[實用新型]自動碼垛機器人

有效

• 申請號: 201920111606.0
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN209583061U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 白銳;宮會彬;李友堂
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: B65G61/00
• 分類號: B65G61/00
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 胡月

本實用新型公布了一種自動碼垛機器人，采用桁架式機械機構，控制系統包括上位機端軟件設計與下位機設計，并采用ModbusTCP協議進行通信。上位機采用安裝有Windows系統的PC機，通過攝像頭對包裝盒的圖像信息進行采集，在上位機軟件端進行匹配識別并計算出待抓取包裝盒的位置信息，引導機器人對其進行抓取，完成分類碼垛過程。下位機通過對四個步進電機的控制，實現對抓取機械手的X軸、Y軸、Z軸的運動控制以及機械手的水平旋轉控制。將圖像識別與碼垛機器人結合，使之具有識別和定位功能，利用圖像識別功能實現對待抓取包裝盒的定位以及分類碼垛的工作過程，可以進行包裝盒的定位抓取與分類碼垛。

技術領域

本實用新型涉及一種機器人，尤其是涉及一種自動碼垛機器人。

背景技術

碼垛機器人是用在工業生產過程中執行大批量工件、包裝件的獲取、搬運、碼垛、拆垛等任務的一類工業機器人，是集機械、電子、信息、智能技術、計算機科學等學科于一體的高新機電產品。碼垛機器人技術在解決勞動力不足、提高勞動生產效率、降低生產成本、降低工人勞動強度、改善生產環境等方面具有很大潛力。

國外是在20世紀60年代開始了對工業機器人的研究和應用。在研究方面,隨著工業機器人技術日趨成熟，碼垛機器人出現了。對于它的硏究,很多發達國家都取得了一定的成就。比如,德國的KUKA、瑞典的 ABB、日本的安川電機等公司。在應用現狀方面,碼垛機器人紛紛被應用到工業生產中。總的來說,首先,在發達國家中,碼垛機器人本身開始采用新的結構,控制系統的性能也優于過去,融入了很多高新技術。此外,碼垛機器人在很多行業廣泛被應用。比如,物流、包裝、化工、醫藥。從某種意義上,國外的碼垛機器人已經使相應的生產能力以及企業經濟效益得到了極大地提髙。國外碼垛機器人總體特點主要體現在結構新穎，不僅減小了自重，而且提高了機器人的工作空間；控制系統優越，開放的 PC 控制系統，體積小，速度快，提高了機器人性能；應用范圍廣，多領域多行業的應用，極大地開拓了碼垛機器人的市場。

我國是在20世紀70年代開始硏究和應用工業機器人的。但由于受到很多因素的阻礙,我國工業機器人的發展速度一直很緩慢,硏究和應用方面的水平根本沒法同國外相比。碼垛機器人技術是在改革開放以后才得到了迅速發展。在硏究現狀方面,我國研發的碼垛機器人主要有關節型、直角坐標型兩種。同時,科學家們紛紛對碼垛機器人進行完善,并硏制新型的工業碼垛機器人。最近幾年，我國涌現出的具有較強實力的科研院校和企業主要有哈爾濱工業大學，上海交通大學以及沈陽新松機器人自動化股份有限公司等。我國的碼垛機器人研究雖然起步較晚，技術水平與國外相比差距較大，但在碼垛機器人的應用上仍然取得了一定成果。

目前普遍應用于生產的碼垛機器人一般都采用示教的方法，預先設定好抓起點和擺放點，這種工作方式不能靈活的對碼放物品情況進行實時分析和判斷。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種自動碼垛機器人，該機器人具有圖像識別功能，結構合理，功能完善。

為了解決現有技術存在的問題，本實用新型采用的技術方案是：

自動碼垛機器人，包括有控制系統和桁架式機械機構, 所述控制系統包括有上位機系統和下位機系統，上、下位機系統之間采用ModbusTCP協議進行通信，上位機系統由安裝有Windows操作系統的PC機和采用USB接口攝像機組成，下位機系統包括有PLC、步進電機驅動器、步進電機、限位開關、電磁閥和起停按鈕，

所述桁架式機械機構包括有X軸支架；Y軸支架；Z軸；機械手；攝像頭支架；X、Z軸電機支架；Y軸電機支架，其中X軸支架、Y軸支架、Z軸安裝有線軌和齒條以及限位開關作為機械手進行三維空間運動的平臺，機械手安裝有步進電機和真空吸盤作為自動碼垛機器人的抓取裝置，攝像頭支架用于固定攝像頭，X、Z軸電機支架和Y軸電機支架分別用于固定X、Z軸步進電機和Y軸步進電機。