[发明专利]一种用于智能制造的自动上下料系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于智能制造的自动上下料系统，属于智能制造技术领域，包括抓取模块、图像采集模块和数据处理模块；抓取模块包括用于抓取物料的机械爪和用于驱动机械爪运动的机械臂，机械爪上安装有用于定位机械爪的定位模块；图像采集模块包括摄像机，摄像机用于采集物料的图像信息，物料的图像信息包括物料的状态信息和物料的特征信息；数据处理模块包括存储器和处理器，存储器用于存储物料的图像信息，处理器用于对物料的图像信息进行分析处理以及控制抓取模块进行动作。本发明的结构简单、设计合理，通过不断的比较物料和机械爪的坐标位置、移动方向、速度是否一致来判断是否可以实施抓取操作，不依赖于高精度的定位机构。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，特别涉及一种用于智能制造的自动上下料系统及方法。

背景技术

制造业是国民经济的基础工业部门，是决定国家发展水平的最基本因素之一。智能制造是先进制造技术、信息技术以及人工智能技术在制造装备上的集成和深度融合，是实现高效、高品质、节能环保和安全可靠生产的下一代制造技术。

现有制造体系中，多是通过高精度定位机构将物料移送到指定位置，然后由抓取机构运动至该位置抓取物料，再放至指定位置，重复该过程实现物料的自动上下料。

但是上述的过程中，抓取机构只负责执行运动程序，而且该方法需要对物料精确定位，不仅前期安装和维护成本高，而且后期出故障的概率更高，在精确定位出错的情况下，抓取机构则无法进行上下料作业，影响生产。

发明内容

针对现有技术存在的物料上下料过程需要移开定位机构对其进行精确定位的问题，本发明的目的在于提供一种用于智能制造的自动上下料系统及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于智能制造的自动上下料系统，包括抓取模块、图像采集模块和数据处理模块，所述数据处理模块与所述抓取模块、所述图像采集模块电连接；所述抓取模块包括用于抓取物料的机械爪和用于驱动所述机械爪运动的机械臂，所述机械爪上安装有用于定位机械爪的定位模块；所述图像采集模块包括摄像机，所述摄像机用于采集物料的图像信息，所述物料的图像信息包括物料的状态信息和物料的特征信息；所述数据处理模块包括存储器和处理器，所述存储器用于存储所述物料的图像信息，所述处理器用于对所述物料的图像信息进行分析处理以及控制抓取模块进行动作。

优选的，所述机械爪与所述机械臂转动连接。

优选的，所述定位模块包括无线定位模块，所述无线定位模块与所述处理器电连接。

另一种优选的，所述机械臂和所述机械爪均包括有关节，所述关节安装有角度传感器，所述角度传感器与所述处理器电连接。

另一种优选的，所述定位模块包括发光点或者反光标识。

一种用于智能制造的自动上下料方法，包括以下步骤：

步骤1、通过图像采集模块采集物料的全方位图像，通过处理器对所述物料的全方位图像进行处理，提取物料的特征信息并存入存储器中；

步骤2、以图像采集模块为坐标原点建立坐标系，并将机械爪在该坐标系中的位置坐标存入存储器中；

步骤3、物料传送过程中，图像采集模块以一定频率拍摄物料的实时图像，并将拍摄到的物料实时图像传送至存储器；

步骤4、处理器对存储器中存储的物料实时图像进行分析处理，得出物料的状态信息，所述物料的状态信息包括物料的摆放姿态以及物料相对图像采集模块的坐标位置、移动速度和移动方向；

步骤5、根据步骤4中物料的状态信息，处理器控制抓取模块动作，控制机械爪的状态信息与所述物料的状态信息趋向一致，所述机械爪的状态信息包括机械爪的张开状态以及机械爪相对图像采集模块的坐标位置、移动速度和移动方位。