自动包装生产线的智能控制系统的制作方法
【专利摘要】自动包装生产线的智能控制系统，其包括待分拣产品输送线；在输送线上方设置有视觉识别定位装置，其一侧设置有若干个分拣口；在每个分拣口处设置有机器人；视觉识别定位装置包括摄像机、工业计算机，工业计算机分别和摄像机、用于控制自动包装生产线的执行控制装置通讯连接；工业计算机将所采集到产品条形码信息及定位信息发送给执行控制装置；执行控制装置确定分拣口，并控制该分拣口处机器人抓取分拣；同时执行控制装置将控制指令反馈给工业计算机进行各作业状态的监控诊断；摄像机安装在分拣口来料前方的待分拣产品的输送线上方。该系统结构相对简单，自动化程度高，作业效率高，节省了大量人力。
【专利说明】自动包装生产线的智能控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动生产线控制领域，具体是指自动生产线的产品视觉分拣定位系统，通过视觉分拣定位系统进行产品分拣定位并进行自动包装。
【背景技术】
[0002]传统的产品包装生产线，产品经过检验分级后需要大量人工进行包装。随着自动化程度的提升，一些包装生产线也实现了半自动化或自动化作业。这些半自动化或自动化作业大多依靠机械机构相互配合实现。对于一些产线来说，机械结构复杂，容易发生故障，且需要人力时时刻刻盯着进行生产作业。随着电子手段被运用以来，按机械方式和电子方式结合，给予了设备更大的灵活度和精确度，效率也随之提高。但是，还不能做到最大化的自动化作业。对于产品的缺陷、设备故障等也不能随时发现。在液晶显示组件制造行业中，由于液晶显示组件根据尺寸不同被分为若干个等级，在自动包装时，需要根据尺寸规格不同，需要不同的规格的包装设备完成，造成包装设备投入大，维护运营成本高的问题。随着近年来视觉识别技术的出现，进行产品搬运与分拣有了可能。在中国专利申请201410234814.1，专利申请名称《一种移动式视觉识别物料分拣智能机器人控制装置》中公开了一种视觉识别分拣技术。其包括视觉识别装置、微处理模块、移动平台控制器、车体位置矫正器、及机械臂抓取装置。视觉识别装置、微处理模块、移动平台控制器、车体位置矫正器及机械臂抓取装置均位于移动平台上。视觉识别装置采集产品图像信息，并将图像信息发送至微处理模块，微处理模块将接收到图像信息与其数据库中信息进行比对，判断产品属性。根据判明的产品属性，需要大范围搬移产品的，车体位置矫正器将车体位置信息发送给微处理模块，微处理模块根据目标地信息向移动平台控制器发出指令，控制移动平台移动至规定位置，机械臂抓取装置进行抓取分拣；如不需移动，则直接控制机械臂抓取装置进行分拣作业。该视觉识别分拣装置可根据需要移动至所需位置进行分拣，有时移动平台行程大，待分拣物品的输送速度不能太快。且移动平台经常大范围移动，分拣效率不高。其也不适应于液晶显示组件行业中。如何实现液晶显示组件不同规格产品的自动化归类包装，是需要解决的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种视觉识别定位分拣系统，其可对不同规格的产品进行分拣归类，然后自动送至自动包装机处包装并根据相关信息打印包装标签。提高了包装作业效率，同时，可解决远程实时在线对产品进行监测及故障监测，提高了作业柔性度。
[0004]自动包装生产线的智能控制系统，其包括待分拣产品输送线；其特征在于在所述待分拣产品的输送线上方设置有视觉识别定位装置，其其一侧设置有若干个分拣口 ；在每个分拣口处设置有机器人；所述视觉识别定位装置包括用于拍照的摄像机，其输出端与安装有图像采集卡的工业计算机输入端连接，所述工业计算机与用于控制所述自动包装生产线的执行控制装置通讯连接；所述工业计算机将所采集到的待分拣产品的条形码信息及产品定位信息发送给所述执行控制装置；所述执行控制装置根据待分拣产品条形码信息确定分拣口，并控制该分拣口处机器人根据待分拣产品图像定位信息抓取分拣；同时所述执行控制装置将运行参数反馈给所述工业计算机，根据反馈信息，所述工业计算机对各作业状态进行监控诊断；所述摄像机安装在所述分拣口来料前方的待分拣产品的输送线上方用于采集待分拣产品图像信息。
[0005]所述视觉识别定位装置还包括安装在分拣口一侧上方的用于采集放置产品的托盘的图像信息的辅助摄像机；所述辅助摄像机的输出端与所述工业计算机输入端连接，所述工业计算机向所述执行控制装置发送采集到托盘定位信息；所述执行控制装置根据托盘定位信息控制机器人将抓取分拣的产品准确放置在托盘内。
[0006]所述工业计算机还与一远程监控装置连接进行远程监控控制。
[0007]在所述分拣口处设置有自动堆叠机，在所述自动堆叠机的一侧设置有上下两条输送线；所述自动堆叠机通过上输送线与所述自动包装机连接；所述下输送线输送空托盘至所述自动堆叠机处；所述托盘在被放置待分拣产品后自动堆叠到所需高度后，经所述上输送线自动输送至所述自动包装机处装袋包装。
[0008]在所述自动堆叠机相对于所述上下两条输送线的另外一侧设置有泡棉输送装置，所述机器人位于所述自动堆叠机与所述泡棉输送装置之间的上方，用于抓取泡棉至所述托盘内。
[0009]所述执行控制装置与向所述自动包装机连接，向所述自动包装机发送待分拣产品的条形码信息并控制自动包装机包装产品。
[0010]人工贴好按等级分类制作的条形码标签于液晶显示组件上，并将液晶显示组件放置在待分拣产品的输送线上，液晶显示组件一般按尺寸规格等分为四个等级，根据等级数量设置相对应的分拣口。摄像机安装在输送线上方，并配备有光照系统照射产品，为摄像机提供足够的光源。摄像机拍摄产品的图片，并将拍摄图片信息发送至带有图像采集卡的工业计算机。摄像机拍摄的图片包括等级条形码信息及产品的外观定位图片。执行控制装置控制各个机构动作，并将各机构动作反馈至工业计算机。工业计算机判断当前各个机构的运行状态是否正常，如果发生故障，则停止作业，如果一切正常，则同时将图像采集卡采集条形码信息及产品外观图像尺寸坐标信息发送至执行控制装置，执行控制装置根据接收到条形码信息向该等级分拣口处的机器人发出指令，该处机器人则根据摄像机对产品定位追踪图像信息进行抓取分拣。同时，人工将放置待分拣产品的空托盘放置在空托盘放置处，辅助摄像机拍摄托盘图像信息并将其发送至工业计算机，由工业计算机将托盘的定位信息发送至执行控制装置，再由执行控制装置控制机器人根据定位信息，将抓取分拣的产品正确放置在空托盘中，随后机器人再抓取泡棉放置在托盘内的产品上。放置完成后，自动堆叠机将放置有产品的托盘进行自动堆叠，形成具有一定厚度的一摞待包装产品。堆叠到一定高度，自动堆叠机将堆叠好的待包装产品通过上输送线输送至自动包装机处，自动包装机进行装袋包装，并根据收到来自与执行控制装置处的条形码信息，进行打印对应的包装标签。
[0011]本实用新型的自动包装生产线的智能控制系统，实现自动化的对作业完成后的产品进行等级分拣并将自动分拣后的产品通过自动化控制方式输送至自动包装机处，通过自动包装机进行装袋然后自动封装。结构相对简单，自动化程度高，作业效率高，节省了大量人力。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1，本实用新型自动包装生产线俯视结构示意图。
[0013]图2，本实用新型视觉识别定位装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]本实用新型的液晶显示组件自动包装生产线的智能控制装置，主要包括待分拣产品的输送线1、机器人2、自动堆叠机3、自动包装机4、视觉识别定位装置，执行控制装置；其中。
[0015]待分拣产品的输送线1，为滚筒输送线，其也可以是皮带输送线。生产完成的液晶显示组件根据尺寸规格，一般分为四个等级，在每个液晶显示组件表面的固定标准位置都贴有区分等级的条形码。作业人员将贴有区分等级的条形码的液晶显示组件一一放置在输送线I上，使其通过输送线输送至分拣口处。
[0016]在待分拣产品的输送线I上设置有对应于四个等级的四个分拣口，在每个分拣口处设置有对应的机器人2和自动堆叠机3。机器人用于抓取输送线I输送过来的液晶显示组件，并将其放置在托盘中。自动堆叠机3，包括托盘顶升机构和托盘自动堆叠机构。在自动堆叠机3 —侧设置有上下两条输送线，上输送线5用于输送放置了液晶显示组件的托盘至自动包装机处，下输送线用于输送空托盘至各个分拣口处的自动堆叠机处。托盘顶升机构，包括顶升电机和支撑平台，空托盘经过下输送线输送至各个分拣口处的自动堆叠机处的托盘顶升机构的支撑平台处，顶升电机带动支撑平台上升到要求位置，机器人将抓取的液晶显示组件从输送线上移转放置在托盘中。在自动堆叠机相对于上下输送线的另外一侧还设置有用于起缓冲作用的泡棉输送装置6，用于输送泡棉。机器人位于泡棉输送装置和自动堆叠机之间的上方进行抓取作业。机器人在放置液晶显示组件后，抓取泡棉放置在托盘中的液晶显示组件上面作为防压缓冲材料。然后，自动堆叠机构上的抓取装置抓取放置好液晶显示组件的托盘至自动堆叠机构上的输送带上进行堆叠。当堆叠到一定高度，则由自动堆叠机构的输送带将其运送至上输送线上，然后通过上输送线送至自动包装机4处进行自动包装。分拣口的设置数量与液晶显示组件的等级分级相对应。
[0017]视觉识别定位装置，包括主视觉识别定位装置和辅助视觉识别定位装置。主视觉识别定位装置包括产品识别定位CXD摄像机7、光照系统8及工业计算机9。产品识别定位CCD摄像机设置在待分拣产品的输送线上方位置，位于分拣口来料方向一侧。光照系统提供摄像机拍照所需的光源。产品识别定位CCD摄像机与工业计算机连接，为工业计算机提供拍到的产品图像信息。工业计算机，内置有图像采集卡，图像采集卡根据摄像机提供的图像信息采集产品上的等级条形码及产品图像信息，将采集到的条形码信息与数据库存储的条形码信息比对，确定该产品应该输送至哪个分拣口，同时根据条形码信息，确定产品的坐标位置。工业计算机与执行控制装置连接，将其采集到的条形码信息及位置坐标信息发送至执行控制装置10，执行控制装置与各个分拣口处的机器人、自动堆叠机、自动包装机等各个动作执行机构连接，控制各机构动作。执行控制装置根据收到的条形码信息及位置坐标信息，将控制指令发送至应该被分拣的该分拣口的机器人，控制机器人抓取该液晶显示组件。辅助视觉识别定位装置，其包括托盘识别定位C⑶摄像机12及光照系统11 ;托盘识别定位CXD摄像机与工业计算机连接，向工业计算机提供托盘位置信息。托盘识别定位CXD摄像机位于托盘顶升机构的上方，光照系统为其提供光源。托盘识别定位CCD摄像机拍取托盘的图像信息送发送至工业计算机，工业计算机根据设置的图像特征提取点采集特征图像定位信息，并将采集到的图像定位信息发送至执行控制装置。执行控制装置根据接收到的托盘定位信息，控制抓取了液晶显示组件的机器人将液晶显示组件正确放置在托盘内，完成液晶显示组件的抓取及放置。当机器人将液晶显示组件抓取并放置在托盘内后，机器人抓取泡棉放置在托盘内的液晶显示组件上面，对产品进行保护。执行控制装置同时也将各个机构的执行运作状态反馈至工业计算机，由工业计算机进行在线监控各个机构是否运行正常，如有问题，则停止作业，报警处理。
[0018]工业计算机上还可连接有一远程监控装置连接，对生产作业现场进行远程监控。
[0019]作业流程一般包括:人工贴好按等级分类制作的条形码标签于液晶显示组件上，并将液晶显示组件放置在待分拣产品的输送线上，液晶显示组件一般按尺寸规格等分为四个等级，根据等级数量设置相对应的分拣口。摄像机安装在输送线上方，并配备有光照系统照射产品，为摄像机提供足够的光源。摄像机拍摄产品的图片，并将拍摄图片信息发送至带有图像采集卡的工业计算机。摄像机拍摄的图片包括等级条形码信息及产品的外观定位图片。执行控制装置控制各个机构动作，并将各机构动作反馈至工业计算机。工业计算机判断当前各个机构的运行状态是否正常，如果发生故障，则停止作业，如果一切正常，则同时将图像采集卡采集条形码信息及产品外观图像尺寸坐标信息发送至执行控制装置，执行控制装置根据接收到条形码信息向该等级分拣口处的机器人发出指令，该处机器人则根据摄像机对产品定位追踪图像信息进行抓取分拣。同时，人工将放置待分拣产品的空托盘放置在空托盘输送线上，通过下输送线输送至各个分拣口处的自动堆叠机处的托盘顶升机构处，并被顶升至需求位置。辅助摄像机拍摄托盘图像信息并将其发送至工业计算机，由工业计算机将托盘的定位信息发送至执行控制装置，再由执行控制装置控制机器人根据定位信息，将抓取分拣的产品正确放置在空托盘中，随后机器人再抓取泡棉放置在托盘内的产品上。放置完成后，自动堆叠机构上的抓取装置抓取放置好液晶显示组件的托盘至自动堆叠机构上的输送带上进行堆叠。当堆叠到一定高度，则由自动堆叠机构的输送带将其运送至上输送线上，然后通过上输送线送至自动包装机4处进行自动包装。自动包装完成后，送至打印标签处，根据收到来自与执行控制装置处的条形码信息，进行打印对应的包装标签包装。
[0020]本实用新型通过视觉识别定位装置实现产品分拣及定位抓取，及托盘的定位。实现了产品自动分拣归类，实现了全自动产品包装生产线。提高了作业效率，节省了大量人力。同时，做到了在线进行实时生产状态监控和故障监控，保证了成产的顺利的进行。
【权利要求】
1.自动包装生产线的智能控制系统，其包括待分拣产品输送线；其特征在于在所述待分拣产品的输送线上方设置有视觉识别定位装置，其一侧设置有若干个分拣口 ；在每个分拣口处设置有机器人；所述视觉识别定位装置包括用于拍照的摄像机，其输出端与安装有图像采集卡的工业计算机输入端连接，所述工业计算机与用于控制所述自动包装生产线的执行控制装置通讯连接；所述工业计算机将所采集到的待分拣产品的条形码信息及产品定位信息发送给所述执行控制装置；所述执行控制装置根据待分拣产品条形码信息确定分拣口，并控制该分拣口处机器人根据待分拣产品图像定位信息抓取分拣；同时所述执行控制装置将运行参数反馈给所述工业计算机，根据反馈信息，所述工业计算机对各作业状态进行监控诊断；所述摄像机安装在所述分拣口来料前方的待分拣产品的输送线上方用于采集待分拣产品图像信息。
2.根据权利要求1所述的自动包装生产线的智能控制系统，其特征在于所述视觉识别定位装置还包括安装在分拣口一侧上方的用于采集放置产品的托盘的图像信息的辅助摄像机；所述辅助摄像机的输出端与所述工业计算机输入端连接，所述工业计算机向所述执行控制装置发送采集到托盘定位信息；所述执行控制装置根据托盘定位信息控制机器人将抓取分拣的产品准确放置在托盘内。
3.根据权利要求1所述的自动包装生产线的智能控制系统，其特征在于所述工业计算机还与一远程监控装置连接进行远程监控控制。
4.根据权利要求1所述的自动包装生产线的智能控制系统，其特征在于在所述分拣口处设置有自动堆叠机，在所述自动堆叠机的一侧设置有上下两条输送线；所述自动堆叠机通过上输送线与所述自动包装机连接；所述下输送线输送空托盘至所述自动堆叠机处；所述托盘在被放置待分拣产品后自动堆叠到所需高度后，经所述上输送线自动输送至所述自动包装机处装袋包装。
5.根据权利要求4所述的自动包装生产线的智能控制系统，其特征在于在所述自动堆叠机相对于所述上下两条输送线的另外一侧设置有泡棉输送装置，所述机器人位于所述自动堆叠机与所述泡棉输送装置之间的上方，用于抓取泡棉至所述托盘内。
6.根据权利要求1所述的自动包装生产线的智能控制系统，其特征在于所述执行控制装置与向所述自动包装机连接，向所述自动包装机发送待分拣产品的条形码信息并控制自动包装机包装产品。
【文档编号】B65B57/00GK204150305SQ201420588103
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】谢明智 申请人:广运机电(苏州)有限公司