一种具有周转箱识别功能的机器人系统及其识别方法
【专利摘要】本发明涉及一种机器人拆码垛系统。本发明公开了一种具有周转箱识别功能的机器人系统及其识别方法，包括周转箱输送线、机器人、夹具，机器人位于周转箱输送线侧面，夹具连接在机器人的机械手上，所述夹具侧面装有用于识别周转箱位置坐标的扫描仪，所述夹具的底部装有四个探针装置，与探针装置对应的周转箱上设有若干个凹槽，该凹槽用于探针装置探测周转箱的正反方向，和/或周转箱的高度。本发明通过在机器人夹具中增加探针装置，对周转箱的特定位置进行识别，从而判定周转箱的尺寸型号和正反方向。
【专利说明】一种具有周转箱识别功能的机器人系统及其识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机器人拆码垛系统，具体涉及一种具有周转箱识别功能的机器人系统。本发明还涉及一种基于权利要求1所述具有周转箱识别功能的机器人系统的周转箱识别方法。
【背景技术】
[0002]现有的大多周转箱自动拆垛直接通过机器人的固定程序进行，不需要进行周转箱的方向识别。由于某些行业特定业务的需要，需要使周转箱内的货物在输送线上传输时与周转箱标识的方向一致。因此周转箱放到输送线上时对其方向有要求。现有的技术不能满足该要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种具有自动识别周转箱高度和方向的机器人系统，通过在机器人夹具中增加探针装置，对周转箱的特定位置进行识别，从而判定周转箱的尺寸型号和正反方向。本发明涉及一种基于权利要求1所述具有周转箱识别功能的机器人系统的周转箱识别方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明有如下技术方案:
[0005]本发明的一种具有自动识别周转箱高度和方向的机器人系统，包括周转箱输送线、机器人、夹具，机器人位于周转箱输送线侧面，夹具连接在机器人的机械手上，所述夹具侧面装有用于识别周转箱位置坐标的扫描仪，所述夹具的底部装有四个探针装置，与探针装置对应的周转箱上设有若干个凹槽，该凹槽用于探针装置探测周转箱的正反方向，和/或周转箱的高度。
[0006]其中，所述探针装置包括钢针、L型板一、L型板二、接近开关、尼龙压块、导向套、感应头，接近开关固定在L型板一的下部，L型板二与L型板一连接，尼龙压块与L型板二连接，导向套通过螺钉与L型板二、尼龙压块连接，钢针的上部位于尼龙压块的中央，钢针的下部位于导向套内，钢针的上部还套有弹簧，钢针的下部还套有铜套，钢针的底部连接有感应头。
[0007]其中，所述探针装置的个数为4个，并相对于所抓取周转箱的纵向对称面对称。
[0008]本发明的一种基于权利要求1所述具有周转箱识别功能的机器人系统的周转箱识别方法，包括以下步骤:
[0009]步骤一:对探针装置进行编号，确定周转箱规格的分类，并构建相应规格周转箱的判断规则，该规则包括夹具抓取相应规格周转箱正向/反向时各探针装置的信号输出状态及有信号输出的探针装置的个数；
[0010]步骤二:由多个规格周转箱的判断规则构建判断规则库；
[0011]步骤三:在夹具夹取周转箱时，采集的探针装置的信号输出状态，在判断规则库中进行一致性对比，若存在与当前各探针装置信号状态一致的规则，则取该规则对应的周转箱的摆放状态及规格信息为当前识别结果；若无与当前各探针装置信号状态一致的规则，则输出故障报警信号；
[0012]步骤四:以步骤三的识别结果指导机器人系统的下一步动作。
[0013]由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于:
[0014]I本发明通过在机器人夹具中增设探针装置装置，实现对所抓取具有识别槽的周转箱的放置方向及型号进行判断，解决了周转箱拆(码)的完全自动化操作，结构简单，准确度高，而且保证了系统作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明机器人结构示意图
[0016]图2为本发明应用于拆码垛系统中的结构示意图；
[0017]图3为本发明夹具的立体图；
[0018]图4为本发明探针装置的放大示意图。
[0019]图5为本发明实施例所采用200mm高规格的周转箱示意图；
[0020]图6为本发明实施例所采用130mm高规格的周转箱示意图。
[0021]图中:1、机架；2、转动座；3、机械臂；4、驱动装置；5、夹具；51、连接架；52、抓取机构；6、探针装置；7、周转箱输送线；8、机器人；9、托盘输送线；A、工位一 ；B、工位二 ；10、周转箱；101、识别槽；61、弹簧；62、铜套；63、钢针、64、L型板一、65、L型板二、66、接近开关、67、尼龙压块、68、导向套、69、感应头。
【具体实施方式】
[0022]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0023]参见附图1-图3，一种具有周转箱识别功能的机器人系统，包括机架、控制装置、设置在机架上的转动座、设置在转动座上的机械臂、设置在机械臂前端的驱动装置及与驱动装置相连接的夹具，所述夹具包括连接架及设置在连接架上两对抓取机构，所述夹具的底部装设有两对对用于检测侧壁上沿具有识别槽的周转箱探针装置，所述探针装置相对于所抓取周转箱的中轴线对称设置，所述探针装置包括可竖直方向运动的钢针和用于检测探针运动位置的接近开关，所述钢针在夹具夹取周转箱且与识别槽对应时，所述钢针端部置于凹槽内，且与所述识别槽底面不接触，所述钢针在夹具夹取周转箱且与识别槽对不应时，所述钢针由于与周转箱侧壁上沿的压力向上运动至接近开关可检测的位置，所述接近开关与控制装置进行信号连接。探针装置探针装置探针装置
[0024]所述探针装置由钢针、L型板一、L型板二、接近开关、尼龙压块、导向套、感应头组成，接近开关固定在L型板一的下部，L型板二与L型板一连接，尼龙压块与L型板二连接，导向套通过螺钉与L型板二、尼龙压块连接，钢针的上部位于尼龙压块的中央，钢针的下部位于导向套内，钢针的上部还套有弹簧，钢针的下部还套有铜套，钢针的底部连接有感应头。
[0025]机器人选用ABB的工业机器人IRB660_180/3.15。
[0026]一种基于上述具有周转箱识别功能的机器人系统的周转箱识别方法，主要实现对130型和200型两种规格的周转箱进行放置方向正反及周转箱规格的识别，其中130型周转箱在其一个侧壁上沿设有I个识别槽，200型周转箱在其一个边上有2个凹槽，
[0027]步骤一:对探针装置进行编号Tl、T2、T3、T4，对130型和200型两种规格的周转箱分别构建相应规格周转箱的判断规则，用个探针装置的信号输出状态判断周转箱放置的正反，以有信号输出的探针装置的总数判断周转箱的规格，此时实施例以O表示无信号输出状态，以I表示有信号输出状态，有信号输出的探针装置个数用L表示，则可制定以下规则:
[0028]规则一:夹具夹取正向摆放的130型周转箱的判断规则为(Tl = 1，T2 = 0，T3 =
O,T4 = O, L = I)；
[0029]规则二:夹具夹取反向摆放的130型周转箱的判断规则为(Tl = 0，T2 = 0，T3 =0，T4 = 1，L = I)；
[0030]规则三:夹具夹取正向摆放的200型周转箱的判断规则为(Tl = 1，T2 = 1，T3 =
O,T4 = O, L = 2)；
[0031]规则四:夹具夹取反向摆放的200型周转箱的判断规则为(Tl = 0，T2 = O, T3 =1，T4 = 1，L = 2)；
[0032]步骤二:由步骤一中四个规则构建判断规则库；
[0033]步骤三:在夹具夹取周转箱时，采集的探针装置的信号输出状态，在判断规则库中进行一致性对比，若存在与当前各探针装置信号状态一致的规则，则取该规则对应的周转箱的摆放状态及规格信息为当前识别结果；若无与当前各探针装置信号状态一致的规则，则输出故障报警信号；
[0034]如采集的探针装置的信号输出状态为(Tl = 1，T2 = 1，T3 = 0，T4 = 0，L = 2)，则可判断为当前周转箱为正向摆放的200型周转箱；
[0035]步骤四:以步骤三的识别结果指导机器人系统的下一步动作。
[0036]本发明工作过程:
[0037]码垛工作流程:周转箱由输送线输入机器人抓取工位二 B，并定位准确；输送线上的空托盘由分盘机分盘后进入码垛工位一 A ;机器人抓取周转箱，进行码垛；码完一垛后，输送线送出，人工叉车将整垛周转箱叉走。
[0038]拆垛工作流程:整垛周转箱由叉车叉入，流入机器人拆垛工位一 A后，输送线上的托盘被定位；机器人将周转箱拆入工位二 B处；空托盘随输送线流出。
[0039]如图5、图6所示，130规格周转箱，在其一个边上有I个凹槽(宽度30mmX深度20mm)，主要用于探针装置判断周转箱是否放反；200规格周转箱在其一个边上有2个凹槽(宽度30mmX深度20mm)，2个凹槽之间相距100mm，其中一个凹槽用于探针装置探测周转箱是否放反探针装置
[0040]探针装置需要配合周转箱上的凹槽工作。根据探针装置上的接近开关的状态来判断周转箱的高度和正反方向，然后将周转箱状态信号传到机器人，从而继续执行拆码垛工作。
[0041]如果发现垛盘上周转箱放反了，即转了 180°，机器人抓取后将自动调整周转箱放
置方向。
[0042]叠垛:机器人上的扫描仪识别出周转箱位置坐标后，机器人上的夹具自动运行至抓取位置。拆垛；夹具上的四个探针装置通过周转箱上的凹槽即可判断出周转箱的规格尺寸和方向。如果发现垛盘上周转箱放反了，即转了 180°，机器人抓取后将自动调整周转箱放置方向。机器人自动计算堆垛类型及数量，当垛型高度达到或将超过1200mm时，停止叠垛，机器人发出完成堆垛信号通知系统，垛盘由输送线送出，人工叉车将整垛周转箱叉走。
[0043]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【权利要求】
1.一种具有周转箱识别功能的机器人系统，包括机架、控制装置、设置在机架上的转动座、设置在转动座上的机械臂、设置在机械臂前端的驱动装置及与驱动装置相连接的夹具，所述夹具包括连接架及设置在连接架上的至少一对抓取机构，其特征在于:所述夹具的底部装设有成对设置的用于检测侧壁上沿具有识别槽的周转箱探针装置，所述探针装置相对于所抓取周转箱的中轴线对称设置，所述探针装置包括可竖直方向运动的钢针和用于检测探针运动位置的接近开关，所述钢针在夹具夹取周转箱且与识别槽对应时，所述钢针端部置于凹槽内，且与所述识别槽底面不接触，所述钢针在夹具夹取周转箱且与识别槽不对应时，所述钢针由于与周转箱侧壁上沿的压力向上运动至接近开关可检测的位置，所述接近开关与控制装置进行信号连接。
2.如权利要求1所述的一种具有周转箱识别功能的机器人系统，其特征在于:所述探针装置还包括L型板一、L型板二、尼龙压块、导向套、感应头，接近开关固定在L型板一的下部，L型板二与L型板一连接，尼龙压块与L型板二连接，导向套通过螺钉与L型板二、尼龙压块连接，钢针的上部位于尼龙压块的中央，钢针的下部位于导向套内，钢针的上部还套有弹簧，钢针的下部还套有铜套，钢针的底部连接有感应头。
3.如权利要求1或2所述的一种具有周转箱识别功能的机器人系统，其特征在于，所述探针装置的个数为4个，并相对于所抓取周转箱的纵向对称面对称。
4.一种基于权利要求1所述具有周转箱识别功能的机器人系统的周转箱识别方法，其特征在于包括以下步骤:步骤一:对探针装置进行编号，确定周转箱规格的分类，并构建相应规格周转箱的判断规则，该规则包括夹具抓取相应规格周转箱正向/反向时各探针装置的信号输出状态及有信号输出的探针装置的个数；步骤二:由多个规格周转箱的判断规则构建判断规则库；步骤三:在夹具夹取周转箱时，采集的探针装置的信号输出状态，在判断规则库中进行一致性对比，若存在与当前各探针装置信号状态一致的规则，则取该规则对应的周转箱的摆放状态及规格信息为当前识别结果；若无与当前各探针装置信号状态一致的规则，则输出故障报警信号；步骤四:以步骤三的识别结果指导机器人系统的下一步动作。
【文档编号】B25J15/02GK103586876SQ201210285500
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2012年8月13日
【发明者】宋伟, 胡涵清, 王思彤, 章鹿华, 冉茂轩, 易忠林, 毛征财, 丁恒春, 徐占河, 郭文浩, 鲁观娜 申请人:国家电网公司, 冀北电力有限公司计量中心, 普天物流技术有限公司