[發明專利]基于視覺的全自動上料機器人系統及其上料和輸運方法

有效

• 申請號: 201710269043.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106904442B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 楊林;陸洲
• 申請（專利權）人: 北京佳百瑞科技有限責任公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B65G65/00;B65G65/32;B65G69/04
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了提供一種基于視覺的全自動上料機器人系統，包括物料總站子系統、灌裝料倉、上料機器人子系統和灌裝設備；上料機器人子系統上設置的運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統包括非接觸的視覺距離傳感器，通過視覺距離傳感在三維空間巡查所有灌裝設備的料倉。該系統通過覺傳感器探測物料，形成了全自動的物料上料、輸運和平整，提高了自動化的程度和保證了物料的衛生。

技術領域

本發明屬于一種工業在線視覺檢測系統，具體涉及一種基于視覺的全自動上料機器人系統以及上料和輸運方法。

背景技術

工業固體灌裝設備是負責自動完成對固體產品進行容器化包裝的一類設備。此類設備的生產原材料可以被分成灌裝物和容器兩種。所有的原材料在灌裝之前都是被分別預置于各自的料倉中。由于工業上的固體灌裝設備大多是定制化的設備，大多數都是獨立運行的設備。往往需要人工來實現原料料倉的預置和補料。為了提升自動化的程度，出現了兩類上料方案。一種是自動化的上料流水線，這類方法比較占地并且很難做到同時適應多類品種。另一方案是采用半自動上料機器人，此類方法解決了流水線的弊端，但還是需要人工輔助控制同時還是存在人體接觸產品的安全衛生問題。

發明內容

本發明的目的在于避免上述不足之處，提供一種基于視覺的全自動上料機器人系統，該系統包括：物料總站子系統、灌裝料倉、上料機器人子系統和灌裝設備；所述灌裝料倉從所述物料總站子系統獲取物料，將物料送至所述灌裝設備，由所述上料機器人子系統控制所述灌裝料倉的行程、避開障礙物和取放物料；所述上料機器人子系統包括上料機器人、三維輸運平臺、運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統、料堆三維外形掃描成像系統和基于機械臂的堆料平整系統；上料機器人控制和支撐所述三維輸運平臺、所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統、所述料堆三維外形掃描成像系統和所述堆料平整系統；所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統包括安裝在所述上料機器人周邊的非接觸的視覺距離傳感器，通過所述視覺距離傳感在三維空間巡查所有所述灌裝設備的料倉，探測所述灌裝設備的所述料倉缺料就自動上料。

進一步的，視覺距離傳感器采用時間飛行相機、基于結構光的三維相機或毫米波雷達。

進一步的，動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統系統通過所述視覺距離傳感器探測周邊物體的外形特征和距離，結合所述上料機器人自身的三維尺寸計算出運行線路上障礙物的危險級別。

進一步的，所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統系統通過所述視覺距離傳感器獲取所述灌裝料倉的運行軌跡和所述障礙物的特征，并不斷探測計算獲得所述灌裝設備的料倉的坐標。由所述上料機器人根據所述灌裝設備的料倉的坐標、所述灌裝料倉的運行軌跡和所述障礙物的特征，進行所述灌裝料倉的路徑規劃。

進一步的，料堆三維外形掃描成像系統獲取所述灌裝設備的料倉內物料是否符合預設掃描閾值。

進一步的，本發明提供一種基于視覺的全自動上料機器人系統的上料和輸運方法，該方法步驟包括：上料機器人剛啟動時，所述灌裝料倉為空，需要在第一位置處進所述物料總站上料；由所述運動空間障礙物探測及灌裝設備定位系統探測所述灌裝設備的料倉，直至探測到需要上料的所述灌裝設備的料倉；進行上料；由所述料堆三維外形掃描成像系統掃描上料后的所述灌裝設備的所述料倉，由基于機械臂的堆料平整系統對所述灌裝設備的所述料倉進行平整處理。