[發明專利]一種機器人的分揀控制系統和方法

在審

• 申請號: 201711386770.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108098773A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 林武
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B07C5/00;B07C5/36
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

1.一種機器人的分揀控制系統，用于運輸物料的輸送線上方設有用于獲取物料圖像信息的工業相機，所述工業相機將獲取的圖像信息輸送至工業計算機，所述工業計算機輸出識別信號至工業機器人的控制器，所述輸送線旁設有運輸已分揀物料的同步帶，所述工業機器人位于同步帶和運輸線的上方，所述工業機器人的端部設有用于拾取物料的氣動組件，其特征在于：沿所述同步帶運動方向依次設有進盤位置、裝盤位置、滿盤位置和出盤位置，所述同步帶上設有固定托盤的擋塊，所述進盤位置和裝盤位置設有獨立的伺服驅動系統，所述裝盤位置和滿盤位置共用一個伺服驅動系統。

2.根據權利要求1所述的機器人的分揀控制系統，其特征在于：所述進盤位設有兩個伺服驅動系統，包括將托盤運送到進盤位置的進盤伺服驅動系統，以及將托盤由進盤位置運送到裝盤位置的轉運伺服驅動系統，所述相鄰擋塊之間的間隙與托盤長度相同。

3.根據權利要求1或2所述的機器人的分揀控制系統，其特征在于：所述同步帶和和輸送線為PLC子系統，由PLC驅動工作，所述PLC與工業機器人的控制器實時交互。

4.根據權利要求3所述的機器人的分揀控制系統，其特征在于：所述輸送線的從動輪上設有編碼器，所述編碼器輸出信號至PLC。

5.根據權利要求1或4所述的機器人的分揀控制系統，其特征在于：所述輸送線由自上而下階梯狀分布的輸送單元構成，每層所述輸送單元由獨立的電機驅動運轉，每層所述輸送單元的末端位于下一層輸送單元的拾取區域始端的上方，所述工業相機的圖像采集范圍包括每層輸送單元的拾取區域。

6.根據權利要求1所述的機器人的分揀控制系統，其特征在于：所述工業計算機包括圖像濾波模塊、圖像分割模塊、特征提取模塊、圖像匹配模塊和定位算法模塊，所述工業相機將采集的圖像輸送至圖像濾波模塊，由所述圖像濾波模塊處理后的圖像信息分別由圖像分割模塊、特征提取模塊、圖像匹配模塊將圖像中有效目標從背景中分離出來，再輸送至定位算法模塊獲得有效目標的位姿與位置信號，再輸送至工業機器人的控制器。

7.基于權利要求1-6所述機器人的分揀控制系統的控制方法，其特征在于：

1)同步帶工作，將托盤依次運送至進盤位置、裝盤位置、滿盤位置和出盤位置；

2)輸送線將物料輸送至拾取區域，工業相機將獲取并識別的物料圖像信息，工業計算機將識別的信號輸送至工業機器人的控制器；

3)控制器驅動工業機器人運動至輸送線上待拾取的物料上方，待控制氣動組件拾取物料后，驅動工業機器人至裝盤位置上方，氣動組件將被拾取的物料放置到托盤上。

8.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述1)包括以下步驟：

步驟1-1、系統初始化，同步帶的伺服驅動系統在原位；

步驟1-2、托盤準備進入同步帶的進盤位置；

步驟1-3、進盤位置傳送伺服將托盤送入裝盤位置，同時進盤位置等待下一個托盤；

步驟1-4、工業機器人在裝盤位置的托盤上擺滿一排物料后，裝盤位置的同步帶的伺服驅動系統步進設定距離，待裝盤位置的托盤滿盤，將滿盤托盤移至滿盤位置，新的空托盤由進盤位置送至裝盤位置；

步驟1-5、滿盤位置上已裝滿物料的托盤由步驟1-4中裝盤位置輸送至來的滿盤托盤推送至出盤位置。

9.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述2)包括以下步驟：

步驟2-1、工業相機獲取圖像信息；

步驟2-2、圖像濾波模塊消除采集的圖像信息中的高低頻噪聲信號；

步驟2-3、圖像分割模塊、特征提取和圖像匹配模塊將采集的圖像信息中有效目標從背景中分離出來，通過計算有效目標的特征值，提取有用的特征進行圖像匹配，圖像匹配算法求出物料位姿與標準位姿的像素偏差值；

步驟2-4、定位算法模塊根據像素偏差值、工業相機坐標系和工業機器人坐標系的轉換關系計算出物料在機器人坐標系中的位姿；

步驟2-5、將物料的位姿輸送至工業機器人的控制器。

10.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述3)包括以下步驟：

步驟3-1、工業機器人的控制器獲取到物料的位姿信息；

步驟3-2、工業機器人調整姿態，并在輸送線拾取區域等待；

步驟3-3、物料進入輸送線拾取區域后，工業機器人在保證姿態情況下，以設定速度追趕物料；

步驟3-3、當工業機器人速度等于輸送線反饋運行速度時，工業機器人上的氣動組件3生真空拾取物料；

步驟3-4、工業機器人位姿調整到同步帶的裝盤位置，工業機器人的氣動組件破壞真空，將物料擺放在托盤上。