CN102633129A - 智能关节机器人码垛***及其控制*** - Google Patents

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陈寿荣
邱恩博
陆志锋
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Abstract

本发明提出一种智能关节机器人码垛***及其控制***，其包括前段输送机、整形输送机、抓取位置滚道、码垛位置滚道机、码垛后重托盘滚道机、位于托盘库的托盘发送链条机和转角滚道机，智能关节机器人码垛机以及装置控制***，所述装置控制***采用PLC控制技术，把智能码垛机、智能托盘发送器、输送皮带机、动力滚道等设备及各类检测元件、气动元件有机的结合在一起，在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，实现不同产品的区分和自动码垛。本发明的智能关节机器人码垛***及其控制***可以节省人力，把繁重的体力劳动解放出来，避免了人为工操作可能出现的各种差错；提高了生产效率，***工作稳定可靠，提高了设备的利用率，节省投资，降低了能耗。

Description

智能关节机器人码垛***及其控制***
技术领域
本发明涉及一种运输线包装产品码垛***及其控制***，特别涉及一种对同类型不同品种的不同包装产品进行区分和码垛的智能关节机器人码垛***及其控制***。
背景技术
随着科学技术的进步，众多由人工完成的繁重体力作业越来越多的被智能机械设备所取代，像各类工厂的产品，如袋装产品、箱装产品等，由包装设备完成定量包装后的人工码盘，逐步由智能关节机器人自动码垛机来完成。但以往采用关节机器人自动码盘操作，仅仅能完成在一条输送线传送过来的一种产品进行码垛操作。在实际应用过程会存在这样的问题，有的用户需要同时生产几个品种的产品，并且每个品种的小时产量又远远低于关节机械人的能力，如果要全部实现采用关节机械人码盘作业，按以往设计就需要分别按品种区分设计几套装置。由于场地或资金的限制，很难规划出最佳的布置方案。
为此，需要进行深入研究开发出可应对各种不同需求的用户，对于同一运输线上的不同的包装产品或者不同运输线送来的不同包装产品实现采用智能关节机器人进行区分和自动码垛作业的解决办法、布置方案及其控制***。
发明内容
为解决现有的智能关节机器人自动码垛机在实际应用中的不足，本发明的研究人员经过反复论证，深入研究，开发出可应对各种不同需求的用户，对不同的包装产品进行区分和码垛的智能关节机器人码垛***及其控制***。
智能关节机器人码垛***及其控制***，其特征在于，其包括以下部分：
第一部分，包括前段输送机、整形输送机以及抓取位置滚道，接收由前段工序传输来的包装完成的产品，并通过整形输送机把这些产品整理、理顺，所述抓取位置滚道机上设有颜色识别传感器；
第二部分，包括码垛位置滚道机以及码垛后重托盘滚道机，所述的码垛位置滚道机可以针对不同产品设置的码垛位置布置多个，当码垛机完成码垛作业时会向主控单元发出移出重托盘指令，所述重托盘会自动输送到所述的重托盘滚道机；
第三部分，即托盘自动发送部分，包括位于托盘库的托盘发送链条机和转角滚道机，所述转角滚道机把由X方向--托盘库发送过来的空托盘，转角向Y方向--对应产品码垛位置传送；
第四部分，即智能关节机器人码垛机，所述码垛机由独立的控制单元控制其进行码垛作业；
第五部分，即装置控制***，所述装置控制***采用PLC控制技术，把智能码垛机、智能托盘发送器、输送皮带机、动力滚道等设备及各类检测元件、气动元件有机的结合在一起，在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，实现不同产品的区分和自动码垛。
采用了上述方案，第一部分，包括前段输送机、整形输送机以及抓取位置滚道。工作时，该部分的功能是接收由前段工序传输来的包装完成的产品，并通过整形机把这些产品整理、理顺，使它们在进入码垛抓取区时方向位置更准确；
第二部分，包括码垛位置滚道机以及码垛后重托盘滚道机。所述的的码垛位置滚道机可以针对不同产品设置的码垛位置布置多个，码垛机根据由安装在抓取位滚道机上的颜色识别传感器，发出的产品识别信息，会把不同产品，码垛在对应的码垛位置。
当码垛机在进行码垛作业时，会按预先设置的码垛层数、每层数量及每层的垛型进行码垛，当码垛机完成最后一袋(箱)码垛作业时会向主控单元发出移出该重托盘指令，此时这些重托盘会自动输送到所述的重托盘滚道机，然后叉车将码垛后的产品移出。
第三部分即托盘自动发送部分，包括位于托盘库的托盘发送链条机和转角滚道机。所述转角滚道机可以把由X方向--托盘库发送过来的空托盘，转角向Y方向--对应产品码垛位置传送。在主控***PLC的协调控制下，可实时自动向排空托盘的码垛位置发送输送托盘，以保证整条码垛线不间断的连续运行。
第四部分即智能关节机器人码垛机。所述码垛机为高智能化设备，它由独立的控制单元控制其进行码垛作业，如垛型的设置、抓取位置、码垛位置的确认调试等。该控制单元实时与***主控单元通讯，接收主控单元发出的产品识别信息、抓取位是否有产品信息、码垛位置是否有托盘等信息，同时还会向主控单元发出码垛完成后启动移出重托盘等信息，在主控单元的协调下完成码垛作业。
第五部分即装置控制***，所述装置控制***采用PLC控制技术，把智能码垛机、智能托盘发送器、输送皮带机、动力滚道等设备及各类检测元件、气动元件有机的结合在一起，在主控单元(***控制柜中PLC)的控制下，采用一台关节机器人码垛机，实现不同产品的区分和自动码垛。
在本发明的一实施例中，在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，可以把一条输送线输送来的同类型且不同品种的2-4种产品，实现托盘自动发送、自动分拣、自动按对应位置码垛。
在本发明的另一实施例中，在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，可以把不同生产线上输送过来不同规格的产品，实现托盘自动发送、自动分拣、自动按对应位置码垛。
优选的，在主控制柜中装有触摸屏作为该控制***的人机界面，采用模拟流程图的形式，以图块、信号灯、数字、字母符号等展现出***工作状态，使操作人员对***工作状态一目了然。触摸屏中还装有该***的PLC地址分配表及***调试界面，方便维护人员对***的维护。
本发明的智能关节机器人码垛***及其控制***拓展了职能关节机器人应用领域，为各类装备实现全方位自动化增添了新的措施；节省人力，把繁重的体力劳动解放出来，避免了人为工操作可能出现的各种差错；提高了生产效率，***工作稳定可靠，提高了设备的利用率，节省投资，降低了能耗及人工。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本发明的一实施例的智能机器人码垛***设置架构位置分布示意图；
图2所示为实施例一的智能机器人码垛***的各组成设备与控制***之间的电气连接控制架构图；
图2A至2F为图2中A至F各部分的放大图示；
图3所示为本发明的另一实施例的智能机器人码垛***设置架构位置分布示意图；
图4所示为另一实施例一智能机器人码垛***的各组成设备与控制***之间的电气连接控制架构图；
图4A至4E为图4中A至E部分的放大图示。
具体实施方式
如图1所示的本发明的一实施例的对由一条输送线输送过来的多种同类型(如袋装产品或箱装产品)但不同品种的产品进行区分码垛用的智能机器人码垛***设置架构位置分布示意图。本实施例以同时输送3种不同品种的产品进行码垛作业为例来说明智能机器人码垛***及其控制***。本实施例中，所述的智能机器人码垛***设置架构位置分布包括以下部分：
第一部分，包括前段输送机、整形输送机以及抓取位置滚道(码垛机将在该抓取位置抓取要进行码垛的产品)。该部分的功能是接收由前段工序传输来的包装完成的产品，并通过整形机把这些产品整理、理顺，使它们在进入码垛抓取区时方向位置更准确，比如当输送的是袋装物品时，在通过整形机时会对袋装物品进行压平，以保证码垛后垛型整齐。
第二部分，针对3种不同的产品码垛区，包括码垛位置滚道机以及码垛后重托盘滚道机。
布置中的码垛位置滚道机是针对不同产品设置的码垛位置，码垛机根据由安装在抓取位滚道机上的颜色识别传感器，发出的产品识别信息，会把不同产品，码垛在对应的码垛位置。
在更优的实施例中，如果该类布置得前段装有质量检验设备，如金属探测、动态复检称等，还可以增加对不合格产品的码垛机剔除投放区(未图示)，码垛机在主控***PLC的控制下，会把传送到抓取位滚道的不合格产品，抓取投放到剔除投放位置。
当码垛机在进行码垛作业时，会按预先设置的码垛层数、每层数量及每层的垛型进行码垛，如预置每层5个(2-3排列)，共5层，当码垛机完成最后一袋(箱)码垛作业时会向主控单元发出移出该重托盘指令(附带条件是此时重托盘滚道机为空)，此时这些重托盘会自动输送到重托盘滚道机，然后叉车将码垛后的产品移出。
第三部分，托盘自动发送部分，包括位于托盘库的托盘发送链条机，转角滚道机。这些转角滚道机可以把由X方向--托盘库发送过来的空托盘，转角向Y方向--对应产品码垛位置传送。在主控***PLC的协调控制下，可实时自动向排空托盘的码垛位置发送输送托盘，以保证整条码垛线不间断的连续运行。
第四部分，智能关节机器人码垛机。所述码垛机为高智能化设备，它由独立的控制单元控制其进行码垛作业，如垛型的设置、抓取位置、码垛位置的确认调试等。该控制单元实时与***主控单元通讯，接收主控单元发出的产品识别信息、抓取位是否有产品信息、码垛位置是否有托盘等信息，同时还会向主控单元发出码垛完成后启动移出重托盘等信息，在主控单元的协调下完成码垛作业。
第五部分，装置控制***，所述装置控制***采用PLC控制技术，把智能码垛机、智能托盘发送器、输送皮带机、动力滚道等设备及各类检测元件、气动元件有机的结合在一起，在主控单元(***控制柜中PLC)的控制下，采用一台关节机器人码垛机，可以把一条输送线输送来的同类形且不同品种的产品，实现托盘自动发送、产品自动识别、自动分拣、自动按对应位置码垛。在优选实施例中，在主控制柜中装有触摸屏作为该控制***的人机界面，采用模拟流程图的形式，以图块、信号灯、数字、字母符号等展现出***工作状态，使操作人员对***工作状态一目了然。触摸屏中还装有该***的PLC地址分配表及***调试界面，方便维护人员对***的维护，***工作稳定可靠，提高了设备的利用率，节省投资，降低了能耗及人工。图2显示了控制***与本实施例的智能机器人码垛***的各组成设备之间的电气连接控制架构图，图2A至2F为图2中A至F各部分的放大图示。下表一显示了本发明的智能机器人码垛***中的各组成设备与控制***的电气控制、检测点的对应关系。
表一：各组成设备与控制***的电气控制、检测点的对应关系
Figure BDA0000150001340000061
Figure BDA0000150001340000071
如图3所示的本发明的另一实施例的针对由多条输送线输送过来的同类型的，相同或不同规格的产品进行区分和码垛的智能机器人码垛***设置架构位置分布示意图。本实施例以对两条输送线输送过来的同类型的，相同或不同规格的产品，采用智能关节机器人实现按类型分别码垛到对应托盘为例详细说明本实施例的智能机器人码垛***设置架构位置分布的布置方案及控制办法。
本实施例的布置方案虽然与前面第一实施例所述的有所不同，但整个控制要点基本相同。下面仅对与前述实施例所述的不同点加以说明。
本实施例中的每条线的产品接收部分同样包括前段输送带；整形输送带以及抓取位置滚道。与上述实施例不同的是，本实施例中此位置处接收了由两条输送线输送过来的两种产品到两个码垛抓取位置，码垛机会依据先到先码的原则，把这两条输送线输送来的产品，可以是同类型不同品种，外形相同的产品，体积略有差异的产品，分别码垛到对应位置。同样优选的，如果用户要求装有金属探测、动态复检设备，码垛机也会实时把接收到的剔除不合格产品抓投到指定位置。
其他部分的布置与前面所述的实施例一的布置基本相同，如托盘自动发送到码垛位置，可以是两个位置，也可以是多个位置。
控制***也基本相同，仅仅是在主控单元PLC中所编译的控制策略有些变化。比如为适应新的要求，需要让码垛机从两个抓取位置以先到先码的原则来把对应产品码垛到对应位置。具体如图4显示的控制***与本实施例的智能机器人码垛***的各组成设备之间的电气连接控制架构图，图4A至4E为图4中A、B、C、D、E部分的放大图示。下表二显示了本发明的智能机器人码垛***中的各组成设备与控制***的电气控制、检测点的对应关系。
表二：各组成设备与控制***的电气控制、检测点的对应关系
Figure BDA0000150001340000081
Figure BDA0000150001340000091
上述本发明的智能机器人码垛***及其控制***采用PLC控制技术，把智能码垛机、智能托盘发送器、输送皮带机、动力滚道等设备及各类检测元件、气动元件有机的结合在一起，在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，可以把一条输送线输送来的同类型且不同品种的多种产品，或把不同生产线上输送过来不同规格的产品，实现托盘自动发送、自动分拣、自动按对应位置码垛。并且在主控制柜中装有触摸屏作为该控制***的人机界面，采用模拟流程图的形式，以图块、信号灯、数字、字母符号等展现出***工作状态，使操作人员对***工作状态一目了然。触摸屏中还装有该***的PLC地址分配表及***调试界面，方便维护人员对***的维护，***工作稳定可靠，提高了设备的利用率，节省投资，降低了能耗及人工。
本发明拓展了职能关节机器人应用领域，为各类装备实现全方位自动化增添了新的措施；节省人力，把繁重的体力劳动解放出来，避免了人为工操作可能出现的各种差错；提高了生产效率，并使那些多品种产品的企业应用智能机器人码垛机码垛节省了投资。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种智能关节机器人码垛***及其控制***，其特征在于，其包括以下部分：
第一部分，包括前段输送机、整形输送机以及抓取位置滚道，接收由前段工序传输来的包装完成的产品，并通过整形输送机把这些产品整理、理顺，所述抓取位置滚道机上设有颜色识别传感器；
第二部分，包括码垛位置滚道机以及码垛后重托盘滚道机，所述的码垛位置滚道机可以针对不同产品设置的码垛位置布置多个，当码垛机完成码垛作业时会向主控单元发出移出重托盘指令，所述重托盘会自动输送到所述的重托盘滚道机；
第三部分，即托盘自动发送部分，包括位于托盘库的托盘发送链条机和转角滚道机，所述转角滚道机把由X方向--托盘库发送过来的空托盘，转角向Y方向--对应产品码垛位置传送；
第四部分，即智能关节机器人码垛机，所述码垛机由独立的控制单元控制其进行码垛作业；
第五部分，即装置控制***，所述装置控制***采用PLC控制技术，把智能码垛机、智能托盘发送器、输送皮带机、动力滚道等设备及各类检测元件、气动元件有机的结合在一起，在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，实现不同产品的区分和自动码垛。
2.如权利要求1所述的智能关节机器人码垛***及其控制***，其特征在于，本发明的所述智能关节机器人码垛***在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，将一条输送线输送来的同类型且不同品种的多种产品，实现托盘自动发送、自动分拣、自动按对应位置码垛。
3.如权利要求1所述的智能关节机器人码垛***及其控制***，其特征在于，本发明的所述智能关节机器人码垛***在主控单元的控制下，采用一台关节机器人码垛机，将不同生产线上输送过来不同规格的产品，实现托盘自动发送、自动分拣、自动按对应位置码垛。
4.如权利要求1所述的智能关节机器人码垛***及其控制***，其特征在于，所述装置控制***在主控制柜中装有触摸屏作为该控制***的人机界面。
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