一种工作范围可调的码垛机器人工作站制造技术

本发明专利技术公开了一种工作范围可调的码垛机器人工作站，其中：六轴机械臂、码垛端和拆垛端相机支架均安装在集成底座上，集成底座下方设置有可调平的底板总成，底板总成直接安装在地面上；工作站四周的两个侧边设置有围栏，围栏通过其下方的集成底座安装在底板总成上；末端夹爪设置于六轴机械臂的末端，3D视觉系统安装在码垛端相机支架和拆垛端相机支架上；物料码垛工位和物料拆垛工位的围栏边缘处分别设置有码垛端进出口光幕和拆垛端进出口光幕，通过码垛端进出口光幕和拆垛端进出口光幕判断待拆垛的物料的进出状况。本发明专利技术具有安拆简单、转移方便、工作范围大、作业效率高、安全性高等特点，可以实现对不同规模的建筑物料的智能拆垛和码垛。垛和码垛。垛和码垛。

【技术实现步骤摘要】
一种工作范围可调的码垛机器人工作站


[0001]本专利技术涉及建筑机器人
，尤其涉及一种工作范围可调的码垛机器人工作站。

技术介绍

[0002]目前，随着建筑行向着自动化、无人化、智能化方向的发展，建筑机器人的应用逐渐增多。建筑工地由于环境复杂、现场场地随着施工进度动态变化、工人对机器的操作不熟练，因此要求机器人能够方便运输、可以随时进行转移，转移后能快速的投入工作，此外，还需要机器人在工作时保证现场人员的安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种工作范围可调的码垛机器人工作站，实现建筑施工物料的无序分拣和智能码垛，全程自动化作业，作业安全、拆装简单、转移方便、作业范围大、适配性强。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]本专利技术提供一种工作范围可调的码垛机器人工作站，包括：拆垛端进出口光幕、底板总成、集成底座、围栏、码垛端进出口光幕、末端夹爪、3D视觉系统、码垛端相机支架、六轴机械臂、拆垛端相机支架；其中：
[0006]六轴机械臂、码垛端相机支架和拆垛端相机支架均安装在集成底座上，集成底座下方设置有可调平的底板总成，底板总成直接安装在地面上；工作站四周的两个侧边设置有围栏，围栏通过其下方的集成底座安装在底板总成上；另外两个侧边分别为物料拆垛工位和物料码垛工位；末端夹爪设置于六轴机械臂的末端，3D视觉系统安装在码垛端相机支架和拆垛端相机支架上，码垛端相机支架和拆垛端相机支架分别位于物料码垛工位和物料拆垛工位上方；物料码垛工位和物料拆垛工位的围栏边缘处分别设置有码垛端进出口光幕和拆垛端进出口光幕，通过码垛端进出口光幕和拆垛端进出口光幕判断待拆垛的物料的进出状况。
[0007]进一步地，本专利技术的3D视觉系统包括码垛端3D相机和拆垛端3D相机，码垛端3D相机安装在物料码垛工位上的码垛端相机支架上，拆垛端3D相机安装在物料拆垛工位上的拆垛端相机支架上，两端的相机支架均能在竖直方向上移动，使得相机能在高度方向上移动，实现相机视场的扩展。
[0008]进一步地，本专利技术的集成底座包括五大版块：底座版块一、底座版块二、底座版块三、底座版块四、中间版块；其中：
[0009]六轴机械臂、码垛端相机支架和拆垛端相机支架均安装在中间版块上，底座版块一、底座版块二、底座版块三、底座版块四分别位于中间版块的四周，围栏分别安装在底座版块一、底座版块二、底座版块三、底座版块四上。
[0010]进一步地，本专利技术的中间版块还预留了四个吊装位：吊环一、吊环二、吊环三、吊环
四，四个吊装位分别位于中间版块上表面的四角处，中间版块上设置有预留的螺栓孔，叉运时叉车通过预留的螺栓孔将整体顶起。
[0011]进一步地，本专利技术的拆垛端进出口光幕和码垛端进出口光幕上均设置有发射部分和接收部分；光幕的一边等间距安装有多个红外发射管，另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管；
[0012]拆垛端进出口光幕和码垛端进出口光幕分别安装在拆垛端和码垛端的左右两侧，用于检测物料的进出，当有人或者物料进出工作站时，光幕会将检测到的信息传送给机器人工作站的控制系统，控制系统控制机器人工作站停止工作。
[0013]进一步地，本专利技术的围栏的顶部设置有警示器。
[0014]进一步地，本专利技术的集成底座上设置有控制箱，控制系统设置在控制箱中。
[0015]进一步地，本专利技术的码垛端相机支架和拆垛端相机支架上分别设置有码垛端升降模组和拆垛端升降模组。
[0016]本专利技术提供一种工作范围可调的码垛机器人工作站的控制方法，包括以下步骤：
[0017]S1、当叉车将物料运送到拆垛端后，拆垛端进出口光幕传感器检测到物料进出，并将信息反馈给控制系统，控制系统下达指令给视觉相机，触发相机在拆垛端进行拍照，同时相机的图像处理软件将所拍照片生成三维点云；
[0018]S2、控制系统根据生产的三维点云跟系统中的物料特征进行比对，若特征吻合，则开始将点云结果进行分割处理，得到拆垛端物料的位置和形状等信息，之后将得到的物料的特征和料架位置发送给控制系统；
[0019]S3、控制系统发送指令给六轴机械臂，六轴机械臂带动末端夹爪定位到拆垛端物料的上方；
[0020]S4、末端夹爪开始进行物料抓取，抓取完成后，控制系统触发码垛端的相机进行拍照，并将拍到的相片进行处理，得到码垛端的位置信息，并将此信息回传到控制系统。
[0021]S5、系统将指令发给机械臂，六轴机械臂的各关节开始运动，将抓取的物料送至码垛端料架上对应的位置，末端夹爪将物料放置到码垛端对应的料架上；
[0022]S6、物料码垛完成的同时，系统出发拆垛端的相机进行拍照，重复步骤2
‑
步骤5的循环直到整层物料抓取完成，单层抓取结束后对整体进行扫描，进行下一层物料砌块识别抓取，直到整垛物料分拣完成；
[0023]S7、当整垛的物料完成拆垛码垛后，控制系统发送停止码垛指令给机器人工作站，此时工人由码垛端进入，触发光幕传感器，机器人工作站停止工作，工人将物料运走。
[0024]S8、重复步骤1
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步骤7，开始下一整垛物料的拆垛、码垛循环；
[0025]本专利技术产生的有益效果是：
[0026]1、本专利技术可以实现建筑施工物料的无序分拣和智能码垛，全程实现自动化作业，作业具有效率高；本专利技术提出的无序分拣和智能码垛机器人系统可以全天候作业，物料堆场和料架分别位于机器人两侧，抓取和码垛速度快，整体占地面积小；
[0027]2、本专利技术提出的码垛机器人工作站作业范围大，3D视觉系统可以高度方向上移动，检测视野大。本专利技术提出的码垛机器人工作站可以分解运输，也可以整体转运，工作站的相机和机器人位置相对固定，转移后不需要重新标定，可以快速的开始工作。
[0028]3、本专利技术提出的码垛机器人工作站安全性高，由于报警系统和光幕检测系统的存
在，可以使得物料进出过程在系统的监测下进行，不会对人造成伤害，整体安全可靠。
附图说明
[0029]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0030]图1是本专利技术工作范围可调的码垛机器人工作站的立体示意图；
[0031]图2是本专利技术工作范围可调的码垛机器人工作站的平面俯视图；
[0032]图3是本专利技术工作范围可调的码垛机器人工作站的拆码垛流程；
[0033]图中，1
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拆垛端进出口光幕、2
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待拆垛的物料、3
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底板总成、4
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集成底座、5
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预留的螺栓孔、6
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围栏、7
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码垛的物料、8
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码垛端进出口光幕、9
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末端夹爪、10
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码垛端3D相机、11
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警示器、12
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控制箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工作范围可调的码垛机器人工作站，其特征在于，包括：拆垛端进出口光幕(1)、底板总成(3)、集成底座(4)、围栏(6)、码垛端进出口光幕(8)、末端夹爪(9)、3D视觉系统、码垛端相机支架(13)、六轴机械臂(15)、拆垛端相机支架(16)；其中：六轴机械臂(15)、码垛端相机支架(13)和拆垛端相机支架(16)均安装在集成底座(4)上，集成底座(4)下方设置有可调平的底板总成(3)，底板总成(3)直接安装在地面上；工作站四周的两个侧边设置有围栏(6)，围栏(6)通过其下方的集成底座(4)安装在底板总成(3)上；另外两个侧边分别为物料拆垛工位和物料码垛工位；末端夹爪(9)设置于六轴机械臂(15)的末端，3D视觉系统安装在码垛端相机支架(13)和拆垛端相机支架(16)上，码垛端相机支架(13)和拆垛端相机支架(16)分别位于物料码垛工位和物料拆垛工位上方；物料码垛工位和物料拆垛工位的围栏(6)边缘处分别设置有码垛端进出口光幕(8)和拆垛端进出口光幕(1)，通过码垛端进出口光幕(8)和拆垛端进出口光幕(1)判断待拆垛的物料(2)的进出状况。2.根据权利要求1所述的工作范围可调的码垛机器人工作站，其特征在于，3D视觉系统包括码垛端3D相机(10)和拆垛端3D相机(17)，码垛端3D相机(10)安装在物料码垛工位上的码垛端相机支架(13)上，拆垛端3D相机(17)安装在物料拆垛工位上的拆垛端相机支架(16)上，两端的相机支架均能在竖直方向上移动，使得相机能在高度方向上移动，实现相机视场的扩展。3.根据权利要求1所述的工作范围可调的码垛机器人工作站，其特征在于，集成底座(4)包括五大版块：底座版块一(C)、底座版块二(D)、底座版块三(E)、底座版块四(F)、中间版块(G)；其中：六轴机械臂(15)、码垛端相机支架(13)和拆垛端相机支架(16)均安装在中间版块(G)上，底座版块一(C)、底座版块二(D)、底座版块三(E)、底座版块四(F)分别位于中间版块(G)的四周，围栏(6)分别安装在底座版块一(C)、底座版块二(D)、底座版块三(E)、底座版块四(F)上。4.根据权利要求3所述的工作范围可调的码垛机器人工作站，其特征在于，中间版块(G)还预留了四个吊装位：吊环一(19)、吊环二(20)、吊环三(21)、吊环四(22)，四个吊装位分别位于中间版块(G)上表面的四角处，中间版块(G)上设置有预留的螺栓孔(5)，叉运时叉车通过预留的螺栓孔(5)将整体顶起。5.根据权利要求1所述的工作范围可调的码垛...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琨，王开强，孙庆，刘威，杨朋，周勇，崔志鹏，叶贞，黄雷，陈敏，章磊，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：