【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纸箱生产，尤其涉及一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统。
技术介绍
1、开箱机、开装箱一体机的专利技术解决了人工开箱、装箱的自动化问题，但是开箱机、开装箱一体机的上纸箱这一部分还是需要人工去处理，在以往很长的一段时间内，这一人工必须存在，减少不了。人工需将托盘上的纸箱拆垛，然后搬运至开箱机或开装箱一体机的箱板架上，再用剪刀将捆扎纸箱的扎带剪断、抽出，此一系列动作均需要人工完成，且人工动作频繁，劳动强度相对较大，只要设备在运行，人员就必须安排在设备箱板架处。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统，能够解决一般的开装箱一体机采用人工将托盘上的纸箱拆垛，然后搬运至开箱机或开装箱一体机的箱板架上，再用剪刀将捆扎纸箱的扎带剪断、抽出，此一系列动作均需要人工完成，且人工动作频繁，劳动强度相对较大的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统，其创新点在于：包括托盘定位架、箱板架、隔板收集架、翻转架、拆垛机器人、拆垛3d视觉相机、纸箱缓存架、整理机构、剪带机器人、剪带3d视觉相机和激光雷达；
3、所述托盘定位架与拆垛3d视觉相机设置在一满托盘纸箱垛位处；托盘定位架安装在地面上，拆垛3d视觉相机安装在托盘定位架的正中心位置，通过拆垛3d视觉相机准确的检测出每一捆纸箱的前后左右位置和高度，以及检测出每捆纸箱的正反情况；
4、所述拆垛机器人设置
5、所述翻转架设置在拆垛机器人的一侧，用于纸箱的翻转；若纸箱需要翻转，拆垛机器人抓取成捆纸箱先放置在翻转架上，通过翻转架上的整理拍打气缸将成捆纸箱整理整齐；
6、所述箱板架设置在拆垛机器人的一侧，箱板架用于输送纸箱；所述箱板架上设置有检测电子眼；通过检测电眼可将检测数据反馈给plc，通过plc计算出纸箱释放位的成捆纸箱垛的状态来确定纸箱垛是否释放到位，如果状态有异常，plc可及时报警即控制设备停机；
7、所述纸箱缓存架设置在翻转架的一侧，用于实现当检测电眼检测到箱板架上纸箱释放位的成捆纸箱还未被输送至扎带剪断位时，拆垛机器人即可将翻转完成的纸箱搬运至纸箱缓存架上；或当满托盘纸箱被拆卸完成时，需更换新的满托盘时，因更换托盘需要一定时间，而设备在正常运行，此时拆垛机器人则可抓取缓存架上的纸箱，将其抓取搬运至箱板架上，保证设备的运行不受更换托盘的影响；
8、所述隔板收集架设置在拆垛机器人的一侧，通过拆垛机器人将满垛纸箱之间的隔板进行摆放；
9、所述整理机构包括侧面整理机构及顶部整理机构，且均采用气缸驱动侧面整理机构将箱板架输送台面上纸箱整理推向固定挡边侧，顶部整理机构将参差不齐的纸箱拍打平整，避免因纸箱不平整导致扎带剪断失败；
10、所述剪带机器人与所述剪带3d视觉相机均设置在箱板架的一侧；通过在剪带机器人上设置扎带剪刀，配合剪带3d视觉相机对纸箱的包装带进行剪断；
11、所述激光雷达用于探测周向区域，防止人员靠近。
12、进一步的，所述托盘定位架采用agv小车实现满托盘纸箱垛准确的运送至满托盘纸箱垛位处。
13、进一步的，所述拆垛机器人上设置有真空吸盘，真空吸盘通过真空泵提供真空，真空吸盘上还配有真空检测表，可实时检测真空度来预测是否抓取成功或者抓取后在运动过程中是否存在真空泄露导致掉箱；所述拆垛3d视觉相机将纸箱垛上每一捆纸箱的位置信息反馈给plc,由plc控制拆垛机器人准确的抓取每一捆纸箱。
14、进一步的，所述拆垛机器人从上方斜45°方向将成捆纸箱放置在翻转架上，通过整理气缸整理后，拆垛机器人从纸箱底部将整理好的成捆纸箱吸住托起，拆垛机器人自身旋转180°，即成捆纸箱完成正反翻转。
15、进一步的，当成捆纸箱输送至扎带剪断位后，3d视觉相机即时开始检测，3d视觉相机能检测纸箱的瞬时位置的高度、扎带相对纸箱边界的距离，并将信息反馈给plc，再通过plc输出信息给剪带机器人。
16、进一步的，所述扎带剪刀由气缸与刀片组成，气缸包括两个夹持气缸和一个剪刀气缸，刀片固定在剪刀气缸上，可随气缸前后直线移动，剪刀前下部设计有导向片；夹持气缸活动端均安装设计有夹板，夹板上设计有凸起，基板上设计有凹槽，夹板与基板形成相互啮合的状态，保证扎带夹持的牢固性；导向片采用弹簧钢片材料制作，具有足够的弹性；导向片的作用在剪刀移动的过程中将扎带导入夹持夹板内，由于导向片需紧贴纸箱捆上表面，故导向片的弹性既可允许纸箱捆上表面的高度存在一定的偏差，又可以保护纸箱捆上表面不会被导向片刮坏；刀片安装固定在剪刀气缸活动端，刀刃与行进方向成45°夹角安装，刀片随剪刀气缸前后运动。
17、本专利技术的优点在于：
18、1）本专利技术的基于3d视觉的双机器人自动上空纸箱机，主要适用于纸箱类产品的开箱机和开、装箱一体机的自动上空箱动作，将添加纸箱的人工动作实现了机械自动化；机器人将agv运送过来的整托盘捆扎好的纸箱，先进行拆垛，即机器人将托盘上的纸箱准确的抓取，搬运至开箱机或开装箱一体机的箱板架上，再由机器人将纸箱捆扎带剪断，并将其抽出纸箱扔至收集桶内；
19、2）本专利技术采用plc控制，综合采用3d视觉技术、激光雷达检测技术、协作机器人技术。通过触摸屏操作，通过plc将协作机器人和各检测技术衔接起来，实现设备精确运动控制并利于客户方便操作，满足客户需求。其中，激光雷达技术为该设备的外围检测防护装置，可检测在设备运动过程中是否有人或者其他物体进入设备运行区域，一旦检测到人或其他物体进入设备运行区域，检测装置即可反馈给设备plc，同时触发报警，并由plc控制设备停机；
20、3）本专利技术采用双机器人，双3d视觉检测，机器人和3d视觉协同工作，双3d视觉分别检测托盘上成捆纸箱的位置高度和正反状态、成捆纸箱扎带的左右前后位置及成捆纸箱的高度，双机器人分别负责从托盘上精确抓取成捆纸箱，在开箱机或开装箱一体机的箱板架上剪断扎带并将扎带拉出，扔至指定的收集桶内。3d视觉检测的可靠性和机器人运动的准确性很好的保证了设备运行的稳定与高效，替代了人工上箱，消除了人工上箱的不确定性。
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1.一种基于3D视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：包括托盘定位架、箱板架、隔板收集架、翻转架、拆垛机器人、拆垛3D视觉相机、纸箱缓存架、整理机构、剪带机器人、剪带3D视觉相机和激光雷达；
2.根据权利要求1所述的一种基于3D视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述托盘定位架采用AGV小车实现满托盘纸箱垛准确的运送至满托盘纸箱垛位处。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述拆垛机器人上设置有真空吸盘，真空吸盘通过真空泵提供真空，真空吸盘上还配有真空检测表，可实时检测真空度来预测是否抓取成功或者抓取后在运动过程中是否存在真空泄露导致掉箱；所述拆垛3D视觉相机将纸箱垛上每一捆纸箱的位置信息反馈给PLC,由PLC控制拆垛机器人准确的抓取每一捆纸箱。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述拆垛机器人从上方斜45°方向将成捆纸箱放置在翻转架上，通过整理气缸整理后，拆垛机器人从纸箱底部将整理好的成捆纸箱吸住托起，拆垛机器人自身旋转180°，即成捆纸箱完成正反
5.根据权利要求1所述的一种基于3D视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：当成捆纸箱输送至扎带剪断位后，3D视觉相机即时开始检测，3D视觉相机能检测纸箱的瞬时位置的高度、扎带相对纸箱边界的距离，并将信息反馈给PLC，再通过PLC输出信息给剪带机器人。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述扎带剪刀由气缸与刀片组成，气缸包括两个夹持气缸和一个剪刀气缸，刀片固定在剪刀气缸上，可随气缸前后直线移动，剪刀前下部设计有导向片；夹持气缸活动端均安装设计有夹板，夹板上设计有凸起，基板上设计有凹槽，夹板与基板形成相互啮合的状态，保证扎带夹持的牢固性；导向片采用弹簧钢片材料制作，具有足够的弹性；导向片的作用在剪刀移动的过程中将扎带导入夹持夹板内，由于导向片需紧贴纸箱捆上表面，故导向片的弹性既可允许纸箱捆上表面的高度存在一定的偏差，又可以保护纸箱捆上表面不会被导向片刮坏；刀片安装固定在剪刀气缸活动端，刀刃与行进方向成45°夹角安装，刀片随剪刀气缸前后运动。
...【技术特征摘要】
1.一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：包括托盘定位架、箱板架、隔板收集架、翻转架、拆垛机器人、拆垛3d视觉相机、纸箱缓存架、整理机构、剪带机器人、剪带3d视觉相机和激光雷达；
2.根据权利要求1所述的一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述托盘定位架采用agv小车实现满托盘纸箱垛准确的运送至满托盘纸箱垛位处。
3.根据权利要求1所述的一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述拆垛机器人上设置有真空吸盘，真空吸盘通过真空泵提供真空，真空吸盘上还配有真空检测表，可实时检测真空度来预测是否抓取成功或者抓取后在运动过程中是否存在真空泄露导致掉箱；所述拆垛3d视觉相机将纸箱垛上每一捆纸箱的位置信息反馈给plc,由plc控制拆垛机器人准确的抓取每一捆纸箱。
4.根据权利要求1所述的一种基于3d视觉的双机器人自动上空箱系统，其特征在于：所述拆垛机器人从上方斜45°方向将成捆纸箱放置在翻转架上，通过整理气缸整理后，拆垛机器人从纸箱底部将整理好的成捆纸箱吸住托起，拆垛机器人自身...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宾瑞，施晓华，黄瑞华，周建鹏，邢楷文，徐鹏，张磊，
申请(专利权)人：南通通机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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