CN115352782A - 一种自动化拆垛入库方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料输送技术领域，特别涉及一种自动化拆垛入库方法及其系统。其方法包括步骤：S1.机器人带动夹具运动到物料垛的上方，视觉拍照相机对物料进行拍照，夹具夹取对应的物料送至第一传送线；S2.扫码组件获取物料的第一信息数据，并传输给入库MES系统；S3.第一传送线启动将物料输送至称重传送线，获取物料的重量信息数据，并传输给入库MES系统；S4.入库MES系统将数据集中后传输至贴标机，同时称重传送线启动将物料输送至贴标传送线，对物料进行贴标；S5.贴标完成后贴标传送线启动将物料输送至第二传送线，第二传送线对应的扫码组件获取标签上的信息后将物料入库。本发明减少了人工，提高了自动化程度，确保了出入库数据的准确性。

Description

一种自动化拆垛入库方法及其系统

技术领域

本发明涉及物料输送技术领域，特别涉及一种自动化拆垛入库方法及其系统。

背景技术

当前众多行业中，物料的入库和出库是每个企业在生产过程中都必不可少的一个环节，传统的物料输送生产过程中，使用人工处理物料的入库和出库操作时，效率低下、劳动强度极高且易发生数据错误。因此，为了节省人工、降低人工处理物料入库和出库的劳动强度、保证物料进出库数据的准确性，提高出入库效率，提升企业的智能化程度，成为了自动化生产领域需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种自动化拆垛入库方法及其系统，旨在解决现有人工处理物料出入库效率低，容易出错的问题。

本发明提供一种自动化拆垛入库方法，包括以下步骤：

S1.机器人带动夹具运动到物料垛的上方，夹具上的视觉拍照相机对物料进行拍照，获取物料的空间位置并反馈至机器人，机器人驱动夹具夹取对应的物料送至第一传送线；

S2.第一传送线对应的扫码组件获取物料的第一信息数据，并传输给入库MES系统；

S3.第一传送线启动将物料输送至称重传送线，获取物料的重量信息数据，并传输给入库MES系统；

S4.入库MES系统将第一信息数据、重量信息数据和生产信息数据集中后传输至贴标机，同时称重传送线启动将物料输送至贴标传送线，贴标机根据接收的信息对物料进行贴标；

S5.贴标完成后贴标传送线启动将物料输送至第二传送线，第二传送线对应的扫码组件获取标签上的信息后将物料入库。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体包括：

S11.以视觉拍照相机的位置作为基准，建立坐标系，获取物料在坐标系上的X、Y、Z数据，将此数据直接反馈至机器人，机器人1根据在每个物料垛工位预先设置好的取料方式，配合视觉拍照相机12提供的X、Y、Z数据对物料进行横向夹取或纵向夹取；

S12.当机器人驱动夹具横向夹取物料送至第一传送线时，机器人将横向夹取物料的信息反馈至第一传送线，第一传送线上的顶升旋转机构将物料顶升旋转90度后放在第一传送线上；

S13.当机器人驱动夹具纵向夹取物料送至第一传送线时，机器人将纵向夹取物料的信息反馈至第一传送线，第一传送线上的顶升旋转机构不执行动作。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体包括：

第一传送线对应的第一扫码枪获取物料箱的编号信息，第一传送线对应的第二扫码枪获取物料箱内物料的信息，物料信息包括物料的颜色、生产批次和物料编号；将物料箱和物料的信息统一通过PLC控制器传送至入库MES系统。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中，第二传送线对应的第三扫码枪对标签进行扫码，获取包括重量、数量、生产批次、物料编码、生产日期、颜色的标签信息数据，并将标签信息数据通过PLC控制器传送至入库MES系统。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中扫描组件获取标签上的信息后，还执行以下步骤：

将标签上获取的信息传输至入库MES系统，与入库MES系统已集中处理的数据对比，若信息相符则启动第二传送线将物料输送到入库输送线上，入库输送线把物料输送进仓库存放；若信息不符则通知机器人带动夹具将物料夹取到不良物料放置区的栈板上。

本发明还提供一种自动化拆垛入库系统，执行所述的自动化拆垛入库方法，所述自动化拆垛入库系统包括：物料垛放置区、机器人、传送流水线、入库MES系统、扫码组件，所述物料垛放置区和传送流水线设置在机器人的作业范围内，所述机器人上设有带视觉拍照相机的夹具，所述扫码组件设置在传送流水线处并对准传送流水线上的物料放置区域，所述机器人、视觉拍照相机、传送流水线、扫码组件均与入库MES系统建立通讯连接。

作为本发明的进一步改进，所述传送流水线包括第一传送线、称重传送线、贴标传送线、第二传送线、入库传送线，所述第一传送线、称重传送线、贴标传送线、第二传送线、入库传送线依次对接，所述第一传送线位于机器人的作业范围内。

作为本发明的进一步改进，该系统还包括顶升旋转机构，所述第一传送线中间设有顶升槽位，所述顶升旋转机构设置在第一传送线的顶升槽位下方。

作为本发明的进一步改进，所述扫码组件包括用于扫描获取物料箱信息数据的第一扫码枪、用于扫描获取物料箱内物料信息数据的第二扫码枪、用于扫描获取标签信息数据的第三扫码枪，所述第一扫码枪和第二扫码枪设置在第一传送线处并对准第一传送线上的物料放置区域，所述第三扫码枪设置在第二传送线处并对准第二传送线上的物料放置区域。

作为本发明的进一步改进，该系统还包括贴标机，所述贴标机与贴标传送线对接，所述贴标机与入库MES系统建立通讯连接。

本发明的有益效果是：适用于物料的拆垛入库或出库码垛，可以兼容多种尺寸规格的物料，只需将本系统安装在固定的地方即可，整个系统设计有扫码枪、称重系统、贴标机等机构，可以对物料的存库属性进行全方位定制；机器人夹具设计有视觉拍照相机，确保夹取物料时的准确性。

附图说明

图1是本发明自动化拆垛入库系统的整体结构图；

图2是本发明中传送流水线的结构图；

图3是本发明中夹具的结构图；

图4是本发明中物料垛放置区的结构放大图。

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，对本发明进行进一步详细说明。

实施例一：

结合图1至图4所示，本发明的一种自动化拆垛入库方法，包括以下步骤：

S1.机器人1带动夹具11运动到物料垛的上方，夹具11上的视觉拍照相机12对物料进行拍照，获取物料的空间位置并反馈至机器人1，机器人1驱动夹具11夹取对应的物料送至第一传送线21；

机器人1带动夹具11取料前，通过人工将需要入库的物料用栈板64盛放到多个待取物料垛放置区6的物料垛定位块63处，将一个空栈板64放到不良物料放置区域62的物料垛定位块63处，然后机器人1带动夹具11对每个物料垛依次进行拆垛。

步骤S1具体包括：

S11.以视觉拍照相机12的位置作为基准，建立坐标系，获取物料在坐标系上的X、Y、Z数据，将此数据直接通过以太网通讯反馈至机器人1，机器人1根据在每个物料垛工位预先设置好的取料方式，配合视觉拍照相机12提供的X、Y、Z数据对物料进行横向夹取或纵向夹取；然后夹具11上的电机161通电，左传动件162和右传动件163开始转动，左夹板组件171和右夹板组件172夹取物料，放到第一传送线21上。

S12.当机器人1驱动夹具11横向夹取物料送至第一传送线21时，机器人1和PLC通信并反馈信息，PLC将机器人1横向夹取物料的信息传输至第一传送线21，第一传送线21上的顶升旋转机构3将物料顶升旋转90度后放下在第一传送线21上；

S13.当机器人1驱动夹具11纵向夹取物料送至第一传送线21时，机器人1和PLC通信并反馈信息，PLC将机器人1纵向夹取物料的信息传输至第一传送线21，第一传送线21上的顶升旋转机构3不执行动作。

S2.第一传送线21对应的扫码组件获取物料的第一信息数据，并传输给入库MES系统71；

步骤S2具体包括：

第一传送线21对应的第一扫码枪41获取物料箱的编号信息，第一传送线21对应的第二扫码枪42获取物料箱内物料的信息，物料信息包括物料的颜色、生产批次和物料编号等；然后扫码枪将信息传输给PLC控制器，PLC控制器再传给入库MES系统71，入库MES系统71对收到的数据进行集中处理；

S3.第一传送线21启动将物料输送至称重传送线22进行称重，PLC控制器获取物料的重量信息数据后，把数据传输给入库MES系统71；

S4.入库MES系统71将第一信息数据、重量信息数据和生产信息数据集中后传输至贴标机5，同时称重传送线22启动将物料输送至贴标传送线23，贴标机5根据接收的信息对物料进行贴标；具体的，入库MES系统71对所有数据包括重量、数量、生产批次、物料编码、生产日期、颜色等再次集中处理后传输给贴标机5，进行打印标签；

S5.贴标完成后贴标传送线23启动将物料输送至第二传送线24，第二传送线24对应的扫码组件获取标签上的信息，并传输至入库MES系统71，与入库MES系统71前面已集中处理的数据对比，若信息相符则启动第二传送线24将物料输送到入库输送线上，入库输送线把物料输送进仓库存放；若信息不符则通知机器人1带动夹具11将物料夹取到不良物料放置区的栈板64上。

步骤S5中，第二传送线24对应的第三扫码枪43对标签进行扫码，获取包括重量、数量、生产批次、物料编码、生产日期、颜色的标签信息数据，并将标签信息数据通过PLC控制器传送至入库MES系统71。

实施例二：

如图1至图4所示，本发明的一种自动化拆垛入库系统，执行上述自动化拆垛入库方法，自动化拆垛入库系统包括：物料垛放置区6、机器人1、传送流水线2、入库MES系统71、扫码组件，物料垛放置区6和传送流水线2设置在机器人1的作业范围内，机器人1上设有带视觉拍照相机12的夹具11，扫码组件设置在传送流水线2处并对准传送流水线2上的物料放置区域，机器人1、视觉拍照相机12、传送流水线2、扫码组件均与入库MES系统71建立通讯连接。

如图1和4所示，物料垛放置区6包括待取物料放置区域61和不良物料放置区域62，不良物料放置区域62和多个待取物料放置区域61均位于机器人1的作业范围内，每个物料垛放置区6均设置有限定物料垛摆放区域的物料垛定位块63。

整个系统设置在一个生产仓库内，生产仓库包括有仓库墙体81、仓库地面82，仓库墙体81和仓库地面82构成了整套入库系统布置的建筑空间，不良物料放置区域62和多个待取物料放置区域61根据机器人1的工作半径分布，物料通过栈板64放置在仓库地面82上，用物料垛定位块63标定位置。机器人底座13固定在仓库地面82上，机器人1固定在机器人底座13上，夹具11固定在机器人1的第六轴法兰上。

该系统还包括电控柜72，电控柜72固定在仓库地面82上并位于生产作业区域外侧，入库MES系统71设置在电控柜72上，人工在生产区域外侧就可以通过入口MES系统实时监测生产的情况，并按需对生产过程进行控制。

如图1和2所示，传送流水线2包括第一传送线21、称重传送线22、贴标传送线23、第二传送线24、入库传送线25，第一传送线21、称重传送线22、贴标传送线23、第二传送线24、入库传送线25依次对接，第一传送线21位于机器人1的作业范围内。机器人1将物料夹取放置到第一传送线21后，依次经过称重传送线22、贴标传送线23、第二传送线24、入库传送线25完成入库前的信息采集作业。

第一传送线21、称重传送线22、贴标传送线23、第二传送线24、入库传送线25均通过线体支架26固定在仓库地面82上，其中贴标传送线23优选为滚筒线，其他的传送线优选为皮带线。

该自动化拆垛入库系统还包括顶升旋转机构3，第一传送线21中间设有顶升槽位，顶升旋转机构3设置在第一传送线21的顶升槽位下方。当机器人1送来的物料箱朝向为横向角度，不符合传送流水线2的输送宽度时，顶升旋转机构3顶起物料箱旋转90度，转换成箱体相对宽度较大的一侧放置在第一传送线21上，来符合传送流水线2的输送宽度要求。

扫码组件包括用于扫描获取物料箱信息数据的第一扫码枪41、用于扫描获取物料箱内物料信息数据的第二扫码枪42、用于扫描获取标签信息数据的第三扫码枪43，第一扫码枪41和第二扫码枪42设置在第一传送线21处并对准第一传送线21上的物料放置区域，第三扫码枪43设置在第二传送线24处并对准第二传送线24上的物料放置区域。第一扫码枪41、第二扫码枪42、第三扫码枪43均通过扫码立柱44固定在仓库地面82上，分别位于第一传送线21和第二传送线24的旁边，来扫描采集对应传送线上所经过物料的信息数据。

该自动化拆垛入库系统还包括贴标机5，贴标机5与贴标传送线23对接，贴标机5与入库MES系统71建立通讯连接。贴标机5获取入库MES系统71传送过来的信息数据，打印到标签上后，将标签贴到对应的物料上。

通过扫码、称重和贴标等一个流水线的自动化设计，对物料的专有属性可以做全方面的定制，真正做到入库数据和出库数据的一致性，并通过入库MES系统71电子看板展示出来，全程无人工参与。

如图3所示，夹具11包括与机器人1上法兰连接的固定板14、视觉支架121、视觉拍照相机12、夹具驱动机构、滑轨15、夹板模组，视觉支架121、夹具驱动机构、滑轨15均连接在固定板14上，夹板模组滑动连接在滑轨15上，夹具驱动机构连接夹板模组，夹具驱动机构驱动夹板模组扩张或靠拢，视觉拍照相机12连接在视觉支架121上并对准夹板模组所在的区域。夹具11设计有视觉拍照相机12，通过采集物料的位置信息后再通过机器人1带动夹具11准确地夹取对应物料，确保夹取物料时的准确性。

夹具11还包括感应片181、槽型开关182，槽型开关182上设有与感应片181配合的感应槽，感应片181连接在夹板模组上，至少一个槽型开关182固定连接在滑轨15上，当夹板模组带动感应片181的移动到感应槽时触发槽型开关182。感应片181、槽型开关182的设计方便了夹具11的调试工作，其中两端的槽型开关182作为电机1611的极限位，中间的槽型开关182作为电机161的原点位，进而来限制电极161的运动区间，同时亦能防止电机161在转动过程中突然失灵造成的安全隐患。

夹具驱动机构包括电机161、左传动件162、右传动件163，夹板模组包括左夹板组件171和右夹板组件172，左夹板组件171连接左传送件，右夹板组件172连接右传动件163，左传动件162和右传动件163对接后与电机161连接，电机161驱动左夹板组件171和右夹板组件172相对靠拢或扩张。左传动件162、右传动件163优选为丝杆，左传动件162、右传动件163的螺纹方向相反，左夹板组件171与左传送件通过螺纹连接，右夹板组件172与右传动件163通过螺纹连接，但电机161同步驱动左传动件162、右传动件163，左夹板组件171和右夹板组件172的运动方向刚好相反，从而实现夹板之间的相对闭合或张开，来完成对物料的码垛和拆垛。

通过智能化的夹具11进行物料的夹取和放置，其上设计有视觉拍照相机12、电机161动力系统、左传动件162和右传动件163等，兼容性强，减少了因物料规格不同而需要切换夹具11的成本。

如图1所示，该自动化拆垛入库系统还包括防护栏83和安全光栅84，多个防护栏83固定在生产仓库的地面上，并将整个生产区域围起来，在每个防护栏83的进出门口的立柱上均连接有安全光栅84，当有人员靠近时会做出报警，并反馈信号使整机暂停作业。整个系统外围设计有安全护栏、对射光幕和多处急停按钮可防止意外的发生。

本发明减少了人工，提高了自动化程度，确保了出入库数据的准确性，降低了人工处理物料入库和出库的劳动强度，相对于传统的人工处理出库和入库，效率大幅提升。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化拆垛入库方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.机器人带动夹具运动到物料垛的上方，夹具上的视觉拍照相机对物料进行拍照，获取物料的空间位置并反馈至机器人，机器人驱动夹具夹取对应的物料送至第一传送线；

S2.第一传送线对应的扫码组件获取物料的第一信息数据，并传输给入库MES系统；

S3.第一传送线启动将物料输送至称重传送线，获取物料的重量信息数据，并传输给入库MES系统；

S4.入库MES系统将第一信息数据、重量信息数据和生产信息数据集中后传输至贴标机，同时称重传送线启动将物料输送至贴标传送线，贴标机根据接收的信息对物料进行贴标；

S5.贴标完成后贴标传送线启动将物料输送至第二传送线，第二传送线对应的扫码组件获取标签上的信息后将物料入库。

2.根据权利要求1所述的自动化拆垛入库方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11.以视觉拍照相机的位置作为基准，建立坐标系，获取物料在坐标系上的X、Y、Z数据，将此数据直接反馈至机器人，机器人1根据在每个物料垛工位预先设置好的取料方式，配合视觉拍照相机12提供的X、Y、Z数据对物料进行横向夹取或纵向夹取；

S12.当机器人驱动夹具横向夹取物料送至第一传送线时，机器人将横向夹取物料的信息反馈至第一传送线，第一传送线上的顶升旋转机构将物料顶升旋转90度后放在第一传送线上；

S13.当机器人驱动夹具纵向夹取物料送至第一传送线时，机器人将纵向夹取物料的信息反馈至第一传送线，第一传送线上的顶升旋转机构不执行动作。

3.根据权利要求1所述的自动化拆垛入库方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

第一传送线对应的第一扫码枪获取物料箱的编号信息，第一传送线对应的第二扫码枪获取物料箱内物料的信息，物料信息包括物料的颜色、生产批次和物料编号；将物料箱和物料的信息统一通过PLC控制器传送至入库MES系统。

4.根据权利要求1所述的自动化拆垛入库方法，其特征在于，所述步骤S5中，第二传送线对应的第三扫码枪对标签进行扫码，获取包括重量、数量、生产批次、物料编码、生产日期、颜色的标签信息数据，并将标签信息数据通过PLC控制器传送至入库MES系统。

5.根据权利要求1所述的自动化拆垛入库方法，其特征在于，所述步骤S5中扫描组件获取标签上的信息后，还执行以下步骤：

将标签上获取的信息传输至入库MES系统，与入库MES系统已集中处理的数据对比，若信息相符则启动第二传送线将物料输送到入库输送线上，入库输送线把物料输送进仓库存放；若信息不符则通知机器人带动夹具将物料夹取到不良物料放置区的栈板上。

6.一种自动化拆垛入库系统，其特征在于，执行权利要求1至5任一项所述的自动化拆垛入库方法，所述自动化拆垛入库系统包括：物料垛放置区、机器人、传送流水线、入库MES系统、扫码组件，所述物料垛放置区和传送流水线设置在机器人的作业范围内，所述机器人上设有带视觉拍照相机的夹具，所述扫码组件设置在传送流水线处并对准传送流水线上的物料放置区域，所述机器人、视觉拍照相机、传送流水线、扫码组件均与入库MES系统建立通讯连接。

7.根据权利要求6所述的自动化拆垛入库系统，其特征在于，所述传送流水线包括第一传送线、称重传送线、贴标传送线、第二传送线、入库传送线，所述第一传送线、称重传送线、贴标传送线、第二传送线、入库传送线依次对接，所述第一传送线位于机器人的作业范围内。

8.根据权利要求7所述的自动化拆垛入库系统，其特征在于，还包括顶升旋转机构，所述第一传送线中间设有顶升槽位，所述顶升旋转机构设置在第一传送线的顶升槽位下方。

9.根据权利要求7所述的自动化拆垛入库系统，其特征在于，所述扫码组件包括用于扫描获取物料箱信息数据的第一扫码枪、用于扫描获取物料箱内物料信息数据的第二扫码枪、用于扫描获取标签信息数据的第三扫码枪，所述第一扫码枪和第二扫码枪设置在第一传送线处并对准第一传送线上的物料放置区域，所述第三扫码枪设置在第二传送线处并对准第二传送线上的物料放置区域。

10.根据权利要求7所述的自动化拆垛入库系统，其特征在于，还包括贴标机，所述贴标机与贴标传送线对接，所述贴标机与入库MES系统建立通讯连接。

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