丝卷装箱系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动化装配技术领域，尤其涉及丝卷装箱系统。


背景技术：

2.随着物流行业的快速发展，越来越多的企业开始意识到机器人技术的优势，并开始使用机器人来替代人工进行物流操作，以提高效率和降低成本。现有的丝卷装箱系统虽然已经利用了机器人引导，但其处理的情况仍然有限。为此，基于图像分析的视觉技术应运而生，其主要作用是通过精确获取待抓取物体和待组装物体的坐标位置和角度，将图像坐标转换为机器人可识别的机器人坐标，从而指导机器人进行纠偏和组装。因此，机器视觉成为机器人引导应用的核心技术之一。
3.在当前的物流行业中，将多种不同丝卷集中放置在一个目标纸箱中通常是通过人工进行操作的。一般来说，人们会在流水线上拿着不同丝卷并尽可能地将它们放置在同一个纸箱中，这种做法会带来一系列问题。例如，可能会出现放置不均匀的情况，导致丝卷的挤压和变形；也可能会导致不同种类的丝卷混淆，从而增加了后续的分类和检测难度。
4.因此亟需丝卷装箱系统以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种丝卷装箱系统，能够提高物流操作的效率和精度，而且还能够降低人力成本和减少误差。
6.为达此目的，本实用新型采用了以下方案：
7.丝卷装箱系统，包括机架、夹持装置、箱体处理装置和控制装置，该机架设置有缓存工位、箱体加工工位，该箱体处理装置设置于该箱体加工工位，该箱体处理装置被配置为对箱体进行读码、装纸板、定位和复检，该缓存工位被配置为承载待装箱的丝卷，该夹持装置与该控制装置信号连接，该夹持装置被配置为将该丝卷装载至该箱体内，该控制装置用于判断该丝卷的位置并控制该夹持装置夹持该丝卷至箱体内。
8.示例性地，该箱体处理装置包括扫码视觉机构、装纸板机构、箱体定位机构和箱体复检机构，该扫码视觉机构、该装纸板机构、该箱体定位机构和该箱体复检机构均安装在机架上，该扫码视觉机构被配置为读取该箱体上的二维码信息，该装纸板机构被配置为抓取纸板并移动至该箱体的内底部，该箱体定位机构被配置为检测该箱体的位置，该箱体复检机构被配置为检测该丝卷在该箱体内是否倾倒。
9.示例性地，该扫码视觉机构包括2d面阵工业相机，该2d面阵工业相机用于读取该箱体上的二维码信息。
10.示例性地，该扫码视觉机构还包括光源，该光源的光线方向朝向该2d面阵工业相机的拍摄方向。
11.示例性地，该装纸板机构包括支架、横移吸盘组件和纸板升降组件，该支架上设置有纸板供料工位，该横移吸盘组件沿水平方向安装于该支架，该纸板升降组件沿竖直方向
安装于该纸板供料工位上方，该纸板升降组件的顶部经过该横移吸盘组件的行程。
12.示例性地，该横移吸盘组件包括导轨、滑块、驱动件和吸盘，该导轨沿水平方向安装于该支架，该滑块滑动安装于该导轨上，该吸盘安装于该滑块上，该驱动件的输出端与该滑块连接，该驱动件被配置为驱动该滑块沿该导轨移动。
13.示例性地，该箱体定位机构和该箱体复检机构均包括2d相机，该箱体定位机构的该2d相机聚焦于该箱体底部，该箱体复检机构的该2d相机聚焦于该箱体顶部。
14.示例性地，该缓存工位包括第一缓存工位、第二缓存工位和地面桩缓存工位，该地面桩缓存工位被配置为暂存装箱算法暂时无法计算入箱的该丝卷，该第一缓存工位被配置为暂存完成装箱算法计算入箱的该丝卷，该第二缓存工位被配置为承接来自该第一缓存工位的该丝卷，该第二缓存工位上的该丝卷在装箱时优先选取。
15.示例性地，该夹持装置包括支撑架、机器手和双夹爪组件，该机器手安装于该支撑架上，该双夹爪组件安装于该机器手的末端，该双夹爪组件能够同时抓取两个该丝卷。
16.示例性地，该机架还包括称重工位，丝卷装箱系统还包括测直径相机，该测直径相机安装于该称重工位上方，该测直径相机对准该称重工位。
17.本实用新型的有益效果为：
18.本实用新型提供的丝卷装箱系统，能够自动化地对箱体进行读码、装纸板、定位和复检，提高了装箱的效率和质量，采用夹持装置将丝卷装载至箱体内，减少了人工干预，降低了人工操作误差和劳动强度，控制装置能够判断丝卷的位置并控制夹持装置夹持丝卷至箱体内，避免了丝卷错位或未装入箱体的情况，采用了缓存工位，承载待装箱的丝卷，使得装箱过程中不必停机等待新的丝卷装入，提高了生产效率，能够兼容不同尺寸的丝卷和纸箱，提高了丝卷装箱系统的灵活性和适用性。
附图说明
19.图1是本实用新型提供的丝卷装箱系统的结构示意图；
20.图2是本实用新型提供的丝卷装箱系统的部分结构示意图；
21.图3是图2中a处的局部放大图；
22.图4是本实用新型提供的装纸板机构的结构示意图；
23.图5是本实用新型提供的夹持装置的结构示意图。
24.图中：
25.100、机架；110、缓存工位；111、第一缓存工位；112、第二缓存工位；113、地面桩缓存工位；120、箱体加工工位；200、夹持装置；210、支撑架；220、机器手；230、双夹爪组件；300、箱体处理装置；310、装纸板机构；311、支架；312、横移吸盘组件；3121、导轨；3122、滑块；3123、驱动件；3124、吸盘；313、纸板升降组件；320、箱体定位机构；330、箱体复检机构；400、控制装置；500、测直径相机；600、箱体；700、丝卷。
具体实施方式
26.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
27.本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”，这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.如图1-图3所示，本实施例提供的丝卷700装箱系统包括机架100、夹持装置200、箱体处理装置300和控制装置400，机架100设置有缓存工位110、箱体加工工位120，箱体处理装置300设置于箱体加工工位120，箱体处理装置300被配置为对箱体600进行读码、装纸板、定位和复检，缓存工位110被配置为承载待装箱的丝卷700，夹持装置200与控制装置400信号连接，夹持装置200被配置为将丝卷700装载至箱体600内，控制装置400用于判断丝卷700的位置并控制夹持装置200夹持丝卷700至箱体600内。如此设置，能够自动化地对箱体600进行读码、装纸板、定位和复检，提高了装箱的效率和质量。其次，采用夹持装置200将丝卷700装载至箱体600内，减少了人工干预，降低了人工操作误差和劳动强度。第三，控制装置400能够判断丝卷700的位置并控制夹持装置200夹持丝卷700至箱体600内，避免了丝卷700错位或未装入箱体600的情况。第四，采用了缓存工位110，承载待装箱的丝卷700，使得装箱过程中不必停机等待新的丝卷700装入，提高了生产效率。最后，能够兼容不同尺寸的丝卷700和纸箱，提高了丝卷700装箱系统的灵活性和适用性。
31.请结合参考图4，具体地，本实施例中的箱体处理装置300包括扫码视觉机构、装纸板机构310、箱体定位机构320和箱体复检机构330，扫码视觉机构、装纸板机构310、箱体定位机构320和箱体复检机构330均安装在机架100上，扫码视觉机构被配置为读取箱体600上的二维码信息，装纸板机构310被配置为抓取纸板并移动至箱体600的内底部，箱体定位机构320被配置为检测箱体600的位置，箱体复检机构330被配置为检测丝卷700在箱体600内是否倾倒。通过如此设置以实现自动化的箱体600加工、定位和检测过程，从而提高装箱效率和装箱质量。具体而言，扫码视觉机构用于读取箱体600上的二维码信息，以便在后续操作中准确地识别箱体600。装纸板机构310则用于抓取纸板并移动至箱体600的内底部，确保纸板正确地覆盖在箱底上。箱体定位机构320则用于检测箱体600的位置，以确保丝卷700被正确地装箱。最后，箱体复检机构330用于检测丝卷700在箱体600内是否倾倒，从而避免丝卷700的损坏或者影响箱体600的稳定性。通过这些自动化的操作，箱体处理装置300能够提高丝卷700装箱的精度和速度，同时降低人工误差和劳动强度，从而提高装箱效率和装箱质量。
32.进一步地，本实施例中的扫码视觉机构包括2d面阵工业相机，2d面阵工业相机用于读取箱体600上的二维码信息。2d面阵工业相机具有高精度、高速度和高稳定性的特点，能够快速、准确地读取箱体600上的二维码信息。使用2d面阵工业相机可以实现自动化装箱流程，提高装箱效率和准确性，减少人工干预和误操作，从而提高生产效率和产品质量。此外，2d面阵工业相机还可以在装箱过程中实时检测二维码信息的正确性，避免因二维码读取错误导致的装箱错误，提高装箱准确性和稳定性，确保装箱过程的高效性和安全性。
33.优选地，本实施例中的扫码视觉机构还包括光源，光源光线的方向朝向2d面阵工业相机的拍摄方向。由于光源光线的方向朝向2d面阵工业相机的拍摄方向，可以在拍摄过程中提供充足的光照，从而更好地读取箱体600上的二维码信息，避免因光线不足或光照不均导致读取失败的情况。适当的光源可以提高相机的工作效率和准确性，能够快速地捕捉图像并进行图像处理，从而提高读取二维码信息的速度和准确性。采用朝向拍摄方向的光源可以减少阴影和反射，避免图像中出现过多的噪点和干扰，从而降低误差率，提高扫描的准确性和稳定性。
34.具体地，本实施例中的装纸板机构310包括支架311、横移吸盘组件312和纸板升降组件313，支架311上设置有纸板供料工位，横移吸盘组件312沿水平方向安装于支架311，纸板升降组件313沿竖直方向安装于纸板供料工位上方，纸板升降组件313的顶部经过横移吸盘组件312的行程。横移吸盘组件312沿水平方向安装于支架311，横移吸盘组件312吸附纸板后横向移动，纸板升降组件313沿竖直方向安装于纸板供料工位上方，用于控制纸板的上下升降。当纸板需要被放置时，横移吸盘组件312移动至指定位置，纸板升降组件313将纸板从上方移动到至箱体600内底部。这种装置的优点是可以快速、准确地将纸板放置到箱体600内，减少了人工操作，提高了生产效率。
35.具体地，本实施例中的横移吸盘组件312包括导轨3121、滑块3122、驱动件3123和吸盘3124，导轨3121沿水平方向安装于支架311，滑块3122滑动安装于导轨3121上，吸盘3124安装于滑块3122上，驱动件3123的输出端与滑块3122连接，驱动件3123被配置为驱动滑块3122沿导轨3121移动。驱动件3123输带动滑块3122在导轨3121上水平移动，使吸盘3124移动到纸板堆顶部。然后，吸盘3124启动，将纸板吸附住并沿导轨3121移动至纸板供料工位处以供纸板升降组件313装纸板至箱体600底部。横移吸盘组件312能够精准地定位在所需位置上，采用横移吸盘组件312抓取和移动纸板，代替人工操作，降低了人工劳动强度，提高了生产效率。横移吸盘组件312可精准地抓取纸板并将其移动至箱体600内部，实现了自动化生产，提高了生产效率。具体地，驱动件3123可以采用步进电机，步进电机的控制方式简单，精度高，驱动可靠，适合于需要准确位置控制的应用场景。同时，步进电机的特性还包括低噪音、低振动等，符合对于高精度装置的要求。因此，在丝卷700装箱系统中采用步进电机作为驱动件3123，可以保证滑块3122的平稳运动，从而提高整个装箱系统的稳定性和可靠性。
36.优选地，本实施例中的箱体定位机构320和箱体复检机构330均包括2d相机，箱体定位机构320的2d相机聚焦于箱体600底部，箱体复检机构330的2d相机聚焦于箱体600顶部。箱体定位机构320的2d相机聚焦于箱体600底部，用于定位箱体600的位置，而箱体复检机构330的2d相机聚焦于箱体600顶部，用于检测丝卷700的位置和倾斜程度。通过在不同位置放置不同的2d相机，该丝卷700装箱系统可以实现对箱体600和丝卷700的精确定位和检
测，提高了生产线的效率和准确性。在箱体定位机构320中，通过聚焦于箱体600底部的2d相机可以准确地定位箱体600，避免了因纸箱位置不准确而导致的装箱错误和损失。在箱体复检机构330中，通过聚焦于箱体600顶部的2d相机可以及时发现丝卷700的位置偏移和倾斜等问题，避免了不良品的生产和发货。
37.进一步地，本实施例中的缓存工位110包括第一缓存工位111、第二缓存工位112和地面桩缓存工位113，地面桩缓存工位113被配置为暂存装箱算法暂时无法计算入箱的丝卷700，第一缓存工位111被配置为暂存完成装箱算法计算入箱的丝卷700，第二缓存工位112被配置为承接来自第一缓存工位111的丝卷700，第二缓存工位112上的丝卷700在装箱时优先选取。如此设置能够实现对于无法计算入箱的丝卷700的暂存，以及对于已计算入箱但还未装箱的丝卷700的暂存，使得装箱算法更加智能化和高效化，减少了装箱过程中的停滞和等待时间，提高了生产效率。具体来说，通过将丝卷700分别暂存于不同的缓存工位110，地面桩缓存工位113是用于暂存无法计算入箱的丝卷700的地方，第一缓存工位111是用于暂存完成装箱算法计算入箱的丝卷700的地方，而第二缓存工位112是用于承接第一缓存工位111的丝卷700的地方，并且在装箱时会优先选取第二缓存工位112上的丝卷700，装箱算法可以更加灵活地安排丝卷700的装箱顺序，避免了因为某个丝卷700无法立即计算入箱而导致整个装箱过程被阻塞的情况，同时也避免了因为计算入箱的丝卷700数量过多而导致装箱过程的混乱和不顺畅的情况，从而提高了装箱系统的智能化程度和生产效率，降低了生产成本。
38.请结合参考图5，具体地，本实施例中的夹持装置200包括支撑架210、机器手220和双夹爪组件230，机器手220安装于支撑架210上，双夹爪组件230安装于机器手220的末端，双夹爪组件230能够同时抓取两个丝卷700。支撑架210是夹持装置200的主要支撑结构，能够固定在机器人或其他设备上，用于提供夹持装置200的稳定性和支持。机器手220是夹持装置200的主要执行部件，能够在三维空间中移动，以完成夹取、放置、旋转等操作。双夹爪组件230是机器手220的末端执行器，它由两个夹爪组成，能够同时抓取两个丝卷700。由于夹爪的张合距离可以调整，能够适应不同尺寸的丝卷700。该夹持装置200采用双夹爪设计，可以同时夹持两个丝卷700，从而提高装箱效率。而且，由于机器手220可以在三维空间中移动，因此可以夹持不同位置的丝卷700，增加了夹持的灵活性和精度。
39.进一步地，本实施例中的机架100还包括称重工位，丝卷700装箱系统还包括测直径相机500，测直径相机500安装于称重工位上方，测直径相机500对准称重工位。测直径相机500可以对位于称重工位上的丝卷700进行精准测量，获取丝卷700的直径数据，从而为后续装箱操作提供准确的丝卷700尺寸信息。称重工位可以方便地测量丝卷700的重量，通过称重数据，系统可以根据不同的规则和算法，自动调整装箱顺序和方案，提高装箱效率和质量。通过与系统中其他设备的联动，如五轴机器人、丝卷700搬运机器人等，装箱系统可以实现自动化的丝卷700装箱操作。测直径相机500与称重工位的配合，可以对丝卷700的直径和重量进行检测和测量，从而实现自动化控制。丝卷700装箱系统中的测直径相机500和称重工位可以实现对丝卷700直径和重量的自动检测和测量，从而节约了人工的成本和时间，提高了工作效率和精度。具体地，测直径相机500可能采用激光传感器或者相机传感器来测量丝卷700的直径，以便于系统根据丝卷700的尺寸进行装箱操作。
40.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而
并非是对其实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.丝卷装箱系统，其特征在于，包括机架(100)、夹持装置(200)、箱体处理装置(300)和控制装置(400)，所述机架(100)设置有缓存工位(110)、箱体加工工位(120)，所述箱体处理装置(300)设置于所述箱体加工工位(120)，所述箱体处理装置(300)被配置为对箱体(600)进行读码、装纸板、定位和复检，所述缓存工位(110)被配置为承载待装箱的丝卷(700)，所述夹持装置(200)与所述控制装置(400)信号连接，所述夹持装置(200)被配置为将所述丝卷(700)装载至所述箱体(600)内，所述控制装置(400)用于判断所述丝卷(700)的位置并控制所述夹持装置(200)夹持所述丝卷(700)至箱体(600)内。2.根据权利要求1所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述箱体处理装置(300)包括扫码视觉机构、装纸板机构(310)、箱体定位机构(320)和箱体复检机构(330)，所述扫码视觉机构、所述装纸板机构(310)、所述箱体定位机构(320)和所述箱体复检机构(330)均安装在机架(100)上，所述扫码视觉机构被配置为读取所述箱体(600)上的二维码信息，所述装纸板机构(310)被配置为抓取纸板并移动至所述箱体(600)的内底部，所述箱体定位机构(320)被配置为检测所述箱体(600)的位置，所述箱体复检机构(330)被配置为检测所述丝卷(700)在所述箱体(600)内是否倾倒。3.根据权利要求2所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述扫码视觉机构包括2d面阵工业相机，所述2d面阵工业相机用于读取所述箱体(600)上的二维码信息。4.根据权利要求3所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述扫码视觉机构还包括光源，所述光源的光线方向朝向所述2d面阵工业相机的拍摄方向。5.根据权利要求2所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述装纸板机构(310)包括支架(311)、横移吸盘组件(312)和纸板升降组件(313)，所述支架(311)上设置有纸板供料工位，所述横移吸盘组件(312)沿水平方向安装于所述支架(311)，所述纸板升降组件(313)沿竖直方向安装于所述纸板供料工位上方，所述纸板升降组件(313)的顶部经过所述横移吸盘组件(312)的行程。6.根据权利要求5所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述横移吸盘组件(312)包括导轨(3121)、滑块(3122)、驱动件(3123)和吸盘(3124)，所述导轨(3121)沿水平方向安装于所述支架(311)，所述滑块(3122)滑动安装于所述导轨(3121)上，所述吸盘(3124)安装于所述滑块(3122)上，所述驱动件(3123)的输出端与所述滑块(3122)连接，所述驱动件(3123)被配置为驱动所述滑块(3122)沿所述导轨(3121)移动。7.根据权利要求2所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述箱体定位机构(320)和所述箱体复检机构(330)均包括2d相机，所述箱体定位机构(320)的所述2d相机聚焦于所述箱体(600)底部，所述箱体复检机构(330)的所述2d相机聚焦于所述箱体(600)顶部。8.根据权利要求1所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述缓存工位(110)包括第一缓存工位(111)、第二缓存工位(112)和地面桩缓存工位(113)，所述地面桩缓存工位(113)被配置为暂存装箱算法暂时无法计算入箱的所述丝卷(700)，所述第一缓存工位(111)被配置为暂存完成装箱算法计算入箱的所述丝卷(700)，所述第二缓存工位(112)被配置为承接来自所述第一缓存工位(111)的所述丝卷(700)，所述第二缓存工位(112)上的所述丝卷(700)在装箱时优先选取。9.根据权利要求1所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述夹持装置(200)包括支撑架(210)、机器手(220)和双夹爪组件(230)，所述机器手(220)安装于所述支撑架(210)上，所
述双夹爪组件(230)安装于所述机器手(220)的末端，所述双夹爪组件(230)能够同时抓取两个所述丝卷(700)。10.根据权利要求1所述的丝卷装箱系统，其特征在于，所述机架(100)还包括称重工位，丝卷装箱系统还包括测直径相机(500)，所述测直径相机(500)安装于所述称重工位上方，所述测直径相机(500)对准所述称重工位。

技术总结
本实用新型涉及自动化装配技术领域，尤其涉及丝卷装箱系统。本实用新型提供的丝卷装箱系统包括机架、夹持装置、箱体处理装置和控制装置，机架设置有缓存工位、箱体加工工位，箱体处理装置设置于箱体加工工位，能够自动化地对箱体进行读码、装纸板、定位和复检，提高了装箱的效率和质量，采用夹持装置将丝卷装载至箱体内，减少人工干预，降低人工操作误差和劳动强度，控制装置能够判断丝卷的位置并控制夹持装置夹持丝卷至箱体内，避免了丝卷错位或未装入箱体的情况，采用缓存工位，承载待装箱的丝卷，使得装箱过程中不必停机等待新的丝卷装入，提高了生产效率，能够兼容不同尺寸的丝卷和纸箱，提高了丝卷装箱系统的灵活性和适用性。提高了丝卷装箱系统的灵活性和适用性。提高了丝卷装箱系统的灵活性和适用性。


技术研发人员：何银军 王玉诚 李新涛 高福卿
受保护的技术使用者：苏州苏映视图像软件科技有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/7/21