一种带分拣机器人的分拣装置及其使用方法与流程

本发明涉及物流分拣设备技术领域，特别涉及一种带分拣机器人的分拣装置及其使用方法。

背景技术：

目前，在物流分拣领域，用于处理尺寸范围小于465mm(l)*380mm(w)*250mm(h)且重量小于8kg的小件分拣机的供件台采用的是人工供件。人员从一个固定的滑槽里把小件拿出来转身45度放到另外一段皮带机上。小件快递件的分拣采用人工分拣，这种方式效率比较低，人工劳动强度大。需要的供件人员数量较多，在小件处理量低的情况下，人员闲置率较高，且自动化程度较低。而采用机器人分拣则具有效率高，减轻人工劳动强度的特点。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种带分拣机器人的分拣装置及其使用方法，通过分拣机器人对快递进行分拣，提高分拣效率。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种带分拣机器人的分拣装置，包括：

传送装置，用于将快递件传送至分拣机器人；

分拣机器人，位于所述传送装置的上方，用于分拣所述快递件；

面积和/或高度测量装置，位于所述传送装置的上方，设置在所述传送装置靠近所述分拣机器人的一端，用于测量所述快递件的面积和/或高度；

控制器，分别与所述面积和/或高度测量装置和分拣机器人连接，用于接收所述面积和/或高度测量装置采集的所述快递件的面积和/或高度数据，并启动分拣机器人进行分拣快递件。

快递件在传送装置上传送至分拣机器人处，在分拣机器人前方设有面积和/或高度测量装置，面积和/或高度测量装置测量快递件的面积和/或高度数据并将快递件的面积和/或高度数据传输至控制器。

进一步地，所述传送装置设有归中线，所述归中线使快递件在所述传送装置上居中传送。用于提高面积和/或高度测量数据的准确性，同时机器人在归中线的正上方，便于机器人抓取。

进一步地，所述面积和/或高度测量装置包括用于检测长度的测长检测传感器、测量宽度的测宽检测传感器和用于测量高度的激光测高检测传感器。面积和/或高度测量装置通过测量快递件的高度、长度和宽度获得快递件的体积数据。

进一步地，所述分拣机器人采用真空吸盘吸取快递件。

进一步地，所述真空吸盘包括内层吸盘和外层吸盘。根据快递件表面积的大小，可以选择单独采用内层吸盘单独吸取快递件或采用内层吸盘和外层吸盘同时吸取快递件。

进一步地，所述分拣机器人具有上下移动装置和前后移动装置。上下移动装置控制分拣机器人进行上下移动，前后移动装置控制分拣机器人进行前后移动。

根据本发明的另一方面，提供一种带分拣机器人的分拣装置的使用方法，包括如下步骤：

s1，快递件在传送装置上传送；

s2，面积和/或高度测量装置获取快递件的面积和/或高度数据，并将数据传输至控制器；

s3，控制器根据快递件的面积和/或高度数据，并启动分拣机器人从所述传送装置分拣快递件。

进一步地，所述s3中，分拣机器人根据高度测量装置测量的高度数据控制分拣机器人的下降高度。

进一步地，分拣机器人采用真空吸盘吸取快递件，所述真空吸盘下降到所述快递件的高度后再下降距离h，0mm≤h≤20mm。

进一步地，s3中，根据所述面积测量装置测量的快递件的面积大小，控制所述真空吸盘单独采用内层吸盘单独吸取快递件或采用内层吸盘和外层吸盘同时吸取快递件。

进一步地，所述控制器判断所述快递件的体积大小进而控制所述分拣机器人的平移速度，所述分拣机器人的平移速度随所述快递件体积的增大而减小。控制器根据快递件体积的大小控制分拣机器人的平移速度，防止分拣机器人在分拣较重的快递件时因平移速度过快而导致快递件抓取不牢固而掉落。

本发明的有益效果是：

1、本发明示例的带分拣机器人的分拣装置，快递件在传送装置上传送，控制器根据面积和/或高度测量装置采集的面积和/或高度数据，控制分拣机器人分拣快递件。通过采用分拣机器人对快递进行分拣，替代传统的人工分拣，提高分拣效率，自动化程度高。

2、本发明示例带分拣机器人的分拣装置，用于检测长度的测长检测传感器、测量宽度的测宽检测传感器和用于测量高度的激光测高检测传感器采集快递件的体积数据，并传输至可编辑逻辑控制器，可编辑逻辑控制器通过快递件高度值控制分拣机器人的抓取高度；可编辑逻辑控制器通过快递件的高度值、长度值和宽度值控制分拣机器人的平移速度。防止分拣机器人在分拣较重的快递件时因平移速度过快而导致快递件抓取不牢固而掉落。

3、本发明示例带分拣机器人的分拣装置，通过高度测量装置获得快递件的高度信息，控制分拣机器人下降到与快递件高度相适应的位置对快递件进行抓取，并能根据快递件高度和表面情况的不同确定在快递件高度的基础上进一步下降以提高抓取成功率。

4、本发明示例带分拣机器人的分拣装置，通过面积测量装置获得快递件的上表面面积信息，针对较大的快递件，外层吸盘和内层吸盘同时工作，针对较小的快递件，内层吸盘工作而外层吸盘不工作，节约能量，可针对性地抓取不同尺寸的快递件进行分拣作业，既能稳定地抓取并分拣快递件，同时节约能量。

5、本发明示例带分拣机器人的分拣装置的使用方法，容易实施、人工参与少，通过可编程逻辑控制器控制分拣机器人抓取快递件分拣准确率高，稳定性好。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例真空吸盘的结构示意图。

图中：1-快递件，2-输送带，3-归中线，4-真空吸盘，41-内层吸盘，42-外层吸盘，5-面积和/或高度测量装置。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种带分拣机器人的分拣装置，包括一条用于传送快递件1的输送带2，输送带2宽度为800mm，输送带2设有归中线3，归中线3使快递件1在输送带2上居中传送。在输送带2的上方设有分拣机器人，分拣机器人位于输送带2正上方300-1000mm处，优选高度为500-600mm，分拣机器人具有上下移动装置和前后移动装置，上下移动装置控制分拣机器人进行上下移动，前后移动装置控制分拣机器人进行前后移动。

分拣机器人采用真空吸盘4吸取快递件，真空吸盘4包括内层吸盘41和外层吸盘42。根据快递件表面积的大小，可以选择单独采用内层吸盘41单独吸取快递件或采用内层吸盘41和外层吸盘42同时吸取快递件。

分拣机器人前方的输送带2的上方设有面积和/或高度测量装置5，面积和/或高度测量装置5包括用于测量快递件1高度的激光测高检测传感器和用于检测长度的测长检测传感器以及测量宽度的测宽检测传感器。面积和/或高度测量装置5通过测量快递件的高度、长度和宽度获得快递件的体积数据。

面积和/或高度测量装置5将采集的快递件1的体积数据传输至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器启动分拣机器人分拣快递件1。

上述一种带分拣机器人的分拣装置的使用方法，包括如下步骤：

s1，快递件1在输送带2上传送，输送带2的归中线3使快递件1在输送带2上居中传送；

s2，面积和/或高度测量装置5通过激光测高检测传感器测量快递件1的高度，通过测长检测传感器测量快递件1的长度通过测宽检测传感器测量快递件1的宽度。面积和/或高度测量装置5将测量的快递件1的高度、长度和宽度数据传输至可编程逻辑控制器；

s3，可编程逻辑控制器根据快递件的面积和/或高度数据，并启动分拣机器人将快递件从所述传送装置分拣快递件。分拣机器人根据高度测量装置测量的高度数据控制分拣机器人的下降高度，根据面积测量装置测量的面积数据确定分拣机器人的抓取面积，根据高度和面积测量装置获得的体积数据控制所述分拣机器人的平移速度。

具体控制方式如下：分拣机器人下部采用真空吸盘4吸取快递件，可编程逻辑控制器控制分拣机器人下降到快递件1的高度的基础上再下降10-20mm，以加大真空吸盘与快递件1的接触面积。分拣机器人接近快递件时随快递件进行水平移动。根据快递件的体积和输送带2的速度以及分拣机器人的下降时间，确定分拣机器人跟随快递件水平移动的时间，在抓取快递件之前，使得真空吸盘获得与快递将相同的水平速度。

根据面积测量装置测量的快递件的面积大小，控制真空吸盘4单独采用内层吸盘41单独吸取快递件或采用内层吸盘41和外层吸盘42同时吸取快递件。

可编程逻辑控制器判断快递件1的体积大小并控制分拣机器人的平移速度，防止分拣机器人在分拣较重的快递件1时因平移速度过快而导致快递件1抓取不牢固而掉落。

可编程逻辑控制器根据快递件1的高度值h、长度值l和宽度值w确定机器人抓手的平移速度v；设定高度对比值50mm和100mm，长度对比值300mm和宽度对比值250mm；

当h＜50mm时，v＝(90-100％)v1；

当50mm≤h＜10mm，

l＜300mm且w＜250mm时，v＝(50％-80％)v1；

当50mm≤h＜100mm，

l≥300mm或w≥250mm时，v＝(30％-40％)v1；

当h≥100mm时，v＝(15％-20％)v1；

其中，v1为机器人抓手标定的最大速度，标定最大速度v1为(5000-6000)脉冲/秒。

高度对比值50mm和10mm，长度对比值300mm和宽度对比值250mm这四个参数，这是基于快递工作中众多快件统计出来的一个数据，按两个数据基本能划分快递小件重量范围。根据实际工作需要还高度对比值a的取值范围为20-60mm，b的取值范围为80-150mm；长度对比值c的取值范围为250-350mm，宽度对比值d的取值范围为200-300mm。通过设定高度对比值，将采集到的快递件高度与高度对比值、长度对比值和宽度对比值分别进行比对，并根据比对结果控制机器人抓手的平移速度。

本实施例中的可编辑逻辑控制器可以采用西门子s7-400，cpu配置为cpu414-2，程序和数据内存为2*128k，数字量i/o为16k/16k，位操作执行时间为0.1微秒，模拟量i/o为1k/1k，计时器/定时器为256/256，通信接口为mpi/dp,profibus-dp或ifmss。该实施例中的可逻辑编辑控制器还可以采用其他型号的可逻辑编辑控制器，具体型号选择以能实现本发明的控制要求为准。

上述实施例中的传送装置不仅限于是输送带，还可以采用皮带传送机、链条传送带等其他可以实现直线传送的装置；面积和/或高度测量装置还可以采用测高传感器和二维视觉传感器对快递件的高度、长度和宽度进行测量，采用测高传感器测量快递件的高度，采用二维视觉传感器测量快递件的长度和宽度，二维视觉传感器是现有的成熟的技术，在此不在赘述。实施例中提到的激光测高检测传感器、测长检测传感器和测宽检测传感器是成熟的现有的技术，通过激光测高检测传感器、测长检测传感器和测宽检测传感器分别来获取快递件的高度、长度和宽度，上述激光测高检测传感器、测长检测传感器和测宽检测传感器接上变送器，把光信号变成电信号传入plc模拟量模块进行数据传输。实施例中，归中线是一段斜辊筒输送线。输送线中间是一段宽200mm的皮带，皮带两侧是从运行方向看呈倒“v”形排布的镀锌辊筒。辊筒通过链条或皮带摩擦驱动传动。归中线是比较成熟的现有技术。本实施例中不再详细赘述。

上述实施例中，分拣机器人可以将快递将从输送带2分拣至供件台或者分拣至另一个输送带进行传送。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。