立体分拣导入系统及其方法与流程

本技术涉及一种应用于扁平件批量包裹分拣的立体导入系统及其方法，属于自动化生产与物流仓储领域。

背景技术：

1、随着国内外物流运输行业的快速发展，基于标准箱或袋封装的各类包裹货物已常见于现有分拣与物流出入库作业现场。

2、目前物流分拣设备对于电商及快递环节运输的文件票据、资料、证件、卡卷或关联使用文件等扁平件包裹，或是化妆品、小批次药品等小件包装货物，在快件分拣过程中通常与其他普遍标准箱常规件、大件货物采取混合分拣方式。相关分拣设备与控制方法虽然较为成熟，但仍存在分类不细和缺少针对性适应解决方案，从而在分拣效率与保持包裹表面完好率、保证运输安全方面存在明显的缺陷。如扁平件、小件包裹与标准件货物一起转运时会发生扁平件褶皱、被戳破、被撕毁、湿损和脏污等现象，导致一定比例的客户进行投诉与理赔。此类扁平件包裹在分拣处理前，通常是由人工进行预先整理与导入，不仅包裹导入效率较低且需投入较大的人力资源，不适用于大范围、长时间采用。

3、因此在保障扁平件包裹表面完好与导入效率上还未达到大批量、持续应用的要求，对于提升自动化程度和劳动效率尚存在若干急待解决的课题。

4、有鉴于此，特提出本专利申请。

技术实现思路

1、本技术所述的立体分拣导入系统及其方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出专用于扁平件批量导入解决方案，以期显著地提高针对此类包裹自动化导入与条码信息获取的能力，解决批量化出入库分拣课题、减少人工干预、从整体上提高自动化作业水平。

2、为实现上述设计目的，所述的立体分拣导入系统包括用于将批量扁平件包裹整理成垛并按工位递进输送的自动供件装置、用于将扁平件包裹向分拣环线输送的导入装置，在自动供件装置与导入装置之间连接有用于抓取包裹以将其从自动供件装置转移至导入装置上的机械手、以及从包裹底部扫描并识别货物信息的底扫装置；所述的自动供件装置包括设置在底架顶部竖向排列的一对第一挡板和一对第二挡板；所述底架的顶部由数组平行且相互间留有空隙的导条铺设形成，在底架的内部设置由立体驱动组件传动并可沿数组导条之间水平和垂向移动货叉组件。

3、进一步地，所述的货叉组件包括底部连接于立体驱动组件的货叉连接板、以及相对平行设置于货叉连接板两侧端的一对叉板，每一叉板包括沿竖向排列连接的、可沿相邻两组导条间隙穿插通过的数组叉杆；所述的立体驱动组件优选气缸和单轴机械手，单轴机械手包括固定安装于底架内部的驱动电机、以及沿水平延伸的移动导轨，固定连接于气缸一侧气缸固定板通过滑块滑动连接于移动导轨，驱动电机通过齿轮箱与同步带/同步带轮组件驱动滑块在移动导轨上的运行；所述的气缸整体安装于气缸固定板，其输出端沿垂向驱动连接货叉连接板。

4、进一步地，在底架内部安装有监控驱动电机运行状态的电磁阀和拖链槽，在拖链槽内部铺设有拖链，拖链一端固定于底架，其另一端连接于滑块。

5、进一步地，在底架顶部的多个工位上分别设置一组到位检测装置。

6、进一步地，在第二挡板的内侧设置有用于进行手动放件区域作业完全检测的第一安全检测装置，在靠近第二挡板一侧、第一挡板的内部设置有用于进行手动放件区域作业完全检测的第二安全检测装置。

7、进一步地，所述的底扫装置安装于自动供件装置的底架一侧，其包括一框架，在框架底部安装有相机，在框架顶部设置透明的顶板；沿顶板对角线设置一对第一光电和第二光电。

8、进一步地，所述的导入装置包括用于将文件袋转运至分拣环线的输送组件，在输送组件上方架设有用于检测文件袋外形长宽信息的限宽检测组件、以及沿垂向检测文件袋外形高度的测距检测装置。

9、基于上述立体分拣导入系统的结构设计，本技术同时提出下述立体分拣导入方法，该方法包括下述步骤：

10、步骤1)、上件

11、操作人员将成垛的文件袋手动放置于第二挡板内侧，第一在位光电检测并反馈放件信息至plc控制系统；

12、设置于第二挡板内侧的限高检测装置检测所放置文件袋的高度；

13、设置于第二挡板内侧的第一安全检测装置，监测作业人员的手是否仍在第二挡板内部；同时，设置在第一挡板内部的第二安全检测装置，监测作业人员的手是否仍在第二挡板内部；

14、当成垛的文件袋满足上述限高与安全检测条件时，plc控制系统启动货叉组件运行以将成垛的文件袋移动至待抓取工位；

15、步骤2)、抓取

16、抓取驱动组件同时传动第一抓取部和第二抓取部沿抓取框架水平方向移动，第一抓取部抓取待抓取工位上的文件袋并将其转运至底扫装置，在底扫装置处进行文件袋底部的扫描以读取条码信息；第二抓取部抓取已放置在底扫装置上的文件袋并将其转运至导入装置；

17、步骤3)、扫描

18、首先，当第一抓取部抓取待抓取工位上的文件袋并将其转运至底扫装置后，相机从底部拍照以获得条码信息；

19、若底扫装置未读取到条码信息，则在第二抓取部抓取已放置在底扫装置上的文件袋并将其转运至导入装置的过程中，由条码阅读器进行文件袋顶部的扫描以读取条码信息；

20、步骤4)、导入

21、由第二抓取部抓取并放置在导入装置上的文件袋，被转运至分拣环线。

22、进一步地，所述的步骤1)上件，plc控制系统发送指示信号给电磁阀，电磁阀启动驱动电机运行，单轴机械手在拖链的保护下驱动货叉组件连同气缸沿移动导轨水平运行，以将货叉组件移动到第一在位光电所在的成垛文件袋的垂向下方；

23、然后，气缸驱动货叉组件沿垂向上升，一对叉板穿插通过叉杆而将文件袋从水平两侧夹持，由货叉连接板支撑承载文件袋；

24、随后，单轴机械手再次运行，以由一对叉板将文件袋从第一在位光电所在工位移动至第二在位光电所在工位，直至将文件袋依次移动至第四在位光电所在的待抓取工位；

25、最后，气缸带动货叉组件下降至底架内部，单轴机械手驱动货叉组件返回第一在位光电所在的手动放件区域。

26、进一步地，所述的步骤4)导入，当文件袋被第二抓取部抓取并移动至第一段皮带输送机上时，到位检测光电的光电信号被遮挡，从而检测到文件袋到位信息，plc控制系统启动导入装置的两段式皮带输送机同步运行；

27、当文件袋经过检测架下方时，限宽光电检测装置检测出文件袋实际的宽度数值；不符合要求的文件袋不会转运至分拣环线，而是由输送组件反向输送至退件收纳装置转交人工处理；

28、当文件袋经过检测架下方时，激光测距光电检测出文件袋实际的高度数值，高度信息被激光测距光电上传至plc控制系统；不符合要求的文件袋不会转运至分拣环线，而是由输送组件反向输送至退件收纳装置转交人工处理。

29、综上，本技术提出的立体分拣导入系统具有的优点是，独创性提出不同于现有技术的扁平件包裹导入方案，能够有效地提高扁平件包裹的分拣效率和保证表面完好与内部货物运输安全。同时，最大限度地减少人工干预与辅助处理，在实现自动化批量导入流程作业的同时降低人为因素的影响。