[發明專利]用于制造業用的適應性箱子拾取的系統和方法

有效

• 申請號: 201780043950.4
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN109791614B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 亞歷山大·扎克;達斯科·佩羅夫斯基
• 申請（專利權）人: 麥格納國際公司
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06T7/20;G06T7/73;G05B19/4155;G06T7/00;B25J9/16;G05B19/418;B25J15/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃霖;王艷江

提供了用于使用機器人在目標地點與源位置處的箱子之間自動移動一個或更多個部件的系統和方法。該系統包括第一視覺系統以識別箱子內的部件并且確定部件的拾取位置和拾取方向。第二視覺系統確定可能在或可能不在固定位置的箱子內部或外部的目標地點的位置和方向。控制器規劃用于機器人在拾取位置與目標地點之間移動部件時所遵循的最佳路徑。末端執行器附接至機器人以用于從箱子中拾取部件，在機器人移動部件時保持該部件，并且將部件放置在目標地點。該系統還可以通過視覺系統中的一者或兩者對部件的質量進行檢查。

相關申請的交叉引用

本PCT國際專利申請要求于2016年7月15日提交的標題為“用于制造業用的適應性箱子拾取的系統和方法”的美國臨時專利申請序列號62/362,970的權益，該申請的全部公開被認為是本申請的公開的一部分并且通過參引合并到本申請中。

背景技術

實施組裝過程(或組裝線)以產生成品。成品為通過各種技術附接在一起的各種部件的組合。成品可以是任何種類的物體或產品，例如在商業中銷售的物體或產品。汽車或車輛、或汽車或車輛的部件可以是經由組裝過程所生產的成品。

許多成品包括來自各種源的部件，這些部件被運送至制造場所并在制造場所內被組合為成品或被組合為成品的組件或子組件。這些部件經常在箱子中運輸，在箱子中，它們可能是松散的，具有隨機的位置和方向。部件必須從箱子轉移至目標地點以便于在制造過程中使用部件。

對于許多部件，從部件的運輸箱中移動部件的現有技術是手動過程。在移動較大部件時需要特殊的考慮。例如，沖壓的金屬部件由人從箱子中拾取并放置到固定裝置中以用于進一步加工(例如切割、焊接、粘附、涂漆)。在加工之后，人可從固定裝置中拾取部件并將其放置箱子中，該箱子可以是新的箱子或是部件所源自的相同的箱子。在拾取/放置操作期間，人還可以對部件執行質量檢查。

在另一示例中，將車輛儀表板裝載到在涂漆過程中使用的涂漆臺、或涂漆架上的過程需要工作小組，該工作小組的成員可以在從進入的箱子中拾取部件(在地板水平處)與將部件放置在臺中(在髖部水平處)之間交替，并且還可以彼此傳送部件以便減輕人體工程學的壓力。

以這種方式，進入制造過程的每個部件需要拾取部件并且將部件放置在適于制造過程中的下一步驟的目標地點的位置和方向處的手動操作。沉重的部件導致執行這些操作的人感到疲勞。重復的動作會導致代價高昂傷害。這些手動操作可能將延遲與低效率引入至整個組裝線流程。

發明內容

提供了用于使用機器人在目標地點與源位置處的箱子之間自動移動一個或更多個部件的傳送系統和方法。該系統包括第一視覺系統以識別箱子內的部件并且確定部件的拾取位置和拾取方向。第二視覺系統確定目標地點的位置和方向。控制器規劃用于機器人在拾取位置與目標地點之間移動部件時所遵循的最佳路徑。末端執行器附接至機器人以用以從箱子中拾取部件，并且在機器人將部件移動到目標地點時保持部件。然后，末端執行器釋放部件或將部件放置在目標地點位置處并且以目標地點的方向放置部件。

該方法包括以下步驟：使用第一視覺系統識別在箱子內具有非固定的位置和方向的部件；使用第一視覺系統確定箱子內的部件拾取位置和拾取方向；以及使用第二視覺系統確定目標地點的位置和方向。該方法還包括執行自適應軌跡規劃以確定拾取位置與目標地點之間的最佳路徑的步驟。

該方法按以下步驟進行：通過機器人上的末端執行器從拾取位置拾取部件；通過機器人使部件沿所述最佳路徑移動；通過機器人上的末端執行器將部件放置在目標地點處。該方法還可以包括通過視覺系統中的一者或兩者對部件的質量進行檢查的步驟。

采用本文公開的方面，系統和方法可以使用具有末端執行器的機器人在目標地點與源位置處的箱子之間自動移動一個或更多個部件。本文所公開的柔性固定裝置允許從箱子移動各種部件類型，其中，這些部件可以是松散的、具有隨機的位置和方向。此外，由于本文所討論的方法的自動化性質，實現了效率的收益和資源的減少。

附圖說明