一种混合箱体机器人智能拆码垛系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合箱体机器人智能拆码垛系统及控制方法，解决了多品类、多尺寸的混合箱体来料难以通过一套系统进行码垛和拆垛作业的问题。本发明专利技术包括码垛机器人本体、安装在码垛机器人本体底部的码垛机器人底座、安装在码垛机器人本体拾取端的端拾器、安装在码垛机器人本体两侧的垛位输送机、安装在码垛机器人本体后方的托盘输送机、安装在码垛机器人本体前方的辊筒输送机、放置在垛位输送机及托盘输送机上的托盘、用于给码垛机器人本体提供作业范围安全保护的围栏、放置在围栏外部的电气控制柜和安装固定于垛位输送机前端正上方的3D相机。本发明专利技术具有占地小、成本低等优点。

An intelligent destacking system and control method of hybrid box robot

The invention discloses an intelligent destacking system and a control method of a hybrid box robot, which solves the problem that materials from a multi category and multi-size hybrid box are difficult to be palletized and destacked through a set of systems. The invention includes a stacking robot body, a stacking robot base installed at the bottom of the stacking robot body, an end pickup installed at the pickup end of the stacking robot body, a stacking position conveyor installed at both sides of the stacking robot body, a tray conveyor installed at the rear of the stacking robot body, a roller conveyor installed at the front of the stacking robot body, and a stacking position conveyor The machine and the tray on the tray conveyor, the fence used to provide the safety protection of the operation scope for the stacking robot body, the electrical control cabinet placed outside the fence and the 3D camera fixed on the front of the stacking conveyor. The invention has the advantages of small land occupation and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种混合箱体机器人智能拆码垛系统及控制方法
本专利技术涉及仓储物流码垛和拆垛
，具体涉及一种混合箱体机器人智能拆码垛系统。
技术介绍
随着工业的发展，智能装备已大量应用在生产制造、仓储物流行业，为企业节省了大量的人力，提高生产效率，降低生产成本。生产制造及仓储物流领域一项重要的环节是货物的码垛及拆垛，尤其是针对数量巨大的箱体类包装的货品。利用人力对货物的码垛及拆垛，不仅大大增加企业的人力成本，而且人工拆码垛效率低下，增加人员健康风险。现有的仓储物流码垛和拆垛系统，可以很大程度的替代人力拆码垛货物的工作，已经得到了广泛的应用。但是对于多品类、多尺寸的混合箱体来料难以通过一套系统进行码垛和拆垛作业，往往通过多套不同功能系统来各自实现。随着智能制造的柔性化发展，对于仓储物流适应产品多样性能力提出了更高的要求。因此设计一套占地小、投资低的混合箱体机器人智能拆码垛系统，对于生产制造和仓储物流显得极为重要。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种占地小、成本低的混合箱体机器人智能拆码垛系统，解决多品类、多尺寸的混合箱体来料难以通过一套系统进行码垛和拆垛作业的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，包括：码垛机器人本体、安装在码垛机器人本体底部的码垛机器人底座、安装在码垛机器人本体拾取端的端拾器、安装在码垛机器人本体两侧的垛位输送机、安装在码垛机器人本体后方的托盘输送机、安装在码垛机器人本体前方的辊筒输送机、放置在垛位输送机及托盘输送机上的托盘、用于控制机器人、辅机设备及传感器正常运行的电气控制柜、用于给码垛机器人本体提供作业范围安全保护的围栏、放置在围栏外部的电气控制柜和安装固定于垛位输送机前端正上方的3D相机，优选码垛机器人底座与地面用地脚螺栓固连，端拾器安装于码垛机器人本体末端法兰上；优选所述3D相机通过固定架与地面连接；垛位输送机和托盘输送机的链板输送机结构可以为皮带、辊筒、链条等输送机结构。进一步的，所述辊筒输送机由辊筒组成，分为两段驱动，两段速度可不相同，两段速度均可调，辊筒输送机速度0m/s-0.8m/s。辊筒输送机入口端部为箱体的进入端，出口端部为箱体的整形端，出口端部靠近码垛机器人本体。进一步的，所述辊筒输送机入口端设有识别装置，用于识别箱体外形尺寸、货物类别信息；辊筒输送机出口端安装位移传感器、整形装置，中部间隔安装两级阻挡装置；所述整形装置、两级阻挡装置上分别设有光电传感器，且由气缸驱动；所述两级阻挡装置有两套，分别安装于辊筒输送机不同的两段驱动上。识别装置安装于辊筒输送机入口端部上方，货物箱体进入辊筒输送机后，由识别装置读取箱体尺寸、货物品类信息，并将信息发送给控制系统；两级阻挡装置间隔布置，安装于辊筒输送机下部，用于箱体的积放等候，利用光电传感器对箱体来料进行判断，阻挡装置由气缸驱动，由控制系统给与动作指令；两套整形装置安装于辊筒输送机整形端的两侧，并排布置，用于箱体的规整排列，由气缸驱动，由控制系统给予动作指令；气缸连有位移传感器，在整形中测量箱体宽度数据，以防止箱体长或宽进入方向有误。优选的，识别装置为RFID识别门进一步的，所述端拾器包括真空吸盘、铝板、铝型材支架和激光测距传感器；所述铝板的下表面设置真空吸盘，侧面设置激光测距传感器，上表面连接铝型材支架。激光测距传感器用于码垛及拆垛时对端拾器下表面到箱体上表面高度的测量。进一步的，真空吸盘横竖多列多行布置，当真空吸盘处于最大压缩量时，激光测距传感器与真空吸盘在竖直方向上留有间距。进一步的，垛位输送机前后端设有第一阻板，前端两侧设有夹紧机构，夹紧机构包括连接于垛位输送机上位于托盘两侧的夹紧机构挡板、夹紧机构气缸和夹紧机构导杆，所述夹紧机构挡板通过夹紧机构导杆与夹紧机构气缸连接。进一步的，托盘输送机前后端两侧有导向板，托盘叠放在托盘输送机上，前端设有第二阻板。进一步的，所述垛位输送机数量不低于2台，且安装于码垛机器人本体侧方；托盘输送机数量不低于1台；3D相机数量为1台或多台。优选垛位输送机数量为2～4台；托盘输送机数量1台或2台。进一步的，所述垛位输送机、托盘输送机以及辊筒输送机出口端穿过围栏的侧壁，围栏内提供码垛机器人本体作业范围的安全保护。单个托盘放置于垛位输送机上，两侧由挡板夹紧，挡板由气缸推动，码垛完成后输送机将托盘及货物输送出围栏。同理，待拆垛的货物由围栏外送入。垛位输送机放置于码垛机器人本体两侧，输送机速度0m/s-0.5m/s。多层叠加的空置托盘放置于托盘输送机上，两侧有导向挡板，用于码垛及拆垛时空置托盘的缓存放置。当垛位输送机上托盘完成码垛并输送出围栏后，码垛机器人本体端拾器将空置托盘拾取放到空置位的垛位输送机上，同理拆垛完成后，将空置托盘放到托盘输送机上。托盘输送机数量1～2台，放置于码垛机器人本体后方，输送机速度0m/s-0.5m/s。空置托盘叠加数量为1-7个。一种混合箱体机器人智能拆码垛系统的控制方法，包括系统和电气控制柜；码垛机器人本体、3D相机、电气控制柜和识别装置之间采用MODBUSTCP/IP通讯，以电气控制柜为主站，读取识别装置和3D相机的数据，分析输入码垛箱体的种类、尺寸和拆垛托盘每层箱体的尺寸和三维坐标，控制输送机和码垛机器人执行相应的拆码垛动作；端拾器安装有激光测距传感器，结合3D相机数据，对箱体高度数据进行精确测量，为码垛机器人拆垛时的抓取高度提供数据。进一步的，系统包括码垛和拆垛两种工作模式；码垛模式包括以下步骤：A1、输送单元的托盘输送机构把托盘运输至待码放区，箱体输送机构运输箱体经过整形机构整形，再通过识别装置，读出箱体的物料信息，同时位移传感器把测量出的箱体尺寸数据发送给控制单元，然后把箱体输送到机器人抓取点；A2、控制单元根据箱体尺寸数据采用垛型规划算法获得最佳垛型和该垛型每个箱体的码放坐标点，并把规划好的垛型数据发送给机器人码垛单元；A3、机器人码垛单元作为执行端，根据箱体尺寸数据和规划的垛型抓取箱体码放到托盘上；A4、当托盘的箱体全部码放完成，输送单元把完成的托盘运输出去，并自动放入新的空托盘；拆垛模式包括以下步骤：B1、输送单元把待拆垛的托盘运输到指定位置；B2、3D相机和激光测距传感器同时对托盘进行检测，把垛型信息、箱体尺寸、抓取点等数据发送给控制单元；B3、机器人按照控制单元获取的数据执行拆垛动作；B4、输送单元把拆分好的箱体输送出去。进一步的，该算法包括以下步骤：C1、通过识别装置和位移传感器得知箱体的长宽高，并根据托盘尺寸、码放高度、码放方向和码放间隙，以托盘左下角为原点O，建立O(X,Y)坐标系；C2、将托盘分为L1和L2两个区域，码放方向A＝0时，L1区域箱体横向码放，并建立箱体二维数组；L2区域箱体纵向码放，并建立箱体二维数组，则有如下公式：(L+i)m1+(W+i)m2＜LMAX+i(W+i)n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，其特征在于，包括：码垛机器人本体(1)、安装在码垛机器人本体(1)底部的码垛机器人底座(2)、安装在码垛机器人本体(1)拾取端的端拾器(3)、安装在码垛机器人本体(1)两侧的垛位输送机(4)、安装在码垛机器人本体(1)后方的托盘输送机(5)、安装在码垛机器人本体(1)前方的辊筒输送机(6)、放置在垛位输送机(4)及托盘输送机(5)上的托盘(7)、用于给码垛机器人本体(1)提供作业范围内安全保护的围栏(9)、放置在围栏(9)外部的电气控制柜(8)和安装固定于垛位输送机(4)前端正上方的3D相机(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，其特征在于，包括：码垛机器人本体(1)、安装在码垛机器人本体(1)底部的码垛机器人底座(2)、安装在码垛机器人本体(1)拾取端的端拾器(3)、安装在码垛机器人本体(1)两侧的垛位输送机(4)、安装在码垛机器人本体(1)后方的托盘输送机(5)、安装在码垛机器人本体(1)前方的辊筒输送机(6)、放置在垛位输送机(4)及托盘输送机(5)上的托盘(7)、用于给码垛机器人本体(1)提供作业范围内安全保护的围栏(9)、放置在围栏(9)外部的电气控制柜(8)和安装固定于垛位输送机(4)前端正上方的3D相机(10)。


2.根据权利要求1所述的一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，其特征在于，所述辊筒输送机(6)由辊筒组成，分为两段驱动，两段速度均可调。


3.根据权利要求2所述的一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，其特征在于，所述辊筒输送机(6)入口端设有识别装置(604)，用于识别箱体外形尺寸、货物类别信息；辊筒输送机(6)出口端安装位移传感器(602)、整形装置(603)，中部间隔安装两级阻挡装置(605)；
所述整形装置(603)、两级阻挡装置(605)上分别设有光电传感器，且由气缸驱动；
所述两级阻挡装置(605)有两个，分别安装于辊筒输送机(6)不同的两段驱动上。


4.根据权利要求1所述的一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，其特征在于，垛位输送机(4)前后端设有第一阻板(405)，前端两侧设有夹紧机构，夹紧机构包括连接于垛位输送机(4)上位于托盘(7)两侧的夹紧机构挡板(402)、夹紧机构气缸(404)和夹紧机构导杆(403)，所述夹紧机构挡板(402)通过夹紧机构导杆(403)与夹紧机构气缸(404)连接。


5.根据权利要求1所述的一种混合箱体机器人智能拆码垛系统，其特征在于，托盘输送机(5)前后端两侧有导向板(502)，托盘(7)叠放在托盘输送机(5)上，前端设有第二阻板(503)。


6.一种混合箱体机器人智能拆码垛系统的控制方法，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的系统；码垛机器人本体(1)、3D相机(10)、电气控制柜(8)和识别装置(604)之间采用MODBUSTCP/IP通讯，以电气控制柜(8)为主站，读取识别装置和3D相机的数据，分析输入码垛箱体的种类、尺寸和拆垛托盘每层箱体的尺寸和三维坐标，控制输送机和码垛机器人执行相应的拆码垛动作；端拾器安装有激光测距传感器，结合3D相机数据，对箱体高度数据进行精确测量，为码垛机器人拆垛时的抓取高度提供数据。


7.根据权利要求6所述的一种混合箱体机器人智能拆码垛系统的控制方法，其特征在于，包括码垛和拆垛两种工作模式；
码垛模式包括以下步骤：
A1、输送单元的托盘输送机构把托盘运输至待码放区，箱体输送机构运输箱体经过整形机构整形，再通过识别装置(604)，读出箱体的物料信息，同时位移传感器把测量出的箱体尺寸数据发送给控制单元，然后把箱体输送到机器人抓取点；
A2、控制单元根据箱体尺寸数据采用垛型规划算法获得最佳垛型和该垛型每个箱体的码放坐标点，并把规划好的垛型数据发送给机器人码垛单元；
A3、机器人码垛单元作为执行端，根据箱体尺寸数据和规划的垛型抓取箱体码放到托盘上；
A4、当托盘的箱体全部码放完成，输送单元把完成的托盘运输出去，并自动放入新的空托盘；
拆垛模式包括以下步骤：
B1、输送单元把待拆垛的托盘运输到指定位置；
B...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹巍，夏密秘，周治宇，陈笑天，
申请(专利权)人：成都川哈工机器人及智能装备产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51