一種具有周轉箱識別功能的機器人系統及其識別方法
【專利摘要】本發明涉及一種機器人拆碼垛系統。本發明公開了一種具有周轉箱識別功能的機器人系統及其識別方法，包括周轉箱輸送線、機器人、夾具，機器人位于周轉箱輸送線側面，夾具連接在機器人的機械手上，所述夾具側面裝有用于識別周轉箱位置坐標的掃描儀，所述夾具的底部裝有四個探針裝置，與探針裝置對應的周轉箱上設有若干個凹槽，該凹槽用于探針裝置探測周轉箱的正反方向，和/或周轉箱的高度。本發明通過在機器人夾具中增加探針裝置，對周轉箱的特定位置進行識別，從而判定周轉箱的尺寸型號和正反方向。
【專利說明】一種具有周轉箱識別功能的機器人系統及其識別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機器人拆碼垛系統，具體涉及一種具有周轉箱識別功能的機器人系統。本發明還涉及一種基于權利要求1所述具有周轉箱識別功能的機器人系統的周轉箱識別方法。
【背景技術】
[0002]現有的大多周轉箱自動拆垛直接通過機器人的固定程序進行，不需要進行周轉箱的方向識別。由于某些行業特定業務的需要，需要使周轉箱內的貨物在輸送線上傳輸時與周轉箱標識的方向一致。因此周轉箱放到輸送線上時對其方向有要求。現有的技術不能滿足該要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種具有自動識別周轉箱高度和方向的機器人系統，通過在機器人夾具中增加探針裝置，對周轉箱的特定位置進行識別，從而判定周轉箱的尺寸型號和正反方向。本發明涉及一種基于權利要求1所述具有周轉箱識別功能的機器人系統的周轉箱識別方法。
[0004]為了達到上述目的，本發明有如下技術方案:
[0005]本發明的一種具有自動識別周轉箱高度和方向的機器人系統，包括周轉箱輸送線、機器人、夾具，機器人位于周轉箱輸送線側面，夾具連接在機器人的機械手上，所述夾具側面裝有用于識別周轉箱位置坐標的掃描儀，所述夾具的底部裝有四個探針裝置，與探針裝置對應的周轉箱上設有若干個凹槽，該凹槽用于探針裝置探測周轉箱的正反方向，和/或周轉箱的高度。
[0006]其中，所述探針裝置包括鋼針、L型板一、L型板二、接近開關、尼龍壓塊、導向套、感應頭，接近開關固定在L型板一的下部，L型板二與L型板一連接，尼龍壓塊與L型板二連接，導向套通過螺釘與L型板二、尼龍壓塊連接，鋼針的上部位于尼龍壓塊的中央，鋼針的下部位于導向套內，鋼針的上部還套有彈簧，鋼針的下部還套有銅套，鋼針的底部連接有感應頭。
[0007]其中，所述探針裝置的個數為4個，并相對于所抓取周轉箱的縱向對稱面對稱。
[0008]本發明的一種基于權利要求1所述具有周轉箱識別功能的機器人系統的周轉箱識別方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一:對探針裝置進行編號，確定周轉箱規格的分類，并構建相應規格周轉箱的判斷規則，該規則包括夾具抓取相應規格周轉箱正向/反向時各探針裝置的信號輸出狀態及有信號輸出的探針裝置的個數；
[0010]步驟二:由多個規格周轉箱的判斷規則構建判斷規則庫；
[0011]步驟三:在夾具夾取周轉箱時，采集的探針裝置的信號輸出狀態，在判斷規則庫中進行一致性對比，若存在與當前各探針裝置信號狀態一致的規則，則取該規則對應的周轉箱的擺放狀態及規格信息為當前識別結果；若無與當前各探針裝置信號狀態一致的規則，則輸出故障報警信號；
[0012]步驟四:以步驟三的識別結果指導機器人系統的下一步動作。
[0013]由于采取了以上技術方案，本發明的優點在于:
[0014]I本發明通過在機器人夾具中增設探針裝置裝置，實現對所抓取具有識別槽的周轉箱的放置方向及型號進行判斷，解決了周轉箱拆(碼)的完全自動化操作，結構簡單，準確度高，而且保證了系統作業效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明機器人結構示意圖
[0016]圖2為本發明應用于拆碼垛系統中的結構示意圖；
[0017]圖3為本發明夾具的立體圖；
[0018]圖4為本發明探針裝置的放大示意圖。
[0019]圖5為本發明實施例所采用200mm高規格的周轉箱示意圖；
[0020]圖6為本發明實施例所采用130mm高規格的周轉箱示意圖。
[0021]圖中:1、機架；2、轉動座；3、機械臂；4、驅動裝置；5、夾具；51、連接架；52、抓取機構；6、探針裝置；7、周轉箱輸送線；8、機器人；9、托盤輸送線；A、工位一 ；B、工位二 ；10、周轉箱；101、識別槽；61、彈簧；62、銅套；63、鋼針、64、L型板一、65、L型板二、66、接近開關、67、尼龍壓塊、68、導向套、69、感應頭。
【具體實施方式】
[0022]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0023]參見附圖1-圖3，一種具有周轉箱識別功能的機器人系統，包括機架、控制裝置、設置在機架上的轉動座、設置在轉動座上的機械臂、設置在機械臂前端的驅動裝置及與驅動裝置相連接的夾具，所述夾具包括連接架及設置在連接架上兩對抓取機構，所述夾具的底部裝設有兩對對用于檢測側壁上沿具有識別槽的周轉箱探針裝置，所述探針裝置相對于所抓取周轉箱的中軸線對稱設置，所述探針裝置包括可豎直方向運動的鋼針和用于檢測探針運動位置的接近開關，所述鋼針在夾具夾取周轉箱且與識別槽對應時，所述鋼針端部置于凹槽內，且與所述識別槽底面不接觸，所述鋼針在夾具夾取周轉箱且與識別槽對不應時，所述鋼針由于與周轉箱側壁上沿的壓力向上運動至接近開關可檢測的位置，所述接近開關與控制裝置進行信號連接。探針裝置探針裝置探針裝置
[0024]所述探針裝置由鋼針、L型板一、L型板二、接近開關、尼龍壓塊、導向套、感應頭組成，接近開關固定在L型板一的下部，L型板二與L型板一連接，尼龍壓塊與L型板二連接，導向套通過螺釘與L型板二、尼龍壓塊連接，鋼針的上部位于尼龍壓塊的中央，鋼針的下部位于導向套內，鋼針的上部還套有彈簧，鋼針的下部還套有銅套，鋼針的底部連接有感應頭。
[0025]機器人選用ABB的工業機器人IRB660_180/3.15。
[0026]一種基于上述具有周轉箱識別功能的機器人系統的周轉箱識別方法，主要實現對130型和200型兩種規格的周轉箱進行放置方向正反及周轉箱規格的識別，其中130型周轉箱在其一個側壁上沿設有I個識別槽，200型周轉箱在其一個邊上有2個凹槽，
[0027]步驟一:對探針裝置進行編號Tl、T2、T3、T4，對130型和200型兩種規格的周轉箱分別構建相應規格周轉箱的判斷規則，用個探針裝置的信號輸出狀態判斷周轉箱放置的正反，以有信號輸出的探針裝置的總數判斷周轉箱的規格，此時實施例以O表示無信號輸出狀態，以I表示有信號輸出狀態，有信號輸出的探針裝置個數用L表示，則可制定以下規則:
[0028]規則一:夾具夾取正向擺放的130型周轉箱的判斷規則為(Tl = 1，T2 = 0，T3 =
O,T4 = O, L = I)；
[0029]規則二:夾具夾取反向擺放的130型周轉箱的判斷規則為(Tl = 0，T2 = 0，T3 =0，T4 = 1，L = I)；
[0030]規則三:夾具夾取正向擺放的200型周轉箱的判斷規則為(Tl = 1，T2 = 1，T3 =
O,T4 = O, L = 2)；
[0031]規則四:夾具夾取反向擺放的200型周轉箱的判斷規則為(Tl = 0，T2 = O, T3 =1，T4 = 1，L = 2)；
[0032]步驟二:由步驟一中四個規則構建判斷規則庫；
[0033]步驟三:在夾具夾取周轉箱時，采集的探針裝置的信號輸出狀態，在判斷規則庫中進行一致性對比，若存在與當前各探針裝置信號狀態一致的規則，則取該規則對應的周轉箱的擺放狀態及規格信息為當前識別結果；若無與當前各探針裝置信號狀態一致的規則，則輸出故障報警信號；
[0034]如采集的探針裝置的信號輸出狀態為(Tl = 1，T2 = 1，T3 = 0，T4 = 0，L = 2)，則可判斷為當前周轉箱為正向擺放的200型周轉箱；
[0035]步驟四:以步驟三的識別結果指導機器人系統的下一步動作。
[0036]本發明工作過程:
[0037]碼垛工作流程:周轉箱由輸送線輸入機器人抓取工位二 B，并定位準確；輸送線上的空托盤由分盤機分盤后進入碼垛工位一 A ;機器人抓取周轉箱，進行碼垛；碼完一垛后，輸送線送出，人工叉車將整垛周轉箱叉走。
[0038]拆垛工作流程:整垛周轉箱由叉車叉入，流入機器人拆垛工位一 A后，輸送線上的托盤被定位；機器人將周轉箱拆入工位二 B處；空托盤隨輸送線流出。
[0039]如圖5、圖6所示，130規格周轉箱，在其一個邊上有I個凹槽(寬度30mmX深度20mm)，主要用于探針裝置判斷周轉箱是否放反；200規格周轉箱在其一個邊上有2個凹槽(寬度30mmX深度20mm)，2個凹槽之間相距100mm，其中一個凹槽用于探針裝置探測周轉箱是否放反探針裝置
[0040]探針裝置需要配合周轉箱上的凹槽工作。根據探針裝置上的接近開關的狀態來判斷周轉箱的高度和正反方向，然后將周轉箱狀態信號傳到機器人，從而繼續執行拆碼垛工作。
[0041]如果發現垛盤上周轉箱放反了，即轉了 180°，機器人抓取后將自動調整周轉箱放
置方向。
[0042]疊垛:機器人上的掃描儀識別出周轉箱位置坐標后，機器人上的夾具自動運行至抓取位置。拆垛；夾具上的四個探針裝置通過周轉箱上的凹槽即可判斷出周轉箱的規格尺寸和方向。如果發現垛盤上周轉箱放反了，即轉了 180°，機器人抓取后將自動調整周轉箱放置方向。機器人自動計算堆垛類型及數量，當垛型高度達到或將超過1200mm時，停止疊垛，機器人發出完成堆垛信號通知系統，垛盤由輸送線送出，人工叉車將整垛周轉箱叉走。
[0043]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【權利要求】
1.一種具有周轉箱識別功能的機器人系統，包括機架、控制裝置、設置在機架上的轉動座、設置在轉動座上的機械臂、設置在機械臂前端的驅動裝置及與驅動裝置相連接的夾具，所述夾具包括連接架及設置在連接架上的至少一對抓取機構，其特征在于:所述夾具的底部裝設有成對設置的用于檢測側壁上沿具有識別槽的周轉箱探針裝置，所述探針裝置相對于所抓取周轉箱的中軸線對稱設置，所述探針裝置包括可豎直方向運動的鋼針和用于檢測探針運動位置的接近開關，所述鋼針在夾具夾取周轉箱且與識別槽對應時，所述鋼針端部置于凹槽內，且與所述識別槽底面不接觸，所述鋼針在夾具夾取周轉箱且與識別槽不對應時，所述鋼針由于與周轉箱側壁上沿的壓力向上運動至接近開關可檢測的位置，所述接近開關與控制裝置進行信號連接。
2.如權利要求1所述的一種具有周轉箱識別功能的機器人系統，其特征在于:所述探針裝置還包括L型板一、L型板二、尼龍壓塊、導向套、感應頭，接近開關固定在L型板一的下部，L型板二與L型板一連接，尼龍壓塊與L型板二連接，導向套通過螺釘與L型板二、尼龍壓塊連接，鋼針的上部位于尼龍壓塊的中央，鋼針的下部位于導向套內，鋼針的上部還套有彈簧，鋼針的下部還套有銅套，鋼針的底部連接有感應頭。
3.如權利要求1或2所述的一種具有周轉箱識別功能的機器人系統，其特征在于，所述探針裝置的個數為4個，并相對于所抓取周轉箱的縱向對稱面對稱。
4.一種基于權利要求1所述具有周轉箱識別功能的機器人系統的周轉箱識別方法，其特征在于包括以下步驟:步驟一:對探針裝置進行編號，確定周轉箱規格的分類，并構建相應規格周轉箱的判斷規則，該規則包括夾具抓取相應規格周轉箱正向/反向時各探針裝置的信號輸出狀態及有信號輸出的探針裝置的個數；步驟二:由多個規格周轉箱的判斷規則構建判斷規則庫；步驟三:在夾具夾取周轉箱時，采集的探針裝置的信號輸出狀態，在判斷規則庫中進行一致性對比，若存在與當前各探針裝置信號狀態一致的規則，則取該規則對應的周轉箱的擺放狀態及規格信息為當前識別結果；若無與當前各探針裝置信號狀態一致的規則，則輸出故障報警信號；步驟四:以步驟三的識別結果指導機器人系統的下一步動作。
【文檔編號】B25J15/02GK103586876SQ201210285500
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月13日 優先權日:2012年8月13日
【發明者】宋偉, 胡涵清, 王思彤, 章鹿華, 冉茂軒, 易忠林, 毛征財, 丁恒春, 徐占河, 郭文浩, 魯觀娜 申請人:國家電網公司, 冀北電力有限公司計量中心, 普天物流技術有限公司