一种药瓶包装机器人系统及一种药瓶包装方法与流程

1.本发明属于医药自动化生产设备技术领域，具体涉及一种药瓶包装机器人系统及一种药瓶包装方法。


背景技术：

2.现代制造系统朝着智能化、柔性化方向发展。在医药类生产企业中，生产线上药瓶的装盒，包装，封盒，转运等操作，大多由人工完成，人工劳动强度大，效率低，出错概率高，有些生产线上的药物还会对人体产生危害，因此，现实需求需要完成自动化生产。传统的自动化生产线建立之后，减少了人力劳动，提高了生产效率；但生产线产品品类固化，产线柔性不足；具体的，比如，制药行业，当药瓶的包装盒，药瓶类型等改变时，或者生产量增减时，该生产线就无法满足要求了，不能适应新产品的生产，产线改造难度也大。这与现代化柔性生产的要求相违背，现代化柔性生产要求当生产的产品形态，包装类型等发生变化之后，或者生产量有所增减之后，原有生产线仅通过改变、增减某种配置或者某种末端工具就可以适配新的产品生产要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提出一种药瓶包装机器人系统，采用至少一组相互配合的折盒机器人及装盒机器人组成的柔性生产单元代替生产线上的人工药瓶包装工位，模块化设置的柔性生产单元在增产时增加柔性生产单元的数量，转运机器人的数量根据产量设置，与柔性生产单元相互配合，实现包装好的药盒的转运。本发明能够使药瓶包装工位的生产效率大幅提升，且提高了产线的柔性程度并具有全自动功能。
4.为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：
5.一种药瓶包装机器人系统，包括设置在生产线上的至少一组柔性生产单元及至少一组转运机器人；
6.所述柔性生产单元包括控制系统、折盒机器人及装盒机器人；
7.所述折盒机器人用于在所述控制系统的控制下自药盒料仓中抓取未折叠药盒并进行折叠为一端开口药盒及对所述一端开口药盒封口；
8.所述装盒机器人用于在所述控制系统的控制下自所述生产线或药瓶存储部抓取药瓶并自说明书料仓中抓取说明书同时装入所述一端开口药盒；
9.所述控制系统用于检测所述生产线上所述药瓶的规格选择是否控制所述折盒机器人及所述装盒机器人对所述药瓶执行工作，若是，制定所述折盒机器人及所述装盒机器人的工作流程；
10.一组所述折盒机器人与一组所述装盒机器人在所述生产线上动作相互配合设置；一组所述折盒机器人与一组所述装盒机器人基于所述生产线对向排列、同侧排列或间隔排列；
11.所述转运机器人用于运输封口后的药盒。
12.进一步的，所述折盒机器人包括折盒机械臂、折盒夹爪及仿形工装；所述折盒夹爪可替换安装在所述折盒机械臂上，设置有药盒吸盘及折盒板；所述折盒板折叠所述未折叠药盒至上下开口状；
13.所述仿形工装上设置有导向槽；所述机械臂带动上下开口的所述药盒配合所述导向槽完成所述药盒的上下封口。
14.进一步的，所述装盒机器人包括装盒机械臂、药瓶夹爪、说明书吸盘及缓存平台；所述药瓶夹爪及所述说明书吸盘可替换安装在所述装盒机械臂上；所述缓存平台包括装盒槽、导向井及说明书限位部；
15.所述装盒槽用于放置所述一端开口药盒；所述导向井的延伸方向朝向所述装盒槽中所述一端开口药盒的开口；所述说明书限位部用于将说明书限位至所述导向井远离所述装盒槽的一端；
16.所述装盒槽的开口处于所述药盒吸盘的行程范围内；
17.所述导向井的开口处于所述药瓶夹爪的行程范围内；
18.所述说明书限位部处于所述说明书吸盘的行程范围内。
19.进一步的，所述药瓶夹爪的行程穿过所述导向井到达所述装盒槽内；说明书基于所述药瓶夹爪穿过所述导向井压入所述装盒槽内的所述一端开口药盒。
20.进一步的，所述说明书限位部包括多个设置在所述导向井外周的定位柱。
21.进一步的，一组所述折盒机械臂上设置有两组所述折盒夹爪及两组所述药盒吸盘；一组所述装盒机械臂上设置两组所述药瓶夹爪及两组所述说明书吸盘；一组所述折盒机械臂与一组所述装盒机械臂之间设置四组所述缓存平台。
22.进一步的，所述柔性生产单元上设置有多个与所述控制系统通信的传感器；多个所述传感器用于识别所述药盒的规格、药瓶的规格、所述折盒机器人的动作节点、所述装盒机器人的工作节点。
23.进一步的，所述折盒机械臂与所述装盒机械臂均为由多个关节伺服电机驱动的关节机械臂；多个所述关节伺服电机的伺服驱动器由所述控制系统控制。
24.同时，本发明还提出基于上述药瓶包装机器人系统的一种药瓶包装方法，其特征在于，包括以下步骤：
25.向所述柔性生产单元下达作业任务；
26.所述控制系统解析所述作业任务后进行动作规划；
27.基于所述动作规划控制所述折盒机器人及所述装盒机器人协调运作；
28.其中：所述动作规划还基于所述控制系统解析各所述传感器数据实现。
29.进一步的，所述折盒机器人的工作步骤包括：
30.s101:折盒机器人自药盒料仓同时搬运两组未折叠药盒配合仿形工装进行单边折盒，形成两个一端开口的药盒；
31.s102:折盒机器人将两个一端开口的药盒放入第一缓存平台及第二缓存平台中；
32.s103:折盒机器人取出第三缓存平台及第四缓存平台中的两个一端开口的药盒并配合仿形工装进行药盒封口；
33.s104:折盒机器人将封口后的药盒搬运至所述生产线上；
34.s105:折盒机器人自药盒料仓同时搬运两组未折叠药盒配合仿形工装进行单边折
盒，形成两个一端开口的药盒；
35.s106:折盒机器人将两个一端开口的药盒放入第三缓存平台及第四缓存平台中；
36.所述装盒机器人的工作步骤包括：
37.s201:装盒机器人自说明书料仓中同时搬运两组说明书并分别放至第一缓存平台及第二缓存平台上；
38.s202:装盒机器人自药瓶输送线上同时搬运两组药瓶，将两组药瓶与两组说明书分别压入第一缓存平台中的一端开口药盒及第二缓存平台中的一端开口药盒中；
39.s203:装盒机器人自说明书料仓中同时搬运两组说明书并分别放至第三缓存平台及第四缓存平台上；
40.s204:装盒机器人自药瓶输送线上同时搬运两组药瓶，将两组药瓶与两组说明书分别压入第三缓存平台中的一端开口药盒及第四缓存平台中的一端开口药盒中；
41.s205:装盒机器人自说明书料仓中同时搬运两组说明书并分别放至第三缓存平台及第四缓存平台上；
42.s206:装盒机器人自药瓶输送线上同时搬运两组药瓶，将两组药瓶与两组说明书分别压入第缓存平台中的一端开口药盒及第二缓存平台中的一端开口药盒中。
43.采用上述技术方案，本发明还能够带来以下有益效果：
44.本发明的折盒机器人与装盒机器人可灵活分布在生产线上，进一步提高了柔性程度；
45.本发明设置可更换的折盒夹爪、药瓶夹爪及说明书吸盘，可以实现不同类型药盒的包装；
46.本发明设置有多个传感器，可以实现机器人的自动化生产及纠错；
47.本发明的一组柔性机器人设置两组折盒夹爪、两组药盒吸盘、两组说明书吸盘及四组缓存单元，相互配合工作后大幅度提高了工作效率。
附图说明
48.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
49.图1为本发明具体实施方式中一种药瓶包装机器人的模块分布示意图；
50.图2为本发明具体实施方式中一种药瓶包装机器人的另一种模块分布示意图；
51.图3为本发明具体实施方式中折盒夹爪及药盒吸盘的组合结构示意图；
52.图4为本发明具体实施方式中药瓶夹爪及说明书吸盘的组合结构示意图；
53.图5为本发明具体实施方式中缓存平台的结构示意图；
54.图6为本发明具体实施方式中放置有药盒及说明书的缓存平台的状态示意图；
55.图7为本发明具体实施方式中药瓶夹爪向药盒内装药瓶的动作状态示意图；
56.图8为本发明具体实施方式中一种药瓶包装方法的流程示意图；
57.图9为本发明具体实施方式中柔性生产单元的工作流程框图；
58.图10为本发明具体实施方式中柔性生产单元的控制、驱动系统示图；
59.其中：1、折盒机器人；2、装盒机器人；3、转运机器人；4、控制系统；5、伺服驱动器；
6、药盒；7、药瓶；8、说明书；11、折盒机械臂；12、折盒夹爪；13、药盒料仓；121、折盒板；122、药盒吸盘；21、装盒机械臂；22、药瓶夹爪；23、说明书吸盘；24、缓存平台；25、说明书料仓；241、装盒槽；242、导向井；243、说明书限位部。
具体实施方式
60.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
61.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
62.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
63.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
64.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
65.在本发明的一个实施例中，如图1、2所示，提供一种药瓶7包装机器人系统，包括设置在生产线上的至少一组柔性生产单元及至少一组转运机器人3；
66.柔性生产单元包括控制系统4、折盒机器人1及装盒机器人2；
67.折盒机器人1用于在控制系统4的控制下自药盒6料仓中抓取未折叠药盒6并进行折叠为一端开口药盒6及对一端开口药盒6封口；
68.装盒机器人2用于在控制系统4的控制下自生产线或药瓶7存储部抓取药瓶7并自说明书8料仓中抓取说明书8同时装入一端开口药盒6；
69.一组折盒机器人1与一组装盒机器人2在生产线上动作相互配合设置；一组折盒机器人1与一组装盒机器人2基于生产线对向排列、同侧排列或间隔排列；
70.转运机器人3用于运输封口后的药盒6。
71.本实施例的药瓶7折盒机器人1基于两个机械臂以及安装在两个机械臂上的各功能性组件以及导向折叠设施实现药盒6的折叠、药瓶7的装盒以及说明书8的装盒；转运机器人3可灵活运行于生产线与运出区域之间，根据药盒6产量设置具体数量，与柔性生产单元
可一对一设置、一对多设置、多对一设置，具有很高的灵活性。
72.控制系统4采用自动控制系统4，集成有计算、检测及控制模块，每个柔性生产单元基于一个控制系统4进行控制单独工作。
73.一端开口药盒6只留有一个可以使放置的开口，成为一端开口的药盒6可基于折盒机器人1或生产线进行转运，在一端开口的药盒6到达与此折盒机器人1采用同一控制系统4控制的装盒机器人2的作业范围内时，装盒机器人2进行药瓶7及说明书8的装盒操作。
74.在本实施例中，各柔性生产单元的组成规格可相同也可不同，均设置有识别传感器，识别传感器基于来料(药瓶7)的规格采用对应的折盒、装盒工艺；为了增加效率，在生产线固定后，一组柔性生产单元只负责一种药盒6的包装；
75.控制系统4用于检测生产线上药瓶7的规格选择是否控制折盒机器人1及装盒机器人2对药瓶7执行工作，若是，制定折盒机器人1及装盒机器人2的工作流程。
76.若否，药瓶7在生产线上继续向下运输，直至到达用于处理此类药瓶7的专用柔性生产单元。
77.本实施例实现对药瓶7和说明书8的入盒、封盒及转运的任务，完全替代人工操作；可根据生产任务量多少，动态配置柔性作业单元数量，从而提高生产线的柔性化、智能化水平。
78.本实施例在机器人系统工作过程中，依据机器人自身的感知系统，如视觉传感系统，对药盒6的标识、盒子形状、说明书8等状态进行识别后，从而完成需要的动作。
79.图1为一组柔性生产单元同侧排列且配置一个转运机器人3的工况示意图；图2为两组柔性生产单元相互对向排列且配置一个转运机器人3的工况示意图。
80.在一个实施例中，折盒机器人1包括折盒机械臂11、折盒夹爪12及仿形工装；折盒夹爪12可替换安装在折盒机械臂11上，设置有药盒6吸盘及折盒板121；折盒板121折叠未折叠药盒6至上下开口状；
81.仿形工装上设置有导向槽；机械臂带动上下开口的药盒6配合导向槽完成药盒6的上下封口。
82.本实施例的折盒机械臂11采用关节机械臂，采用伺服电机驱动，折盒夹爪12、药盒6吸盘折盒板121均采用气动驱动。导向槽为定向适用于一种或多种药盒6折叠的传统的药盒6折叠导向槽，设置在折盒机械臂11的行程范围内。
83.在一个实施例中，装盒机器人2包括装盒机械臂21、药瓶7夹爪、说明书8吸盘及缓存平台24；药瓶7夹爪及说明书8吸盘可替换安装在装盒机械臂21上；缓存平台24包括装盒槽241、导向井242及说明书8限位部；
84.装盒槽241用于放置一端开口药盒6；导向井242的延伸方向朝向装盒槽241中一端开口药盒6的开口；说明书8限位部用于将说明书8限位至导向井242远离装盒槽241的一端；
85.装盒槽241的开口处于药盒6吸盘的行程范围内；
86.导向井242的开口处于药瓶7夹爪的行程范围内；
87.说明书8限位部处于说明书8吸盘的行程范围内。
88.在本实施例中，装盒槽241用于保持一端开口药盒6至固定位置以便装盒机器人2进行药瓶7与说明书8的装盒，此处不限制其具体姿态；药盒6吸盘为气动吸盘，药瓶7夹爪为可夹取或吸取药瓶7的装置，此处不作具体限制。
89.在一个实施例中，如图3-7所示的实施方式，药瓶7夹爪的行程穿过导向井242到达装盒槽241内；说明书8基于药瓶7夹爪穿过导向井242压入装盒槽241内的一端开口药盒6。
90.说明书8限位部包括多个设置在导向井242外周的定位柱。
91.本实施例药瓶7夹爪搬运药瓶7的方式为夹取。
92.如图3-7所示，本实施例一组折盒机械臂11上设置有两组折盒夹爪12及两组药盒6吸盘；一组装盒机械臂21上设置两组药瓶7夹爪及两组说明书8吸盘；一组折盒机械臂11与一组装盒机械臂21之间设置四组缓存平台24。
93.这种组合方式可以使折盒机器人1与装盒机器人2分别完成其作业的同时不用相互等待另一方的动作完成。
94.在本实施例中，柔性生产单元上设置有多个与控制系统4通信的传感器；多个传感器用于识别药盒6的规格、药瓶7的规格、折盒机器人1的动作节点、装盒机器人2的工作节点。本实施例的传感器包括视觉传感器、二维码扫描、位移传感器等，用于支持控制系统4探测药瓶7的规格、装盒机器人2的具体工作状态、装瓶机器人的具体工作状态以及药瓶7、药盒6、说明书8的具体情况。
95.在本实施例中，如图10所示，折盒机械臂11与装盒机械臂21均为由多个关节伺服电机驱动的关节机械臂；多个关节伺服电机的伺服驱动器5由控制系统4控制。
96.基于相同的发明构思，在本发明的一个实施例中，还提出一种药瓶7包装方法，如图8所示，包括以下步骤：
97.向柔性生产单元下达作业任务；
98.控制系统4解析作业任务后进行动作规划；
99.基于动作规划控制折盒机器人1及装盒机器人2协调运作；
100.其中：动作规划还基于控制系统4解析各传感器数据实现。
101.如图9所示，折盒机器人1的工作步骤包括：
102.s101:折盒机器人1自药盒6料仓同时搬运两组未折叠药盒6配合仿形工装进行单边折盒，形成两个一端开口的药盒6；
103.s102:折盒机器人1将两个一端开口的药盒6放入第一缓存平台24及第二缓存平台24中；
104.s103:折盒机器人1取出第三缓存平台24及第四缓存平台24中的两个一端开口的药盒6并配合仿形工装进行药盒6封口；
105.s104:折盒机器人1将封口后的药盒6搬运至生产线上；
106.s105:折盒机器人1自药盒6料仓同时搬运两组未折叠药盒6配合仿形工装进行单边折盒，形成两个一端开口的药盒6；
107.s106:折盒机器人1将两个一端开口的药盒6放入第三缓存平台24及第四缓存平台24中；
108....；
109.装盒机器人2的工作步骤包括：
110.s201:装盒机器人2自说明书8料仓中同时搬运两组说明书8并分别放至第一缓存平台24及第二缓存平台24上；
111.s202:装盒机器人2自药瓶7输送线上同时搬运两组药瓶7，将两组药瓶7与两组说
明书8分别压入第一缓存平台24中的一端开口药盒6及第二缓存平台24中的一端开口药盒6中；
112.s203:装盒机器人2自说明书8料仓中同时搬运两组说明书8并分别放至第三缓存平台24及第四缓存平台24上；
113.s204:装盒机器人2自药瓶7输送线上同时搬运两组药瓶7，将两组药瓶7与两组说明书8分别压入第三缓存平台24中的一端开口药盒6及第四缓存平台24中的一端开口药盒6中；
114.s205:装盒机器人2自说明书8料仓中同时搬运两组说明书8并分别放至第三缓存平台24及第四缓存平台24上；
115.s206:装盒机器人2自药瓶7输送线上同时搬运两组药瓶7，将两组药瓶7与两组说明书8分别压入第缓存平台24中的一端开口药盒6及第二缓存平台24中的一端开口药盒6中。
116.本实施例设置四组缓存平台24，折盒机器人1向第一缓存平台24及第三缓存平台24放置一端开口的药盒6后，装盒机器人2已完成或即将完成对第三缓存平台24及第四缓存平台24的装盒工作，折盒机器人1无需进行等待或过多等待便可取出装盒完毕的第三缓存平台24及第四缓存平台24中的药盒6，之后配合仿形工装进行封口后搬运至传输带，随后经由转运机器人3汇集或搬离；同样，折盒机器人1向第三缓存平台24及第四缓存平台24放置一端开口的药盒6后，装盒机器人2已完成或即将完成对第一缓存平台24及第二缓存平台24的装盒工作，折盒机器人1无需进行等待或过多等待便可取出装盒完毕的第一缓存平台24及第二缓存平台24中的药盒6，之后配合仿形工装进行封口后搬运至传输带，随后经由转运机器人3汇集或搬离。
117.本实施例循环工作的模式能够大幅度提高柔性生产单元的工作效率。
118.本实施例的转运机器人3同样设置有识别传感器，用以识别装盒好的药盒6的规格，自动进行分类汇集或分类搬离。
119.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。