CN113478484B - 一种烟丝箱定位对中***以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟丝箱定位对中***以及方法，该烟丝箱定位队中***包括：AMR，通过识别二维码，能够获知当前位置，并进行朝向和位置的调整；轨道，用于承载翻箱机器人；翻箱机器人，在轨道上行进；限位器，设置在轨道的两端，用于限制翻箱机器人的位置；货架，AMR能够潜入至货架的底部，然后抬升托起货架并将其运走；烟丝箱，放置在货架上；地面栅格，用于放置货架；相机及支撑框架，能够对地面栅格、货架以及烟丝箱进行摄像。本发明通过相机识别烟丝箱的具***置和数量，从而使得AMR能够准确的调整烟丝箱位于货架上的具***置，便于翻箱机器人抓取烟丝箱，有效的避免了机械臂会将烟丝箱推倒的情况，提升了整体的工作效率和工作质量。

Description

一种烟丝箱定位对中***以及方法

技术领域

本发明涉及卷烟生产物流技术领域，更具体地，涉及一种烟丝箱定位对中***以及方法。

背景技术

在卷烟自动化生产过程中，生产原辅料和成品的运送是一个重要的环节，物流量大、运送环节多。其中AMR作为一种先进的自动化物流设备，具有自动化程度高、安全性好、线路灵活等特点，能够较好地满足卷烟生产物流的要求，得到了广泛的应用。一般将货物放置在货架上，并将货物与货架进行绑定。AMR通过识别货架下方的标识，确定所需的货物，然后将货架抬起送至指定位置。

在喂丝工段，由AMR从指定位置取烟丝箱，送至移动式翻箱机器人翻箱工位，经信息读取、去盖、翻箱后，将成品烟丝倒入风力喂丝机，进行后续的卷包操作。在该工段，翻箱机器人首先需要利用机械臂抓取烟丝箱，才能进行搬运、翻箱、倒料等操作。由于烟丝箱放置在货架上，由AMR搬运货架至特定位置，烟丝箱在货架上存在偏移，并不一定在中间位置。机器人在抓取时，如果机械臂与烟丝箱之间存在较大的差异，机械臂会将烟丝箱推倒，造成烟丝箱的损坏和烟丝倒出。如果由人工操作机械臂以准确抓取烟丝箱，效率较低。如果通过图像识别的方向精细地调整机械手的位置和方向，则要求机械手具有较高的精细操作能力，成本较高，并且操作效率较低。

因此，如何提供一种可有效调整烟丝箱与翻箱机器人之间的方向和位置的烟丝箱对中***及方法成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可有效调整烟丝箱与翻箱机器人之间的方向和位置的烟丝箱定位对中***以及方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种烟丝箱定位对中***，包括：

AMR，为潜入式AMR，通过识别二维码，能够获知当前位置，并进行朝向和位置的调整；

轨道，用于承载翻箱机器人；

翻箱机器人，在所述轨道上行进，所述翻箱机器人伸出的机械手位置、高度、方向固定的；

限位器，设置在所述轨道的两端，用于限制所述翻箱机器人的位置；

货架，所述货架的底部设有二维码，所述AMR能够潜入至所述货架的底部，然后抬升托起所述货架并将其运走；

烟丝箱，包括箱体与箱盖，所述箱体放置在所述货架上；

地面栅格，位于所述轨道的一侧，用于放置货架，所述地面栅格的中心也设有二维码；

相机及支撑框架，所述支撑框架位于所述地面栅格的上方，所述相机设置在所述地面栅格的横梁上，能够对所述地面栅格、所述货架以及所述烟丝箱进行摄像，并对视野内的物体进行识别判断。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，还包括烟丝箱去盖区和烟丝箱翻斗区，所述烟丝箱去盖区和所述烟丝箱翻斗区设置在所述轨道与所述地面栅格相对的另一侧；

所述翻箱机器人在所述烟丝箱去盖区内执行去盖操作，在所述烟丝箱翻斗区执行翻箱操作。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，所述限位器包括限位器一和限位器二，所述限位器一被设置用于所述翻箱机器人执行抓取及去盖操作，所述限位器二被设置用于所述翻箱机器人执行翻箱操作；

所述限位器一设置在所述轨道上靠近所述烟丝箱去盖区的位置，所述限位器二设置在所述轨道上靠近所述烟丝箱翻箱区的位置。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，所述地面栅格具有5个，依次排列为地面栅格A、地面栅格B、地面栅格C、地面栅格D、地面栅格E，所述地面栅格A的位置与所述烟丝箱去盖区的位置相对应。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，所述货架上能够承载一至二个所述烟丝箱，二个所述烟丝箱为叠放。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，所述AMR的朝向精度在±5mm以内，停止精度在±20mm以内。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，所述翻箱机器人在所述轨道上行进的位置精度在±20mm以内。

根据本发明的第二方面，还提供了一种烟丝箱定位对中方法，包括上述任一实施例的烟丝箱定位对中***以及以下步骤；

第一步：AMR搬运，由所述AMR将指定的所述烟丝箱从仓库送至所述翻箱机器人附近的所述地面栅格，通过二维码进行定位，将所述货架设置在所述地面栅格上；

第二步：所述烟丝箱放置于所述货架上，由所述相机拍摄，对图像进行识别后，***判定所述地面栅格处是否有所述货架和所述烟丝箱；

当所述地面栅格处有所述货架而没有所述烟丝箱，则将所述货架移走；

当所述地面栅格处有所述货架以及所述烟丝箱，则进入下一步；

第三步：翻箱机器人限位，所述翻箱机器人在所述轨道上移动，到限位器处停止，伸出机械手，高度调整到所述烟丝箱的腰肋部；

第四步：托起货架，以所述地面栅格内含有所述烟丝箱的所述货架作为操作目标，所述AMR托起所述货架；

第五步：相机拍摄、识别与定位，所述相机拍摄所述翻箱机器人的机械手与所述烟丝箱，并计算所述机械手位置与方向以及所述烟丝箱位置与方向；

第六步：AMR动态调整货架位置，根据机械手位置、方向与所述烟丝箱位置、方向的差异，由所述AMR旋转加位移，进而调整其上承载的所述烟丝箱位置，使其能够被机械手夹取；

第七步：抓取烟丝箱，所述机械手抓取所述烟丝箱，抬起，转向，开展后续的去盖、翻斗等操作；

第八步：回到第二步。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中方法，在第二步的过程中，当所述地面栅格为5个，依次排列地面栅格A、地面栅格B、地面栅格C、地面栅格D、地面栅格E；

所述烟丝箱放置于所述地面栅格A处的所述货架上，由所述相机拍摄，对图像进行识别后，***判定所述地面栅格A处是否有所述货架和所述烟丝箱；

当所述地面栅格处有所述货架而没有所述烟丝箱，则将所述货架移走，并将所述地面栅格B至所述地面栅格E处的货架递次补入地面栅格A处；

当所述地面栅格处有所述货架以及所述烟丝箱，则进入下一步。

可选地，根据本发明的烟丝箱定位对中方法，在第七步的过程中，当所述地面栅格处有所述货架以及所述烟丝箱时，***通过所述相机拍摄的所述烟丝箱图像判断所述烟丝箱为一个或二个的具体数量，以使得所述翻箱机器人抓取全部所述烟丝箱。

本发明所公开的烟丝箱定位对中***以及方法能够对烟丝箱和翻箱机器人之间的协调与配合起到很好的定位及对中效果，通过相机识别烟丝箱的具***置和数量，由***捕捉相机所拍摄的图片中的具体参数，从而使得AMR能够准确的调整烟丝箱位于货架上的具***置，从而使得烟丝箱正对于翻箱机器人的机械手，便于翻箱机器人抓取烟丝箱，有效的避免了机械臂会将烟丝箱推倒的情况，提升了整体的工作效率和工作质量。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明所公开的烟丝箱定位对中***的结构示意图；

图2为本发明所公开的烟丝箱沿着垂直方向的位置示意图。

附图标记如下：1-支撑框架；2-相机；3-烟丝箱；31-烟丝箱一；32-烟丝箱二；4-货架；5-地面栅格；51-地面栅格A；52-地面栅格B；53-地面栅格C；54-地面栅格D；55-地面栅格E；6-翻箱机器人；61-机械手；7-限位器；8-轨道；9-烟丝箱去盖区；10-烟丝箱翻斗区。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

如图1和图2所示，本发明提供了一种烟丝箱定位对中***，包括：

AMR，为潜入式AMR，通过识别二维码，能够获知当前位置，并进行朝向和位置的调整。

轨道8，用于承载翻箱机器人。

翻箱机器人6，在轨道8上行进，翻箱机器人6伸出的机械手61位置、高度、方向固定的。为了提高翻箱机器人6的整体工作效率，且延长了翻箱机器人6的使用寿命，翻箱机器人6的机械手61的伸出高度、位置及方向应当为固定，通过调整烟丝箱3的位置也比较方便。

限位器7，设置在轨道8的两端，用于限制翻箱机器人6的位置。

货架4，货架4的底部设有二维码，AMR能够潜入至货架4的底部，然后抬升托起货架4并将其运走。

烟丝箱3，包括箱体与箱盖，箱体放置在货架4上。

地面栅格5，位于轨道8的一侧，用于放置货架4，地面栅格5的中心也设有二维码。货架4与地面栅格5之间应当留有空隙，以便于AMR能够潜入至货架4的地面分别识别货架4底部的二维码和地面栅格5的二维码。

相机2及支撑框架1，支撑框架1位于地面栅格5的上方，相机2设置在地面栅格5的横梁上，能够对地面栅格5、货架4以及烟丝箱3进行摄像，并对视野内的物体进行识别判断。

进一步地，本发明所公开的烟丝箱定位对中***还包括烟丝箱去盖区9和烟丝箱翻斗区10，烟丝箱去盖区9和烟丝箱翻斗区10设置在轨道8与地面栅格5相对的另一侧。翻箱机器人6在烟丝箱去盖区9内执行去盖操作，在烟丝箱翻斗区10执行翻箱操作。烟丝箱去盖区9应当与地面栅格5的位置相对应，以便于当翻箱机器人6抓取烟丝箱3时不需要在轨道8行进便能够快速的进行去盖处理。

进一步地，限位器7包括限位器一和限位器二(图中未标示)，限位器一被设置用于翻箱机器人6执行抓取及去盖操作，限位器二被设置用于翻箱机器人6执行翻箱操作。限位器一设置在轨道8上靠近烟丝箱去盖区9的位置，限位器二设置在轨道8上靠近烟丝箱3翻箱区的位置。在实施时，预先设定翻箱机器人6的程序，当行进至限位器一并被其阻挡时，翻箱机器人6实行对烟丝箱3的抓取工序，在完成烟丝箱3去盖工序后，翻箱机器人6继续在轨道8上反方向进行；当行进至限位器二并被其阻挡时，翻箱机器人6正好处在烟丝箱翻斗区10所在的位置，此时翻箱机器人6便可直接进行翻箱工序。

进一步地，根据本发明的另一种实施方式，地面栅格5具有5个，依次排列为地面栅格A51、地面栅格B52、地面栅格C53、地面栅格D54、地面栅格E55，地面栅格A51的位置与烟丝箱去盖区9的位置相对应。在实施时，为了使得整个***的工作效率更高，设置5个栅格依次递进，地面栅格A51与烟丝箱去盖区9相互对应，翻箱机器人6只需要抓取地面栅格A51处的烟丝箱3即可，而当地面栅格A51处无烟丝箱3时，则有AMR将地面栅格B52处的烟丝箱3搬运至地面栅格A51处，以此类推，地面栅格C53处的烟丝箱3填补地面栅格B52处的空位，工作效率得到进一步提升。

进一步地，根据本发明的另一种实施方式，货架4上能够承载一至二个烟丝箱3，二个烟丝箱3为叠放。在实施时，本发明中的翻箱机器人6伸出的机械手61的位置、方向、高度均是固定的，但是烟丝箱3所处的位置是可以变换的，通过AME来抬起货架4，使得货架4上的烟丝箱3均可与机械手61所处的位置相对应，从而使得每次地面栅格5处的烟丝箱3递进工序的工作量减少至少一半。

进一步地，AMR的朝向精度在±5mm以内，停止精度在±20mm以内。为了使得机械手61更好的抓取烟丝箱3，AMR在控制货架4转动一定的角度使得烟丝箱3正对于机械手61所在的位置，其转动的朝向精度在±5mm以内均可。

再进一步地，根据本发明的烟丝箱定位对中***，翻箱机器人6在轨道8上行进的位置精度在±20mm以内，AMR的停止精度在±20mm以内，从而使得翻箱机器人6与AMR之间的调整范围更大，实用性更强。

根据本发明的第二方面，还提供了一种烟丝箱定位对中方法，包括上述任一实施例的烟丝箱定位对中***以及以下步骤；

第一步：AMR搬运，由AMR将指定的烟丝箱3从仓库送至翻箱机器人6附近的地面栅格5，通过二维码进行定位，将货架4设置在地面栅格5上。

第二步：烟丝箱3放置于货架4上，由相机2拍摄，对图像进行识别后，***判定地面栅格5处是否有货架4和烟丝箱3。

当地面栅格5处有货架4而没有烟丝箱3，则由AMR将货架4移走；当地面栅格5处有货架4以及烟丝箱3，则进入下一步。

第三步：翻箱机器人6限位，翻箱机器人6在轨道8上移动，到限位器一处停止，伸出机械手61，预先调整好机械手61伸出的高度为烟丝箱3的腰肋部。

第四步：托起货架4，以地面栅格5内含有烟丝箱3的货架4作为操作目标，AMR托起货架4。

第五步：相机2拍摄、识别与定位，相机2拍摄翻箱机器人6的机械手61与烟丝箱3，并计算机械手61位置与方向以及烟丝箱3位置与方向。

第六步：AMR动态调整货架4位置，根据机械手61位置、方向与烟丝箱3位置、方向的差异，由AMR旋转加位移，进而调整其上承载的烟丝箱3位置，使其能够被机械手61夹取。

第七步：抓取烟丝箱3，机械手61抓取烟丝箱3，抬起，转向，开展后续的去盖、翻斗等操作。

第八步：回到第二步。

进一步地，在第二步的过程中，当地面栅格5为5个，依次排列地面栅格A51、地面栅格B52、地面栅格C53、地面栅格D54、地面栅格E55；

烟丝箱3放置于地面栅格A51处的货架4上，由相机2拍摄，对图像进行识别后，***判定地面栅格A51处是否有货架4和烟丝箱3。当地面栅格5处有货架4而没有烟丝箱3，则将货架4移走，并将地面栅格B52至地面栅格E55处的货架4递次补入地面栅格A51处；当地面栅格5处有货架4以及烟丝箱3，则进入下一步。

再进一步地，在第七步的过程中，当地面栅格5处有货架4以及烟丝箱3时，***通过相机2拍摄的烟丝箱3图像判断烟丝箱3为一个或二个的具体数量，以使得翻箱机器人6抓取全部烟丝箱3。在实施时，相机2能够捕捉到货架4上具体的烟丝箱3数量，首先通过AMR抬起一定的高度，使得翻箱机器人6的机械手61能够将烟丝箱一31抓取，在完成后续的去盖、翻箱工序后，翻箱机器人6再次回到该位置，AMR继续抬起一定的高度，使得翻箱机器人6的机械手61抓取烟丝箱二32并完成后续工序。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种烟丝箱定位对中***，其特征在于，包括：

AMR，为潜入式AMR，通过识别二维码，能够获知货架的当前位置，并针对货架进行朝向和位置的调整，由所述AMR旋转加位移，进而调整货架上承载的烟丝箱位置，使烟丝箱能够被翻箱机器人夹取；

轨道，用于承载翻箱机器人；

翻箱机器人，在所述轨道上行进，所述翻箱机器人伸出的机械手位置、高度、方向固定的；

限位器，设置在所述轨道的两端，用于限制所述翻箱机器人的位置；

货架，所述货架的底部设有二维码，所述AMR能够潜入至所述货架的底部，然后抬升托起所述货架并将其运走；

烟丝箱，包括箱体与箱盖，所述箱体放置在所述货架上；

地面栅格，位于所述轨道的一侧，用于放置货架，所述地面栅格的中心也设有二维码；

相机及支撑框架，所述支撑框架位于所述地面栅格的上方，所述相机设置在所述地面栅格的横梁上，能够对所述地面栅格、所述货架以及所述烟丝箱进行摄像，并对视野内的物体进行识别判断。

2.根据权利要求1所述的烟丝箱定位对中***，其特征在于，还包括烟丝箱去盖区和烟丝箱翻斗区，所述烟丝箱去盖区和所述烟丝箱翻斗区设置在所述轨道与所述地面栅格相对的另一侧；

所述翻箱机器人在所述烟丝箱去盖区内执行去盖操作，在所述烟丝箱翻斗区执行翻箱操作。

3.根据权利要求2所述的烟丝箱定位对中***，其特征在于，所述限位器包括限位器一和限位器二，所述限位器一被设置用于所述翻箱机器人执行抓取及去盖操作，所述限位器二被设置用于所述翻箱机器人执行翻箱操作；

所述限位器一设置在所述轨道上靠近所述烟丝箱去盖区的位置，所述限位器二设置在所述轨道上靠近所述烟丝箱翻箱区的位置。

4.根据权利要求3所述的烟丝箱定位对中***，其特征在于，所述地面栅格具有5个，依次排列为地面栅格A、地面栅格B、地面栅格C、地面栅格D、地面栅格E，所述地面栅格A的位置与所述烟丝箱去盖区的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的烟丝箱定位对中***，其特征在于，所述货架上能够承载一至二个所述烟丝箱，二个所述烟丝箱为叠放。

6.根据权利要求1所述的烟丝箱定位对中***，其特征在于，所述AMR的朝向精度在±5mm以内，停止精度在±20mm以内。

7.根据权利要求6所述的烟丝箱定位对中***，其特征在于，所述翻箱机器人在所述轨道上行进的位置精度在±20mm以内。

8.一种烟丝箱定位对中方法，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的烟丝箱定位对中***以及以下步骤；

第一步：AMR搬运，由所述AMR将指定的所述烟丝箱从仓库送至所述翻箱机器人附近的所述地面栅格，通过二维码进行定位，将所述货架设置在所述地面栅格上；

第二步：所述烟丝箱放置于所述货架上，由所述相机拍摄，对图像进行识别后，***判定所述地面栅格处是否有所述货架和所述烟丝箱；

当所述地面栅格处有所述货架而没有所述烟丝箱，则将所述货架移走；

当所述地面栅格处有所述货架以及所述烟丝箱，则进入下一步；

第三步：翻箱机器人限位，所述翻箱机器人在所述轨道上移动，到限位器处停止，伸出机械手，高度调整到所述烟丝箱的腰肋部；

第四步：托起货架，以所述地面栅格内含有所述烟丝箱的所述货架作为操作目标，所述AMR托起所述货架；

第五步：相机拍摄、识别与定位，所述相机拍摄所述翻箱机器人的机械手与所述烟丝箱，并计算所述机械手位置与方向以及所述烟丝箱位置与方向；

第六步：AMR动态调整货架位置，根据机械手位置、方向与所述烟丝箱位置、方向的差异，由所述AMR旋转加位移，进而调整其上承载的所述烟丝箱位置，使其能够被机械手夹取；

第七步：抓取烟丝箱，所述机械手抓取所述烟丝箱，抬起，转向，开展后续的去盖、翻斗等操作；

第八步：回到第二步。

9.根据权利要求8所述的烟丝箱定位对中方法，其特征在于，在第二步的过程中，当所述地面栅格为5个，依次排列地面栅格A、地面栅格B、地面栅格C、地面栅格D、地面栅格E；

所述烟丝箱放置于所述地面栅格A处的所述货架上，由所述相机拍摄，对图像进行识别后，***判定所述地面栅格A处是否有所述货架和所述烟丝箱；

当所述地面栅格处有所述货架而没有所述烟丝箱，则将所述货架移走，并将所述地面栅格B至所述地面栅格E处的货架递次补入地面栅格A处；

当所述地面栅格处有所述货架以及所述烟丝箱，则进入下一步。

10.根据权利要求9所述的烟丝箱定位对中方法，其特征在于，在第七步的过程中，当所述地面栅格处有所述货架以及所述烟丝箱时，***通过所述相机拍摄的所述烟丝箱图像判断所述烟丝箱为一个或二个的具体数量，以使得所述翻箱机器人抓取全部所述烟丝箱。

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