[发明专利]一种基于混放物料信息采集的拆垛机器人系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于混放物料信息采集的拆垛机器人系统及方法，包括多自由度机器人，通过末端执行装置执行物料拆垛并将物料放置到指定位置；局部双目视觉装置，用于检测待抓取物料的三维形貌，获取物料的体积信息，识别标签条码信息；全局双目视觉装置，通过设置于拆垛工位上方至少两个相机对物料堆垛垛形进行拍摄，并提取待抓取物料的空间坐标位置和姿态信息；工控机，分别与多自由度机器人、全局双目视觉装置、局部双目视觉装置连接，用于数据等信息传输。该系统能够减少人工及设备投入；适用性更广泛，智能化程度更高。

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及一种基于混放物料信息采集的拆垛机器人系统及方法。

背景技术

随着物流行业、电商行业、包装行业、制造业等的快速发展，仓储或物流中的拆垛工作的数量大幅增加。由于传统的拆垛工作是由人工完成，劳动强度大、工作效率低、人工出错率高、安全风险隐患大等缺点，目前越来越多的仓储或物流系统中采用机器人来进行拆垛作业。但针对物流或仓储转运分拣等行业的现状，包裹有箱装、袋装等多种形式，且规格多样、随机，现有机器人拆垛系统依然存在一些缺陷。

(1)无法适用于不同物料、不同规格、不同垛形的拆垛工作

现有的主流拆垛机器人多采用机械定位方式，通过前期位置示教进行拆垛作业。这种方式对物料堆垛的位置、垛形形状要求较高，只适用于单一规格或固定几种规格的物料堆垛的拆垛。一旦堆垛位置发生改变，或者垛形发生变化，或者物料规格发生改变，则需重新进行示教和编程，智能化程度较低。尤其是物流和仓储系统中，包裹形式规格多样、随机，这种弊端更加明显。

(2)无法采集物料的标签条码信息

在仓储或物流等系统中，包裹完成拆垛后，通常会被放置到输送线上，然后对包裹进行分拣。一般方法为：包裹经过扫码工位对包裹标签条码进行识别，根据条码信息对包裹进行分拣，输送到不同的通道。然而，现有拆垛系统仅能实现单一的拆垛工作，不具备物料信息的采集功能。通过查找，在拆垛的同时完成标签条码的识别，并直接进行分拣的相关应用或介绍还未见报道。

(3)无法采集物料的体积信息

在仓储、物流、电商、包装行业中，包裹分拣完成后需装车发运。货运公司则根据包裹体积及重量进行收费。目前，在物流或仓储转运行业中，包裹的体积测量一般需要人工采用专用测量设备进行外轮廓测量，或者在输送线上设置在线体积测量工位，以获取体积信息。现有的拆垛系统功能单一，不具备物料信息的采集功能。在拆垛的同时对物料的三维形貌进行识别以获取体积信息的方法，目前还未见相关专利公开或介绍。

经对现有技术文献的检索发现，中国发明专利申请号为201810349886.9的专利，专利名称为：一种3D视觉纸箱拆垛系统，该专利提出了采用一个3D结构光和两个2D相机对纸箱堆进行拍照，并提取纸箱位置信息，指导机器人拆垛；但其2D相机仅对纸箱的平面位置信息进行测量，无法获得垛形的三维形貌和姿态；且该发明未涉及单个物料的三维形貌测量、体积测量和条码识别等信息的采集功能。

中国发明专利申请号为201510678912.9的专利，专利名称为：一种新型的拆垛方法和系统，该专利公开了一种基于双目视觉的拆垛系统和方法，但该专利仅在机械臂前端安装双目相机，相机视野范围比较局限，需要先使用圆形模板进行扫描图像并定位，将堆垛进行分区拆垛，较为复杂；同时由于受到相机视野范围的限制，无法实时获取垛形的三维形貌；此外该专利未涉及单个物料的体积测量和条码识别等信息的采集功能。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的之一在于提供一种具有混放物料信息采集和拆垛机器人系统及方法，解决现有技术中存在的问题。