[發明專利]基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置與方法

在審

• 申請號: 202110033316.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112959318A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 范禮峰;張弛;戚振棟;楊超;沈黎翔;呂璐
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J15/00;B25J15/08;B65G61/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 徐金杰

1.基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，包括機械手(1)、抓取裝置、激光測距單元和工業相機(28)，所述抓取裝置固定在機械手(1)上，所述激光測距單元和工業相機(28)固定在抓取裝置上，其特征在于，所述抓取裝置包括運動機構(21)、負壓發生器(23)、吸盤(24)、壓空分配器(26)、總進氣管(27)和支架，所述支架固定在運動機構(21)的下部，所述壓空分配器(26)固定在支架的一端，且壓空分配器(26)的進氣口與總進氣管(27)連接，所述負壓發生器(23)固定在支架的另一端，且負壓發生器(23)的進氣口與壓空分配器(26)的出氣口連通，多個吸盤(24)均勻間隔設置在支架的底部，且每個吸盤(24)均通過管道與負壓發生器(23)的出氣口連通，所述抓取裝置上還設有相機處理模塊，所述機械手(1)上設有總控制器和映像存儲模塊，激光測距單元的模擬信號和工業相機(28)的數據信號直接發送至相機處理單元，相機處理單元將接收的信號處理成三維坐標信息后發送至映像存儲模塊；機械手的總控制器接收到動作信號后，從映像存儲模塊調用三維坐標信息；移動至相應位置抓取目標。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，其特征在于，所述支架包括第一固定板(29)、導桿(210)、彈簧(25)和第二固定板(211)，所述導桿(210)穿設在第一固定板(29)上，所述導桿(210)上還設有定位凸沿，所述彈簧(25)套設在導桿(210)上，且彈簧(25)的上部與第一固定板(29)相抵，彈簧(25)的下部與定位凸沿相抵，所述導桿(210)的頂部還設有限位凸環，彈簧(25)使得限位凸環與第一固定板(29)相抵，所述導桿(210)的下部與第二固定板(211)固定。

3.根據權利要求2所述的基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，其特征在于，所述第一固定板(29)上還固定有負壓檢測器(22)，每個吸盤(24)上的管道均連接有三通接頭(212)，三通接頭(212)的另外兩個接口分別連接至負壓檢測器(22)以及負壓發生器(23)的出氣口。

4.根據權利要求1所述的基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，其特征在于，所述激光測距單元和工業相機(28)設置在支架的兩側，且工業相機(28)位于負壓發生器(23)的一側。

5.根據權利要求1所述的基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，其特征在于，所述第一固定板(29)與運動機構(21)固定，所述第二固定板(211)與吸盤(24)固定，且第二固定板(211)的尺寸大于第一固定板(29)的尺寸，且第一固定板(29)的正投影位于第二固定板(211)的中央。

6.根據權利要求1所述的基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，其特征在于，所述吸盤(24)的形狀為橢圓形，材質為軟硅膠。

7.基于機器視覺的商標紙全自動抓取方法，其特征在于，采用權利要求1至5中任意一項所述的全自動抓取裝置，具體步驟如下：

步驟1，激光測距單元檢測機械手(1)當前位置與商標紙垛(4)的距離，確定當前商標紙垛(4)的層高；工業相機(28)采集商標紙垛(4)俯視圖像，經過圖像預處理、圖像表面檢測、圖像特征提取及分割、圖像邊緣檢測、圖像模板匹配、圖像坐標定義、圖像坐標變換多個步驟后，計算出商標紙垛(4)在托盤上堆放的空間位置和堆放形式，完成物料的分布檢測與抓取模式的規劃；

步驟2，機械手(1)在收到步驟1得出的信息后，按步驟1的規劃執行，機械手(1)會移動到目標位置通過抓取裝置對商標紙進行抓取操作，由上位系統給出負壓發生信號使得抓取裝置的吸盤對商標紙進行抓取，在成功抓取目標位置的商標紙之后，將商標紙送至預先設定好的下一工位。