CN109502357B - 一种码垛机器人工作站和板件码垛方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种码垛机器人工作站和板件码垛方法，其中码垛机器人工作站包括板件运输生产线；沿板件运输生产线运输方向依次排布的第一光电检测器、视觉***、第二光电检测器和第一码垛机器人；第一光电检测器固设于板件运输生产线运输开始一端、且与视觉***连接，第一光电检测器检测方向与运输方向垂直；视觉***位于第一光电检测器和第一码垛机器人间且与第一码垛机器人连接，其拍摄区域覆盖板件运输生产线宽度；第二光电检测器固设于视觉***和第一码垛机器人间的板件运输生产线且与第一码垛机器人连接，其检测方向与上述运输方向垂直；第一码垛机器人位于板件运输生产线侧部，且其侧部设***垛区域。本发明的技术方案能提高板件码垛效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业生产技术领域，更为具体地说，涉及一种码垛机器人工作站和板件码垛方法。
背景技术
板件的生产和加工存在多道工序。常规操作中，为了提高板件的生产效率，一般采用生产线形式，依次输送板件材料至各道工序进行逐步加工，以最终得到成型的板件。在得到成型的板件后，板件还必须要从生产线上搬运下来及码垛，然后运输到指定地点进行堆放，才算最终完成板件的所有生产工序。
然而，常规的板件搬运和码垛过程，往往需要使用叉车直接从生产线上叉取板件，然后再由叉车码垛至指定区域堆放。叉车须不断重复执行上述操作直至所有板件码垛完毕。具体参见图1所示的现有技术提供的一种板件搬运和码垛***。该板件搬运和码垛***包括：烤炉1、从烤炉1延伸出的板件运输生产线2、控制台3和叉车4；其中，板件运输生产线2包括生产线传动机构201、生产线固定框架202、多条连接于所述生产线固定框架202两端且相互平行的输送辊道203以及套接于所述多条输送辊道203的传动皮带204。该***的工作过程如下：控制台3控制生产线传动机构201传动板件运输生产线2，将烤制后的板件从烤炉1运输出来，然后通过板件运输生产线2运送至叉车4处，相关技术人员再使用叉车4叉取板件，最后通过叉车4搬运至指定区域进行码垛。
然而，上述传统的板件搬运和码垛方式，每生产一块板件，就需要叉车进行板件的叉取、搬运和码垛工作，进而叉车工作过程需要不断重复，导致板件的搬运和码垛耗时过长，板件的搬运和码垛效率低下。
综上所述，如何缩短板件搬运和码垛的时间，提高码垛效率成为目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种码垛机器人工作站和板件码垛方法的技术方案，以解决背景技术中所介绍的现有技术中传统的板件搬运和码垛方式效率低下的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种码垛机器人工作站，包括：
板件运输生产线；
沿所述板件运输生产线的运输方向依次排布的第一光电检测器、视觉***、第二光电检测器和第一码垛机器人；其中，
所述第一光电检测器固设于所述板件运输生产线运输开始的一端、且与所述视觉***电连接，其中，所述第一光电检测器的检测方向与所述运输方向相垂直；
所述视觉***位于所述第一光电检测器和所述第一码垛机器人之间、且与所述第一码垛机器人电连接，其中，所述视觉***的拍摄区域覆盖所述板件运输生产线的宽度；
所述第二光电检测器固设于所述视觉***和所述第一码垛机器人之间的板件运输生产线、且与所述第一码垛机器人电连接，其中，所述第二光电检测器的检测方向与所述运输方向相垂直；
所述第一码垛机器人位于所述板件运输生产线的侧部，且所述第一码垛机器人的侧部设置***垛区域。
优选地，所述码垛机器人工作站还包括：沿所述板件运输生产线的运输方向依次排布的第三光电检测器和第二码垛机器人，其中，
所述第三光电检测器固设于所述第一码垛机器人和所述第二码垛机器人之间的板件运输生产线，其中，所述第三光电检测器的检测方向与所述运输方向相垂直；
所述第二码垛机器人还分别与所述视觉***和所述第三光电检测器电连接。
优选地，所述第二光电检测器还与所述第三光电检测器电连接。
优选地，所述码垛区域包括：设置于所述第一码垛机器人两侧的第一码垛区和第二码垛区；其中，所述第一码垛区和所述第二码垛区的中心点连线与所述板件运输生产线相平行，且所述第一码垛区和所述第二码垛区分别设置有板件底座。
优选地，所述视觉***包括：标准位置图像存储装置；与所述第一光电检测器电连接的摄像装置；与所述标准位置图像存储装置和所述摄像装置分别电连接的图像数据比对装置，所述图像数据比对装置还分别与所述第一码垛机器人和第二码垛机器人电连接。
优选地，所述第一码垛机器人包括：设置于所述板件运输生产线侧部的机器人基座；转动连接于所述机器人基座的六自由度机械臂；转动连接于所述六自由度机械臂末端的板件拿取装置；以及，与所述视觉***和所述第二光电检测器分别电连接的拿取位置调节机构，所述拿取位置调节机构还与所述六自由度机械臂和所述板件拿取装置电连接。
优选地，所述码垛机器人工作站，还包括：烤炉；穿设于所述烤炉的辊道输送机构，其中，所述辊道输送机构远离所述烤炉的一端与板件运输生产线运输开始的一端相抵；以及，设置于所述辊道输送机构的上方的冷却气罩。
根据本方面的第二方面，本发明还提供了一种板件码垛方法，所述板件码垛方法用于上述技术方案中任一项所述的码垛机器人工作站，所述板件码垛方法包括：
当第一光电检测器检测到板件运输生产线的板件时，控制所述第一光电检测器向视觉***发送开始摄像触发信号；
控制所述视觉***摄取所述板件的图像信息，分析所述图像信息以得到所述板件的位置信息，将所述位置信息发送至第一码垛机器人，其中，所述位置信息包括所述板件的中心坐标信息和偏移角度信息；
当第二光电检测器检测到所述板件时，控制所述第二光电检测器向所述第一码垛机器人发送板件距离触发信号；
控制所述第一码垛机器人接收所述位置信息和板件距离触发信号，根据所述中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节所述第一码垛机器人的板件拿取角度和拿取位置；
控制所述第一码垛机器人根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
优选地，所述板件码垛方法还包括：当第三光电检测器检测到所述板件时，控制所述第三光电检测器向所述第二码垛机器人发送所述板件距离触发信号；控制所述第二码垛机器人接收所述板件距离触发信号和所述视觉***发送的位置信息，根据所述中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节所述第二码垛机器人的板件拿取角度和拿取位置；控制所述第二码垛机器人根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
优选地，所述板件码垛方法还包括：当确定第一码垛机器人或第二码垛机器人空闲时，控制所述视觉***以及与空闲码垛机器人对应的光电检测器、分别发送所述位置信息和板件距离触发信号至所述空闲码垛机器人；控制所述空闲码垛机器人根据所述位置信息和板件距离触发信号，调节所述板件拿取角度和拿取位置，以根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
优选地，所述板件码垛方法还包括：控制所述视觉***和光电检测器对所述板件进行无损检测定位，以确定所述板件是否有损坏以及损坏区域的坐标位置。
优选地，所述板件码垛方法还包括：当第一码垛区的板件达到第一预定数目时，触发所述第一码垛机器人向第二码垛区域开始码垛，并发送板件搬运触发信号；当第二码垛区的板件达到第二预定数目时，触发所述第一码垛机器人向第一码垛区域开始码垛，并发送板件搬运触发信号；控制所述第一码垛机器人重复执行上述步骤，直至板件码垛完毕。
本发明提供的码垛机器人工作站，工作过程如下：
板件运输生产线运输板件，当板件被运输到第一光电检测器的位置时，第一光电检测器向视觉***发送开始摄像触发信号。视觉***开始摄像并摄取板件的图像信息，视觉***分析图像信息以得到板件的位置信息，该位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息；然后视觉***将位置信息发送至第一码垛机器人。随着板件被运输到第二光电检测器的位置时，第二光电检测器检测到板件并向第一码垛机器人发送板件距离触发信号。第一码垛机器人根据该距离触发信号，能够得到板件与第一码垛机器人的实际距离；然后根据视觉***发送的位置信息中包含的中心坐标信息和偏移角度信息以及上述板件距离触发信号，第一码垛机器人能够调节自身的板件拿取角度和拿取位置；最后，当板件运输到第一码垛机器人的位置时，第一码垛机器人根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至码垛区域。
通过上述工作过程可以得出，本发明提供的码垛机器人工作站和板件码垛方法的方案，通过设置第一光电检测器、第二光电检测器和视觉***，能够准确地获取板件的运动状态和位置状态，从而在板件到达第一码垛机器人时，第一码垛机器人不用四处移动，只需要从上述板件运输生产线上将板件一件件搬运和码垛到侧部的码垛区域即可，从而解决了现有技术中需要使用叉车来回搬运和码垛板件而导致的耗时较长，效率低下的问题，进而缩短了板件的码垛时间，提高了板件的码垛效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是现有技术提供的一种板件搬运和码垛***的结构示意图；
图2是本发明一示例性实施例示出的一种码垛机器人工作站的结构示意图；
图3是图2所示实施例示出的一种视觉***的结构示意图；
图4是本发明一示例性实施例示出的一种板件码垛方法的流程示意图；
图5是本发明一示例性实施例示出的一种板件码垛方法的流程示意图；
图6是本发明一示例性实施例示出的一种板件码垛方法的流程示意图；
图7是本发明一示例性实施例示出的一种板件码垛方法的流程示意图。
图1至图3所示的各个实施例中，各结构和附图标记的对应关系如下：
1-烤炉、2-板件运输生产线、201-生产线传动机构、202-生产线固定框架、203-输送辊道、204-传动皮带、3-控制台、4-叉车、5-第一光电检测器、6-视觉***、601-标准位置图像存储装置、602-摄像装置、603-图像数据比对装置、604-高度调节支架、605-拍摄机构、7-第二光电检测器、8-第一码垛机器人、801-机器人基座、802-六自由度机械臂、803-板件拿取装置、804-拿取位置调节机构、9-码垛区域、901-第一码垛区、902-第二码垛区、903-板件底座、10-第三光电检测器、11-第二码垛机器人、12-辊道输送机构、13-冷却气罩。
具体实施方式
本发明实施例提供的码垛机器人和板件码垛方法的技术方案，解决了背景技术中所介绍的传统码垛方式工作过程需要不断重复，板件的搬运和码垛耗时过长及效率低下的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
请参考附图2，图2是本发明一示例性实施例示出的一种码垛机器人工作站的结构示意图。如图2所示，该码垛机器人工作站包括：
板件运输生产线2；该板件运输生产线2用于运输板件，结合图1和图2所示的码垛***，该板件运输生产线2包括生产线传动机构、生产线固定框架、多条连接于所述生产线固定框架两端且相互平行的输送辊道以及套接于所述多条输送辊道的传动皮带。通过生产线传动机构带动输送辊道，多条输送辊道带动套接于其上的传动皮带，从而带动板件逐级经过各道工序。
作为一种较佳的实施例，如图2所示，该码垛机器人工作站在板件运输生产线2工序之前还包括：烤炉1；穿设于烤炉1的辊道输送机构12，其中，辊道输送机构12远离烤炉1的一端与板件运输生产线2运输开始的一端相抵；以及设置于辊道输送机构12的上方的冷却气罩13。
板件在经过在板件运输生产线2上搬运和码垛的各道工序之前，还需要通过烤炉1进行烤制，然后通过气罩吸走一部分热气，促使板件降温，从而得到比较成型的板件。同时通过烤炉1烤制和气罩吸热后的板件还残存有部分热量，从而方便后续的光电检测器进行准确检测。
本实施例中，沿板件运输生产线2的运输方向依次排布的第一光电检测器5、视觉***6、第二光电检测器7和第一码垛机器人8。
通过第一光电检测器5检测到板件时，及时发送信号给视觉***6，从而准时通知视觉***6获取并向第一码垛机器人8发送板件的位置信息，并在第二光电检测器7检测到板件时，控制第一码垛机器人8及时调整自身的板件拿取角度和拿取位置，从而便于第一码垛机器人8准确拿取板件进行码垛，提高对板件的搬运和码垛效率。
本实施例中，第一光电检测器5固设于板件运输生产线2运输开始的一端、且与视觉***6电连接，其中，第一光电检测器5的检测方向与运输方向相垂直。
第一光电检测器5设置于板件运输生产线2运输开始的一端，当该生产线开始运输板件时，第一光电检测器5即能够及时获取板件的位置，从而及时向视觉***6发送开始摄像触发信号，从而及时触发视觉***6以得到及时准确的板件位置信息。
本实施例中，视觉***6位于第一光电检测器5和第一码垛机器人8之间、且与第一码垛机器人8电连接，其中，视觉***6的拍摄区域覆盖板件运输生产线2的宽度。
视觉***6和第一光电检测器5相隔有预定距离，当第一光电检测器5发送开始摄像触发信号时视觉***6有一定的缓冲时间得以开启摄像功能。同时由于视觉***6的拍摄区域覆盖板件运输生产线2的宽度，因此视觉***6能够拍摄到不同偏移角度的板件。当板件运输到该视觉***6的拍摄区域时，视觉***6摄取板件的图像信息，此时视觉***6分析图像信息以得到板件的位置信息，该位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息。
本实施例中，第二光电检测器7固设于视觉***6和第一码垛机器人8之间的板件运输生产线2、且与第一码垛机器人8电连接，其中，第二光电检测器7的检测方向与运输方向相垂直。
第二光电检测器7与第一码垛机器人8之间的距离固定，当板件运输到第二光电检测器7时，第二光电检测器7向第一码垛机器人8发送板件距离触发信号。通过该信号，第一码垛机器人8即能够得到板件与第一码垛机器人8之间的实际距离，从而调整自身拿取板件时的位置。
本实施例中，第一码垛机器人8位于板件运输生产线2的侧部，且第一码垛机器人8的侧部设置***垛区域9。
第一码垛机器人8分别与视觉***6和第二光电检测器7电连接，在接收到视觉***6发送的中心坐标信息和偏移角度信息以及第二光电检测器7发送的板件距离触发信号时，能够根据上述信息准确调整自身对板件的拿取角度和拿取位置。从而牢固地获取板件，并将板件码垛到侧部的码垛区域9。由于码垛区域9位于第一码垛机器人8的侧部，因此第一码垛机器人8可以直接将板件码垛到该区域，然后接着拿取下一板件，直至该码垛区域9板件累积到预定数量，从而提高了该码垛机器人工作站的码垛效率。
综上，本发明实施例提供的码垛机器人工作站的工作过程如下：板件运输生产线2运输板件，当板件运输到第一光电检测器5的位置时，第一光电检测器5向视觉***6发送开始摄像触发信号。视觉***6开始摄像并摄取板件的图像信息，此时视觉***6分析图像信息以得到板件的位置信息，该位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息；然后视觉***6将位置信息发送至第一码垛机器人8。随着板件运输到达第二光电检测器7的位置时，第二光电检测器7检测到板件并向第一码垛机器人8发送板件距离触发信号。第一码垛机器人8根据该距离触发信号，能够得到板件与第一码垛机器人8的实际距离；然后根据视觉***6发送的位置信息包含的中心坐标信息和偏移角度信息以及上述板件距离触发信号，第一码垛机器人8调节自身的板件拿取角度和拿取位置；最后，当板件运输到第一码垛机器人8的位置时，第一码垛机器人8根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至码垛区域9。
本发明实施例提供的码垛机器人工作站，通过设置第一光电检测器5、第二光电检测器7和视觉***6，能够准确地获取板件的运动状态和位置状态，从而在板件到达第一码垛机器人8时，第一码垛机器人8能够自动从板件运输生产线2上将板件搬运至侧部的码垛区域9，然后接着重复上述过程进行搬运，直至码垛区域9的板件达到预定数目。从而解决了现有技术中需要使用叉车来回搬运和码垛板件而导致的耗时较长，效率低下的问题，进而缩短了板件的码垛时间，提高了板件的码垛效率。
码垛机器人工作站在码垛的过程中，当板件运输生产线2运输板件时，可能存在第一码垛机器人8还在工作的情况，此时如果没有其他码垛机器人，该板件将不能被码垛到指定码垛区域。
为了解决这一问题，作为一种优选的实施例，如图2所示，该码垛机器人工作站还包括：
沿板件运输生产线2的运输方向依次排布的第三光电检测器10和第二码垛机器人11，其中，
第三光电检测器10固设于第一码垛机器人8和第二码垛机器人11之间的板件运输生产线2，其中，第三光电检测器10的检测方向与运输方向相垂直；
第二码垛机器人11还分别与视觉***6和第三光电检测器10电连接。
本发明实施例提供的码垛机器人工作站，通过设置第二码垛机器人11和第三光电检测器10，当第三光电检测器10检测到板件时可以直接发送板件距离触发信号至第二码垛机器人11，以使第二码垛机器人11获取板件的位置距离；同时第二码垛机器人11还与视觉***6电连接，能够获取板件的中心坐标信息和偏移角度信息。通过上述信息，第二码垛机器人11能够调整自身的板件拿取角度和拿取位置，从而准确牢固地拿取板件至指定码垛区域9。其中，第一码垛机器人8和第二码垛机器人11的拿取方式包括且不限于吸取方式和抓取方式。
其中，第二光电检测器7还与第三光电检测器10电连接。或者第二光电检测器7通过控制台与第三光电检测器10电连接。由于第二光电检测器7与第一码垛机器人8直接或间接电连接，因此在第二光电检测器7在检测到新的被运输的板件时，若第二光电检测器7自身或控制台未能收到第一码垛机器人8返回的工作结束信号，可向第三光电检测器10发送触发信号，触发第三光电检测器10工作，进而触发第二码垛机器人11工作，拿取板件至指定码垛区域9。
本发明实施例提供的码垛机器人工作站，通过设置第三光电检测器10和第二码垛机器人11，能够控制两个码垛机器协调工作。具体地，当第一码垛机器人8正在工作时，可通过视觉***6和第三光电检测器10分别发送位置信息和板件距离触发信号至第二码垛机器人11，控制第二码垛机器人11拿取板件至指定码垛区域。同理，当第二码垛机器人11工作时，控制视觉***6和第二光电检测器7发送信号到第一码垛机器人8，控制第一码垛机器人8拿取板件。从而能够及时从板件运输生产线上拿取板件，避免新来板件无法被码垛到指定区域的情况发生。
作为一种优选的实施例，如图2所示，码垛区域9包括：设置于第一码垛机器人8两侧的第一码垛区901和第二码垛区902；其中，第一码垛区901和第二码垛区902的中心点连线与板件运输生产线2相平行，且第一码垛区901和第二码垛区902分别设置有板件底座903。
本实施例提供的码垛机器人工作站中，在第一码垛机器人8两侧设置第一码垛区901和第二码垛区902，第一码垛机器人8可以先向第一码垛区901码垛，当码垛的板件达到预定数量后，控制第一码垛机器人8向另一侧的第二码垛区902码垛。第一码垛区901的板件达到预定数量后可向相关操作人员的移动终端发送板件搬运触发信号，以使相关操作人员将该区域的板件及时运走，从而避免板件的过度堆放。然后再放置空的底座在该区域，等待下次码垛。同理第二码垛区902也执行相应操作。同理，第二码垛机器人11两侧也设置有两个码垛区域。
作为一种优选的实施例，如图3所示，本实施例结合图2所示各结构，本实施例中的视觉***6包括：
标准位置图像存储装置601，其中，该标准位置图像存储装置601包括位于板件运输生产线2的标准区域内板件的标准坐标位置。例如当板件的中心点位于板件运输生产线2的中轴线上且板件的两侧端线均与板件运输生产线2平齐时，则判定该板件位于板件运输生产线2的标准区域内。
与第一光电检测器5电连接的摄像装置602；该摄像装置602用于获取板件的实际坐标位置。
与标准位置图像存储装置601和摄像装置602分别电连接的图像数据比对装置603，图像数据比对装置603还分别与第一码垛机器人8和第二码垛机器人11电连接。该图像数据比对装置603用于比较标准坐标位置和实际坐标位置，从而准确得到板件的实际中心坐标点和偏移角度信息；在得到板件的实际中心坐标点和偏移角度信息后，再将上述信息发送给第一码垛机器人8或第二码垛机器人11，从而使得两码垛机器人准确调整自身的拿取角度和拿取位置。
另外，视觉***6的拍摄区域一般需要覆盖板件的面积，然而板件规格尺寸大小不一，因此视觉***6也需要调整自身的拍摄区域的面积。因此，作为一种优选的实施例，视觉***6包括：设置于板件运输生产线2侧部的高度调节支架604；连接于高度调节支架604末端的拍摄机构605，其中，拍摄机构605的拍摄角度朝向板件运输生产线2，且拍摄区域覆盖板件运输生产线2的宽度。
通过调节高度调节支架604，由于高度调节支架604的高度可调，因此能够调节拍摄机构605的高度，从而调整拍摄区域的覆盖范围，进而满足对不同规格尺寸的板件的拍摄需求。同时要注意拍摄区域要覆盖板件运输生产线2的宽度，从而避免无法拍摄到板件的全貌的情况出现。其中，上述实施例中视觉***6所包含的摄像装置602、标准位置图像存储装置601和图像数据比对装置603可集成在拍摄机构605内。
作为一种优选的实施例，如图2所示，本实施例中的第一码垛机器人8包括：
设置于板件运输生产线2侧部的机器人基座801；
转动连接于机器人基座801的六自由度机械臂802；
转动连接于六自由度机械臂802末端的板件拿取装置803，其中，板件拿取装置803能够包括用于吸取板件的板件吸盘组件(图中未标记)和用于抓取板件的板件抓取组件(图中未标记)。
以及与视觉***6和第二光电检测器7分别电连接的拿取位置调节机构804，拿取位置调节机构804还与六自由度机械臂802和板件拿取装置803电连接。
通过设置机器人基座801，该机器人不需要四处移动以将板件一片片来回搬运到码垛区域9，而只需要通过六自由度机械臂802自由转动，以调节板件拿取装置803的位置，即能够准确和牢固地拿取并将板件搬运至侧部的码垛区域9。其中，拿取位置调节机构804负责根据视觉***6和第二光电检测器7分别发送的中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号调节六自由度机械臂802和板件拿取装置803的坐标位置，以拿取板件。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了板件码垛方法，由于方法对应的***是本申请实施例中的码垛机器人工作站，并且该方法解决问题的原理与***相似，因此该方法的实施可以参见***的实施，重复之处不再赘述。
参见图4，图4为本发明实施例示出的一种板件码垛方法的流程示意图，该板件码垛方法用于上述任一项实施例中提到的码垛机器人工作站，如图4所示，该板件码垛方法包括以下步骤：
S110：第一光电检测器当检测到板件运输生产线的板件时，向视觉***发送开始摄像触发信号。
第一光电检测器设置于板件运输生产线运输开始的一端，当该生产线开始运输板件时，第一光电检测器即能够及时获取板件的位置，从而及时向视觉***发送开始摄像触发信号，进而能够及时触发视觉***以得到及时准确的板件位置信息。
S120：视觉***摄取板件的图像信息，分析图像信息以得到板件的位置信息，将位置信息发送至第一码垛机器人。其中，位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息。
其中，视觉***可预先存储处于标准位置的预定板件图像信息，然后在第一光电检测器检测到板件时，将该图像与摄取的板件图像信息进行比对，从而确定实际的板件的中心坐标信息和偏移角度信息。
另外，作为一种较佳的实施例，在运输生产线运输过程中，板件往往偏移角度在一定范围内，为了快速得到板件的中心坐标信息和偏移角信息。本板件码垛方法，可使用机器学习算法检测确定板件图像信息中的中心坐标和偏移角度特征，根据该中心坐标和偏移角度特征确定板件的中心坐标信息和偏移角度信息。视觉***和第一光电检测器相隔有预定距离，当第一光电检测器发送开始摄像触发信号时视觉***有一定的缓冲时间以开启摄像功能。同时由于视觉***的拍摄区域覆盖板件运输生产线的宽度，因此视觉***能够拍摄到不同偏移角度的板件。当板件运输到该视觉***的拍摄区域时，视觉***摄取板件的图像信息，此时视觉***分析图像信息以得到板件的位置信息，该位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息。
S130：第二光电检测器当检测到板件时，向第一码垛机器人发送板件距离触发信号。
第二光电检测器与第一码垛机器人之间的距离固定，当板件运输到第二光电检测器时，第二光电检测器向第一码垛机器人发送板件距离触发信号。通过该信号第一码垛机器人即能够得到板件与第一码垛机器人之间的实际距离，从而调整自身拿取板件时的位置。
S140：第一码垛机器人接收位置信息和板件距离触发信号，根据中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节第一码垛机器人的板件拿取角度和拿取位置。
第一码垛机器人分别与视觉***和第二光电检测器电连接，在接收到视觉***发送的中心坐标信息和偏移角度信息以及第二光电检测器发送的板件距离触发信号时，能够根据上述信息准确调整自身对板件的拿取角度和拿取位置。从而牢固地获取板件，并将板件码垛到侧部的码垛区域。
S150：第一码垛机器人根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至侧部的码垛区域。
由于码垛区域位于第一码垛机器人的侧部，因此第一码垛机器人可以直接将板件码垛到该区域，然后接着拿取下一板件，直至该码垛区域板件累积到预定数量，再由叉车搬运到指定区域，从而提高了该码垛机器人工作站的码垛效率。
综上，本发明实施例提供的码垛机器人工作站的工作过程如下：板件运输生产线运输板件，当板件运输到第一光电检测器的位置时，第一光电检测器向视觉***发送开始摄像触发信号。视觉***开始摄像并摄取板件的图像信息，此时视觉***分析图像信息以得到板件的位置信息，该位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息；然后视觉***将位置信息发送至第一码垛机器人。随着板件运输到达第二光电检测器的位置时，第二光电检测器检测到板件并向第一码垛机器人发送板件距离触发信号。第一码垛机器人根据该距离触发信号，能够得到板件与第一码垛机器人的实际距离；然后根据视觉***发送的位置信息包含的中心坐标信息和偏移角度信息以及上述板件距离触发信号，第一码垛机器人调节自身的板件拿取角度和拿取位置；最后，当板件运输到第一码垛机器人的位置时，第一码垛机器人根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至码垛区域。
本发明实施例提供的码垛机器人工作站，通过设置第一光电检测器、第二光电检测器和视觉***，能够准确地获取板件的运动状态和位置状态，从而在板件运送到第一码垛机器人时，第一码垛机器人能够自动从板件运输生产线上将板件搬运至侧部的码垛区域，然后接着重复上述过程进行搬运，直至码垛区域的板件达到预定数量。从而解决了现有技术中需要使用叉车来回搬运和码垛板件而导致的耗时较长，效率低下的问题，进而缩短了板件的码垛时间，提高了板件的码垛效率。
板件在运输生产线上比普通运输方式传输快得多，因此，若只设置一个码垛机器人，可能导致码垛机器人繁忙而无法将新来的板件及时码垛到指定码垛区域，为了解决该问题，本申请的码垛机器人工作站还设置了第二码垛机器人，并设置第三光电检测器检测板件位置，及时向第二码垛机器人发送信号，以使两个码垛机器人协调码垛，避免出现无法将新来的板件码垛到指定码垛区域的现象出现。对应的实施方法如下：
当确定第一码垛机器人或第二码垛机器人空闲，其他码垛机器人忙碌时，控制所述视觉***以及与空闲码垛机器人对应的光电检测器、分别发送所述位置信息和板件距离触发信号至所述空闲码垛机器人；
控制所述空闲码垛机器人根据所述位置信息和板件距离触发信号，调节所述板件拿取角度和拿取位置，以根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
作为一种优选的实施例，如图5所示，本实施例提供的板件码垛方法除了图4所示的各个步骤外还包括以下步骤：
S211：第一光电检测器当检测到板件运输生产线的板件时，向视觉***发送开始摄像触发信号。
S212：视觉***摄取板件的图像信息，分析图像信息以得到板件的位置信息。
S213：判断第一码垛机器人还是第二码垛机器人空闲；若第一码垛机器人空闲，则执行步骤S214；若第二码垛机器人空闲，则执行步骤S218。
S214：控制视觉***发送位置信息至第一码垛机器人。
S215：控制第二光电检测器检测到板件时，向第一码垛机器人发送板件距离触发信号。
S216：控制第一码垛机器人根据中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节第一码垛机器人的板件拿取角度和拿取位置。
S217：控制第一码垛机器人根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至侧部的码垛区域。S218：控制视觉***发送位置信息至第二码垛机器人。
S219：控制第三光电检测器检测到板件时，向第二码垛机器人发送板件距离触发信号。
S220：控制第二码垛机器人接收板件距离触发信号和视觉***发送的位置信息，根据中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节第二码垛机器人的板件拿取角度和拿取位置。
S221：控制第二码垛机器人根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至码垛区域。
本发明实施例提供的板件码垛方法，通过设置第三光电检测器和第二码垛机器人，能够控制两个码垛机器协调工作。具体地，当第一码垛机器人正在工作时，可通过视觉***和第三光电检测器分别发送位置信息和板件距离触发信号至第二码垛机器人，控制第二码垛机器人拿取板件至指定码垛区域。同理，当第二码垛机器人工作时，控制视觉***和第二光电检测器发送信号到第一码垛机器人，控制第一码垛机器人拿取板件。从而能够及时从板件运输生产线上拿取板件，避免新来板件无法被码垛到指定区域的情况发生。
当第三光电检测器检测到板件时，可直接发送板件距离触发信号至第二码垛机器人，以使第二码垛机器人获取板件的位置距离；同时第二码垛机器人还与视觉***电连接，能够获取板件的中心坐标信息和偏移角度信息。通过上述信息，第二码垛机器人能够调整自身的板件拿取角度和拿取位置，从而准确并牢固地拿取板件至指定码垛区域。作为一种优选的实施例，如图6所示，本实施例提供的板件码垛方法除了图4所示的各个步骤外还包括以下步骤：
S310：控制第一码垛机器人在第一码垛区码垛板件；
S320：判断第一码垛区的板件是否达到第一预定数目；
S330：当第一码垛区的板件达到第一预定数目时，触发第一码垛机器人向第二码垛区域开始码垛，并发送板件搬运触发信号；
S340：判断第二码垛区的板件是否达到第二预定数目；
S350：当第二码垛区的板件达到第二预定数目时，触发第一码垛机器人向第一码垛区域开始码垛，并发送板件搬运触发信号；
控制第一码垛机器人重复执行上述步骤，直至所有板件码垛完毕。本实施例提供的板件码垛方法中，在第一码垛机器人两侧设置第一码垛区和第二码垛区，第一码垛机器人可以先向第一码垛区码垛，当码垛的板件达到预定数量后，控制第一码垛机器人向另一侧的第二码垛区码垛。第一码垛区的板件达到预定数量后可向相关操作人员的移动终端发送板件搬运触发信号，以使相关操作人员将该区域的板件及时运走，从而避免板件的过度堆放。然后再放置空的底座在该区域，等待下次码垛。同理第二码垛区域也执行相应操作。同理，第二码垛机器人两侧也设置有两个码垛区域。
另外，不同板件的硬度往往不同，在板件生产过程中，可能存在板件因碰撞而缺损的情况。为了及时检测出存在缺损的板件，作为一种优选的实施例，本申请实施例提供的板件码垛方法还包括以下步骤：
S410：控制所述视觉***和光电检测器对所述板件进行无损检测定位，确定所述板件是否有损坏以及损坏区域的坐标位置。该光电检测器包括第一光电检测器，以及与第一码垛机器人对应的第二光电检测器或者与第二码垛机器人对应的第三光电检测器。
其中，视觉***和光电检测器均能对板件进行无损检测定位。例如：光电检测器可利用射线透过物体时产生的吸收和散射现象，检测板件中因缺陷存在而引起射线强度改变的程度探测板件的缺损区域和缺损情况。
S420：当确定所述板件有损坏时，确定损坏区域的坐标位置并发送报警信号至对应的码垛机器人，以使该码垛机器人将损坏的板件码垛到指定区域。
本实施例中，视觉***及光电检测器可直接检测出存在缺损的板件，然后通知码垛机器人进行处理，以避免将损坏的板件与未损坏的板件相混合。当然也可通知相应工作人员将该板件搬运到其他区域。
综上，本发明实施例提供的码垛机器人工作站和板件码垛方法中，板件运输生产线运输板件，当板件运输到第一光电检测器的位置时，第一光电检测器向视觉***发送开始摄像触发信号。视觉***开始摄像并摄取板件的图像信息，此时视觉***分析图像信息以得到板件的位置信息，该位置信息包括板件的中心坐标信息和偏移角度信息；然后视觉***将位置信息发送至第一码垛机器人。随着板件运输到达第二光电检测器的位置时，第二光电检测器检测到板件并向第一码垛机器人发送板件距离触发信号。第一码垛机器人根据该距离触发信号，能够得到板件与第一码垛机器人的实际距离；然后根据视觉***发送的位置信息包含的中心坐标信息和偏移角度信息以及上述板件距离触发信号，第一码垛机器人调节自身的板件拿取角度和拿取位置；最后，当板件运输到第一码垛机器人的位置时，第一码垛机器人根据板件拿取角度和拿取位置拿取板件至码垛区域。
本发明实施例提供的码垛机器人工作站和板件码垛方法，通过设置第一光电检测器、第二光电检测器和视觉***，能够准确地获取板件的运动状态和位置状态，从而在板件到达第一码垛机器人时，第一码垛机器人能够自动从板件运输生产线上将板件搬运至侧部的码垛区域，然后接着重复上述过程进行搬运，直至码垛区域的板件达到预定数量。从而解决了现有技术中需要使用叉车来回搬运和码垛板件而导致的耗时较长，效率低下的问题，进而缩短了板件的码垛时间，提高了板件的码垛效率。
具体实现中，本发明还提供了一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时刻包括本发明提供的呼叫方法的各实施例中的部分或全部步骤。该存储介质可以是磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
本领域技术人员可清楚地了解到本发明实施例中的技术科借助软件和必要的硬件平台的方式实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本发明各个实施例或实施例中的某些部分的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种码垛机器人工作站，其特征在于，包括：板件运输生产线(2)和控制台（3）；沿所述板件运输生产线(2)的运输方向依次排布的第一光电检测器(5)、视觉***(6)、第二光电检测器(7)和第一码垛机器人(8)；其中，所述第一光电检测器(5)固设于所述板件运输生产线(2)运输开始的一端、且与所述视觉***(6)电连接，其中，所述第一光电检测器(5)的检测方向与所述运输方向相垂直；所述视觉***(6)位于所述第一光电检测器(5)和所述第一码垛机器人(8)之间、且与所述第一码垛机器人(8)电连接，其中，所述视觉***(6)的拍摄区域覆盖所述板件运输生产线(2)的宽度；所述第二光电检测器(7)固设于所述视觉***(6)和所述第一码垛机器人(8)之间的板件运输生产线(2)、且与所述第一码垛机器人(8)电连接，其中，所述第二光电检测器(7)的检测方向与所述运输方向相垂直；所述第一码垛机器人(8)位于所述板件运输生产线(2)的侧部，且所述第一码垛机器人(8)的侧部设置***垛区域(9)；还包括：沿所述板件运输生产线(2)的运输方向依次排布的第三光电检测器(10)和第二码垛机器人(11)，其中，所述第三光电检测器(10)固设于所述第一码垛机器人(8)和所述第二码垛机器人(11)之间的板件运输生产线(2)，并且所述第三光电检测器(10)还与所述第二光电检测器(7)电连接或者通过所述控制台（3）与所述第二光电检测器(7)电连接；其中，所述第三光电检测器(10)的检测方向与所述运输方向相垂直；所述第二码垛机器人(11)还分别与所述视觉***(6)和所述第三光电检测器(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的码垛机器人工作站，其特征在于，所述视觉***(6)包括：标准位置图像存储装置(601)；与所述第一光电检测器(5)电连接的摄像装置(602)；与所述标准位置图像存储装置(601)和所述摄像装置(602)分别电连接的图像数据比对装置(603)，所述图像数据比对装置(603)还分别与所述第一码垛机器人(8)和第二码垛机器人(11)电连接。
3.根据权利要求1所述的码垛机器人工作站，其特征在于，所述码垛区域(9)包括：设置于所述第一码垛机器人(8)两侧的第一码垛区(901)和第二码垛区(902)；其中，所述第一码垛区(901)和所述第二码垛区(902)的中心点连线与所述板件运输生产线(2)相平行，且所述第一码垛区(901)和所述第二码垛区(902)分别设置有板件底座(903)。
4.根据权利要求1所述的码垛机器人工作站，其特征在于，所述第一码垛机器人(8)包括：设置于所述板件运输生产线(2)侧部的机器人基座(801)；转动连接于所述机器人基座(801)的六自由度机械臂(802)；转动连接于所述六自由度机械臂(802)末端的板件拿取装置(803)；以及，与所述视觉***(6)和所述第二光电检测器(7)分别电连接的拿取位置调节机构(804)，所述拿取位置调节机构(804)还与所述六自由度机械臂(802)和所述板件拿取装置(803)电连接。
5.一种板件码垛方法，其特征在于，所述板件码垛方法用于权利要求1至4中任一项所述的码垛机器人工作站，所述板件码垛方法包括：当第一光电检测器检测到板件运输生产线的板件时，控制所述第一光电检测器向视觉***发送开始摄像触发信号；控制所述视觉***摄取所述板件的图像信息，分析所述图像信息以得到所述板件的位置信息，将所述位置信息发送至第一码垛机器人，其中，所述位置信息包括所述板件的中心坐标信息和偏移角度信息；当第二光电检测器检测到所述板件时，控制所述第二光电检测器向所述第一码垛机器人发送板件距离触发信号；控制所述第一码垛机器人接收所述位置信息和板件距离触发信号，根据所述中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节所述第一码垛机器人自身的板件拿取角度和拿取位置；控制所述第一码垛机器人根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
6.根据权利要求5所述的板件码垛方法，其特征在于，还包括：控制所述第三光电检测器检测所述板件时，向所述第二码垛机器人发送所述板件距离触发信号；控制所述第二码垛机器人接收所述板件距离触发信号和所述视觉***发送的位置信息，根据所述中心坐标信息、偏移角度信息和板件距离触发信号、调节所述第二码垛机器人的板件拿取角度和拿取位置；控制所述第二码垛机器人根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
7.根据权利要求6所述的板件码垛方法，其特征在于，还包括：当确定第一码垛机器人或第二码垛机器人空闲时，控制所述视觉***以及与空闲码垛机器人对应的光电检测器、分别发送所述位置信息和板件距离触发信号至所述空闲码垛机器人；控制所述空闲码垛机器人根据所述位置信息和板件距离触发信号，调节所述板件拿取角度和拿取位置，以根据所述板件拿取角度和拿取位置拿取所述板件至码垛区域。
8.根据权利要求7所述的板件码垛方法，其特征在于，还包括：控制所述视觉***和光电检测器对所述板件进行无损检测定位，以确定所述板件是否有损坏以及损坏区域的坐标位置。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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