[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

本發明涉及基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置與方法，該裝置包括機械手、抓取裝置、激光測距單元和工業相機，抓取裝置包括運動機構、負壓發生器、吸盤、壓空分配器、總進氣管和支架，壓空分配器固定在支架的一端，且壓空分配器的進氣口與總進氣管連接，負壓發生器固定在支架的另一端，且負壓發生器的進氣口與壓空分配器的出氣口連通，多個吸盤均勻間隔設置在支架的底部，且每個吸盤均通過管道與負壓發生器的出氣口連通，抓取裝置上還設有相機處理模塊，機械手上設有總控制器和映像存儲模塊，本發明的抓取裝置的結構體積小巧，精簡了管路結構，抓取效果穩定可靠，且能大幅降低裝備成本；本發明的商標紙垛定位技術能夠準確定位目標抓取物堆放形式，適用于各種復雜工況。

技術領域

本發明涉及煙草加工設備技術領域，具體地說，是涉及一種基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置與方法。

背景技術

當前工業生產中，商標紙廣泛采用層級堆垛方式，以前都是工人手工加商標紙的包裹紙去除后放入生長線，進行后一道工序的生產，這種方式需要較多的人工，且效率不高，不能滿足工業自動化生產的需求。

隨著工業技術的發展，已經出現了采用機械手自動抓取的方式來對商標紙進行抓取，但是現有技術中都是一堆完整的商標紙垛到達指定位置后，機械手根據預先設定才能抓取相應的商標紙，若人工已經對完整的商標紙垛進行過取用，破壞了其既定規模，極容易出現空抓、少抓，機械手無法實現正常抓取，極大地影響了工作效率。另外，現有的抓取裝置管路較多，結構復雜，且成本較高。而對于那些復雜、未知的抓取對象，物料系統末端的抓取裝置是最為核心的部分，對抓取效率和抓取損傷率尤為重要，因此在不影響其功能實現的情況下，有必要對物料抓取裝置進行研究。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一個目的在于提供一種基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，該裝置結構簡單、抓取效率高和成本低，本發明的第二個目的在于提供一種基于機器視覺的商標紙全自動抓取方法，該方法實現了更多復雜工況下商標紙的準確抓取。

為了實現上述第一個發明的目的，本發明采用以下技術方案：

基于機器視覺的商標紙全自動抓取裝置，包括機械手、抓取裝置、激光測距單元和工業相機，所述抓取裝置固定在機械手上，所述激光測距單元和工業相機固定在抓取裝置上，所述抓取裝置包括運動機構、負壓發生器、吸盤、壓空分配器、總進氣管和支架，所述支架固定在運動機構的下部，所述壓空分配器固定在支架的一端，且壓空分配器的進氣口與總進氣管連接，所述負壓發生器固定在支架的另一端，且負壓發生器的進氣口與壓空分配器的出氣口連通，多個吸盤均勻間隔設置在支架的底部，且每個吸盤均通過管道與負壓發生器的出氣口連通，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。

作為優選方案，所述支架包括第一固定板、導桿、彈簧和第二固定板，所述導桿穿設在第一固定板上，所述導桿上還設有定位凸沿，所述彈簧套設在導桿上，且彈簧的上部與第一固定板相抵，彈簧的下部與定位凸沿相抵，所述導桿的頂部還設有限位凸環，彈簧使得限位凸環與第一固定板相抵，所述導桿的下部與第二固定板固定。

作為優選方案，所述第一固定板上還固定有負壓檢測器，每個吸盤上的管道均連接有三通接頭，三通接頭的另外兩個接口分別連接至負壓檢測器以及負壓發生器的出氣口。

作為優選方案，所述激光測距單元和工業相機設置在支架的兩側，且工業相機位于負壓發生器的一側。

作為優選方案，所述第一固定板與運動機構固定，所述第二固定板與吸盤固定，且第二固定板的尺寸大于第一固定板的尺寸，且第一固定板的正投影位于第二固定板的中央。

作為優選方案，所述吸盤的形狀為橢圓形，材質為軟硅膠。