一种对离散式物品的定量按需分配方法及装置、补差分配方法与流程

本发明属于离散式物品定量分配技术领域，尤其是一种对离散式物品的按需定量分配方法及装置、补差分配方法。

背景技术：

把离散物品按照一个定量分配的技术,广泛应用于药片、糖果、种子、零件等物品的包装领域。这些分配技术有机械式的，光电多通道式的，视觉整堆计数的方法，而视觉方法是近年在数粒技术的突破，通过视觉系统的解像度，远距离取像及可以对物品整堆计数等特点，使到设备的功能、产能及体积都得以大大优化。视觉数粒技术中，有以补差计数方法来得出目标数量的，当中牵涉先随机分配一个首次分配量，之后再分配一个较小的补差数量来得出目标数量；也有以先整堆计数后再把物品堆暂存并以组合暂存物品堆的方式以得出目标量的逻辑分配方法，以及在输送器上设置计数分格使物品在内形成小堆，并对小堆计数，再在其输出时通过组合小堆以得出目标数量或接近目标数量的计数分格方法。

但是，在以上的分配方法中，所分配的目标数量都是一个固定数量，在实际应用中，目标数量是可能按需求而变化的，按需求变化的目标数量的分配技术，可以应用到自动配方系统，个性化产品包装系统，或补差式定量分配系统中作为补差机构等应用。但是，当目标数量是按需求变化时，现有技术并没有一种可行及高效的解决方法。

在机械式的分配方法中，物品是要先落入一个模板，而模板是按目标数量及物品大小而设置的，所可以处理的不可能变化。在上面所提到的几个以视觉方法计数的技术，都牵涉到把物品先按大概数量分堆并计数，那么，这个大概数量便不可能随时满足一个任意变化的目标数量，尤其是当目标数量的变化范围是较小的数量值的时候(如1-10粒)。比如，在上面所述的计数分格方法中，物品先落入输送器上的计数分格后被计数及在离开输送器时通过组合方法来得出目标数量或一个接近目标的数量，而计数分格内的物品数量是随机的，那么，无论如何组合，都不可能随时满足一个3个物品的数量需求(当计数分格内不存在1及3的数量值时)。在多通道光电的计数方法中，物品通过多条单列通道落下时被独立单个地计数，在累计数量达到目标数量时，通过每条通道下面的闸门把物品分隔开而得出目标数量，在原理上，因为物品是被单个计数，这种放方法是可以满足任意变化目标数量的要求的，但是，由于物品需要通过振动输送器输出，在达到目标数量后闸门关上，并且输送器停止，但是，仍会有物品因为惯性而继续落下，这些物品都被计数并暂存在闸门上，作为下一次分配使用，那么，如果下次需求的目标数量是小于闸门上的暂存数量时，下一次的分配数量便不可能实现。所以，为了减少这种暂存数量溢出的情况，只能够把输送器的速度减慢，让可能发生的暂存数量不会大于1，这也便使整个系统的产能减慢了。同时，由于物品计数与闸门动作是相连发生的，即在光电传感器看到目标数量的最后一个物品时，闸门便要瞬间动作，以分隔开下一个物品，而当闸门反应稍有延误时，便可能打伤物品或产生计数错误。在上面所述的补差计数方法中，在得出一个随机的首次分配数量后，需要再分配出一个补差数量以达到目标数量，这个补差数量便是一个任意变化的目标数量，而且其变化范围都是较小的数量值，所以现这个补差功能往往都是这种补差计数技术的一个产能瓶颈。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种分配效率高、可以输出任意需求量物品数量的分配方法及装置。

本发明的另一发明目的在于提出一种分配效率高的应用该按需分配方法的补差分配方法，

本发明技术方案如下：

一种对离散式物品的定量按需分配方法，

步骤一、供料器向第一输送器连应物品，第一输送器将物品分为至少一个单层分布的物品列,并向第二输送器输出，

步骤二、第二输送器对应每个物品列设置有一列计数分格，每个物品列中的物品经第一输送器输出后落入第二输送器表面对应的列的计数分格，每个计数分格内的物品个数为1或0；

步骤三、对第二输送器表面的计数分格内的物品精确计数；

步骤四、第二输送器输出物品，按需求数量将计数分格内的物品分配至储存器。。

其中，所述步骤四中,当不同计数分格列之中横向并排的一排计数分格的物品输出时,该排中一个或一个以上的计数分格的物品未被分配至储存器时,将该计数分格的物品输出并独立暂存,暂存的物品优先于新的一排的计数分格的物品分配至新的储存器。

其中，所述步骤四中,通过至少两个储存器收集物品，每个计数分格的物品通过分流的方式输送至被分配到的储存器。

其中，所述步骤四中，所述步骤四中,通过至少两个储存器收集物品，每列的计数分格的物品通过分流的方式输送至被分配到的储存器,当计数分格的物品未被分配至储存器时,将该计数分格的物品剔除。

本发明的另一发明目的在于提出一种应用该按需分配方法的补差分配方法，通过下述方式实现：

首先储存器获得低于目标数量的首次分配数量，然后计算获得首次分配数量与目标数量相差的物品数量，对应该储存器生成一个需求数量，最后输出需求数量的物品至对应的储存器。

一种对离散式物品的定量按需分配方法装置，包括

供料器，向第一输送器供应物品；

第一输送器，第一输送器将物品分为至少一个单层分布的物品列，并输送至第二输送器；

第二输送器，第二输送器表面设置有呈矩阵形式分布的计数分格，每列计数分格对应一个物品列设置；

计数机构，对第二输送器表面的计数分格内的物品精确计数；

中央处理器，按储存器的需求数量将计数分格内的物品分配至储存器

储存器，收集计数分格内的物品。

其中，第一输送器将物品分为至少两个单层分布的物品列，第二输送器对应设置有计数分格，还包括汇集器和闸门，闸门对应每列计数分格设置，中央处理器控制闸门打开或关闭，控制物品经闸门进入汇集器或暂存于闸门，汇集器向储存器输出物品。

其中，设置有分流机构和至少两个汇集器，分流机构包括与每列计数分格对应设置的分流通道组，分流通道组设置有与汇集器对应设置的分流通道，每个汇集器输出至一个储存器。

其中，设置暂存机构，所述暂存机构包括与每列计数分格对应设置的闸门和向储存器输送物品的输送通道，中央处理器控制闸门打开或者关闭以将物品送入输送通道或暂存物品。

其中，设置有分流机构、两个汇集器和与每列计数分格对应的闸门，分流机构包括与每个闸门对应设置的分流通道组，中央处理器控制闸门打开或者关闭以将物品送入分流通道组或暂存物品，分流通道组设置有与每个汇集器对应设置的分流通道，中央处理器控制分流通道使物品输出至所分配到的储存器对应的汇集器。

其中，所述计数机构包括取像机构，取像机构设置于所述第二输送器上方，对所述第二输送器的计数分格取像并传输至中央处理器识别计数。

本发明的有益之处

本发明把在第一输送器单列分布的物品先送到一个带有计数分格的第二输送器上，再由第二输送器输出需求数量的物品至储存器，第二输送器的输送频率比物品从第一输送器输出的频率高，如：第一输送器的输出频率是每秒6～8个，而第二输送器的输送频率可以设定为每秒10个格。这样，第二输送器上的每个计数分格便会接收到只有一个物品或没有物品。通过一种计数方法，如电眼或取像等，控制系统便得知第二输送器上每个计数分格是否存在一个物品。通过伺服电机或步进电机的驱动，第二输送器的速度、起动及停止位置都是可以被迅速地准确控制的。通过输出若干个计数分格内的物品，便可以整合出任意一个值的目标数量的物品举例，当按需分配一个需求数量N时，只用控制第二输送器前行刚好包含N个物品的一段计数分格，第二输送器便输出所需的N个物品，同时控制第一输送器与第二输送器同步动作，便可在第二输送器上补充新的物品。当然，由于第二输送器每行走一格，便输出一排物品，那么，在第二输送器输出第N个物品时，同一排中可能有多于所需的物品被输出，本发明提出了三个方法：(一)在输出后使用闸门来暂存多出的物品，供下一次分配使用，(二)同时使用多于一个储存器来接收物品，并且使用分流机构来把多出的物品分流至另一个容器，及(三)把多出的物品剔除。这些方法都牵涉使用机械动作来控制物品，但是，由于物品在计数分格输出时，其时间是有序的，而也由于物品在第二输送器上的分布在物品输出前已经是确定的，系统便可以有充分的时间控制闸门及分流机构的动作，使机械动作可以有序及准确的进行，避免突然及高速的机械动作所带来的冲击及由于动作延误而出错的可能。

现有技术中，物品在输送器上虽然是单列地排列及输出的，但每一个物品所输出的时间是带有一定的随机性的，这也是现有技术中的一个不可控的因数，本发明使用第二输送器所带的计数分格并以速度差的方法保证从第一输送器所输出的物品在第二输送器上只可以有一个或零个落入计数分格，这样便把控制物品计数问题转化为控制计数分格的移动问题，任何一个需求数量都可以通过控制移动一定数量的计数分格而得出，而计数分格的移动是一个绝对可控的运动，这样便可以达到精确地控制第二输送器输出物品的数量的效果。同时，也容许第一输送器更快速地输出物品而不用考虑物品之间的距离太接近。

通过在第二输送器上对计数分格中的物品计数，物品在第二输送器上的分布状态是已知的，那么，输送器需要移动多少个计数分格来输出所需的物品个数也是预先知道的，所以，输送器的起动及停止，以及闸门及分流机构的动作，都可以有充分的时间来控制，避免突然停止及起动所带来的冲击，也避免了在现有技术中闸门需要在光电传感器检测到所需个数的最后一个时作出快速反应而带来的冲击及可能因为反应不及而做成的计数错误。

附图说明

图1是本发明的单容器按需分配的结构示意图

图2是本发明的双容器按需分配的结构示意图。

图3是本发明的单容器补料形式的结构示意图。

图4是本发明的双容器补料形式的结构示意图

1——供料器、2——第一输送器、3——第二输送器、4——计数机构、5——分流机构、6——储存器、7——计数分格、8——汇集器、9——闸门、10——分流通道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进列进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种对离散式物品的定量按需分配方法，如图1、图2所示，

步骤一、供料器1向第一输送器2连续供应物品，第一输送器2将物品分为至少一个单层分布的物品列,并向第二输送器3输出，

步骤二、第二输送器3对应每个物品列设置有一列计数分格7，每个物品列中的物品经第一输送器2输出后落入第二输送器3表面对应的列的计数分格7，每个计数分格7内的物品个数为1或0；

步骤三、对第二输送器3表面的计数分格7内的物品精确计数；

步骤四、按需求数量将计数分格7内的物品分配至储存器6。

本发明通过第一输送器2将物品在第一输送器2表面分为多个物品列,物品列是指,物品呈队列的形式进行排布,物品列之间不重叠,物品列的设计能够是单个的输出物品,与第二输送器3的配合,第二输送器3的计数分格移动频率于第一输送器2的输送频率即可将第一输送器2的物品落入第二输送器3的计数分格7内,并且每个计数分格7只会接收到一个或零个物品,计数分格7按矩阵方式排布，当中每列计数分格7与物品列对应设置，接受第一输送器2输出的物品,计数分格7的物品数量被控制为不大于1,经过计数机构4的精确计数,即可获知第二输送器3移动一段计数分格后所输出的物品的精确数量，即根据需求量把第二输送器3 移动一段计数分格7，便可分配一个任意的需求数量的物品,满足使用者需要得到一个可变的需求量时的物品分配。

相比于现有技术中的输出随机量然后加总计算，其输出的计数分格7内的物品数量是随机的，并且不受控制的，当面对一个随机量的需求量，必然产生大量无法分配的计数分格7的物品堆，分配效率低。

所述步骤四中,当每排计数分格7的物品输出时,该排中一个或一个以上的计数分格7的物品未被分配至储存器6时,将该计数分格7的物品输出并独立暂存,暂存的物品优先于新的一排的计数分格7的物品分配至新的储存器6。

具体的，在每排计数分格7的物品输出时，其中的多个计数分格7有可能被分配至不同的组，上述暂存方法可以将该计数分格7的物品输出并暂存，分配至下一个需求量的储存器6，增加分配效率。

所述步骤四中,通过至少两个储存器6收集物品，每个计数分格7的物品通过分流的方式输送至被分配到的储存器6。

具体的，可以通过两个或两个以上的储存器6来增加分配效率，即同一时间出现两个需求量，计数分格7的物品在输出时，可以通过分流的形式被分配至不同的储存器6，实现同一时间内，两个储存器6同时分配，大大提高分配效率。

所述步骤四中，所述步骤四中,通过至少两个储存器6收集物品，每列的计数分格7的物品通过分流的方式输送至被分配到的储存器6,当计数分格7的物品未被分配至储存器6时,将该计数分格7的物品剔除。

具体的在生产过程中，有可能每排计数分格7内的物品输出时，输出的物品数量超过两个或两个以上的储存器6对应产生的需求量，本发明通过上述方法可以将该计数分格7内的物品进行剔除，以满足连续生产，不产生物品累积，所说的物品累积是指，当该列的计数分格内的物品无法被分配至一个储存器6，输送器是连续输出的，该列计数分格7输出的物品数量越大，其能够被分配至储存器6的几率会越小，直至产生一个巨大的数，导致无法分配，因此，通过剔除的方法，可以保证输送器持续运动，连续供应物料，提高分配效率。

实施例2

如图3、图4所示，

本发明的另一发明目的在于提出一种应用该按需分配方法的补差分配方法，通过下述方式实现：

本发明的根据任意变换的需求量的方法可以被用于补料，补料方法如下：

首先储存器6获得低于目标数量的首次分配数量，然后计算获得首次分配数量与目标数量相差的物品数量，对应该储存器6生成一个需求数量，最后输出需求数量的物品至对应的储存器6。

由于目前精确计数的方法中，首次分配量都是随机的，即所需补料的量也是随机的，即储存器6收到首次分配量时，会获得一个需求量，这个需求量在连续生产的过程中，是随机的，比如生产线的目标数量是100，连续的储存器6获得的首次分配量是95、93、94等，即每一瓶经过首次分配的储存器6都会获得一个需要补差的量，这补差的量是随机的精确量，通过本方法可以精确的输出，即这个随机的补差量在本发明中成为随机的需求量，通过本方法可以快速准确的分配。

实施例3、如图1、图2、图3、图4所示，

一种对离散式物品的定量按需分配装置，包括

供料器1，向第一输送器2供应物品；

第一输送器2，第一输送器2将物品分为至少一个单层分布的物品列，并输送至第二输送器3；

第二输送器3，第二输送器3表面设置有呈矩阵形式分布的计数分格7，每列计数分格7对应一个物品列设置；

计数机构4，对第二输送器3表面的计数分格7内的物品精确计数；

中央处理器，按储存器6的需求数量将计数分格7内的物品分配至储存器6

储存器6，收集计数分格7内的物品。

中央处理器识别计数机构4对于计数分格7内的物品数量的影像或数量数据，影像来源于取像的计数机构4，数量数据来源于电眼计数的计数机构4，可以对整个第二输送器3表面的计数分格7内的物品数量进行统计，并根据需求量来进行分配，第一输送器2可以采用V型槽和刮板的设计将供料器1的物品形成物品列，即在第一输送器2表面沿输送方向分布有至少一个V型槽，在供料器1或第一输送器2的输出端或第一输送器2表面设置刮板，刮板的高度仅能容许V型槽内的物品呈单层分布，即可获得单层的物品列，多于一个物品列时，多个V型槽之间不导通，即物品列之间互不干涉；

第二输送器3表面对应每个物品列设置一列计数分格7，当物品列多于一个时，计数分格7呈矩阵排布，接受对应的物品列的物品；

对计数分格7内的物品个数进行计数，获得第二输送器3表面的每个计数分格7的物品数量及总体的所有的计数分格7内的物品的数量排布数据，即可根据需求量来进行分配计数分格7的物品，分配方法为，获得一个需求量为10的需求量，根据第二输送器3输出的先后顺序，由输出端数10个物品进行输出，由于计数分格7内的物品数量为1或0，即进行计算将计数分格7内有物品的技术分格挑选10个，这10个计数分格7应当是连续的。

第一输送器2将物品分为至少两个单层分布的物品列，第二输送器3对应设置有计数分格7，还包括汇集器8和闸门9，闸门9对应每列计数分格7设置，中央处理器控制闸门9打开或关闭，控制物品经闸门9进入汇集器8或暂存于闸门9，汇集器8向储存器6输出物品。

第一输送器2设置有至少两个V型槽，第二输送器3的计数分格7对应V型槽设置，与V型槽的数量一致，闸门9对应每列计数分格7设置，当计数分格7的物品输出时，通过闸门9来控制物品是否输出至储存器6，每个闸门9被单独控制打开或关闭，当每排计数分格7 的物品均被输出至一个储存器6时，闸门9都打开，物品经闸门9进入汇集器8送至储存器6，当每排计数分格7中的物品被分配至不同的储存器6时，将分配至储存器6的计数分格7的列的闸门9打开，将物品输出，未被分配至储存器6的计数分格7的列对应的闸门9关闭，将物品暂存。

设置有分流机构5和至少两个汇集器8，分流机构5包括与每列计数分格7对应设置的分流通道10组，分流通道10组设置有与汇集器8对应设置的分流通道10，每个汇集器8输出至一个储存器6。

上述方式还可以通过增加汇集器8的设计来增加分配效率，即可以通过多个汇集器8分配，多个汇集器8分别对应一个储存器6，每排计数分格7的物品输出时，计数分格7分配至储存器6，分流通道10将该计数分格7的物品输出至于该储存器6对应的汇集器8，通过本设计可以同时进行多个储存器6的分配，增加分配效率。

设置暂存机构，所述暂存机构包括与每列计数分格7对应设置的闸门9和向储存器6输送物品的输送通道，中央处理器控制闸门9打开或者关闭以将物品送入输送通道或暂存物品。

本发明的可以通过闸门9的形式对计数分格7的输出进行控制，当计数分格7内的物品通过闸门9、输送通道向储存器6输出时，即可通过闸门9关闭，将物品暂存于进行暂存，输送器可以继续输出物品，提高输送效率。

其中，设置有分流机构5、两个汇集器8和与每列计数分格7对应的闸门9，分流机构5包括与每个闸门9对应设置的分流通道10组，中央处理器控制闸门9打开或者关闭以将物品送入分流通道10组或暂存物品，分流通道10组设置有与每个汇集器8对应设置的分流通道10，中央处理器控制分流通道10使物品输出至所分配到的储存器6对应的汇集器8。

其中，所述计数机构4包括取像机构，取像机构设置于所述第二输送器3上方，对所述第二输送器3的计数分格7取像并传输至中央处理器识别计数。

其中，以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。