[发明专利]一种机器人的分拣控制系统和方法

权利要求书

1.一种机器人的分拣控制系统，用于运输物料的输送线上方设有用于获取物料图像信息的工业相机，所述工业相机将获取的图像信息输送至工业计算机，所述工业计算机输出识别信号至工业机器人的控制器，所述输送线旁设有运输已分拣物料的同步带，所述工业机器人位于同步带和运输线的上方，所述工业机器人的端部设有用于拾取物料的气动组件，其特征在于：沿所述同步带运动方向依次设有进盘位置、装盘位置、满盘位置和出盘位置，所述同步带上设有固定托盘的挡块，所述进盘位置和装盘位置设有独立的伺服驱动系统，所述装盘位置和满盘位置共用一个伺服驱动系统。

2.根据权利要求1所述的机器人的分拣控制系统，其特征在于：所述进盘位设有两个伺服驱动系统，包括将托盘运送到进盘位置的进盘伺服驱动系统，以及将托盘由进盘位置运送到装盘位置的转运伺服驱动系统，所述相邻挡块之间的间隙与托盘长度相同。

3.根据权利要求1或2所述的机器人的分拣控制系统，其特征在于：所述同步带和和输送线为PLC子系统，由PLC驱动工作，所述PLC与工业机器人的控制器实时交互。

4.根据权利要求3所述的机器人的分拣控制系统，其特征在于：所述输送线的从动轮上设有编码器，所述编码器输出信号至PLC。

5.根据权利要求1或4所述的机器人的分拣控制系统，其特征在于：所述输送线由自上而下阶梯状分布的输送单元构成，每层所述输送单元由独立的电机驱动运转，每层所述输送单元的末端位于下一层输送单元的拾取区域始端的上方，所述工业相机的图像采集范围包括每层输送单元的拾取区域。

6.根据权利要求1所述的机器人的分拣控制系统，其特征在于：所述工业计算机包括图像滤波模块、图像分割模块、特征提取模块、图像匹配模块和定位算法模块，所述工业相机将采集的图像输送至图像滤波模块，由所述图像滤波模块处理后的图像信息分别由图像分割模块、特征提取模块、图像匹配模块将图像中有效目标从背景中分离出来，再输送至定位算法模块获得有效目标的位姿与位置信号，再输送至工业机器人的控制器。

7.基于权利要求1-6所述机器人的分拣控制系统的控制方法，其特征在于：

1)同步带工作，将托盘依次运送至进盘位置、装盘位置、满盘位置和出盘位置；

2)输送线将物料输送至拾取区域，工业相机将获取并识别的物料图像信息，工业计算机将识别的信号输送至工业机器人的控制器；

3)控制器驱动工业机器人运动至输送线上待拾取的物料上方，待控制气动组件拾取物料后，驱动工业机器人至装盘位置上方，气动组件将被拾取的物料放置到托盘上。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述1)包括以下步骤：

步骤1-1、系统初始化，同步带的伺服驱动系统在原位；

步骤1-2、托盘准备进入同步带的进盘位置；

步骤1-3、进盘位置传送伺服将托盘送入装盘位置，同时进盘位置等待下一个托盘；

步骤1-4、工业机器人在装盘位置的托盘上摆满一排物料后，装盘位置的同步带的伺服驱动系统步进设定距离，待装盘位置的托盘满盘，将满盘托盘移至满盘位置，新的空托盘由进盘位置送至装盘位置；

步骤1-5、满盘位置上已装满物料的托盘由步骤1-4中装盘位置输送至来的满盘托盘推送至出盘位置。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述2)包括以下步骤：

步骤2-1、工业相机获取图像信息；

步骤2-2、图像滤波模块消除采集的图像信息中的高低频噪声信号；

步骤2-3、图像分割模块、特征提取和图像匹配模块将采集的图像信息中有效目标从背景中分离出来，通过计算有效目标的特征值，提取有用的特征进行图像匹配，图像匹配算法求出物料位姿与标准位姿的像素偏差值；

步骤2-4、定位算法模块根据像素偏差值、工业相机坐标系和工业机器人坐标系的转换关系计算出物料在机器人坐标系中的位姿；

步骤2-5、将物料的位姿输送至工业机器人的控制器。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述3)包括以下步骤：

步骤3-1、工业机器人的控制器获取到物料的位姿信息；

步骤3-2、工业机器人调整姿态，并在输送线拾取区域等待；

步骤3-3、物料进入输送线拾取区域后，工业机器人在保证姿态情况下，以设定速度追赶物料；

步骤3-3、当工业机器人速度等于输送线反馈运行速度时，工业机器人上的气动组件3生真空拾取物料；

步骤3-4、工业机器人位姿调整到同步带的装盘位置，工业机器人的气动组件破坏真空，将物料摆放在托盘上。