全自动灌装系统及其灌装方法与流程

1.本发明涉及化工、食品、医药等行业中液态物料全自动包装领域，特别涉及一种全自动灌装系统及其灌装方法，用于多桶液态物料同时灌装场合。


背景技术：

2.在液态物料全自动包装领域中，现有的用于多桶液态物料同时灌装的全自动灌装设备采用的是笛卡尔坐标系滑台式的结构。这种结构必须使用龙门式的框架横跨工作区域，使用直线导向机构作为坐标轴的导向，导向机构的主要尺寸必须覆盖全部工作区域，导致结构笨重，占地面积大，设备内部工作和维护空间紧张。同时，在导向机构的主要尺寸和框架尺寸不变的情况下相同工作区域内仅能布置单个拥有相同移动范围的笛卡尔坐标系滑台式结构。
3.现有全自动灌装设备均为同一时间内，单个工位的工作区域内仅有单个拥有多自由度灌装工具工作，即使单工位可切换多个灌装工具，也只能停止当前工作，待切换灌装工具后继续工作。
4.现有的全自动灌装设备多工位的可扩展性较差，进行工位扩展时，笛卡尔坐标系滑台式的结构的龙门式的框架不能通过简单阵列实现扩展。
5.有鉴于此，本领域技术人员研制了一种全自动灌装系统及其灌装方法，以期克服上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中全自动灌装设备单个工位单工具串行工作效率低，设备笨重的可扩展性较差的缺陷，提供一种全自动灌装系统及其灌装方法。
7.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
8.本发明提供了一种全自动灌装系统，其特点在于，全自动灌装系统包括：输送装置，所述输送装置上放置多列灌装桶；
9.灌装系统支架，所述灌装系统支架设置在所述输送装置的侧部或者所述灌装系统横跨在所述输送装置的上方；
10.至少两个多坐标轴旋转梁装置，安装在所述灌装系统支架上，位于所述灌装桶的上方，相对所述灌装系统支架实现左右移动；
11.至少一第一相机，所述第一相机布置在所述灌装桶的工作区域上方；
12.至少一第二相机，所述第二相机布置在所述多坐标轴旋转梁装置的运动覆盖区域上方；
13.控制系统，所述控制系统分别与所述输送装置、所述多坐标轴旋转梁装置、第一相机和第二相机连接；
14.视觉识别系统，所述视觉识别系统与所述第一相机和所述第二相机连接，用于处
理图像信息；
15.通过所述视觉识别系统对所述灌装桶和所述多坐标轴旋转梁装置的信息进行处理，并通过所述控制系统驱动所述输送装置移动所述灌装桶，驱动所述多坐标轴旋转梁装置对所述灌装桶进行灌装。
16.根据本发明的一实施例，所述多坐标轴旋转梁装置包括多坐标轴旋转梁组件、直线导向机构、传动机构和执行机构；
17.所述直线导向机构固定在所述灌装系统支架上，所述多坐标轴旋转梁组件的一端部与所述传动机构连接，所述传动机构滑设在所述直线导向机构上，实现所述多坐标轴旋转梁组件沿所述直线导向机构的上下移动；
18.所述执行机构安装在所述直线导向机构的一端，与所述控制系统连接，用于驱动所述直线导向机构上下移动。
19.根据本发明的一实施例，所述多坐标轴旋转梁组件包括：
20.第一旋转梁和第二旋转梁，所述第一旋转梁的一端部和所述第二旋转梁的一端部通过第一铰接关节连接；
21.第二铰接关节，固定在所述第一旋转梁的另一端部，将所述第一旋转梁的另一端部和所述传动机构铰接；
22.第一旋转梁驱动机构，与所述第二铰接关节连接，用于驱动所述第二铰接关节，进而带动所述第一旋转梁转动；
23.第二旋转梁驱动机构，连接在所述第一铰接关节和所述第二铰接关节之间，用于驱动所述第一铰接关节，实现所述第二旋转梁与所述第一旋转梁之间的转动；
24.至少一灌装工具，安装在所述第二旋转梁的另一端部。
25.根据本发明的一实施例，所述多坐标轴旋转梁组件包括：
26.第一旋转梁、第二旋转梁和由至少一个第三旋转梁组成的第三旋转梁组件，所述第三旋转梁之间通过第三铰接关节依次连接，并通过对应的第三铰接关节使所述第三旋转梁组件连接在所述第一旋转梁的一端部和所述第二旋转梁的一端部之间；
27.第二铰接关节，固定在所述第一旋转梁的另一端部，将所述第一旋转梁的另一端部和所述传动机构铰接；
28.第一旋转梁驱动机构，与所述第二铰接关节连接，用于驱动所述第二铰接关节，进而带动所述第一旋转梁转动；
29.第二旋转梁驱动机构，连接在所述第二铰接关节和相邻所述第三铰接关节之间，用于驱动对应所述第三铰接关节，实现所述第一旋转梁与相邻所述第三旋转梁之间的转动；
30.多个第三旋转梁驱动机构，分别安装在相邻两个所述第三铰接关节之间，用于驱动对应所述第三铰接关节，实现相邻两个所述第三旋转梁之间的转动，以及所述第二旋转梁与相邻所述第三旋转梁之间的转动；
31.至少一灌装工具，安装在所述第二旋转梁的另一端部。
32.根据本发明的一实施例，所述第一旋转梁驱动机构包括第一旋转梁传动机构和第一旋转梁闭环控制电机，所述第一旋转梁传动机构安装在所述第二铰接关节内，所述第一旋转梁闭环控制电机安装在所述第二铰接关节的一端，通过所述第一旋转梁闭环控制电机
和第一旋转梁传动机构驱动所述第二铰接关节；
33.所述第二旋转梁驱动机构包括第二旋转梁传动机构和第二旋转梁闭环控制电机，所述第二旋转梁闭环控制电机安装在所述第二铰接关节的一端，所述第二旋转梁传动机构的一端与所述第二旋转梁闭环控制电机连接，另一端与所述第一铰接关节连接；
34.或者，所述第二旋转梁闭环控制电机安装在所述第一铰接关节上，所述第二旋转梁传动机构安装在所述第一铰接关节内；
35.通过第二旋转梁闭环控制电机和所述第二旋转梁传动机构驱动所述第一铰接关节。
36.根据本发明的一实施例，所述多坐标轴旋转梁组件还包括姿态保持机构和末端安装座，所述末端安装座设置在所述第二旋转梁的另一端，所述灌装工具安装在所述末端安装座上，所述姿态保持机构靠近所述第二旋转梁的部分的一端与所述末端安装座连接，另一端与所述第一铰接关节连接；所述姿态保持机构靠近所述第一旋转梁的另一部分的一端与所述第一铰接关节连接，另一端与所述第二铰接关节连接。
37.根据本发明的一实施例，所述姿态保持机构由两个铰接连接的平面或空间平行连杆机构构成。
38.根据本发明的一实施例，所述末端安装座与所述灌装工具通过紧固件固定，或者焊接连接，或者所述末端安装座为所述灌装工具的一部分。
39.根据本发明的一实施例，所述第一旋转梁传动机构和所述第二旋转梁传动机构为连杆传动、链传动、带传动、齿轮副传动、挠性传动或螺旋副传动。
40.本发明还提供了一种全自动灌装方法，其特点在于，所述全自动灌装方法采用如上所述的全自动灌装系统，所述全自动灌装方法包括以下步骤：
41.s1：通过所述控制系统驱动所述输送机将多列灌装桶输送至工作区域；
42.s2：通过所述控制系统驱动所述第一相机拍摄所述多列灌装桶上表面的照片；
43.s3：由所述视觉识别系统通过图像处理识别所述多列灌装桶的桶口位置；
44.s4：通过对d-h法获得的方程，求解得每个所述灌装桶的桶口位置对应每个所述多坐标轴旋转梁装置相对零点位置的偏转位置；
45.s5：判断每个所述灌装工具对每个所述灌装桶的使用顺序，每个所述灌装工具按所述使用顺序对每个所述灌装桶进行灌装，同时进行步骤s6；
46.s6：通过所述控制系统和所述视觉识别系统对每一所述多坐标轴旋转梁进行防碰撞流程处理。
47.根据本发明的一实施例，所述步骤s5中具体包括：若每个所述灌装工具只需进行一次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
51
；
48.s
51
：确定每个所述灌装工具针对所述灌装桶的整体灌装路径，每个所述灌装工具按使用顺序沿各自的所述整体灌装路径对每个所述灌装桶进行灌装，最后回至起始位置；并且，每次前一个所述灌装工具的定位移动必须先于后一个所述灌装工具的定位移动至所述两者共同的目标灌装桶的桶口位置。
49.根据本发明的一实施例，所述步骤s5中具体包括：若至少一个所述灌装工具需要进行多次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
52
；
50.s
52
：确定每个所述灌装工具针对所述灌装桶的整体灌装路径，每个所述灌装工具
按使用顺序沿各自的所述整体灌装路径对每个所述灌装桶进行灌装，最后回至起始位置；
51.并且，在所述灌装工具向其中一个桶口的第一次定位移动过程中，每次前一个所述灌装工具的定位移动必须先于后一个所述灌装工具的定位移动至所述两者共同的目标灌装桶的桶口位置；
52.在所述灌装工具向其中一个桶口的第二次至第n次定位移动过程中，后一个所述灌装工具的第n-1次定位移动必须先于前一个所述灌装工具的第n次定位移动至所述两者共同的目标灌装桶的桶口位置。
53.根据本发明的一个实施例，所述全自动灌装系统包括第一多坐标轴旋转梁装置、第二多坐标轴旋转梁装置和两列两排灌装桶，所述第一多坐标轴旋转梁装置包括第一灌装工具，所述第二多坐标轴旋转梁装置包括第二灌装工具，所述灌装桶呈2x2单层放置，从上方俯视沿右上角顺时针排列分别为灌装桶c、灌装桶d、灌装桶e和灌装桶f；
54.所述步骤s5中具体包括：若每个所述灌装工具只需进行一次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
511
；
55.s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，则进入以下步骤s
512
；若每个灌装桶的工作流程为先所述第二灌装工具，再所述第一灌装工具，则进入以下步骤s
513
；
56.s
512
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶f的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；
57.所述第二灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶f的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；且每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置；
58.s
513
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶c的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；
59.所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶c的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；且每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
60.根据本发明的一个实施例，所述全自动灌装系统包括第一多坐标轴旋转梁装置、第二多坐标轴旋转梁装置和两列两排灌装桶，所述第一多坐标轴旋转梁装置包括第一灌装工具，所述第二多坐标轴旋转梁装置包括第二灌装工具，所述灌装桶呈2x2单层放置，从上方俯视沿右上角顺时针排列分别为灌装桶c、灌装桶d、灌装桶e和灌装桶f；
61.所述步骤s5中具体包括：若至少一个所述灌装工具需要进行多次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
521
；
62.s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，然后所述第一灌装工具，则所述流程进入步骤s
522
；若每个灌装桶的工作流程为先第二灌装工具，再第一灌装工具，然后第二灌装工具，则所述流程进入步骤s
523
；
63.s
522
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；
64.所述第二灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；
65.其中，所述第一灌装工具必须先移动至所述灌装桶c的桶口位置后，所述第二灌装工具才能够启动；所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶e的桶口位置；所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶f的桶口位置；所述第二灌装工具b必须先在所述灌装桶e的桶口位置完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶e的桶口位置，所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶f的桶口位置；
66.s
523
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；
67.所述第一灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置，后所述灌装桶d的桶口位置，后所述灌装桶c的桶口位置，后所述灌装桶e的桶口位置，最后回至起始位置的顺序工作；
68.其中，所述第二灌装工具必须先移动至所述灌装桶f的桶口位置后，所述第一灌装工具才能够启动；所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶d的桶口位置；所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶c的桶口位置；所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶d的桶口位置；所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶c的桶口位置。
69.根据本发明的一实施例，所述步骤s6具体包括以下步骤：
70.s
61
：通过所述控制系统驱动所述第二相机拍摄所有所述多坐标轴旋转梁的照片；
71.s
62
：由所述视觉识别系统通过图像处理识别所述多坐标轴旋转梁上的特征标识；
72.s
63
：使用最小距离法计算所述特征标识间的最小间距l；
73.s
64
：将所述最小间距l与预设阈值l0比较，判断所述最小间距l是否大于所述预设阈值l0；
74.若所述最小间距l大于所述预设阈值l0，则返回至所述步骤s
61
；
75.若所述最小间距l小于所述预设阈值l0，则进入步骤s
65
；
76.s
65
：停止其中一个多坐标轴旋转梁的旋转；
77.s
66
：以停止的所述多坐标轴旋转梁的特征标识为基础生成危险区域边界；
78.s
67
：生成指向当前移动目标点的沿所述危险区域边界的坐标序列；
79.s
68
：将所述坐标序列插入所述当前移动目标点前作为移动的所述多坐标轴旋转梁新的目标点序列；
80.s
69
：待移动的所述多坐标轴旋转梁离开所述危险区域后，启动之前停止的另一个多坐标轴旋转梁，并返回所述步骤s
61
。
81.根据本发明的一实施例，所述特征标识为图像能够识别的色块、特征图案、多坐标轴旋转梁的模式。
82.本发明的积极进步效果在于：
83.本发明全自动灌装系统及其灌装方法以非笛卡尔坐标系的空间运动机构实现了运动机构及框架结构的轻量化，节约了设备占地面积。实现了同一时间内，单个工位工作区域内拥有多个互相独立的能进行多自由度移动的灌装工具共同合作工作，提升了灌装效率。其可以实现灌装工具及运动机构在共同合作时的防碰撞，实现了同种工作多工位的简单阵列扩展。
附图说明
84.本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
85.图1为本发明全自动灌装系统的一种结构示意图。
86.图2为本发明全自动灌装系统中一种多坐标轴旋转梁组件的结构示意图。
87.图3为本发明全自动灌装系统中另一种多坐标轴旋转梁组件的结构示意图。
88.图4为本发明全自动灌装系统中又一种多坐标轴旋转梁组件的结构示意图。
89.图5为本发明全自动灌装系统中一种多列桶及其桶口编号的示意图。
90.图6为本发明全自动灌装方法的流程图。
91.图7为本发明全自动灌装方法中防碰撞流程的流程图。
92.【附图标记】
93.输送装置
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10
94.灌装系统支架
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20
95.多坐标轴旋转梁装置
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30
96.第一相机
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40
97.第二相机
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50
98.灌装桶
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11
99.多坐标轴旋转梁组件
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31
100.直线导向机构
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32
101.传动机构
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33
102.执行机构
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34
103.第一旋转梁
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
311
104.第二旋转梁
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312
105.第一铰接关节
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
313
106.第二铰接关节
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314
107.灌装工具
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315
108.第一旋转梁闭环控制电机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
316
109.第二旋转梁传动机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
317
110.第二旋转梁闭环控制电机
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318
111.姿态保持机构
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35
112.末端安装座
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36
具体实施方式
113.为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
114.现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
115.此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
116.此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
117.图1为本发明全自动灌装系统的一种结构示意图。
118.如图1所示，本发明提供了一种全自动灌装系统，其包括输送装置10、灌装系统支架20、至少两个多坐标轴旋转梁装置30、至少一第一相机40、至少一第二相机50、控制系统(图中未示)和视觉识别系统(图中未示)，输送装置10上放置多列灌装桶11，多列灌装桶11可以直接或通过托盘放置于输送装置10上，灌装系统支架20设置在输送装置10的侧部或者所述灌装系统横跨在所述输送装置的上方。多坐标轴旋转梁装置30安装在灌装系统支架20上，位于灌装桶11的上方，相对灌装系统支架20实现左右移动。此处多坐标轴旋转梁装置30可以直接固定于灌装系统机架20上，也可以通过其他外部结构安装在灌装系统机架20上。
119.第一相机40布置在灌装桶11的工作区域上方，第二相机50布置在多坐标轴旋转梁装置30的运动覆盖区域上方。优选地，每两个多坐标轴旋转梁装置的运动覆盖区域上方固定有第二相机50。
120.此处所述控制系统分别与输送装置10、多坐标轴旋转梁装置30、第一相机40和第二相机50连接，所述视觉识别系统与第一相机40和第二相机50连接，用于处理图像信息。通过所述视觉识别系统对灌装桶11和多坐标轴旋转梁装置30的信息进行处理，并通过所述控制系统驱动输送装置10移动灌装桶11，驱动多坐标轴旋转梁装置30对灌装桶11进行灌装。
121.优选地，多坐标轴旋转梁装置30包括多坐标轴旋转梁组件31、直线导向机构32、传动机构33和执行机构34，直线导向机构32固定在灌装系统支架20上，多坐标轴旋转梁组件31的一端部与传动机构33连接，传动机构33滑设在直线导向机构32上，从而实现多坐标轴旋转梁组件31沿直线导向机构32的上下移动。执行机构34安装在直线导向机构32的一端(例如图1所示为安装在执行导向机构的下端，当然此处仅为举例，不作为限定，也可以安装在执行导向机构的其他地方)，与所述控制系统连接，用于驱动直线导向机构32上下移动，即多坐标轴旋转梁组件31的上下移动由执行机构34通过传动机构33执行。
122.图2为本发明全自动灌装系统中一种多坐标轴旋转梁组件的结构示意图。图3为本发明全自动灌装系统中另一种多坐标轴旋转梁组件的结构示意图。
123.如图1至图3所示，本发明本实施例以所述全自动灌装系统包括两个多坐标轴旋转梁装置30，且每一多坐标轴旋转梁装置30包括两根旋转梁，每一多坐标轴旋转装置30上设置一个灌装工具为例，进行详细解释本发明的技术方案。当然此处仅为举例，可以同等类推，并不是对多坐标轴旋转梁装置的数量、旋转梁的数量、以及灌装工具的数量进行限定，应当认为多个数量的这些部件均在本发明的保护范围内。
124.具体地说，多坐标轴旋转梁组件31包括第一旋转梁311、第二旋转梁312、第一铰接关节313、第二铰接关节314、第一旋转梁驱动机构、第二旋转梁驱动机构和灌装工具315。其中，第一旋转梁311的一端部和第二旋转梁312的一端部通过第一铰接关节313连接。例如第一铰接关节313和第一旋转的梁311、第二旋转梁312之间通过紧固件连接或焊接连接。第二铰接关节314固定在第一旋转梁311的另一端部，例如通过紧固件连接或焊接连接，将第一旋转梁311的另一端部和传动机构33铰接。
125.所述第一旋转梁驱动机构与第二铰接关节314连接，用于驱动第二铰接关节314，进而带动第一旋转梁311转动。所述第二旋转梁驱动机构连接在第一铰接关节313和第二铰接关节314之间，用于驱动第一铰接关节313，实现第二旋转梁312与第一旋转梁311之间的转动。灌装工具315安装在第二旋转梁312的另一端部。
126.如图2和图3所示，优选地，本实施例中所述第一旋转梁驱动机构包括第一旋转梁传动机构(图中未示)和第一旋转梁闭环控制电机316。此处所述第一旋转梁传动机构可以选择安装在第二铰接关节314内，或者也连接于第二铰接关节314的外部，或者其他与第二铰接关节314连接的结构方式均可。第一旋转梁闭环控制电机316安装在第二铰接关节314的一端(例如上端)，通过第一旋转梁闭环控制电机316和所述第一旋转梁传动机构驱动第二铰接关节314。
127.如图2和图3所示，优选地，本实施例中所述第二旋转梁驱动机构包括第二旋转梁传动机构317和第二旋转梁闭环控制电机318。此处第二旋转梁闭环控制电机318安装在第二铰接关节314的一端(例如底端)。第二旋转梁传动机构317的一端与第二旋转梁闭环控制电机318连接，另一端与第一铰接关节313连接，通过第二旋转梁闭环控制电机318和第二旋转梁传动机构317驱动第一铰接关节313。
128.或者，如图4所示，此处还可以将第二旋转梁闭环控制电机318安装在第一铰接关节313上，所述第二旋转梁传动机构安装在第一铰接关节313内(图中未示)，通过第二旋转梁闭环控制电机318和所述第二旋转梁传动机构驱动第一铰接关节313。
129.如图3所示，更进一步地，多坐标轴旋转梁组件31还可以更优化地包括姿态保持机构35和末端安装座36，将末端安装座36设置在第二旋转梁312的另一端，灌装工具315安装在末端安装座36上，姿态保持机构35靠近第二旋转梁313的部分的一端与末端安装座36连接，另一端与第一铰接关节313连接。姿态保持机构35靠近第一旋转梁311的另一部分(图中未示)的一端与第一铰接关节313连接，另一端与第二铰接关节314连接。
130.特别地，此处姿态保持机构35可以优选为由两个铰接连接的平面或空间平行连杆机构构成，能保持第二旋转梁312的末端安装座36在空间中的姿态不改变。末端安装座36与灌装工具315相互固定连接，例如可以为通过紧固件固定连接，也可以焊接连接，或者末端安装座36也可以加工成灌装工具315的一部分。
131.当然，除了上述举例的每个多坐标轴旋转梁组件31包括两个旋转梁(即第一旋转
梁311和第二旋转梁312)的实施方案之外，实际上所述多坐标轴旋转梁组件还可以扩展为包括多个旋转梁，例如第一旋转梁、第二旋转梁和至少一个第三旋转梁(图中未示)，所述至少一个第三旋转梁组成三旋转梁组件，所述第三旋转梁之间通过第三铰接关节依次连接，并通过对应的所述第三铰接关节使所述第三旋转梁组件连接在第一旋转梁的一端部和所述第二旋转梁的一端部之间。所述第一旋转梁的另一端部固定有第二铰接关节，将所述第一旋转梁的另一端部和所述传动机构铰接。
132.此外，这种技术方案中每个多坐标轴旋转梁组件还包括第一旋转梁驱动机构、第二旋转梁驱动机构和多个第三旋转梁驱动机构，其中所述第一旋转梁驱动机构与所述第二铰接关节连接，用于驱动所述第二铰接关节，进而带动所述第一旋转梁转动。所述第二旋转梁驱动机构连接在所述第二铰接关节和相邻所述第三铰接关节之间，用于驱动对应所述第三铰接关节，实现所述第一旋转梁与相邻所述第三旋转梁之间的转动。所述多个第三旋转梁驱动机构分别安装在相邻两个所述第三铰接关节之间，用于驱动对应所述第三铰接关节，实现相邻两个所述第三旋转梁之间的转动，以及所述第二旋转梁与相邻所述第三旋转梁之间的转动。同时，至少一灌装工具安装在所述第二旋转梁的另一端部。
133.进一步具体地，此处所述第一旋转梁驱动机构、所述第二旋转梁驱动机构的结构设置与上述如图3中所示的结构相同或类似，所述第三旋转梁驱动机构与所述第二旋转梁驱动机构相同或类似。
134.根据上述结构描述，所述第一旋转梁、所述第二旋转梁和所述第三旋转梁均优选为采用金属材质，通过金属成型、焊接或紧固件连接而成。所述第一旋转梁、所述第二旋转梁和所述第三旋转梁的两端还可以分别作为对应位置的所述第一铰接关节、所述第二铰接关节和所述第三铰接关节的一部分。
135.另外，所述第一旋转梁传动机构、所述第二旋转梁传动机构和所述第三旋转梁传动机构可以为连杆传动、链传动、带传动、齿轮副传动、挠性传动或螺旋副传动。图2至图4中示出的所述第二旋转梁传动机构表现为连杆机构，仅为了更好地便于理解，并不作为本专利限制。
136.本发明全自动灌装系统可以采用多个多坐标轴旋转梁组件，每个多坐标轴旋转梁组件可以包括多个旋转梁，不限定只有两个，所述多坐标轴旋转梁组件可以直接安装于灌装系统机架上，不限定需要通过导向机构间接连接。
137.所述多坐标轴旋转梁组件的上下移动机构的驱动可由气缸及液压缸直线驱动，也可由电机等旋转执行元件驱动。执行元件的驱动方式可为开环控制驱动也可为闭环控制驱动。所述多坐标轴旋转梁组件的上下移动的传动机构可为连杆传动、链传动、带传动、齿轮副传动及挠性传动及螺旋副传动。
138.本发明全自动灌装系统中灌装工具为在全自动灌装过程中需要移动至特定位置再执行功能的工具，其可以是多个不同的工具，也可以是相同的工具，每个多坐标轴旋转梁组件的末端可安装不止一个灌装工具。图2和图3中所示的第一灌装工具和第二灌装工具仅为更好地便于理解，并不作为本发明的限制。
139.本发明全自动灌装系统中多个多坐标轴旋转梁装置合作灌装系统相对独立，可沿输送线方向扩展，实现同种工作多工位布置。所述多坐标轴旋转梁装置末端设置的灌装工具的运动范围，可以到达的位置能覆盖多列桶的桶面任意位置。
140.图6为本发明全自动灌装方法的流程图。
141.如图6所示，本发明还提供了一种全自动灌装方法，其采用如上所述的全自动灌装系统，所述全自动灌装方法包括以下步骤：
142.s1：通过所述控制系统驱动所述输送机将多列灌装桶输送至工作区域。
143.s2：通过所述控制系统驱动所述第一相机拍摄所述多列灌装桶上表面的照片。
144.s3：由所述视觉识别系统通过图像处理识别所述多列灌装桶的桶口位置。
145.为了更好地解释步骤s3，如图5所示，结合图1至图4所示的全自动灌装系统，本发明全自动灌装方法的实施例选取一种具体结构示例进行解释说明本发明的技术方案，其具体为；所述全自动灌装系统包括两个多坐标轴旋转梁装置和两列两排单层放置的灌装桶，其中一个所述多坐标轴旋转梁装置包括第一灌装工具，另一个所述多坐标轴旋转梁装置包括第二灌装工具。如图5所示，所述灌装桶沿右上角顺时针排列分别为灌装桶c、灌装桶d、灌装桶e和灌装桶f。
146.基于此，所述视觉识别系统通过图像处理识别所述多列灌装桶的桶口位置(即图5中四个灌装桶的桶口位置)为：
147.c1(x
c1
,y
c1
),d1(x
d1
,y
d1
),e1(x
e1
,y
e1
),f1(x
f1
,y
f1
)；
148.应当理解，此处仅为举例，所述步骤s3并不受其限制，其他数量的灌装桶，或其他数量的多坐标轴旋转梁装置均可以以此类推，应该同样适用于本发明步骤，属于本发明的保护范围内。
149.s4：通过对d-h法获得的方程，求解得每个所述灌装桶的桶口位置对应每个所述多坐标轴旋转梁装置相对零点位置的偏转位置。
150.基于上述步骤s3的举例，通过对d-h法获得方程为：
[0151][0152]
求解得每个所述灌装桶的桶口位置对应其中一个多坐标轴旋转梁装置相对起始位置(θ
a1n
,θ
a2n
)的偏转位置为：
[0153]
c1’(θ
a1c1
,θ
a2c1
),d1’(θ
a1d1
,θ
a2d1
),e1’(θ
a1e1
,θ
a2e1
),f1’((θ
a1f1
,θ
a2f1
)；
[0154]
求解得每个所述灌装桶的桶口位置对应另一个所述多坐标轴旋转梁装置相对起始位置(θ
b1n
,θ
b2n
)的偏转位置为：
[0155]
c1’(θ
b1c1
,θ
b2c1
),d1’(θ
b1d1
,θ
b2d1
),e1’(θ
b1e1
,θ
b2e1
),f1’(θ
b1f1
,θ
b2f1
)。
[0156]
应当理解，此处仅为举例，所述步骤s4并不受其限制，其他数量的灌装桶，或其他数量的多坐标轴旋转梁装置均可以以此类推，应该同样适用于本发明步骤，属于本发明的保护范围内。
[0157]
s5：判断每个所述灌装工具对每个所述灌装桶的使用顺序，每个所述灌装工具按所述使用顺序对每个所述灌装桶进行灌装，同时进行步骤s6。
[0158]
s6：通过所述控制系统和所述视觉识别系统对每一所述多坐标轴旋转梁进行防碰撞流程处理。
[0159]
其中，优选地，所述步骤s5中具体包括：若每个所述灌装工具只需进行一次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
51
。
[0160]
步骤s
51
：确定每个所述灌装工具针对所述灌装桶的整体灌装路径，每个所述灌装工具按使用顺序沿各自的所述整体灌装路径对每个所述灌装桶进行灌装，最后回至起始位置；并且，每次前一个所述灌装工具的定位移动必须先于后一个所述灌装工具的定位移动至所述两者共同的目标灌装桶的桶口位置。
[0161]
或者，所述步骤s5中具体包括：若至少一个所述灌装工具需要进行多次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
52
。
[0162]
步骤s
52
：确定每个所述灌装工具针对所述灌装桶的整体灌装路径，每个所述灌装工具按使用顺序沿各自的所述整体灌装路径对每个所述灌装桶进行灌装，最后回至起始位置。
[0163]
并且，在所述灌装工具向其中一个桶口的第一次定位移动过程中，每次前一个所述灌装工具的定位移动必须先于后一个所述灌装工具的定位移动至所述两者共同的目标灌装桶的桶口位置。
[0164]
在所述灌装工具向其中一个桶口的第二次至第n次定位移动过程中，后一个所述灌装工具的第n-1次定位移动必须先于前一个所述灌装工具的第n次定位移动至所述两者共同的目标灌装桶的桶口位置。
[0165]
图5为本发明全自动灌装系统中一种多列桶及其桶口编号的示意图。
[0166]
如图5所示，结合图1至图4所示的全自动灌装系统，本发明全自动灌装方法的实施例选取一种具体结构示例进行解释说明本发明的技术方案，其具体为；所述全自动灌装系统包括两个多坐标轴旋转梁装置和两列两排灌装桶，其中一个所述多坐标轴旋转梁装置包括第一灌装工具，另一个所述多坐标轴旋转梁装置包括第二灌装工具。如图5所示，所述灌装桶沿右上角顺时针排列分别为灌装桶c、灌装桶d、灌装桶e和灌装桶f。
[0167]
当然此处仅为举例，可以同等类推，并不是对多坐标轴旋转梁装置的数量、旋转梁的数量、灌装工具的数量以及灌装桶的数量进行限定，应当认为多个数量的这些部件均在本发明的保护范围内。
[0168]
根据图6，并结合图1至图5所示的全自动灌装系统，所述步骤s5中具体包括：若每个所述灌装工具只需进行一次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
511
。
[0169]
所述步骤s
511
存在很多种情况，在此仅举例几种情况，以详细说明书本发明全自动灌装系统中步骤s
511
，但不作为对步骤s
511
的限定，应当认为其他未穷举的等同或类似的方案，也在本发明的保护范围内。
[0170]
第一种情况：
[0171]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，则进入以下步骤s
512
；
[0172]
步骤s
512
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0173]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。且每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目
标桶口位置。
[0174]
第二种情况：
[0175]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第二灌装工具，再所述第一灌装工具，则进入以下步骤s
513
；
[0176]
步骤s
513
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0177]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0178]
同时，每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0179]
第三种情况：
[0180]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，则进入以下步骤s
512
；
[0181]
步骤s
512
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0182]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0183]
同时，每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0184]
第四种情况：
[0185]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第二灌装工具，再所述第一灌装工具，则进入以下步骤s
513
；
[0186]
步骤s
513
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0187]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0188]
同时，每次移动所述第二灌装工具必须先于所述第一灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0189]
第五种情况：
[0190]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，则进入以下步骤s
512
；
[0191]
步骤s
512
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置
的顺序工作。
[0192]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0193]
同时，每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0194]
第六种情况：
[0195]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第二灌装工具，再所述第一灌装工具，则进入以下步骤s
513
；
[0196]
步骤s
513
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0197]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0198]
同时，每次移动所述第二灌装工具必须先于所述第一灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0199]
第七种情况：
[0200]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，则进入以下步骤s
512
；
[0201]
步骤s
512
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始点的顺序工作。
[0202]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0203]
同时，每次移动所述第一灌装工具必须先于所述第二灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0204]
第八种情况：
[0205]
步骤s
511
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第二灌装工具，再所述第一灌装工具，则进入以下步骤s
513
；
[0206]
步骤s
513
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0207]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0208]
同时，每次移动所述第二灌装工具必须先于所述第一灌装工具移动至所述两者共同的目标桶口位置。
[0209]
根据图6，并结合图1至图5所示的全自动灌装系统，所述步骤s5中具体包括：所述步骤s5中具体包括：若至少一个所述灌装工具需要进行多次向每个所述灌装桶的桶口方向的定位移动，则进入以下步骤s
521
。
[0210]
所述步骤s
521
存在很多种情况，在此仅举例几种情况，以详细说明书本发明全自动灌装系统中步骤s
521
，但不作为对步骤s
521
的限定，应当认为其他未穷举的等同或类似的方案，也在本发明的保护范围内。
[0211]
第一种情况：
[0212]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，然后所述第一灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
522
。
[0213]
步骤s
522
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0214]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0215]
其中，所述第一灌装工具必须先移动至所述灌装桶c的桶口位置c1后，所述第二灌装工具才能够启动。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。所述第二灌装工具b必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶e的桶口位置e1，所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。
[0216]
第二种情况：
[0217]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先第二灌装工具，再第一灌装工具，然后第二灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
523
。
[0218]
步骤s
523
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0219]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0220]
其中，所述第二灌装工具必须先移动至所述灌装桶f的桶口位置f1后，所述第一灌装工具才能够启动。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第二灌装
工具才能够第二次移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。
[0221]
第三种情况：
[0222]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，然后所述第一灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
522
。
[0223]
步骤s
522
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0224]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，最后回起始位置的顺序工作。
[0225]
同时，所述第一灌装工具必须先移动至所述灌装桶d的桶口位置d1后，所述第二灌装工具才能够启动。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。
[0226]
第四种情况：
[0227]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先第二灌装工具，再第一灌装工具，然后第二灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
523
。
[0228]
步骤s
523
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0229]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。所述第二灌装工具必须先移动至所述灌装桶c的桶口位置c1后，所述第一灌装工具才能够启动。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。
[0230]
第五种情况：
[0231]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工
具，然后所述第一灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
522
。
[0232]
步骤s
522
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0233]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0234]
同时，所述第一灌装工具必须先移动至所述灌装桶f的桶口位置f1后，所述第二灌装工具才能够启动。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。
[0235]
第六种情况：
[0236]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先第二灌装工具，再第一灌装工具，然后第二灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
523
。
[0237]
步骤s
523
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0238]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0239]
同时，所述第二灌装工具必须先移动至所述灌装桶e的桶口位置e1后，所述第一灌装工具才能够启动。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。
[0240]
第七种情况：
[0241]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先所述第一灌装工具，再所述第二灌装工具，然后所述第一灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
522
。
[0242]
步骤s
522
：所述第一灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的
桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0243]
所述第二灌装工具按先所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0244]
同时，所述第一灌装工具必须先移动至所述灌装桶e的桶口位置e1后，所述第二灌装工具才能够启动。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第二灌装工具才能够移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶c的桶口位置c1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶c的桶口位置c1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶d的桶口位置d1完成工作后，所述第一灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶d的桶口位置d1。
[0245]
第八种情况：
[0246]
步骤s
521
：若每个灌装桶的工作流程为先第二灌装工具，再第一灌装工具，然后第二灌装工具，则所述流程进入以下步骤s
523
。
[0247]
步骤s
523
：所述第二灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0248]
所述第一灌装工具按先所述灌装桶d的桶口位置d1，后所述灌装桶f的桶口位置f1，后所述灌装桶e的桶口位置e1，后所述灌装桶c的桶口位置c1，最后回至起始位置的顺序工作。
[0249]
同时，所述第二灌装工具必须先移动至所述灌装桶d的桶口位置d1后，所述第一灌装工具才能够启动。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。所述第二灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第一灌装工具才能够移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶f的桶口位置f1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶f的桶口位置f1。所述第一灌装工具必须先在所述灌装桶e的桶口位置e1完成工作后，所述第二灌装工具才能够第二次移动至所述灌装桶e的桶口位置e1。
[0250]
图7为本发明全自动灌装方法中防碰撞流程的流程图。
[0251]
如图6和图7所示，本发明全自动灌装方法中，在步骤s5执行的同时，步骤s6循环执行。
[0252]
优选地，所述步骤s6具体包括以下步骤：
[0253]
s
61
：通过所述控制系统驱动所述第二相机拍摄所有所述多坐标轴旋转梁的照片；
[0254]
s
62
：由所述视觉识别系统通过图像处理识别所述多坐标轴旋转梁上的特征标识；
[0255]
s
63
：使用最小距离法计算所述特征标识间的最小间距l；
[0256]
s
64
：将所述最小间距l与预设阈值l0比较，判断所述最小间距l是否大于所述预设
阈值l0；
[0257]
若所述最小间距l大于所述预设阈值l0，则返回至所述步骤s
61
；
[0258]
若所述最小间距l小于所述预设阈值l0，则进入步骤s
65
；
[0259]
s
65
：停止其中一个多坐标轴旋转梁的旋转；
[0260]
s
66
：以停止的所述多坐标轴旋转梁的特征标识为基础生成危险区域边界；
[0261]
s
67
：生成指向当前移动目标点的沿所述危险区域边界的坐标序列；
[0262]
s
68
：将所述坐标序列插入所述当前移动目标点前作为移动的所述多坐标轴旋转梁新的目标点序列；
[0263]
s
69
：待移动的所述多坐标轴旋转梁离开所述危险区域后，启动之前停止的另一个多坐标轴旋转梁，并返回所述步骤s
61
。
[0264]
特别地，本发明中涉及的所述灌装工具不仅限于能实现单个功能的灌装工具，还可为顺序完成多个功能的灌装工具组。所述特征标识为图像能够识别的色块、特征图案、多坐标轴旋转梁的模式。
[0265]
综上所述，本发明全自动灌装系统及其灌装方法以非笛卡尔坐标系的空间运动机构实现了运动机构及框架结构的轻量化，节约了设备占地面积。实现了同一时间内，单个工位工作区域内拥有多个互相独立的能进行多自由度移动的灌装工具共同合作工作，提升了灌装效率。其可以实现灌装工具及运动机构在共同合作时的防碰撞，实现了同种工作多工位的简单阵列扩展。
[0266]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。