车、自动堆垛机械设备的系统和控制方法领域，具体的说，是一种自动物料装车机械臂控制系统及其控制方法。

背景技术

随着工业化生产的推进和革新，现有的工业产品生产的效率非常高，为了进一步的匹配当前高效率的物料生产和运输，在物料的装车运输过程中，机械化设备逐渐的替代原始的人工搬运。且现有技术中已经存在多种能够自主实现物料装车的机械臂，但由于用于盛装物料的车厢尺寸、物料外形尺寸有所差异，因此，现有的机械臂在进行物料自动装车的过程中容易出现物料堆垛不整齐，需要人工在堆垛过程中进行微调和修正，以避免装车过程中出现漏装、叠装以及物料排列间隙大，空间占用不足的问题。同时，现有的装车机器人多采用分段式程序控制，即在物料装车过程中，会依赖人工的找准、计算和控制才能实现装车。例如现有的三臂夹持式堆垛机械臂用于物料装车时，针对不同的车箱容积量和尺寸在装车前必须依赖人工将机械臂的初始定位新型进行找准和定位，然后向用于机械臂装车的对应程序进行注入实现装车；另一方面，现有的堆垛或者装车机械臂均为固定式转动多臂铰接机械臂，其安装的底座必须是稳定固定在地面的，物料在运送前只能是在指定的区域，否则无法实现自动夹持，存在物料夹持的局限问题；另一方面，由于多臂铰接式的长度有限，存在无法进行大型货箱装车问题且物料的堆垛高度非常有限，如果对于现有的半挂车货箱为例，必须要反复的移动车辆，并且在堆垛物料的铰接处需要人工进行物料搬运，克服堆垛不齐的问题；由此，还会带来人力投入增大，装车周期长的问题。因此，现有的机械臂或者机器人受到设备本身结构和控制系统的局限，在物料装车领域智能化程度不高，无法实现自主装车；另一方面，夹持式的机械臂或者机器人不能适用于对于纸箱包装的物料，存在损坏包装的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动物料装车机械臂控制系统用于解决现有技术中存在的系统集成化、智能化不高，在物料装车过程中针对不同的车箱不能完全自主判断和修正并完成装车，依然存在需要人工进行干预和调整，导致装车效率低，堆垛效果不好的问题；同时，针对超长车箱还需要移动车辆进行多次对接堆垛，故而在局限区域就无法实现装车问题。本发明还提供一种用于控制上述机械臂控制系统的控制方法，用于精准的检测、计算和控制所述机械臂进行全自动的装车，并且能够自动计算处最佳的装车顺序和排列方式，实用与不同尺寸、不同长度、不同深度和宽度的车箱，解决现有的装配方法不智能的问题，从而避免因装车不齐导致的需要人工进行修正，费时，费力的问题。

为了解决上述技术问题，提高物料装车的自动化，智能化，减小人工投入，提高装车效率，本发明通过下述技术方案实现：

一种自动物料装车机械臂控制系统，包括传感装置：分别安装在机械臂下料端头的下料箱上的四个侧面和底面用于传感装料车辆与所述传感装置的直线距离；控制模块：与所述传感装置连接的用于接收、对比、运算、记录和控制信号输出；执行机构：与所述控制模块连接并执行所述控制模块输出的信号；检测装置：安装在所述执行机构上并与所述控制模块连接，用于反馈所述执行机构的实际位置；编辑及显示系统：与所述控制模块连接的用于接收、显示和播报人工输入的物料装配信息和设备工作状态信息。