一种工件自动分拣平铺的放置方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及下料分拣技术领域，尤其涉及一种工件自动分拣平铺的放置方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.在工业生产过程中，工件在投入生产装配之前，还需要进行喷码、砂光打磨和校平等准备操作来对工件进行初步加工，以提高工件的质量，初步避免残次品的出现，在对工件进行喷码、砂光打磨和校平等加工操作前，需要对工件进行下料分拣操作，将工件与废料和边框进行分离，目前，大部分的分拣工序还是以人工作业为主，但随着近些年自动化技术的快速发展，工业生产逐步进入智能化时代，在下料分拣工业线上也开始通过使用自动化分拣放置装置来提高工业线的分拣效率，但现有的分拣放置装置在分拣放置异型工件时，容易出现工件嵌套的状态，使得异型工件位置出现堆叠，导致在进行喷码、砂光打磨和校平等加工操作时容易损坏设备，而且现有的分拣放置装置在放置工件的过程中，工件与工件之间会留有大面积空白区域，极大地降低了放置空间的利用率。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种工件自动分拣平铺的放置方法、放置装置及存储介质，以解决现有的分拣放置装置分拣放置时会出现工件堆叠的情况以及放置空间利用率低的问题。
4.为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：第一方面，本发明提供一种工件自动分拣平铺的放置方法，应用于一种工件自动分拣平铺装置，所述装置包括多个分拣设备以及多个放置平台，所述方法包括：根据放置平台确定整体放置区域，将所述整体放置区域划分为q个最小放置区间，并生成每一最小放置区间的第一数据，所述第一数据包括最小放置区间的区间编号以及区间坐标，q为正整数，所述整体放置区域和所述最小放置区间均为矩形，每一放置平台对应一个整体放置区域；确定每一整体放置区域对应的第二数据，所述第二数据包括每一整体放置区域对应的分拣设备信息以及整体放置区域属性，所述整体放置区域属性包括整体放置区域对应的工件厚度和工件材质；获取待分拣工件的面积信息，根据所述面积信息计算所述待分拣工件需要占据的目标区域信息；基于所述第二数据确定目标整体放置区域，基于二叉树的搜索方式搜索目标整体放置区域中符合所述目标区域信息的目标区域，并计算所述目标区域的放置点坐标；基于所述放置点坐标放置所述待分拣工件。
5.可选的，所述获取待分拣工件的面积信息，包括：获取待分拣工件的图片信息，根据所述图片信息提取待分拣工件的外轮廓信息；根据所述外轮廓的最小外接矩形面积以及待分拣工件对应的设定间距之和计算
待分拣工件的面积信息。
6.可选的，所述根据所述外轮廓的最小外接矩形以及待分拣工件对应的设定间距之和计算待分拣工件的面积信息之前，所述方法还包括：确定待分拣工件的目标厚度；根据所述目标厚度确定待分拣工件对应的设定间距。
7.可选的，所述q个最小放置区间呈m行n列；所述目标区域信息为m行n列；所述基于二叉树的搜索方式搜索目标整体放置区域中符合所述目标区域信息的目标区域，包括：以目标整体放置区域的q个最小放置区间的第一行第一列为搜索起始点，以整体放置区域的第一边长方向为搜索方向筛选出q个最小放置区域中符合所述目标区域信息的目标区域；所述整体放置区域包括第一边长和第二边长，所述第一边长小于所述第二边长；根据区间编号标记所述目标区域，并调整下一轮搜索区域为q个最小放置区间除所述目标区域以外的其余区间。
8.可选的，所述计算所述目标区域的放置点坐标，包括：确定目标区域中的每一最小放置区间的区间坐标；将每一最小放置区间的区间坐标的中心坐标作为目标区域的放置点坐标。
9.可选的，所述最小放置区间的区间坐标（x,y）计算公式如下：x=(n-1)*dx sl/2；y=(m-1)*dy sw/2；式中，n表示所述整体放置区域一行中所述最小放置区间的数量，m表示所述整体放置区域一列中所述最小放置区间的数量，dx表示所述待分拣工件实际放置坐标的x轴位置，dy表示所述待分拣工件实际放置坐标的y轴位置，sw表示最小放置区间的第一边长，s1表示最小放置区间的第二边长，所述最小放置区间的第一边长小于所述最小放置区间的第二边长。
10.可选的，所述基于所述放置点坐标放置所述待分拣工件之后，所述方法还包括：在放置平台中包括不同厚度的工件的情况下，根据各个工件的厚度修改放置平台对应的整体放置区域属性。
11.第二方面，本技术实施例提供一种工件自动分拣平铺装置，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一所述方法的步骤。
12.第三方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面中任一所述的方法步骤。
13.有益效果：本发明提供的工件自动分拣平铺的放置方法，通过划分最小放置区间的方式对整体放置区域进行分割，并通过计算待分拣工件占据最小放置区间的数量来获取待分拣工件的面积，再以二叉树的方法搜索整体放置区域中符合要求待分拣工件面积的目标区域，从而将待分拣工件放置在目标区域中；提高了整体放置区域中的空间利用率，同时还能够避免放置待分拣工件时出现待分拣工件堆叠的情况。
附图说明
14.图1为本发明优选实施例的工件自动分拣平铺的放置方法的流程图；图2为本发明优选实施例的工件自动分拣平铺的放置方法的实际效果图。
具体实施方式
15.下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
17.请参见图1-图2，本技术实施例提供一种工件自动分拣平铺的放置方法，应用于一种工件自动分拣平铺装置，装置包括多个分拣设备以及多个放置平台，方法包括：根据放置平台确定整体放置区域，将整体放置区域划分为q个最小放置区间，并生成每一最小放置区间的第一数据，第一数据包括最小放置区间的区间编号以及区间坐标，q为正整数，整体放置区域和最小放置区间均为矩形，每一放置平台对应一个整体放置区域；确定每一整体放置区域对应的第二数据，第二数据包括每一整体放置区域对应的分拣设备信息以及整体放置区域属性，整体放置区域属性包括整体放置区域对应的工件厚度和工件材质；获取待分拣工件的面积信息，根据面积信息计算待分拣工件需要占据的目标区域信息；基于第二数据确定目标整体放置区域，基于二叉树的搜索方式搜索目标整体放置区域中符合目标区域信息的目标区域，并计算目标区域的放置点坐标；基于放置点坐标放置待分拣工件。
18.需要说明的是，在实际中，由于很多待分拣工件都是异形的工件，因此，在本技术中，将工件归一化成了最小外接矩形，这样，便于计算待分拣工件需要占据的目标区域信息。
19.在上述实施例的所述方法中，通过划分最小放置区间的方式对整体放置区域进行分割，整体放置区域的大小取决于工件自动分拣平铺装置中放置平台的大小，因此最小放置区间的设定根据整体放置区域的大小来决定，从而保证最小放置区间能够完美对整体放置区域进行分割，避免整体放置区域内的空间浪费，接着通过计算待分拣工件占据最小放置区间的数量来获取待分拣工件的面积，最后根据待分拣工件的面积和目标区域信息，将待分拣工件放置在目标区域中；提高了整体放置区域中的空间利用率，同时还能够避免放置待分拣工件时出现待分拣工件堆叠的情况。
20.可选的，所述获取待分拣工件的面积信息，包括：
获取待分拣工件的图片信息，根据所述图片信息提取待分拣工件的外轮廓信息；根据所述外轮廓的最小外接矩形面积以及待分拣工件对应的设定间距之和计算待分拣工件的面积信息。
21.在上述实施例的所述方法中，通过分拣设备上设置的摄像头对待分拣工件的图片信息进行获取，并通过处理器提取图片信息中待分拣工件的外轮廓信息，并将待分拣工件的外轮廓的最小外接矩形替代待分拣工件的外轮廓信息，再加上待分拣工件对应的设定间距之和来得出待分拣工件的面积信息，通过这种方式能够在对待分拣工件进行分拣放置时预留出一部分待分拣工件偏移区域，从而避免在分拣放置待分拣工件时出现堆叠的情况。
22.可选的，所述根据所述外轮廓的最小外接矩形以及待分拣工件对应的设定间距之和计算待分拣工件的面积信息之前，所述方法还包括：确定待分拣工件的目标厚度；根据所述目标厚度确定待分拣工件对应的设定间距。
23.在上述实施例的所述方法中，对待分拣工件对应的设定间距的设定基于待分拣工件的厚度，不同厚度的工件在分拣放置的过程中出现偏移的概率和距离也不同，因此当待分拣工件厚度越大时，待分拣工件对应的设定间距也越大，比如：其中一个实施例中待分拣工件的厚度为5cm，待分拣工件对应的设定间距设定为2cm；另一个实施例中待分拣工件的厚度为10cm，待分拣工件对应的设定间距设定为5cm。此处仅做示例，不做限定。这样，通过针对不同的工件生成不同的设定间距，可以防止各工件之间接触而造成损坏，也便于后道工序的执行。
24.可选的，所述q个最小放置区间呈m行n列；所述目标区域信息为m行n列；所述基于二叉树的搜索方式搜索目标整体放置区域中符合所述目标区域信息的目标区域，包括：以目标整体放置区域的q个最小放置区间的第一行第一列为搜索起始点，以整体放置区域的第一边长方向为搜索方向筛选出q个最小放置区域中符合所述目标区域信息的目标区域；所述整体放置区域包括第一边长和第二边长，所述第一边长小于所述第二边长；根据区间编号标记所述目标区域，并调整下一轮搜索区域为q个最小放置区间除所述目标区域以外的其余区间。
25.在上述实施例的所述方法中，目标区域的搜索和筛选主要是根据对目标区域信息的大小和尺寸，通过待分拣工件的面积占据最小放置区间的数量得到目标区域信息，再根据目标区域信息中所包含的最小放置区间的数量去搜索和筛选目标区域。
26.可选的，所述计算所述目标区域的放置点坐标，包括：确定目标区域中的每一最小放置区间的区间坐标；将每一最小放置区间的区间坐标的中心坐标作为目标区域的放置点坐标。
27.在上述实施例的所述方法中，每一最小放置区间的区间坐标均为每一最小放置区间的几何中心点，目标区域的放置点坐标为待分拣工件的外轮廓最小外接矩形的几何中心点，通过这种方式放置待分拣工件，能够最大程度减小放置偏差，提高待分拣工件的放置精度。
28.可选的，所述最小放置区间的区间坐标（x,y）计算公式如下：x=(n-1)*dx sl/2；
y=(m-1)*dy sw/2；式中，n表示所述整体放置区域一行中所述最小放置区间的数量，m表示所述整体放置区域一列中所述最小放置区间的数量，dx表示所述待分拣工件实际放置坐标的x轴位置，dy表示所述待分拣工件实际放置坐标的y轴位置，sw表示最小放置区间的第一边长，s1表示最小放置区间的第二边长，所述最小放置区间的第一边长小于所述最小放置区间的第二边长。
29.可选的，所述基于所述放置点坐标放置所述待分拣工件之后，所述方法还包括：在放置平台中包括不同厚度的工件的情况下，根据各个工件的厚度修改放置平台对应的整体放置区域属性。
30.在上述实施例的所述方法中，在放置平台放置了一部分待分拣工件后，能够通过分拣过程中对放置平台的整体放置区域属性进行修改，来改变放置平台内分拣放置的待分拣工件的类型，从而可以根据实际需求，使放置平台中能够放置多个不同种类的待分拣工件。
31.在一完整示例中，上述的工件自动分拣平铺的放置方法还可以包括以下步骤：第一步、放置区域生成，具体包括：整体放置区域设定，为一个矩形，长宽分别记为tl，tw；最小放置区间设定，最小放置区域也为矩形，长宽分别记为sl，sw；放置区域起始点设定，此点位为实际放置坐标，记为（dx,dy）；生成的放置区域数据，放置局域为tw/sw行，tl/s1列个最小矩形，分为记为m行，n列，编号记录为rm,n；每个矩形中心点的放置坐标如下：(x,y)=((n-1)*dx sl/2, (m-1)*dy sw/2))。
32.第二步、区域属性设定，具体流程如下：2.1 设备属性设定，设备可达性设定，第一步生成的m*n个最小放置矩形，根据放置中心点坐标和设备可达坐标进行设定，约束设定条件为公共区域和指定编号，公共区域即全部设备可达；2.2 放置工件属性设定，工件厚度、材质、工件编号、钢板编号、套料图编号，数据默认设置为0；第三步、工件平铺位置计算分配，具体步骤如下：3.1根据工件面积计算需要占据最小放置矩形的数量，即几行几列，此处记为m行n列，工件以外轮廓的最小外接矩形进行计算，要求两个工件之间的间距加入到工件面积中计算；3.2根据抓取工件的设备编号提取未使用的放置区间，设备属性包含其编号或者公共区域的放置区间；3.3搜索放置区间能满足m行n列连续的空间，搜索思想基于二叉树以编号从第一行第一列开始，且以宽度方向优先搜索，空间利用率最高，此工件起始点位a行，b列记录为{a,b}；3.4计算工件放置点坐标，计算方法为{a,b},{a 1,b},...,{a m,b n}选取点位的x坐标之和除以m，y坐标之和除以n；3.5修改放置点位的工件属性，工件厚度、材质、工件编号、钢板编号、套料图编号
进行修改；以此完成一个工件的平铺放置计算。
33.在本实施例中，平铺放置规则通过以最小外接矩形来规划工件，解决了工件嵌套，进入砂光、校平设备后发生偏移堆叠，导致设备损坏的问题；平铺放置规则将工件放置，抽象成矩形在矩形中的放置规划问题，以二叉树的思想进行动态计算，有效提高放置区域利用率的同时也实现了多个钢板可在同一区域放置；且，充分考虑实际使用时的环境因素，加入了设备属性设定和工件属性设定等功能，显著提升了可用性。
34.本技术实施例还提供一种工件自动分拣平铺装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
35.上述的工件自动分拣平铺装置，可以实现上述的工件自动分拣平铺的放置方法的各个实施例，且能达到相同的有益效果，此处，不做赘述。
36.可选地，本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上述的方法步骤。
37.该可读存储介质可以实现上述的工件自动分拣平铺的放置方法的各个实施例，且能达到相同的有益效果，此处，不做赘述。
38.在对待分拣工件的分拣放置过程中：首先根据放置平台确定整体放置区域，并将整体放置区域划分为q个最小放置区间，q为正整数，根据每一最小放置区间生成每一最小放置区间的第一数据，在第一数据中包括最小放置区间的区间编号以及区间坐标，接着确定每一整体放置区域对应的第二数据，在第二数据中包括每一整体放置区域对应的分拣设备信息以及整体放置区域属性，整体放置区域属性包括整体放置区域对应的工件厚度和工件材质，同时通过分拣设备获取待分拣工件的面积信息，并根据面积信息计算待分拣工件需要占据的目标区域信息，此时便可基于第二数据确定目标整体放置区域，再基于二叉树的搜索方式搜索目标整体放置区域中符合目标区域信息的目标区域，并计算目标区域的放置点坐标，最后根据放置点坐标将待分拣工件放置在目标区域中。
39.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。