一种条烟箱成品出库系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种条烟箱成品出库系统及其控制方法，顶升式伸缩皮带装车机两侧安装定位气缸，定位气缸端部安装定位板，定位板上安装接近开关，条烟箱到达顶升式伸缩皮带装车机端部定位板后，定位气缸对条烟箱进行对夹定位；视觉系统对条烟箱进行轮廓尺寸采集、精确定位，协作机器人及其夹具根据顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸的定位信号以及视觉系统尺寸数据及位置坐标，依次吸取条烟箱，根据PLC控制系统计算的垛型进行摆放码垛。本发明专利技术结构简单、使用方便，配合顶升式伸缩皮带装车机进行条烟箱在箱式货车车厢内出库装车，包括顶升式伸缩皮带装车机条烟箱的对条烟箱自动定位、自动计算垛型、自动码垛的全流程的工业自动化智能化。工业自动化智能化。工业自动化智能化。

【技术实现步骤摘要】
一种条烟箱成品出库系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于条烟箱出库
，具体涉及一种条烟箱成品出库系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]条烟箱成品出库目前通过人工操作顶升式伸缩皮带装车机完成：装有条烟的纸箱用顶升式伸缩皮带装车机运送到开车箱体内，人工手动逐个将纸箱搬至卡车箱体内逐层摆放，由卡车运送出库房。产效率较低，企业用人成本较高，经营风险较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种条烟箱成品出库系统及其控制方法。由协作机器人及其夹具、顶升式伸缩皮带装车机条烟箱定位附件、协作机器人安装底座组成，通过软件系统根据出货量、箱式货车吨位计算条烟箱码垛垛型，实现条烟箱定位、垛型计算、码垛全流程自动化智能化成品出库。本方案中整体系统采用协作机器人，保证了系统的安全性。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种条烟箱成品出库系统，包括条烟箱输送带、顶升式伸缩皮带装车机、协作机器人及其夹具和PLC控制系统，所述顶升式伸缩皮带装车机两侧安装定位气缸，所述定位气缸端部安装定位板，定位板上安装接近开关，条烟箱到达顶升式伸缩皮带装车机端部定位板后，接近开关给出信号，所述PLC控制系统控制顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸对条烟箱进行对夹定位；视觉系统对条烟箱进行轮廓尺寸采集、精确定位，协作机器人及其夹具安装在顶升式伸缩皮带装车机的踏板上，协作机器人及其夹具根据顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸的定位信号以及视觉系统尺寸数据及位置坐标，依次吸取条烟箱，根据所述PLC控制系统计算的垛型进行摆放码垛；当完成一排的条烟箱码垛后，顶升式伸缩皮带装车机根据位移传感器所检测的数据自动向后方移动，保证条烟箱成品出库系统中协作机器人统一适当的工作空间。
[0005]进一步，所述协作机器人及其夹具包括底座和协作机器人及机器人夹具，所述协作机器人安装在所述底座上，所述底座固定连接在顶升式伸缩皮带装车机的踏板上，所述机器人夹具安装在协作机器人第六轴上。
[0006]进一步，所述机器人夹具包括连接件，所述连接件固定连接在协作机器人第六轴上，L型安装板固定连接在所述连接件上，在L型安装板上安装多个吸盘，用于吸取条烟箱。
[0007]进一步，还包括PLC控制系统和视觉系统以及位移传感器，所述视觉系统、位移传感器、协作机器人及其夹具和所述接近开关与所述PLC控制系统通信连接。
[0008]本专利技术还提供一种条烟箱成品出库系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009]S1.条烟箱从输送带上输送至顶升式伸缩皮带装车机上，顶升式伸缩皮带装车机上端部安装的定位板上所安装的接近开关给出信号；
[0010]S2.PLC控制系统控制所述定位气缸对条烟箱进行对夹定位；
[0011]S3.所述视觉系统对条烟箱进行轮廓尺寸采集以及精确位置进行检测；
[0012]S4.协作机器人及其夹具根据顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸的定位信号以及视觉系统尺寸、位置数据，依次吸取条烟箱；
[0013]S5.PLC控制系统根据视觉系统对条烟箱轮廓尺寸采集数据识别处条烟箱规格，根据不同规格的出库箱式货车计算出最优码垛形式，控制协作机器人及其夹具执行相应动作进行码垛。
[0014]进一步，所述步骤S3中，视觉系统中包括相机和光源，光源从四个方向照射条烟箱，保证光源能够打亮条烟箱四周的同时条烟箱上方不被光源照亮，相机安装高度为不同型号条烟箱两倍长和高乘积的最大值。
[0015]进一步，所述步骤S2中，所述相机对条烟箱拍照获取图像后，通过视觉背景差分方法获得条烟箱整体轮廓，再通过canny算子和轮廓查找算法将图像中的噪点去除只保存轮廓特征，通过轮廓匹配算法，用harris角点提取条烟箱的四个角点，根据四个角点之间的距离关系来确定条烟箱的长、宽，与存储的规格型号匹配，确定现在的条烟箱规格型号，同时根据这四个角点确认条烟箱的中心点坐标和条烟箱的方向。
[0016]进一步，所述步骤S2中，根据四个角点之间的距离关系来确定条烟箱的长、宽，与存储的规格型号匹配具体采用方法为视觉系统获取条烟箱轮廓图片后，随机选取一个图片轮廓像素点并沿着该轮廓某一个方向逐个像素点进行计算自相关函数E(u,v)值，根据据自相关函数E(u,v)值判定是否为条烟箱角点，根据调试时非角点的自相关函数值波动情况设定一个阈值，当自相关函数值大于该阈值时认为该点为角点；
[0017]harris角点提取方式通过自相关函数E(u，v)＝Σ
x，y
ω(x，y)[I(x+u，y+u)-I(x，y)]2函对在(x+u,y+v)在(x,y)点进行二阶泰勒级数展开，然后取一阶近似得到，其中为结构张量，其中u，v是窗口在水平、竖直方向的偏移，w为权重，所述权重根据CRITIC权重法来判定，I为滤波值，即滤波点四周的像素值。
[0018]依次找出条烟箱轮廓的四个角点，将四个角点依次连线，得到线长；之后程序通过寻找到存储模板中的角点所连成线的线长，和视觉图片中的角点连线线长进行匹配，从而确定出条烟箱的型号规格；根据定位条烟箱的边缘计算出协作机器人抓取位置，通过TCPIP通讯协议将精确位置信息传送给条烟箱成品出库PLC控制系统。
[0019]进一步，所述步骤S5中，所述PLC控制系统识别出条烟箱的型号规格后，人工选择条烟箱码垛方向，输入条烟箱总量、车型，视觉系统自动识别条烟箱长宽高，确定其规格型号，并将数据传输给PLC控制系统，PLC控制系统根据协作机器人执行动作所需数据提取源数据传输给协作机器人系统，协作机器人执行相应的动作；以箱式货车车厢码垛平面码满为前提，根据条烟箱总量、车型、码垛方向计算出码垛的行数、列数、层数，计算码垛垛型；根据所得到的垛型协作机器人实际进行码垛时优先进行行码垛，列码垛次之，最后进行层码垛。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：现有技术条烟箱成品出库操作都是由人工完成，该系统完全替代了人工操作，实现了条烟箱定位、垛型计算、码垛全流程的自动化
智能化。该系统有诸多有益效果:(1)一种条烟箱成品出库系统是协作机器人在条烟箱成品出库装车工位上的首次应用；(2)根据条烟箱成品出库的总量、规格、型号以及箱式货车的吨数，由系统内部控制算法自动计算最优码垛垛型，大大提高了生产的智能化；(3)一种条烟箱成品出库系统码垛摆放位置精确，不易出现条烟箱摆放松散导致最后一个条烟箱入垛困难的现象；(4)协作机器人本身就可以与人进行交互作业，当某一个协作机器人出现故障时，人工可直接替代，并可与另一台协作机器人交互作业；由于协作机器人本身的重量较轻，也可以选择拆除故障协作机器人，方便后期维护，保证条烟箱成品出库的多样性，保证正常生产。
附图说明
[0021]图1为本专利技术条烟箱成品出库系统整体示意图；
[0022]图2为本专利技术条烟箱成品出库系统结构示意图；
[0023]图3为本专利技术协作机器人结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种条烟箱成品出库系统，其特征在于：包括条烟箱输送带、顶升式伸缩皮带装车机、协作机器人及其夹具和PLC控制系统，所述顶升式伸缩皮带装车机两侧安装定位气缸，所述定位气缸端部安装定位板，定位板上安装接近开关，条烟箱到达顶升式伸缩皮带装车机端部定位板后，接近开关给出信号，所述PLC控制系统控制顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸对条烟箱进行对夹定位；视觉系统对条烟箱进行轮廓尺寸采集、精确定位，协作机器人及其夹具安装在顶升式伸缩皮带装车机的踏板上，协作机器人及其夹具根据顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸的定位信号以及视觉系统尺寸数据及位置坐标，依次吸取条烟箱，根据所述PLC控制系统计算的垛型进行摆放码垛；当完成一排的条烟箱码垛后，顶升式伸缩皮带装车机根据位移传感器所检测的数据自动向后方移动，保证条烟箱成品出库系统中协作机器人统一适当的工作空间。2.根据权利要求1所述的一种条烟箱成品出库系统，其特征在于：所述协作机器人及其夹具包括底座和协作机器人及机器人夹具，所述协作机器人安装在所述底座上，所述底座固定连接在顶升式伸缩皮带装车机的踏板上，所述机器人夹具安装在协作机器人第六轴上。3.根据权利要求2所述的一种条烟箱成品出库系统，其特征在于：所述机器人夹具包括连接件，所述连接件固定连接在协作机器人第六轴上，L型安装板固定连接在所述连接件上，在L型安装板上安装多个吸盘，用于吸取条烟箱。4.根据权利要求1所述的一种条烟箱成品出库系统，其特征在于：还包括PLC控制系统和视觉系统以及位移传感器，所述视觉系统、位移传感器、协作机器人及其夹具和所述接近开关与所述PLC控制系统通信连接。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种条烟箱成品出库系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.条烟箱从输送带上输送至顶升式伸缩皮带装车机上，顶升式伸缩皮带装车机上端部安装的定位板上所安装的接近开关给出信号；S2.PLC控制系统控制所述定位气缸对条烟箱进行对夹定位；S3.所述视觉系统对条烟箱进行轮廓尺寸采集以及精确位置进行检测；S4.协作机器人及其夹具根据顶升式伸缩皮带装车机上两侧安装定位气缸的定位信号以及视觉系统尺寸、位置数据，依次吸取条烟箱；S5.PLC控制系统根据视觉系统对条烟箱轮廓尺寸采集数据识别处条烟箱规格，根据不同规格的出库箱式货车计算出最优码垛形式，控制协作机器人及其夹具执行相应动作进行码垛。6.根据权利要求5所述的一种条烟箱成品出库系统控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，视觉系统中包括相机和光源，光源从四个方向照射条烟箱，保证光源能够打亮条烟箱四周的同时条烟箱上方不被光源照亮，相机安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：易璇，刘申波，曹秀丽，乔腾飞，郑梦，孙双，阳建军，张明玉，
申请(专利权)人：湖北中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：