一种用于智能制造的自动化分拣系统及其工作方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110788024 A(43)申请公布日 2020.02.14

(21)申请号 201911105381.9(22)申请日 2019.11.13

(71)申请人 苏州大成有方数据科技有限公司

地址 215431 江苏省苏州市太仓市浏河镇

紫薇路1号(72)发明人 秦统云　

(74)专利代理机构 苏州市方略专利代理事务所

(普通合伙) 32267

代理人 马广旭(51)Int.Cl.

B07C 5/34(2006.01)B07C 5/36(2006.01)B07C 5/08(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

一种用于智能制造的自动化分拣系统及其工作方法(57)摘要

本发明属于智能制造领域，具体的公开了一种用于智能制造的自动化分拣系统及其工作方法；包括以下模块：产品输送模块（1）：用于待分拣的产品的运输；产品识别模块（2）：基于视觉算法识别待分拣的产品的类型；第一机械分拣模块（3）：将不同类型的产品输送至不同的分叉通道（31）；产品检测模块（4）：检测产品的质量；打印标签模块（5）：用于在产品上打印标签；第二机械拾取模块（6）：用于将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道（61）。本发明所述的自动化分拣系统成本低，易于在现有的设备上进行改造，能够降低人力物力，大幅度提高生产效率。

CN 110788024 ACN 110788024 A

权　利　要　求　书

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1.一种用于智能制造的自动化分拣系统，包括以下模块：产品输送模块（1）：用于待分拣的产品的运输；产品识别模块（2）：基于视觉算法识别待分拣的产品的类型；第一机械分拣模块（3）：将不同类型的产品输送至不同的分叉通道（31）；产品检测模块（4）：检测产品的质量；打印标签模块（5）：用于在产品上打印标签；第二机械拾取模块（6）：用于将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道（61）。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动化分拣系统，其特征在于，所述产品输送模块（1）包括辊道输送机、皮带输送机、链式输送机、升降输送机中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动化分拣系统，其特征在于，所述产品识别模块（2）包括运算处理单元、图像采集单元、图像处理单元和信号输出装置。

4.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动化分拣系统，其特征在于，所述第一机械分拣模块（3）和第二机械拾取模块（6）包括图像采集单元、机械臂和驱动电机。

5.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动化分拣系统，其特征在于，所述打印标签模块（5）可以在产品上打印二维码或者RFID标签。

6.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动化分拣系统，其特征在于，所述视觉算法包括以下步骤：预处理，特征提取，特征选择，建模，匹配，定位。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于智能制造的自动化分拣系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

I.产品输送模块（1）输送不同的产品至产品识别模块（2）前，II.产品识别模块（2）根据机器视觉算法识别出产品类型，产品识别模块（2）下达指令给第一机械分拣模块（3）将产品运输至不同的分叉通道(31)；

III.在不同分叉通道设置有产品检测模块（4），对产品进行质量检测，根据质量检测的结果控制打印标签模块（5）对产品进行标签打印；IV.第二机械拾取模块（6）根据读取的标签内容，将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道（61）。

8.根据权要求7所述的用于智能制造的自动化分拣系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

I.产品输送模块（1）为皮带输送机，将不同的产品至产品识别模块（2）前;II.产品识别模块（2）包括运算处理单元、图像采集单元、图像处理单元和信号输出装置，通过预处理，特征提取，特征选择，建模，匹配，定位来识别出产品类型；产品识别模块（2）下达指令给第一机械分拣模块（3），第一机械分拣模块（3）通过图像采集单元定位产品，驱动电机驱动机械臂将产品举起，运输至不同的分叉通道(31)；

III. 在不同分叉通道设置有产品检测模块（4），对产品进行质量检测，根据质量检测的结果控制打印标签模块（5）对产品进行标签打印,打印上RFID标签；

IV.第二机械拾取模块（6）的图像采集单元根据读取的标签内容，驱动电机驱动机械臂将产品举起，将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道（61）。

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说　明　书

一种用于智能制造的自动化分拣系统及其工作方法

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技术领域

[0001]本发明属于智能制造领域，具体的公开了一种用于智能制造的自动化分拣系统及其工作方法。

技术背景

[0002]工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。工业自动化，按其发展阶段可分为：(1) 半自动化：即部分采用自动控制和自动装置，而另一部分则由人工操作机器进行生产。(2) 全自动化：指生产过程中全部工序，包括上料、下料、装卸等，都不需要人直接进行生产操作 (人只是间接地看管和监督机器运转)，而由机器连续地、重复地自动生产出一个或一批产品。它是涉及机械、微电子、计算机、机器视觉等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，成为提高劳动生产率的主要手段。（3）智能制造：智能制造是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造；智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术、智能技术与装备制造技术的深度融合与集成；智能制造把制造自动化的概念更新，并扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

[0003]我国制造业发展水平参差不齐，有的处于2.0阶段，有的处于3.0阶段，有的在走向4.0阶段，虽然自动化生产线已经得到应用，但是在目前这种产品越来越个性化的年代，现有的生产线上，往往同一时间生产这多种不同的商品，例如不同型号的产品在同一生产运输线上运输，这时候需要工人手动的进行分拣分类，浪费了大量人力物力，容易出错的同时还会增加工人受伤的可能性。

发明内容

[0004]针对上述不足，本发明提供一种用于智能制造的自动化分拣系统及其工作方法，能够实现同一生产线上不同产品的智能分拣，准确度高，大大降低人工劳动，提高劳动生产。

[0005]为实现上述目，本发明采用以下技术方案：

一种用于智能制造的自动化分拣系统，包括以下模块：产品输送模块：用于待分拣的产品的运输；产品识别模块：基于视觉算法识别待分拣的产品的类型；第一机械分拣模块：将不同类型的产品输送至不同的分叉通道；产品检测模块：检测产品的质量；

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打印标签模块：用于在产品上打印标签；第二机械拾取模块：用于将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道。[0006]进一步的，上述一种用于智能制造的自动化分拣系统，所述产品输送模块包括辊道输送机、皮带输送机、链式输送机、升降输送机中的一种或者多种。[0007]进一步的，上述一种用于智能制造的自动化分拣系统，所述产品识别模块包括运算处理单元、图像采集单元、图像处理单元和信号输出装置。[0008]进一步的，上述一种用于智能制造的自动化分拣系统，所述第一机械分拣模块和第二机械拾取模块包括图像采集单元、机械臂和驱动电机。[0009]进一步的，上述一种用于智能制造的自动化分拣系统，所述打印标签模块可以在产品上打印二维码或者RFID标签。[0010]进一步的，上述一种用于智能制造的自动化分拣系统，所述视觉算法包括以下步骤：预处理，特征提取，特征选择，建模，匹配，定位。预处理通常包括五种基本运算： (1)编码：实现模式的有效描述，适合计算机运算。 (2)阀值或者滤波运算：按需要选出某些函数，抑制另一些。 (3)模式改善：排除或修正模式中的错误，或不必要的函数值。 (4)正规化：使某些参数值适应标准值，或标准值域。 (5)离散模式运算：离散模式处理中的特殊运算。[0011]进一步的，上述用于智能制造的自动化分拣系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

I.产品输送模块输送不同的产品至产品识别模块前，II.产品识别模块根据机器视觉算法识别出产品类型，产品识别模块下达指令给第一机械分拣模块将产品运输至不同的分叉通道；

III.在不同分叉通道设置有产品检测模块，对产品进行质量检测，根据质量检测的结果控制打印标签模块对产品进行标签打印；IV.第二机械拾取模块根据读取的标签内容，将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道。[0012]进一步的，上述用于智能制造的自动化分拣系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

I.产品输送模块为皮带输送机，将不同的产品至产品识别模块前;II.产品识别模块包括运算处理单元、图像采集单元、图像处理单元和信号输出装置，通过预处理，特征提取，特征选择，建模，匹配，定位来识别出产品类型；产品识别模块下达指令给第一机械分拣模块，第一机械分拣模块通过图像采集单元定位产品，驱动电机驱动机械臂将产品举起，运输至不同的分叉通道；

III. 在不同分叉通道设置有产品检测模块，对产品进行质量检测，根据质量检测的结果控制打印标签模块对产品进行标签打印,打印上RFID标签；

IV.第二机械拾取模块的图像采集单元根据读取的标签内容，驱动电机驱动机械臂将产品举起，将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道。

[0013]本发明所述的一种面向企业执行层的智能制造管理系统具有以下有益效果：本发明通过机器算法能够正确识别产线上大小不一，形状不一的产品，并通过机械臂对产品进行分类，方便了产线的复用，提升了产线的灵活性，大幅节省了工人的劳动，提升了生产效率。

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附图说明

[0014]图1为本发明的流程示意图；

图中：1产品输送模块、2产品识别模块、3第一机械分拣模块、4产品检测模块、5打印标签模块、6第二机械拾取模块、31分叉通道、61出口通道。具体实施方式

[0015]下面将结合具体实验数据，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。[0016]实施例1

如图1所示的一种用于智能制造的自动化分拣系统，包括以下模块：产品输送模块1：用于待分拣的产品的运输；产品识别模块2：基于视觉算法识别待分拣的产品的类型；第一机械分拣模块3：将不同类型的产品输送至不同的分叉通道31；产品检测模块4：检测产品的质量；打印标签模块5：用于在产品上打印标签；第二机械拾取模块6：用于将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道61。[0017]上述系统的工作方法包括以下步骤：

I.产品输送模块1输送不同的产品至产品识别模块2前，II.产品识别模块2根据机器视觉算法识别出产品类型，产品识别模块2下达指令给第一机械分拣模块3将产品运输至不同的分叉通道(31)；

III.在不同分叉通道设置有产品检测模块4，对产品进行质量检测，根据质量检测的结果控制打印标签模块5对产品进行标签打印；IV.第二机械拾取模块6根据读取的标签内容，将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道61。[0018]实施例2

如图1所示的如图1所示的一种用于智能制造的自动化分拣系统，包括以下模块：产品输送模块1：用于待分拣的产品的运输；产品识别模块2：基于视觉算法识别待分拣的产品的类型；第一机械分拣模块3：将不同类型的产品输送至不同的分叉通道31；产品检测模块4：检测产品的质量；打印标签模块5：用于在产品上打印标签；第二机械拾取模块6：用于将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道61。[0019]所述产品输送模块1为皮带输送机；

所述产品识别模块2包括运算处理单元、图像采集单元、图像处理单元和信号输出装置；

所述第一机械分拣模块3和第二机械拾取模块6包括图像采集单元、机械臂和驱动电机；

所述打印标签模块5可以在产品上打印RFID标签；

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所述视觉算法包括以下步骤：预处理，特征提取，特征选择，建模，匹配，定位；上述系统的工作方法包括以下步骤：I.产品输送模块1为皮带输送机，将不同的产品至产品识别模块2前；II.产品识别模块2包括运算处理单元、图像采集单元、图像处理单元和信号输出装置，通过预处理，特征提取，特征选择，建模，匹配，定位来识别出产品类型；产品识别模块2下达指令给第一机械分拣模块3，第一机械分拣模块3通过图像采集单元定位产品，驱动电机驱动机械臂将产品举起，运输至不同的分叉通道31；

III. 在不同分叉通道设置有产品检测模块4，对产品进行质量检测，根据质量检测的结果控制打印标签模块5对产品进行标签打印,打印上RFID标签；

IV.第二机械拾取模块6的图像采集单元根据读取的标签内容，驱动电机驱动机械臂将产品举起，将合格以及不合格的产品分别输送至不同的出口通道61。[0020]以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。[0021]另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。[0022]此外，本发明的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

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图1