一种基于视觉机器人的自动整形装车系统的制作方法

专利2022-05-10  4



1.本发明涉及智能装车系统技术领域,特别是涉及一种基于视觉机器人的自动整形装车系统。


背景技术:

2.在袋装产品的仓库和物流领域,由于袋装产品(比如袋装的豆粕、面粉、大米等产品)的柔性大、结构不规则而难以进行自动化装车,多采用人工进行码垛,然后再通过叉车将码垛在托盘上的产品转移到运输车辆上,影响了装车的效率。
3.由于袋装产品内颗粒物的流动性,人工进行码垛也难以保证袋装产品平躺后顶面的平整,码垛后的结构稳定性差,导致在转移过程中容易倒塌,影响了装车过程的安全性。
4.为了提升装车的效率,可以采用机械手进行袋装产品的搬运装车,但是机械手的抓手强度高,而且末端细长,在进行袋装产品的抓取和释放时,容易损伤袋装产品的包装,需要改进。


技术实现要素:

5.本发明主要解决的技术问题是提供一种基于视觉机器人的自动整形装车系统,实现袋装产品的整形和自动装车,提升装车效率和安全性,减少袋装产品的损伤。
6.为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于视觉机器人的自动整形装车系统,包括:支撑桁架、第一输送线、第二输送线、装车机器人、机器人移动座和整形机构,所述第一输送线和第二输送线设置在支撑桁架上,且第一输送线位于第二输送线的尾端,所述整形机构设置在第二输送线上,所述第一输送线一侧或两侧设置有导轨,所述机器人移动座设置在导轨上,所述装车机器人设置在机器人移动座上,所述装车机器人上设置有抓取机构。
7.在本发明一个较佳实施例中,还包括第三输送线和第四输送线,所述第三输送线位于第一输送线的上方,所述第四输送线连接在第三输送线尾端与第二输送线前端之间。
8.在本发明一个较佳实施例中,所述第一输送线、第二输送线和第三输送线分别水平延伸。
9.在本发明一个较佳实施例中,所述机器人移动座的数量为1~3个。
10.在本发明一个较佳实施例中,所述支撑桁架上设置有视觉检测系统。
11.在本发明一个较佳实施例中,所述视觉检测系统包括双目视觉检测装置。
12.在本发明一个较佳实施例中,所述整形机构包括龙门架、浮动框、吊杆、振动发生器和压辊,所述龙门架横跨在第二输送线上,所述浮动框设置在龙门架中,所述吊杆设置在浮动框上并向上贯穿龙门架顶部,所述振动发生器设置在浮动框上,所述压辊前后间隔设置在浮动框中。
13.在本发明一个较佳实施例中,所述吊杆上设置有位于龙门架上方的螺母,所述浮动框上设置有驱动压辊旋转的电机。
14.在本发明一个较佳实施例中,所述抓取机构包括基板及安装在基板下方的一个或者两个抓手组件,所述抓手组件包括横梁、安装板、翻转驱动装置、转轴、转臂和爪件,所述横梁设置在基板底部,所述安装板设置在横梁下方,所述转轴对称设置在安装板下方并沿基板长度方向延伸,所述转臂设置在转轴上并向下延伸,所述爪件设置在转臂下部,所述翻转驱动装置设置在安装板上并驱动转轴的旋转,所述爪件包括包括纵梁和l形弯杆,所述纵梁上下间隔分布并沿基板长度方向延伸,所述l形弯杆间隔设置在纵梁上。
15.在本发明一个较佳实施例中,所述翻转驱动装置采用气缸,所述l形弯杆的末端指向内侧并设置有柔性延长杆,所述柔性延长杆采用空心橡胶杆,所述l形弯杆中设置有与柔性延长杆内腔相连通的气流道,所述转臂一侧设置有布气管,所述布气管上设置有与气流道相连通的分气管,所述布气管上设置有充放气接口。
16.本发明的有益效果是:本发明指出的一种基于视觉机器人的自动整形装车系统,通过整形机构进行第二输送线上袋装产品的整平,并送给第一输送线,可以进行车辆的定位和装车时的视觉检测,再利于装车机器人进行袋装产品的搬运装车,优化了抓取机构,减少过程中对袋装产品的破坏,提升了自动化水平和装车效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:图1是本发明一种基于视觉机器人的自动整形装车系统一较佳实施例的结构示意图;图2是图1中整形机构的结构示意图;图3是图1中抓取机构的结构示意图;图4是图3的右视图。
具体实施方式
18.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1~图4,本发明实施例包括:如图1所示的基于视觉机器人的自动整形装车系统,包括:支撑桁架5、第一输送线1、第二输送线2、装车机器人6、机器人移动座7、整形机构10、第三输送线3和第四输送线4,第一输送线1和第二输送线2设置在支撑桁架5上,且第一输送线1位于第二输送线2的尾端,在本实施例中,第一输送线1、第二输送线2和第三输送线3分别水平延伸,内部安装有主动辊筒,进行袋装产品的输送,并利用传感器进行检测。
20.在本实施例中,第三输送线3位于第一输送线1的上方,第三输送线3的位置较高,可以接收二楼流出的袋装产品。第四输送线4连接在第三输送线3尾端与第二输送线2前端
之间,第四输送线4可以采用首尾落差的转弯式输送线,将第三输送线3上的袋装产品送给第二输送线2,再通过第二输送线2送给第一输送线1。
21.为了进行袋装产品的整平,将整形机构10设置在第二输送线2上,如图2所示,整形机构10包括龙门架13、浮动框19、吊杆14、振动发生器16和压辊18,龙门架13横跨在第二输送线2上,浮动框19设置在龙门架13中,但浮动框19并不直接进行龙门架13的接触,通过吊杆14焊接在浮动框19四个角上并向上贯穿龙门架13顶部,吊杆13上设置有位于龙门架13上方的螺母,吊杆13上部设置有一段螺纹,方便螺母进行浮动框19的位置高度调节,以适应袋装产品的厚度。
22.在本实施例中,振动发生器16设置在浮动框19上,进行浮动框19的微幅振动,压辊18前后间隔设置在浮动框19中,压辊18的微幅振动可以对途径其下方的袋装产品进行整平,最后送给第一输送线1。
23.另外,浮动框19上设置有驱动压辊18旋转的电机17,在本实施例中,电机17通过皮带及皮带轮的方式进行最前方一个压辊18的旋转驱动,实现对袋装产品的主动驱动和辊压,实现袋装产品的整平。
24.如图1所示,第一输送线1一侧或两侧设置有导轨11,2个机器人移动座7设置在导轨11上,在本实施例中,可以通过电动丝杆或同步带机构进行机器人移动座7的驱动,还可以利用plc控制器进行电动丝杆或同步带机构的控制,提升移动精度。
25.装车机器人6设置在机器人移动座7上,在机器人移动座7驱动下进行移动作业,装车机器人6上设置有抓取机构8,进行第一输送线1上袋装产品的抓取,可以在第一输送线1上安装对应的传感器和限位气缸,进行袋装产品的定位,以方便抓取机构8的抓取。
26.在本实施例中,支撑桁架5上设置有视觉检测系统9,视觉检测系统9包括双目视觉检测装置,可以对车辆12进行识别和定位,有利于装车机器人6的动作,适用于低栏车、高栏车、平板车,并通过两台装车机器人6进行分段装车,提升装车效果。
27.另外,通过视觉检测系统9,进行袋装产品装车时的扫描,生成立体码垛图形,有利于指导并规范装车机器人6的动作,生成装车动作路径,提升装车码垛的质量。
28.如图3和图4所示,抓取机构8包括基板20及安装在基板20下方的一个或者两个抓手组件,抓手组件包括横梁27、安装板26、翻转驱动装置28、转轴25、转臂23和爪件,横梁27设置在基板20底部,安装板26设置在横梁27下方,可以采用螺丝固定,结构牢固。
29.转轴25左右对称设置在安装板26下方并沿基板20长度方向延伸,可以采用轴承座进行支撑。转臂23固定在转轴25上并向下延伸,随转轴25的旋转进行摆动。翻转驱动装置28设置在安装板26上并驱动转轴25的旋转,在本实施例中,翻转驱动装置28采用气缸,并通过销座安装在安装板26上,气缸的伸缩杆端部销接有与转轴25连接固定的驱动杆,通过翻转驱动装置28的伸缩,实现对转轴25一定角度的旋转驱动。
30.爪件设置在转臂23下部,在本实施例中,爪件包括包括纵梁21和l形弯杆22,纵梁21上下间隔分布并沿基板20长度方向延伸,纵梁21可以采用螺丝固定在转臂23下部,多根l形弯杆22间隔固定在纵梁21上,如图4所示,通过l形弯杆22的摆动,进行袋装产品33的抓取和释放。
31.l形弯杆22采用钢质结构,为了避免对袋装产品33的包装造成损坏,要缩短l形弯杆22底部的长度,但影响了袋装产品33的抓取稳定性,为了确保抓取稳定性,在本实施例
中,在l形弯杆22的底部指向内侧的末端上安装了柔性延长杆32,柔性延长杆32采用空心橡胶杆,含有一端开口的空腔31,当空腔31内没有压缩气体的支撑时,柔性延长杆32的柔性较大,释放时不会损坏袋装产品33的包装,柔性延长杆32翻转时会与其下方的袋装产品表面接触。
32.柔性延长杆32可以采用螺纹方式与l形弯杆22末端相连接,l形弯杆22中设置有与柔性延长杆32内腔(空腔31)相连通的气流道30,在本实施例中,转臂23一侧设置有布气管24,布气管24上设置有与气流道30相连通的分气管29,布气管24上设置有充放气接口,通过充放气接口与充放气管路相连接,配合对应的阀门,实现空腔31的充放气。柔性延长杆32进行袋装产品33的抓取时,进行空腔31的充气,确保柔性延长杆32的挺括,提升袋装产品33抓取和搬运的稳定性,袋装产品33转移至车厢内以后,先进行空腔31的放气,再打开爪件,实现袋装产品33的释放和垛叠,此时空腔31处于缺气状态,柔性好,不会损伤袋装产品的包装。
33.综上,本发明指出的一种基于视觉机器人的自动整形装车系统,实现了车辆的定位、袋装产品的输送、整形和搬运装车,工作效率高,而且对袋装产品的保护性好。
34.以上仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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