全文摘要
本实用新型涉及一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，具有机器人拆垛码垛设备，机器人拆垛码垛设备具有关节机器人和关节机器人末端执行器，机器人拆垛码垛设备的上侧设有托盘流转系统，机器人拆垛码垛设备的左侧设有贴标系统，机器人拆垛码垛设备的下侧设有码垛工位。本实用新型采用机器人拆垛码垛设备、托盘流转系统、贴标系统、码垛工位、安全防护网，对平面工件进行自动化拆垛、打标和码垛，实现无人化工作，降低人工成本，减少了人工搬运所带来的不可控安全风险，提高了整体的工作效率。机器人末端执行器采取不同类型的真空发生器进行组合，通过步进电机的调整位置，适应范围广，可以针对不同类型，不同位置的平面工件进行拆垛和码垛。
主设计要求
1.一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，具有机器人拆垛码垛设备(100)，其特征在于：所述机器人拆垛码垛设备(100)具有关节机器人(102)和关节机器人末端执行器(101)，所述机器人拆垛码垛设备(100)的上侧设有托盘流转系统(200)，所述机器人拆垛码垛设备(100)的左侧设有贴标系统(300)，所述机器人拆垛码垛设备(100)的下侧设有码垛工位(400)。
设计方案
1.一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，具有机器人拆垛码垛设备(100)，其特征在于：所述机器人拆垛码垛设备(100)具有关节机器人(102)和关节机器人末端执行器(101)，所述机器人拆垛码垛设备(100)的上侧设有托盘流转系统(200)，所述机器人拆垛码垛设备(100)的左侧设有贴标系统(300)，所述机器人拆垛码垛设备(100)的下侧设有码垛工位(400)。
2.根据权利要求1所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述关节机器人末端执行器(101)具有连接法兰(1)，所述连接法兰(1)连接所述关节机器人(102)的末端，所述连接法兰(1)连接有吸附缓冲系统(2)，所述吸附缓冲系统(2)连接有主腔体安装板(3)，所述主腔体安装板(3)设有真空吸附系统(4)、视觉定位系统(5)、垛型高度检测系统(6)和掉落检测系统(7)，所述真空吸附系统(4)具有真空吸附系统步进电机(41)、真空吸附系统导轨(42)和真空发生装置(43)，所述真空吸附系统步进电机(41)连接于所述真空吸附系统导轨(42)上，所述真空发生装置(43)连接于所述真空吸附系统步进电机(41)并连接于所述真空吸附系统导轨(42)上，所述主腔体安装板(3)的下侧面设有海绵(8)。
3.根据权利要求2所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述真空发生装置(43)具有从左至右依次设置的第一真空发生装置(431)、第二真空发生装置(432)和第三真空发生装置(433)，所述第一真空发生装置(431)、第二真空发生装置(432)和第三真空发生装置(433)的左侧均连接有所述真空吸附系统步进电机(41)，所述第一真空发生装置(431)和所述第二真空发生装置(432)上均设有3个第一真空发生器(44)，所述第三真空发生装置(433)上设有1个第二真空发生器(45)，所述第二真空发生器(45)的尺寸大于所述第一真空发生器(44)，所述第一真空发生装置(431)上的3个第一真空发生器(44)呈等边三角排列，所述第二真空发生装置(432)上的3个第一真空发生器(44)呈间隔直线排列。
4.根据权利要求2所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述视觉定位系统(5)具有视觉相机(51)、相机支架(52)、光源(53)、光源安装支架(54)，所述相机支架(52)具有两个，均匀设于所述主腔体安装板(3)的前侧面两边，所述视觉相机(51)设于所述相机支架(52)，所述光源安装支架(54)连接于所述主腔体安装板(3)的四边边缘，所述光源(53)连接于所述光源安装支架(54)。
5.根据权利要求2所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述垛型高度检测系统(6)位于所述主腔体安装板(3)的左侧面和前侧面夹角位置处，所述垛型高度检测系统(6)具有垛型高度检测系统传感器支架(61)和垛型高度检测系统传感器(62)。
6.根据权利要求3所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述第一真空发生装置(431)、所述第二真空发生装置(432)和所述第三真空发生装置(433)还分别电连接有掉落检测系统(7)，所述掉落检测系统(7)具有检测系统传感器(71)、检测系统传感器支架(72)和伸缩杆(73)，所述检测系统传感器(71)连接于所述检测系统传感器支架(72)，所述伸缩杆(73)靠近所述检测系统传感器支架(72)的左侧设置。
7.根据权利要求1所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述托盘流转系统(200)具有托盘进出料工位(201)、托盘(202)和托盘定位工位(203)，所述托盘进出料工位(201)位于所述托盘定位工位(203)的两侧，所述托盘进出料工位(201)和所述托盘定位工位(203)构成U字形。
8.根据权利要求1所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述贴标系统(300)具有滚筒传送工位(301)、贴标机(302)和整形工位(303)，所述贴标机(302)安装于所述滚筒传送工位(301)和所述整形工位(303)之间。
9.根据权利要求1所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述码垛工位(400)相邻对称设有两个，所述码垛工位(400)上均设有托盘(202)。
10.根据权利要求1所述的一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，其特征在于：所述机器人拆垛码垛设备(100)的右侧、所述贴标系统(300)的左侧、所述机器人拆垛码垛设备(100)的下侧和所述贴标系统(300)的下侧的部分位置设有安全防护网(500)。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及机器人拆垛码垛技术领域，特别涉及一种视觉引导拆垛码垛机器人装备。
背景技术
在机器人拆垛技术领域中，现有技术中大多是依靠程序使用机器人抓手进行点对点的拆垛。由于垛型的规格和排列并不完全统一，这样仅靠程序使用普通抓手实行点对点的拆垛，会经常性出现错误，中断拆垛过程，影响生产效率。特别是在应对不同的垛型或者在运输过程中已经发生改变的垛型时，点对点的拆垛方式出错更多，极大的降低生产效率。因此需要设计一种能够应对不同垛型的拆垛码垛机器人设备。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种省时省力，工作效率高，降低人工劳动强度的一种适用于抓取平面工件的视觉引导拆垛码垛机器人装备。
实现本实用新型目的的技术方案是：一种视觉引导拆垛码垛机器人装备，具有机器人拆垛码垛设备，所述机器人拆垛码垛设备具有关节机器人和关节机器人末端执行器，所述机器人拆垛码垛设备的上侧设有托盘流转系统，所述机器人拆垛码垛设备的左侧设有贴标系统，所述机器人拆垛码垛设备的下侧设有码垛工位。
上述技术方案所述关节机器人末端执行器具有连接法兰，所述连接法兰连接所述关节机器人的末端，所述连接法兰连接有吸附缓冲系统，所述吸附缓冲系统连接有主腔体安装板，所述主腔体安装板设有真空吸附系统、视觉定位系统、垛型高度检测系统和掉落检测系统，所述真空吸附系统具有真空吸附系统步进电机、真空吸附系统导轨和真空发生装置，所述真空吸附系统步进电机连接于所述真空吸附系统导轨上，所述真空发生装置连接于所述真空吸附系统步进电机并连接于所述真空吸附系统导轨上，所述主腔体安装板的下侧面设有海绵。
上述技术方案所述真空发生装置具有从左至右依次设置的第一真空发生装置、第二真空发生装置和第三真空发生装置，所述第一真空发生装置、第二真空发生装置和第三真空发生装置的左侧均连接有所述真空吸附系统步进电机，所述第一真空发生装置和所述第二真空发生装置上均设有3个第一真空发生器，所述第三真空发生装置上设有1个第二真空发生器，所述第二真空发生器的尺寸大于所述第一真空发生器，所述第一真空发生装置上的3个第一真空发生器呈等边三角排列，所述第二真空发生装置上的3个第一真空发生器呈间隔直线排列。
上述技术方案所述视觉定位系统具有视觉相机、相机支架、光源、光源安装支架，所述相机支架具有两个，均匀设于所述主腔体安装板的前侧面两边，所述视觉相机设于所述相机支架，所述光源安装支架连接于所述主腔体安装板的四边边缘，所述光源连接于所述光源安装支架。
上述技术方案所述垛型高度检测系统位于所述主腔体安装板的左侧面和前侧面夹角位置处，所述垛型高度检测系统具有垛型高度检测系统传感器支架和垛型高度检测系统传感器。
上述技术方案所述第一真空发生装置、所述第二真空发生装置和所述第三真空发生装置还分别电连接有掉落检测系统，所述掉落检测系统具有检测系统传感器、检测系统传感器支架和伸缩杆，所述检测系统传感器连接于所述检测系统传感器支架，所述伸缩杆靠近所述检测系统传感器支架的左侧设置。
上述技术方案所述托盘流转系统具有托盘进出料工位、托盘和托盘定位工位，所述托盘进出料工位位于所述托盘定位工位的两侧，所述托盘进出料工位和所述托盘定位工位构成U字形。
上述技术方案所述贴标系统具有滚筒传送工位、贴标机和整形工位，所述贴标机安装于所述滚筒传送工位和所述整形工位之间。
上述技术方案所述码垛工位相邻对称设有两个，所述码垛工位上均设有托盘。
上述技术方案所述机器人拆垛码垛设备的右侧、所述贴标系统的左侧、所述机器人拆垛码垛设备的下侧和所述贴标系统的下侧的部分位置设有安全防护网。
采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：
(1)本实用新型采用机器人拆垛码垛设备、托盘流转系统、贴标系统、码垛工位，对平面工件进行自动化拆垛、打标和码垛，实现无人化工作，降低人工成本，减少了人工搬运所带来的不可控安全风险，提高了整体的工作效率。
(2)本实用新型的关节机器人末端执行器采取3种不同类型的真空发生器进行组合，通过步进电机的调整位置，适应范围广，可以针对不同类型，不同位置的平面工件进行拆垛和码垛。
(3)本实用新型对机器人拆垛码垛设备、贴标系统和码垛工位(400)周围设置安全防护网，全面保护本实用新型运行时的生产安全。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的俯视结构示意图；
图3为本实用新型的关节机器人末端执行器立体结构示意图；
图4为本实用新型的图3中关节机器人末端执行器正视结构示意图；
图5为本实用新型的图3中垛型高度检测系统的结构示意图；
图6为本实用新型的图3中掉落检测系统的结构示意图。
1-连接法兰、2-吸附缓冲系统、3-主腔体安装板，所述主腔体安装板、4-设有真空吸附系统、5-视觉定位系统、6-垛型高度检测系统、7-掉落检测系统、8-海绵、100-机器人拆垛码垛设备、200-托盘流转系统、300-贴标系统、400-码垛工位、500-安全防护网、
41-真空吸附系统步进电机、42-真空吸附系统导轨、43-真空发生装置、44-第一真空发生器、45-第二真空发生器、
51-视觉相机、52-相机支架、53-光源、54-光源安装支架、
61-垛型高度检测系统传感器支架、62-垛型高度检测系统传感器、
71-检测系统传感器、72-检测系统传感器支架、73-伸缩杆、
101-关节机器人末端执行器、102-关节机器人、
201-托盘进出料工位、202-托盘、203-托盘定位工位、
301-滚筒传送工位、302-贴标机、303-整形工位。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
见图1和图2，本实用新型具有机器人拆垛码垛设备100，所述机器人拆垛码垛设备100具有关节机器人102和关节机器人末端执行器101，所述机器人拆垛码垛设备100的上侧设有托盘流转系统200，所述机器人拆垛码垛设备100的左侧设有贴标系统300，所述机器人拆垛码垛设备100的下侧设有码垛工位400。
上述是本实用新型的核心技术方案，具有机器人拆垛码垛设备100，所述机器人拆垛码垛设备100具有关节机器人102和关节机器人末端执行器101，所述机器人拆垛码垛设备100的上侧设有托盘流转系统200，所述机器人拆垛码垛设备100的左侧设有贴标系统300，所述机器人拆垛码垛设备100的下侧设有码垛工位400。托盘流转系统200将平面工件运送至指定位置，机器人拆垛码垛设备100进行拆垛工作，将拆垛后的平面工件运送至贴标系统300进行贴标，贴标结束后放至码垛工位400进行码垛处理。
见图3、图4、图5和图6，所述关节机器人末端执行器101具有连接法兰1，所述连接法兰1连接所述关节机器人102的末端，所述连接法兰1连接有吸附缓冲系统2，所述吸附缓冲系统2连接有主腔体安装板3，所述主腔体安装板3设有真空吸附系统4、视觉定位系统5、垛型高度检测系统6和掉落检测系统7，所述真空吸附系统4具有真空吸附系统步进电机41、真空吸附系统导轨42和真空发生装置43，所述真空吸附系统步进电机41连接于所述真空吸附系统导轨42上，所述真空发生装置43连接于所述真空吸附系统步进电机41并连接于所述真空吸附系统导轨42上，所述主腔体安装板3的下侧面设有海绵8，拆垛抓取平面工件时可以提供一定的缓冲力。视觉定位系统5和垛型高度检测系统6确定平面工件的垛型和位置，计算出待拆垛工件的坐标系，然后真空吸附系统4中真空吸附系统步进电机41根据程序在真空吸附系统导轨42上移动至待拆垛工件的上方，通过程序引导本实用新型视觉导引的平面拆垛机器人末端执行器下降抓取平面工件。真空发生装置43抓取平面工件时会与平面工件接触并被给予一个向上的作用力，该作用力让所述主腔体安装板3向上位移，所述吸附缓冲系统2对该作用力进行缓冲。平面工件被提起后，所述吸附缓冲系统2自动复位。
所述真空发生装置43具有从左至右依次设置的第一真空发生装置431、第二真空发生装置432和第三真空发生装置433，所述第一真空发生装置431、第二真空发生装置432和第三真空发生装置433的左侧均连接有所述真空吸附系统步进电机41，所述第一真空发生装置431和所述第二真空发生装置432上均设有3个第一真空发生器44，所述第三真空发生装置433上设有1个第二真空发生器45，所述第二真空发生器45的尺寸大于所述第一真空发生器44，所述第一真空发生装置431上的3个第一真空发生器44呈等边三角排列，所述第二真空发生装置432上的3个第一真空发生器44呈间隔直线排列。第一真空发生装置431、第二真空发生装置432和第三真空发生装置433。设置这3组真空发生装置431，可以单独工作也可以一起工作，适应性强。真空吸附系统步进电机41可以使所述第一真空发生装置431、第二真空发生装置432和第三真空发生装置433在真空吸附系统导轨42左右平移调整方位，应对不同位置的平面工件。为了使应对能力更佳，第一真空发生器44和所述第二真空发生器45功率的不同，应对不同重力的平面工件，第二真空发生器45的真空吸力要大于第一真空发生器44的真空吸力。另外，第一真空发生装置431的3个第一真空发生器44的造型排列更适应吸附小型圆形平面工件；第二真空发生装置432上的3个第一真空发生器44的造型排列更适应吸附长条形平面工件。
所述视觉定位系统5具有视觉相机51、相机支架52、光源53、光源安装支架54，所述相机支架52具有两个，均匀设于所述主腔体安装板3的前侧面两边，所述视觉相机51设于所述相机支架52，所述光源安装支架54连接于所述主腔体安装板3的四边边缘，所述光源5连接于所述光源安装支架54。所述光源安装支架54和所述光源53设有6个，主腔体安装板3左右侧面各一个，前后侧面各两个，保障两个视觉相机51能有足够的亮度能够确定平面工件的垛型和位置。所述光源安装支架54还设置角度可调结构应对不同的环境。
所述垛型高度检测系统6位于所述主腔体安装板3的左侧面和前侧面夹角位置处，所述垛型高度检测系统6具有垛型高度检测系统传感器支架61和垛型高度检测系统传感器62。垛型高度检测系统6主要用以测定垛型的高度，与视觉定位系统5一起配合计算出待拆垛平面工件的坐标系。
所述第一真空发生装置431、所述第二真空发生装置432和所述第三真空发生装置433还分别电连接有掉落检测系统7，所述掉落检测系统7具有检测系统传感器71、检测系统传感器支架72和伸缩杆73，所述检测系统传感器71连接于所述检测系统传感器支架72，所述伸缩杆73靠近所述检测系统传感器支架72的左侧设置。搬运的过程中，如果物品出现掉落的情况，会通过传感器反馈到系统，做出报警。
见图1和图2，所述托盘流转系统200具有托盘进出料工位201、托盘202和托盘定位工位203，所述托盘进出料工位201位于所述托盘定位工位203的两侧，所述托盘进出料工位201和所述托盘定位工位203构成U字形。可根据具体需求设置托盘进出料工位201的长度，托盘定位工位203用于暂停托盘202的传送，方便抓取拆垛。
所述贴标系统300具有滚筒传送工位301、贴标机302和整形工位303，所述贴标机302安装于所述滚筒传送工位301和所述整形工位303之间。平面工件拆垛后，先置于滚筒传送工位301，接着传送至贴标机302，经贴标机302打标后移动至整形工位303，在整形工位303调整摆放方向后等待后续的码垛作业。
所述码垛工位400相邻对称设有两个，所述码垛工位400上均设有托盘202。码垛工位400上设置托盘202便于打标结束后提供足够的位置和空间进行码垛操作。
所述机器人拆垛码垛设备100的右侧、所述贴标系统300的左侧、所述机器人拆垛码垛设备100的下侧和所述贴标系统300的下侧的部分位置设有安全防护网500。
本实用新型的工作原理为：托盘流转系统200中，将平面工件放置于托盘202并经由托盘进出料工位201运送至托盘定位工位203。机器人拆垛码垛设备100进行拆垛工作，关节机器人102带动关节机器人末端执行器101到达待拆垛的平面工件的上方。视觉定位系统5和垛型高度检测系统6确定平面工件的垛型和位置，计算出待拆垛工件的坐标系，然后真空吸附系统4中真空吸附系统步进电机41根据程序在真空吸附系统导轨42上移动至待拆垛工件的上方，通过程序引导本实用新型视觉导引的平面拆垛机器人末端执行器下降抓取平面工件。根据不同的平面工件，使用不同的真空发生装置43，真空发生装置43抓取平面工件时会与平面工件接触并被给予一个向上的作用力，该作用力让所述主腔体安装板3向上位移，所述吸附缓冲系统2对该作用力进行缓冲。平面工件被提起后，所述吸附缓冲系统2自动复位。其中海绵部分与物品表面接触，通过真空吸附系统4产生的真空对物品进行吸附，然后搬运到指定的位置，在搬运的过程中，如果物品出现掉落的情况，会通过掉落检测系统7反馈到系统，做出报警。将拆垛后的平面工件运送至贴标系统300的滚筒传送工位301，接着传送至贴标机302，经贴标机302打标后移动至整形工位303，在整形工位303调整摆放方向后等待后续的码垛作业进行贴标，贴标结束后放至码垛工位400进行码垛处理。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920119515.1
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209701823U
授权时间:20191129
主分类号:B65G61/00
专利分类号:B65G61/00;B25J9/16;B25J15/06
范畴分类:申请人:无锡黎曼机器人科技有限公司
第一申请人:无锡黎曼机器人科技有限公司
申请人地址:214000 江苏省无锡市惠山区惠山经济开发区堰新路311号1号楼0501室
发明人:张刚;李刚
第一发明人:张刚
当前权利人:无锡黎曼机器人科技有限公司
代理人:金辉
代理机构:32325
代理机构编号:常州唯思百得知识产权代理事务所(普通合伙) 32325
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计