本发明涉及卫浴行业，尤其是与一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑方法及自动卸窑装置有关。
背景技术
目前国内陶瓷行业坐便器的卸窑方式主要分为以下两种：
第一种，人工手动卸窑，这种模式依靠纯粹的人工进行搬台，由双人将坐便器从窑车上搬下来，此方式存在诸多缺陷，例如，坐便器重量重，平均重量达到50kg,人工劳动强度大，需要多人同时搬运，效率低；此外坐便器刚从窑车出来需要冷却降温到人员能够接受的温度，否则容易烫伤工作人员，如要降温到室温，需要很大的空间进行冷却，对厂房的占用极大，成本极高，而且严重延缓了后续工序加工；
第二种，人工推动夹具进行搬运；通过夹具夹取坐便器，具体为：将夹具推入到卸窑线中，通过夹具夹持在坐便器外表面，此方式虽然能够让工作人员无需直接接触坐便器本体，但仍需进入高温的窑线中，人工劳动强度仍没有减小很多，而且直接夹取坐便器的外表面，容易在坐便器外观上留下夹取印记；不仅如此，窑车上的坐便器摆放需间隔较大的空间，否则无法供夹具夹取作业，这样使得无法摆放更多产品，在同等量坐便器的情况，需要多次烧制，进而增加了烧制成本；
综上，急需一款能够降低人工劳动强度、防烫伤、成本低且快速卸窑的装置来满足生产需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有中的问题，提供一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑方法及自动卸窑装置，其结构简单、设计合理且易实现，实现坐便器自动卸窑，无需传统人工卸窑、搬抬等，极大的降低了人工的劳动强度，满足批量生产的需求。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑方法，该自动卸窑方法包括以下步骤：
步骤1：对卸窑区域的坐便器进行扫描并摄录，以获取卸窑区域坐便器的图像；
步骤2：对摄录图像进行分析，通过重心法提取图像，并形成整个卸窑区域的高度图；
步骤3：对高度图进行分析，将高度图与人为设定的坐标系进行匹配，高度图上的横坐标为x坐标，纵坐标为y坐标，所述图像颜色定义为z坐标；
步骤4：控制单元分析坐便器的摆放位置及坐便器的坐标，将各坐便器坐标匹配至搬运单元原点坐标形成抓取坐便器的三维坐标；
步骤5：搬运单元根据抓取坐便器的坐标进行位移；
步骤6：搬运单元抓取坐便器后搬运至转送区域，且搬运单元回到原点进行下一个坐便器的搬运。
进一步地，步骤1中：采用图像获取单元及红外扫描单元对卸窑区域进行扫描及图像摄录，所述图像获取单元获取红外扫描单元红外线扫描区域的图像；
进一步地，步骤1中：当窑车运动至卸窑区域后，所述红外扫描单元对卸窑区域进行扫描；
步骤2中：分析模块对所摄录图像进行分析，对每一帧图像使用重心法提取图像中的结构光，再进行高度图整合。
进一步地，步骤4中：控制单元排除高度图中干扰物体、分隔及识别各个坐便器，以分析出各坐便器的三维姿态及摆放方向，在将各坐便器的三维坐标传送至搬运单元。
进一步地，步骤4中：控制单元确定摆放方向时，对高度图采用选框对坐便器进行判定，选框内面积较大的一侧设定为靠近马桶水箱位置，面积较小的一侧设定为座圈边缘。
进一步地，步骤4中：控制单元根据选框判定摆放姿态后判定出座圈的轮廓，并根据人为设定参数匹配出供所述搬运单元抓取坐便器的坐标。
进一步地，步骤1中，所述图像获取单元以300-500帧/s的频率获取图像。
进一步地，步骤6中：所述搬运单元上的顶持组件伸入坐便器中，且第一驱动组件下移，带动摆动杆摆动时所述顶持组件的夹持件向内收起，再次驱动第一驱动组件上移，联动摆动杆带动夹持件张顶在坐便器座圈的内顶面。
一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑装置，其特征在于：包括卸窑区域、转送区域、立体视觉定位组件、搬运单元及控制单元；
立体视觉定位组件，其对所述卸窑区域的坐便器进行立体扫描，对坐便器进行实时定位，并将产生的位置信息传输给控制单元；
搬运单元，其受控于控制单元，且用于带动所述立体视觉定位组件扫描卸窑区域，以及搬运所述卸窑区域上的坐便器至转送区域。
进一步地，立体视觉定位组件设置在搬运单元上，并随搬运单元的运动扫描卸窑区域。
进一步地，所述立体视觉定位组件包括图像获取单元及红外扫描单元；所述红外扫描单元发出红外线扫描，所述图像获取单元进行图像摄录，以获取红外线扫描区域的图像。
进一步地，所述立体视觉定位组件还包括分析模块，该分析模块接收图像获取单元所摄入的图像，并拼接所述卸窑区域的高度图。
进一步地，所述搬运单元包括多轴转臂及顶持组件；所述顶持组件设置于多轴转臂上；顶持组件包括夹持件、摆动杆及第一驱动单元；所述夹持件铰接于摆动杆一端，摆动杆的另一端与第一驱动单元相接。
进一步地，所述夹持件上设有用于支撑坐便器的缓冲垫。
进一步地，所述顶持组件还包括压板及第二驱动单元，所述压板装接于第二驱动单元的驱动轴上。
进一步地，所述第一、第二驱动单元为驱动气缸或液压缸。
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：
(1)本发明所提供一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑方法及自动卸窑装置，其结构简单、设计合理且易实现，实现坐便器自动卸窑，无需传统人工卸窑、搬抬等，极大的降低了人工的劳动强度，满足批量生产的需求；
(2)本发明利用红外扫描单元与图像获取单元进行扫描录像，采用红外线切割式扫描，并配合结构光相机对应拍摄，形成诸多图像，此图像获取方式独特，且精准度高；在通过分析模块进行分析，对每一帧采集到的图像使用重心法提取图像中的结构光，并拼合成整个卸窑区域的的高度图，并将高度图通过控制单元进行分析，对高度图采用形态学滤波和几何约束排除图像中的干扰物体、分割及识别各个坐便器，再与搬运单元的原点坐标(人为设定的坐标系进行匹配)从而得到各坐便器的三维姿态及摆放方向，最后通知搬运单元进行搬运；此方式能够实现自动扫描及自动搬运功能，无需人工进行干预，实现全自动化卸窑；
(3)本发明将图像获取单元装设在搬运单元上，无需再增设带动摄录机的设备，将两个功能集成，简化结构的复杂度，操作更简便；
(4)本发明采用多轴转臂及顶持组件实现坐便器的搬运，将顶持组件伸入坐便器内圈中(出水口处)，这样的方式实现快速搬运外，不会刮伤坐便器外表面，保证产品的美观度；而且，利用此抓取方式使得各坐便器之间的摆放间距可以缩小，进而容纳更多的坐便器，这样可以减少烧制的次数，大幅度降低烧制成本；
(5)本发明还设置一压板，通过压板压设在坐便器上方，保证搬运时的稳定性，提升生产安全性能。
(6)本发明还增设了缓冲垫，起到保护坐便器的作用，不易刮伤产品表面；
(7)本发明采用驱动气缸或液压缸作为驱动部件，其结构简单、成本低，而且技术成熟，能够保证快速动作，以提升生产效率；
(8)本发明所采用的卸窑方法，不仅适用传统坐便器，智能坐便器也同样适用，无需确认产品型号，通过图像获取单元即可得到坐便器的形状及深度，能够自动计算出搬运位置；
(9)本发明卸窑区域内的坐便器可以无序摆放，可以多型号坐便器一起进行烧制，具有自动识别和确认位置功能；
(10)本发明将卸窑后的产品与转送区域直接对接，将坐便器直接输送至检验部，无需再放置到运输车上搬运，省去搬运成本及搬运劳动强度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述陶瓷坐便器自动卸窑装置的立体结构示意图；
图2为本发明所述陶瓷坐便器自动卸窑装置的控制流程图；
图3为本发明所述高度图中z坐标示意图；
图4为本发明所述搬运单元的结构示意图一；
图5为本发明所述搬运单元的结构示意图二；
图6为本发明所述坐便器方向判定示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所述一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑装置，包括卸窑区域1、转送区域2、立体视觉定位组件3、搬运单元4及控制单元5；
卸窑区域1：包括供窑车11出窑炉后进入到搬运单元4能够触及的区域，当窑车11沿滑轨出窑炉并进入到该卸窑区域1后，窑车11触碰感应装置，进而使窑车11暂停于卸窑区域1(本发明以两组卸窑车11为例，以提高卸窑的效率)
转送区域2：其用来承接从卸窑区域1搬运过来的坐便器6，将坐便器6运至下一个工序(本发明以两条转送区域2为例，当不仅限于本实施例所限定的数量)；
如图2、3所示，立体视觉定位组件3，其设置在搬运单元4上，并在搬运单元4的带动下对所述卸窑区域1的坐便器6进行立体扫描(即将所述图像获取单元31及红外扫描单元33装设于搬运单元4上，且随搬运单元4位移对卸窑区域1进行扫描与拍摄)，并将产生的图像信息传输给分析模块32；
所述图像获取单元31与红外扫描单元33分别采用结构光相机与红外线扫描仪，所述红外线扫描仪33所发出的红外线随搬运单元4位移对卸窑区域1进行红外线扫描，即红外线对卸窑区域1进行线切割方式扫描，而结构光相机31则对应红外扫描单元33所发出的红外线进行拍摄(本实施例以300-500帧/s的频率进行拍摄，即每秒300到500张图片的速度进行拍摄)，这样将红外线扫描仪33扫描完成的区域拍摄成多诸多图像，以便后续分析模块32分析及整合成高度图；
所述立体视觉定位组件3包括图像获取单元31、分析模块32及红外扫描单元33，所述分析模块32接收图像获取单元31所摄入的图像，对每一帧采集到的图像使用重心法提取图像中的结构光，根据事先标定好的相机参数计算出该帧对应的马桶表面的三维坐标；将各帧计算得到的三维坐标拼接成整个场景的高度图；
所述控制单元5接收分析模块32绘制成的高度图后过滤出卸窑区域1上各坐便器6的三维坐标及摆放方向，并且匹配上搬运单元4的坐标，形成可抓取坐便器的三维坐标传输给搬运单元4，其中，所述控制单元5根据高度图进行坐标分析，将高度图上图像的横坐标定义为x坐标，纵坐标定义为y坐标，此x、y坐标根据卸窑区域1的横、纵方向对应设置，图像中的颜色定义为坐便器6的z坐标；所述z坐标通过人为设定所述图像颜色以定义z坐标的数值范围；
如图4、5所示，所述搬运单元4其受控于控制单元5，且搬运卸窑区域1上的坐便器6至转送区域2；
所述搬运单元4包括多轴转臂401及顶持组件402；所述顶持组件402设置于多轴转臂401上；顶持组件402包括夹持件402a、摆动杆402b及第一驱动单元402c；所述夹持件402a铰接于摆动杆402b一端，另一端与第一驱动单元402c相接；其中，所述第一驱动单元402c的驱动杆带动摆动杆402b摆动，联动与摆动杆402b铰接的夹持件402a顶持于坐便器6，并通过多轴转臂401将坐便器6搬运至转送区域2；所述夹持件402a上设有用于支撑坐便器6的缓冲垫7；所述顶持组件402还包括压板9及第二驱动单元8，所述第二驱动带动所述压板9压设在坐便器6座圈上。
更具体地，所述第一、第二驱动单元402a、8为驱动气缸或液压缸。
一种卫生陶瓷坐便器自动卸窑方法，该自动卸窑方法包括以下步骤(如图2、3所示)：
步骤1：对卸窑区域1的坐便器6进行扫描与摄录；当窑车11运动至卸窑区域1后，触碰感应开关后，窑车11暂停于卸窑区域1，此时控制单元5发出动作指令给搬运单元4，搬运单元4位移至卸窑区域1，以使立体视觉定位组件3中的图像获取单元及红外扫描单元对卸窑区域1进行全面扫描；采用图像获取单元31及红外扫描单元33对卸窑区域1进行扫描及图像摄录，所述图像获取单元31获取红外扫描单元33红外线扫描区域的图像；其中，所述红外扫描单元33对卸窑区域1进行扫描时，且图像获取单元31对应红外线进行拍摄，以300-500帧/s的频率获取图像；
步骤2：立体视觉定位组件3中的分析模块32对摄入的图像进行分析，通过重心法提取摄录图像，并形成整个卸窑区域1的高度图，具体为：分析模块32对所摄录图像进行分析，提取图像中的结构光，再对提取后的诸多图像进行拼合，形成整个卸窑区域1的高度图；
步骤3：控制单元5对卸窑区域1高度图进行分析，将高度图与人为设定的坐标系进行匹配，具体为，高度图上的横坐标定义为x坐标，纵坐标定义为y坐标，图像中颜色定义为z坐标(此颜色定义z坐标的方式为通过人为设定z坐标的数值范围，例如，按图像中颜色深浅来定定义数值、按颜色的不同定义数值等等)；控制单元5排除高度图中干扰物体、分隔及识别各个坐便器6(本实施方式中，排除干扰物的方式采用形态学滤波和几何学约束排除图像中的干扰物体，但不仅限于此方式进行排除干扰物，其他能够实现本发明目的的方案皆属于发明的保护范围)，以分析出各坐便器6的三维姿态及摆放方向，
步骤4：控制单元5分析坐便器6的摆放方向及坐便器6的坐标，将各坐便器6坐标匹配至搬运单元4原点坐标形成抓取坐便器的三维坐标，并将抓取坐便器的三维坐标发送给搬运单元4；其中，控制单元5确定摆放姿态时(如图6所示)，对高度图采用选框对坐便器进行判定，同面积的两选框内，面积较大的一侧设定为靠近马桶水箱位置，面积较小的一侧设定为座圈边缘；根据选框判定摆放姿态后判定出座圈的轮廓，并确定出供搬运单元4抓取坐便器的坐标；在将各坐便器6的三维坐标及抓取坐便器6的三维坐标传送至搬运单元4；
步骤5：搬运单元4根据抓取坐便器6的三维坐标进行位移；
步骤6：搬运单元4抓取坐便器6后搬运至转送区域2，且搬运单元4回到原点进行下一个坐便器6的搬运；具体为：所述搬运单元4上的顶持组件402伸入坐便器6中，且第一驱动气缸402a下移，带动摆动杆402b摆动时夹持件402a向内收起，直至夹持件402a进入到坐便器6座圈内，再次驱动第一驱动气缸402a上移，联动摆动杆402b带动夹持件402a张顶在坐便器6座圈的内顶面；所述第二驱动气缸8动作，带动与之相连的压板9压设于坐便器6座圈的上表面。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。