一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及机械臂控制技术领域，公开了一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统及方法，包括包装盒状态检测设备以及与其电联接的机械臂；机械臂包括多个抓取机械臂以及推动机械臂，其中多个抓取机械臂依次设置于流水线的前端，推动机械臂位于流水线的后端；包装盒状态检测设备包括包装盒获取模块、位姿识别模块、指令分析模块以及指令发出模块；位姿识别模块用于根据图像信息分析得到在流水线上同一排中各个矩形包装盒的位姿信息，其中位姿信息包括矩形包装盒的位姿以及位姿距离差值，根据矩形包装盒的位姿组合抓取机械臂与推动机械臂对矩形包装盒进行封装码垛，避免了人工对其进行修正，大大提高了码垛的效率。大大提高了码垛的效率。大大提高了码垛的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及机械臂控制
，特别是一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着机械臂技术的日新月异与工业机械臂的不断发展，将机械臂投入到工业生产中已经基本实现了。机械臂能够高效保运货物，是码垛中更是机械零件之一。而很多商品在被工人包装进入到包装盒后就会放置在流水线上，在流水线上还设置有机械臂，机械臂会对包装盒进行抓取，放置在容器内。最后通过机械臂进行搬运，实现快速的码垛。
[0003]在糖果或茶叶的生产包装过程中，大多数是采用矩形的包装盒对产品进行包装，然后逐排横向放置在流水线上，但是由于放置时流水线与运输件的高度差以及流水线上履带的抖动关系，矩形包装盒在被放置在流水线后会发生位姿的偏移，导致了机械臂无法对位姿改变的包装盒进行抓取。需要工人在流水线的末端捡起剩下的包装盒放入容器中，极大的降低了码垛的效率。

技术实现思路

[0004]针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提出一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统及方法，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统，其特征在于，包括包装盒状态检测设备以及与其电联接的机械臂；所述机械臂包括多个抓取机械臂以及推动机械臂，其中多个所述抓取机械臂依次设置于流水线的前端，所述推动机械臂位于流水线的后端；所述包装盒状态检测设备包括包装盒获取模块、位姿识别模块、指令分析模块以及指令发出模块；所述包装盒获取模块用于获取流水线上同一排矩形包装盒的图像信息；所述位姿识别模块用于根据所述图像信息分析得到在流水线上同一排中各个矩形包装盒的位姿信息，其中位姿信息包括矩形包装盒的位姿以及位姿距离差值；所述指令分析模块用于根据所述矩形包装盒的位姿和位姿距离差值分析得到抓取机械臂以及推动机械臂的组合控制指令；所述指令发出模块用于向所述机械臂发出所述组合控制指令；所述机械臂接收并解析所述组合控制指令，得到第一抓取指令以及推动指令，根据所述第一抓取指令对抓取机械臂进行控制，抓取所有满足位姿条件的矩形包装盒，根据所述推动指令对推动机械臂进行控制，将剩余的矩形包装盒推出流水线。2.根据权利要求1所述的一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统，其特征在于，所述包装盒获取模块包括第一图片获取子模块和第二图片获取子模块；所述第一图片获取子模块用于拍摄矩形包装盒进入到流水线后的图像信息，并发送给所述位姿识别模块；所述第二图片获取子模块用于拍摄抓取机械臂抓取矩形包装盒后的图像信息，并发送给所述位姿识别模块。3.根据权利要求2所述的一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统，其特征在于，所述位姿识别模块包括目标框体获取子模块、匹配子模块以及标记子模块；所述目标框体获取子模块用于使用One
‑
Stage算法对图像信息进行识别框体提取，将流水线上的矩形包装盒以框体的方式展现；所述匹配子模块用于对框体内的矩形包装盒进行姿态匹配识别，获取在同一排中，所有矩形包装盒的姿态；所述标记子模块用于从流水线宽度方向的一侧向另一侧顺序判断矩形包装盒的框体是否落入到抓取位姿档位中，若矩形包装盒的框体的抓取位姿档位则对该框体进行符号标记，所述符号标记为数字、英文字母、希腊字母的一种或多种的组合。4.根据权利要求3所述的一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统，其特征在于，所述匹配子模块包括模板制作子单元、识别特征提取子单元、存储子单元、姿态得分计算子单元以及判断子单元；所述模板制作子单元用于制作360个模板图，其中每一个模板图对应一个不同的整数角度；所述识别特征提取子单元包括梯度量化模块以及提起模块；所述梯度量化模块用于对360个模板图进行第一层金字塔方向梯度量化以及第二层金字塔方向梯度量化，所述提起模块根据量化后的模板图分别获取360个模板图所对应的识别特征；
所述识别特征提取子单元用于以当前角度为表列获取所述识别特征，并进行保存；所述存储子单元用于存储不同角度表列中的所有识别特征；所述姿态得分计算子单元用于调用所述存储子单元中的每一个角度的识别特征，计算框体与每一个角度识别特征的相似度得分，并判断最高相似度得分是否满足得分阈值，若满足得分阈值则将最高相似度得分所对应的角度作为该框体的姿态角度，若不满足，向管理人员发送错误指令；所述判断子单元用于根据所述第一图片获取子模块的图像信息获取得到所有矩形包装盒的初始位姿；根据所述第二图片获取子模块的图像信息获取得到所有矩形包装盒的被搬运后位姿；将被搬运后矩形包装盒的位姿与矩形包装盒的初始位姿，或被搬运后矩形包装盒的位姿与下一次矩形包装盒被搬运后位姿进行比较，判断剩余的矩形包装盒的位姿是否发生改变，若存在位姿变化，则对矩形包装盒的框体进行重新符号标记。5.根据权利要求4所述的一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统，其特征在于，指令分析模块包括机械臂指令分析子模块以及信息更新子模块；所述机械臂指令分析子模块用于获取框体的符号标记，判断当前一排矩形包装盒中是否存在有满足抓取机械臂抓取姿态的矩形包装盒，若存在有满足抓取机械臂抓取姿态的矩形包装盒，则按该矩形包装盒的符号标记的顺序生成所述抓取机械臂对矩形包装盒的抓取顺序，生成第一抓取控制指令；若不存在，则获取同一排矩形包装盒的框体位置，根据框体位置得到横向的位姿距离差值，判断所述横向的位姿距离差值是否超出距离阈值；若超出距离阈值，则获取所述抓取机械臂对框体位置距离最远的两个矩形包装盒抓取的位置，生成第二抓取控制指令，并发送给所述抓取机械臂对位置距离最远的两个矩形包装盒进行抓取，抓取后再次获取并判断位姿距离差值，直到位姿距离差值没有超出距离阈值；若没有超出距离阈值，则生成所述推动机械臂启动的推动指令；将所述第一抓取控制指令、第二抓取控制指令与推动指令组合，形成所述组合控制指令；所述信息更新子模块用于在所述抓取机械臂抓取矩形包装盒后，使用所述第二图片获取子模块的图像信息对矩形包装盒的位姿以及位姿距离差值进行更新，并将更新后的结果发送给所述机械臂指令分析子模块。6.根据权利要求4所述的一种提高矩形包装盒的码垛效率机械臂控制系统，其特征在于，所述机械臂还包括指令接收模块与指令解析模块；所述指令接收模块用于接收所述组合控制指令并发送给所述指令解析模块；所述指令解析模块用于判断所述组合控制指令中是否存在有所述第一抓取控制指令，若存在则解析第一抓取控制指令得到所述抓取机械臂对矩形包装盒的抓取顺序以及抓取对象位置，控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙腾发，雷勤，柳建雄，吴凌云，陈志满，陈统书，
申请(专利权)人：广东天太机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：