用于机器人码垛的输送系统的制作方法

本发明涉及机器人码垛技术。

背景技术：

国内大多数码垛工作都是由人工完成。在物料重量轻、体积小、码垛速度慢、物料形状多样且不规则的情况下，采用人工码垛是可行的，但在很多情况下人工不足以满足码垛的需求。随着工业自动化技术的发展，机器人逐渐应用于码垛工作中。

码垛机器人系统在对大小规格不统一的物料进行码垛时，码垛的顺序与物料输送的初始顺序通常并不相同。物料输送的初始顺序往往是随机的，而码垛机器人则需要按照托盘空间利用率最大化的原则进行码垛。以常见的针对不规则物料进行码垛的算法举例来说，码垛机器人系统会按照物料体积从大到小的顺序进行码垛，以达到托盘空间利用率最大化的目的，因此就需要将随机输入的多个不规则物料按照符合码垛机器人码垛顺序的要求输出，从而达到自动码垛的目的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于机器人码垛的输送系统，其能够自动将随机输入的多个不规则物料按照符合码垛机器人码垛顺序的要求输出，从而实现机器人自动码垛。

本发明所采取的技术方案是：本发明提供了一种用于机器人码垛的输送系统，包括：进料输送线；分拣输送线，分拣输送线呈闭合的环状，分拣输送线的入口与进料输送线的出口相连，分拣输送线的出口处设有可换向输送机构，可换向输送机构能够选择性地控制物料是从分拣输送线的出口输出还是继续沿着分拣输送线传送；第一检测传感器用于检测是否有物料进入分拣输送线；物料参数检测装置用于检测进入到分拣输送线的每个物料的指定参数；第二检测传感器，用于检测分拣输送线输送的物料是否到达分拣输送线的出口；控制器，用于接收第一检测传感器和第二检测传感器发送的检测信号以及物料参数检测装置发送的指定参数信息，控制可换向输送机构的工作，使得进入分拣输送线的物料按照机器人码垛的顺序依次从分拣输送线的出口输出；其中，机器人码垛的顺序与指定参数相关联。

本发明至少具有以下优点和特点：

1、根据本发明实施例的用于机器人码垛的输送系统使随机输入的物料在环状的分拣输送线上输送，并通过控制器控制设在分拣输送线出口的可换向机构，使得进入分拣输送线的物料能够按照机器人码垛的顺序依次从分拣输送线的出口输出，从而减轻了工人分拣和码放物料的工作量，提高了对大小不统一的物料进行码垛的效率；

2、根据本发明实施例的用于机器人码垛的输送系统结构简单，易于实施。

附图说明

图1示出了本发明用于机器人码垛的输送系统的一个实施例的整体示意图。

图2示出了本发明的分拣输送线的一个实施例的示意图。

图3示出了本发明的机器人抓料输送线的一个实施例的局部示意图。

图4示出了本发明的进料输送线的一个实施例的局部示意图。

图5示出了本发明用于机器人码垛的输送系统的电气控制原理框图。

图6至图9示出了根据本发明一实施例的控制器的控制流程的示例。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图1至图5，根据本发明一实施例的用于机器人码垛的输送系统包括进料输送线1、机器人抓料输送线2、分拣输送线3、第一检测传感器41、第二检测传感器42、物料参数检测装置5以及控制器6。

分拣输送线3呈闭合的环状。分拣输送线3的入口31与进料输送线1的出口相连，分拣输送线3的出口32与机器人抓料输送线2的入口连接，码垛机器人100可抓取在机器人抓料输送线2上输送的物料200，将其码放到托盘上300。分拣输送线3的出口32处设有可换向输送机构3d，该可换向输送机构3d能够选择性地控制物料是从分拣输送线3的出口32输出还是继续沿着分拣输送线3传送。

分拣输送线3包括第一输送支线3a、入口万向输送台3b及第二输送支线3c，可换向输送机构3d为可换向输送台。第一输送支线3a、入口万向输送台3b、第二输送支线3c及可换向输送台3d共同组成呈闭合的环状输送线。入口万向输送台3b设置在第一输送支线3a的一端与第二输送支线3c的一端之间，并紧靠进料输送线1的出口，入口万向输送台3b用于分别将第一输送支线3a及进料输送线1输送的物料200均输送给第二输送支线3c。入口万向输送台3b的输送面上设有多个滚珠31b，这些滚珠可以使得物料200向任意方向滑动。可换向输送台3d设置在第一输送支线3a的另一端与第二输送支线3c的另一端之间，并紧靠机器人抓料输送线2的入口。在本实施例中，可换向输送台3d为链条辊道式输送台，链条辊道式输送台的链条的输送方向与辊道的输送方向相互垂直。在又一种实施方式中，可换向输送台3d的输送面上设有多个滚珠，且可换向输送台3d面向机器人抓料输送线2的入口的一侧设有第一挡板，面向第一输送支线3a的一侧设有第二挡板。当需要物料流出环状输送线时，可换向输送台3d会降下第一挡板，升起第二挡板，使物料流入机器人抓料输送线2的入口，此时可换向输送台3d的输送面会稍微摩擦物料底面；当物料需要流入到第一输送支线3a而不是机器人抓料输送线2的时候，可换向输送台3d将升起通往机器人抓料输送线2的第一挡板，降下第二挡板。在另一种实施方式中，可换向输送台3d在其输送面上设有多个角度可变的输送滚轮，这些输送滚轮的角度可通过控制器6的控制进行调节。进料输送线1、第一输送支线3a、第二输送支线3b和机器人抓料输送线2均为辊道输送线。

第一检测传感器41用于检测是否有物料200进入分拣输送线3。物料参数检测装置5用于检测进入到分拣输送线3的每个物料的指定参数，该指定参数可以是物料的体积、长度、宽度、高度等等。第二检测传感器42用于检测分拣输送线3输送的物料是否到达分拣输送线3的出口。在一种具体的实施方式中，第一检测传感器41和物料参数检测装置5分别设置在进料输送线1的出口和分拣输送线3的入口的交界位置，第二检测传感器42设置在分拣输送线3的出口位置，第一检测传感器41和第二检测传感器42为光电传感器。

控制器6用于接收第一检测传感器41和第二检测传感器42发送的检测信号以及物料参数检测装置5发送的指定参数信息，控制可换向输送机构3d的工作，使得进入分拣输送线3的物料按照机器人码垛的顺序依次从分拣输送线的出口输出到机器人抓料输送线2。其中，机器人码垛的顺序与指定参数相关联，在一种具体的实施方式中，机器人码垛的顺序为按照物料体积从大到小的顺序进行码垛，这就要求进入分拣输送线3的物料按照体积从大到小的顺序依次从分拣输送线的出口输出到机器人抓料输送线2，以供垛机器人100按照物料体积从大到小的顺序进行码垛。

控制器6用于建立物料的指定参数的输出队列，并设置一指针，使指针的起始位置指向输出队列的队首位置；在第一检测传感器41每次检测到物料进入分拣输送线时，将进入分拣输送线的物料的指定参数添加到输出队列中，在第二检测传感器42每次检测到有物料到达分拣输送线3的出口32时，根据到达出口32的物料的指定参数、当前输出队列的队列内容以及机器人码垛的顺序判断是否要将该物料从分拣输送线3的出口32输出；如果不需要输出，通过控制可换向输送机构3d使物料继续沿着分拣输送线3传送，并将指针向后移动一位；如果需要输出，则通过控制可换向输送机构3d使物料从分拣输送线3的出口32输出，将与输出的物料相对应的指定参数从输出队列中删除，并将指针向前移动一位；在指针向后移动一位或向前移动一位后，若指针当前指向的是输出队列的队尾位置，则将指针移动至指向队首位置。

以下通过一简单的示例说明控制器6的上述工作原理和过程。在该示例中，有3个物料随机流入分拣输送线3，然后按照体积从大到小的顺序依次从分拣输送线3输出，图6至图9示出了控制器6的控制流程。其中，在输出队列q中，最先进入分拣输送线3的物料的体积为0.02立方米，其次进入分拣输送线3的物料的体积为0.03立方米，最后进入分拣输送线3的物料的体积为0.05立方米。这些物料均为长方体形状的包装箱。如图6所示，指针p的起始位置指向输出队列q的队首位置，即最先进入分拣输送线3的物料的体积值。当第二检测传感器42检测到最先进入分拣输送线3的物料到达分拣输送线3的出口32时，根据其体积大小、当前输出队列q的队列内容（即目前进入到输出队列q中的三个物料的体积值）以及机器人码垛的顺序判断是否要将该物料从分拣输送线3的出口32输出。由于机器人码垛的顺序是按照体积从大到小的顺序，因此，控制器6判断无需输出，于是控制最先进入分拣输送线3的物料继续沿着分拣输送线3传送，并将指针p向后移动一位，指向了其次进入分拣输送线3的物料的体积值，如图7所示。与上述的过程类似，因为其次进入分拣输送线3的物料的体积也不是输出队列中最大的，因此当第二检测传感器42检测到其次进入分拣输送线3的物料到达分拣输送线3的出口32时，控制器也会让其继续沿着分拣输送线3传送，并将指针p向后移动一位，指向最后进入分拣输送线3的物料的体积值，如图8所示。该最后进入分拣输送线3的物料的体积值是当前输出队列中最大的，因此当第二检测传感器42检测到最后进入分拣输送线3的物料到达分拣输送线3的出口32时，控制器6会控制可换向输送机构3d，使该最后进入分拣输送线3的物料从分拣输送线3的出口32输出，并将其对应的体积值（即0.05立方米）从输出队列q中删除，并将指针p向前移动一位，由于指针p向前移动一位正好指向的是输出队列的队尾位置，因此还需将指针p调整至指向队首位置，即指向0.02立方米，如图9所示。如此循环，控制器6会控制体积为0.03立方米、体积为0.02立方米的物料先后从分拣输送线3的出口32输出，从而满足了码垛机器人码垛顺序的要求。这种控制方式可以在工作期间任意继续添加物料，具有良好的实时操作性。

在本实施例中，控制器6采用plc控制器。

可选地，用于机器人码垛的输送系统包括第三检测传感器43和阻挡机构。第三检测传感器43用于检测物料是否到达进料输送线1的预定位置，在本实施例中，第三检测传感器43为光电传感器。阻挡机构包括阻挡件71及阻挡件驱动机构，阻挡件驱动机构用于驱动阻挡件71在阻挡位置与放行位置之间移动，阻挡件71默认在阻挡位置，阻挡件71在阻挡位置时阻止到达预定位置的物料向进料输送线出口方向输送（即，物料处于预定位置时抵靠阻挡件），阻挡件71在放行位置时，物料能够从预定位置输出至进料输送线1的出口。在本实施例中，第一阻挡件71为挡板，第一阻挡件驱动机构为驱动该挡板71上升和下降的升降驱动气缸72。在本实施例中，上述预定位置邻近进料输送线1的出口。

控制器6用于接收第三检测传感器43发送的检测信号，并控制阻挡机构的工作。其中，控制器6在第三检测传感器43检测到物料到达预定位置时，控制物料参数检测装置5检测到达预定位置的物料的指定参数，并在接收到物料参数检测装置5发送的物料指定参数时控制阻挡件驱动机构的工作，使阻挡件71移动至放行位置，在第三检测传感器43检测到预定位置处没有物料时，控制阻挡驱动机构动作，使阻挡件71回到阻挡位置。

在本实施例中，物料参数检测装置5为扫码设备；物料200的侧面设有含有指定参数的信息的识别码201，识别码201包括但不限于条形码、二维码等等。扫码设备5成功扫码后，控制器6即获得了对应物料的指定参数信息。在其他的实施方式中，物料参数检测装置5也可以是3d相机等等，利用3d相机的拍照功能同样也可以获得物料的体积信息。物料200在到达预定位置时抵靠阻挡件71，无法继续移动，将有利于进行后续的视觉成像。

进一步地，根据本实施例的用于机器人码垛的输送系统包括旋转件81以及用于驱动旋转件81旋转的旋转件驱动机构。旋转件81设置在所述进料输送线1的所述预定位置，用于接收从进料输送线入口输送来的物料。

控制器6用于控制旋转件驱动机构的工作，其中，控制器6在第三检测传感器43检测到物料200到达预定位置时，控制扫码设备5扫码，若扫码设备5没有检测到识别码201，会向控制器6发送扫码失败的信息，则控制器6控制旋转件81旋转一预定的角度，并重新控制扫码设备5扫码，直到扫码设备5扫码成功，控制器6接收到扫码设备5的扫码结果。这样的话，无论识别码201设置在长方体包装箱的哪一个侧面上，都能确保被扫码设备5扫描到。在本实施例中，旋转件81为转盘，旋转驱动机构为驱动电机82。上述预定的角度为90°。

根据本发明实施例的用于机器人码垛的输送系统使随机输入的物料在环状的分拣输送线上输送，并通过控制器控制设在分拣输送线出口的可换向机构，使得进入分拣输送线的物料能够按照机器人码垛的顺序依次从分拣输送线的出口输出，从而减轻了工人分拣和码放物料的工作量，提高了对大小不统一的物料进行码垛的效率。