本發(fā)明涉及物流分揀設備技術領域，特別涉及一種帶分揀機器人的分揀裝置及其使用方法。

背景技術：

目前，在物流分揀領域，用于處理尺寸范圍小于465mm(l)*380mm(w)*250mm(h)且重量小于8kg的小件分揀機的供件臺采用的是人工供件。人員從一個固定的滑槽里把小件拿出來轉身45度放到另外一段皮帶機上。小件快遞件的分揀采用人工分揀，這種方式效率比較低，人工勞動強度大。需要的供件人員數(shù)量較多，在小件處理量低的情況下，人員閑置率較高，且自動化程度較低。而采用機器人分揀則具有效率高，減輕人工勞動強度的特點。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種帶分揀機器人的分揀裝置及其使用方法，通過分揀機器人對快遞進行分揀，提高分揀效率。

為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種帶分揀機器人的分揀裝置，包括：

傳送裝置，用于將快遞件傳送至分揀機器人；

分揀機器人，位于所述傳送裝置的上方，用于分揀所述快遞件；

面積和/或高度測量裝置，位于所述傳送裝置的上方，設置在所述傳送裝置靠近所述分揀機器人的一端，用于測量所述快遞件的面積和/或高度；

控制器，分別與所述面積和/或高度測量裝置和分揀機器人連接，用于接收所述面積和/或高度測量裝置采集的所述快遞件的面積和/或高度數(shù)據(jù)，并啟動分揀機器人進行分揀快遞件。

快遞件在傳送裝置上傳送至分揀機器人處，在分揀機器人前方設有面積和/或高度測量裝置，面積和/或高度測量裝置測量快遞件的面積和/或高度數(shù)據(jù)并將快遞件的面積和/或高度數(shù)據(jù)傳輸至控制器。

進一步地，所述傳送裝置設有歸中線，所述歸中線使快遞件在所述傳送裝置上居中傳送。用于提高面積和/或高度測量數(shù)據(jù)的準確性，同時機器人在歸中線的正上方，便于機器人抓取。

進一步地，所述面積和/或高度測量裝置包括用于檢測長度的測長檢測傳感器、測量寬度的測寬檢測傳感器和用于測量高度的激光測高檢測傳感器。面積和/或高度測量裝置通過測量快遞件的高度、長度和寬度獲得快遞件的體積數(shù)據(jù)。

進一步地，所述分揀機器人采用真空吸盤吸取快遞件。

進一步地，所述真空吸盤包括內層吸盤和外層吸盤。根據(jù)快遞件表面積的大小，可以選擇單獨采用內層吸盤單獨吸取快遞件或采用內層吸盤和外層吸盤同時吸取快遞件。

進一步地，所述分揀機器人具有上下移動裝置和前后移動裝置。上下移動裝置控制分揀機器人進行上下移動，前后移動裝置控制分揀機器人進行前后移動。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種帶分揀機器人的分揀裝置的使用方法，包括如下步驟：

s1，快遞件在傳送裝置上傳送；

s2，面積和/或高度測量裝置獲取快遞件的面積和/或高度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制器；

s3，控制器根據(jù)快遞件的面積和/或高度數(shù)據(jù)，并啟動分揀機器人從所述傳送裝置分揀快遞件。

進一步地，所述s3中，分揀機器人根據(jù)高度測量裝置測量的高度數(shù)據(jù)控制分揀機器人的下降高度。

進一步地，分揀機器人采用真空吸盤吸取快遞件，所述真空吸盤下降到所述快遞件的高度后再下降距離h，0mm≤h≤20mm。

進一步地，s3中，根據(jù)所述面積測量裝置測量的快遞件的面積大小，控制所述真空吸盤單獨采用內層吸盤單獨吸取快遞件或采用內層吸盤和外層吸盤同時吸取快遞件。

進一步地，所述控制器判斷所述快遞件的體積大小進而控制所述分揀機器人的平移速度，所述分揀機器人的平移速度隨所述快遞件體積的增大而減小?？刂破鞲鶕?jù)快遞件體積的大小控制分揀機器人的平移速度，防止分揀機器人在分揀較重的快遞件時因平移速度過快而導致快遞件抓取不牢固而掉落。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明示例的帶分揀機器人的分揀裝置，快遞件在傳送裝置上傳送，控制器根據(jù)面積和/或高度測量裝置采集的面積和/或高度數(shù)據(jù)，控制分揀機器人分揀快遞件。通過采用分揀機器人對快遞進行分揀，替代傳統(tǒng)的人工分揀，提高分揀效率，自動化程度高。

2、本發(fā)明示例帶分揀機器人的分揀裝置，用于檢測長度的測長檢測傳感器、測量寬度的測寬檢測傳感器和用于測量高度的激光測高檢測傳感器采集快遞件的體積數(shù)據(jù)，并傳輸至可編輯邏輯控制器，可編輯邏輯控制器通過快遞件高度值控制分揀機器人的抓取高度；可編輯邏輯控制器通過快遞件的高度值、長度值和寬度值控制分揀機器人的平移速度。防止分揀機器人在分揀較重的快遞件時因平移速度過快而導致快遞件抓取不牢固而掉落。

3、本發(fā)明示例帶分揀機器人的分揀裝置，通過高度測量裝置獲得快遞件的高度信息，控制分揀機器人下降到與快遞件高度相適應的位置對快遞件進行抓取，并能根據(jù)快遞件高度和表面情況的不同確定在快遞件高度的基礎上進一步下降以提高抓取成功率。

4、本發(fā)明示例帶分揀機器人的分揀裝置，通過面積測量裝置獲得快遞件的上表面面積信息，針對較大的快遞件，外層吸盤和內層吸盤同時工作，針對較小的快遞件，內層吸盤工作而外層吸盤不工作，節(jié)約能量，可針對性地抓取不同尺寸的快遞件進行分揀作業(yè)，既能穩(wěn)定地抓取并分揀快遞件，同時節(jié)約能量。

5、本發(fā)明示例帶分揀機器人的分揀裝置的使用方法，容易實施、人工參與少，通過可編程邏輯控制器控制分揀機器人抓取快遞件分揀準確率高，穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例真空吸盤的結構示意圖。

圖中：1-快遞件，2-輸送帶，3-歸中線，4-真空吸盤，41-內層吸盤，42-外層吸盤，5-面積和/或高度測量裝置。

具體實施方式

為了更好的了解本發(fā)明的技術方案，下面結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，一種帶分揀機器人的分揀裝置，包括一條用于傳送快遞件1的輸送帶2，輸送帶2寬度為800mm，輸送帶2設有歸中線3，歸中線3使快遞件1在輸送帶2上居中傳送。在輸送帶2的上方設有分揀機器人，分揀機器人位于輸送帶2正上方300-1000mm處，優(yōu)選高度為500-600mm，分揀機器人具有上下移動裝置和前后移動裝置，上下移動裝置控制分揀機器人進行上下移動，前后移動裝置控制分揀機器人進行前后移動。

分揀機器人采用真空吸盤4吸取快遞件，真空吸盤4包括內層吸盤41和外層吸盤42。根據(jù)快遞件表面積的大小，可以選擇單獨采用內層吸盤41單獨吸取快遞件或采用內層吸盤41和外層吸盤42同時吸取快遞件。

分揀機器人前方的輸送帶2的上方設有面積和/或高度測量裝置5，面積和/或高度測量裝置5包括用于測量快遞件1高度的激光測高檢測傳感器和用于檢測長度的測長檢測傳感器以及測量寬度的測寬檢測傳感器。面積和/或高度測量裝置5通過測量快遞件的高度、長度和寬度獲得快遞件的體積數(shù)據(jù)。

面積和/或高度測量裝置5將采集的快遞件1的體積數(shù)據(jù)傳輸至可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器啟動分揀機器人分揀快遞件1。

上述一種帶分揀機器人的分揀裝置的使用方法，包括如下步驟：

s1，快遞件1在輸送帶2上傳送，輸送帶2的歸中線3使快遞件1在輸送帶2上居中傳送；

s2，面積和/或高度測量裝置5通過激光測高檢測傳感器測量快遞件1的高度，通過測長檢測傳感器測量快遞件1的長度通過測寬檢測傳感器測量快遞件1的寬度。面積和/或高度測量裝置5將測量的快遞件1的高度、長度和寬度數(shù)據(jù)傳輸至可編程邏輯控制器；

s3，可編程邏輯控制器根據(jù)快遞件的面積和/或高度數(shù)據(jù)，并啟動分揀機器人將快遞件從所述傳送裝置分揀快遞件。分揀機器人根據(jù)高度測量裝置測量的高度數(shù)據(jù)控制分揀機器人的下降高度，根據(jù)面積測量裝置測量的面積數(shù)據(jù)確定分揀機器人的抓取面積，根據(jù)高度和面積測量裝置獲得的體積數(shù)據(jù)控制所述分揀機器人的平移速度。

具體控制方式如下：分揀機器人下部采用真空吸盤4吸取快遞件，可編程邏輯控制器控制分揀機器人下降到快遞件1的高度的基礎上再下降10-20mm，以加大真空吸盤與快遞件1的接觸面積。分揀機器人接近快遞件時隨快遞件進行水平移動。根據(jù)快遞件的體積和輸送帶2的速度以及分揀機器人的下降時間，確定分揀機器人跟隨快遞件水平移動的時間，在抓取快遞件之前，使得真空吸盤獲得與快遞將相同的水平速度。

根據(jù)面積測量裝置測量的快遞件的面積大小，控制真空吸盤4單獨采用內層吸盤41單獨吸取快遞件或采用內層吸盤41和外層吸盤42同時吸取快遞件。

可編程邏輯控制器判斷快遞件1的體積大小并控制分揀機器人的平移速度，防止分揀機器人在分揀較重的快遞件1時因平移速度過快而導致快遞件1抓取不牢固而掉落。

可編程邏輯控制器根據(jù)快遞件1的高度值h、長度值l和寬度值w確定機器人抓手的平移速度v；設定高度對比值50mm和100mm，長度對比值300mm和寬度對比值250mm；

當h＜50mm時，v＝(90-100％)v1；

當50mm≤h＜10mm，

l＜300mm且w＜250mm時，v＝(50％-80％)v1；

當50mm≤h＜100mm，

l≥300mm或w≥250mm時，v＝(30％-40％)v1；

當h≥100mm時，v＝(15％-20％)v1；

其中，v1為機器人抓手標定的最大速度，標定最大速度v1為(5000-6000)脈沖/秒。

高度對比值50mm和10mm，長度對比值300mm和寬度對比值250mm這四個參數(shù)，這是基于快遞工作中眾多快件統(tǒng)計出來的一個數(shù)據(jù)，按兩個數(shù)據(jù)基本能劃分快遞小件重量范圍。根據(jù)實際工作需要還高度對比值a的取值范圍為20-60mm，b的取值范圍為80-150mm；長度對比值c的取值范圍為250-350mm，寬度對比值d的取值范圍為200-300mm。通過設定高度對比值，將采集到的快遞件高度與高度對比值、長度對比值和寬度對比值分別進行比對，并根據(jù)比對結果控制機器人抓手的平移速度。

本實施例中的可編輯邏輯控制器可以采用西門子s7-400，cpu配置為cpu414-2，程序和數(shù)據(jù)內存為2*128k，數(shù)字量i/o為16k/16k，位操作執(zhí)行時間為0.1微秒，模擬量i/o為1k/1k，計時器/定時器為256/256，通信接口為mpi/dp,profibus-dp或ifmss。該實施例中的可邏輯編輯控制器還可以采用其他型號的可邏輯編輯控制器，具體型號選擇以能實現(xiàn)本發(fā)明的控制要求為準。

上述實施例中的傳送裝置不僅限于是輸送帶，還可以采用皮帶傳送機、鏈條傳送帶等其他可以實現(xiàn)直線傳送的裝置；面積和/或高度測量裝置還可以采用測高傳感器和二維視覺傳感器對快遞件的高度、長度和寬度進行測量，采用測高傳感器測量快遞件的高度，采用二維視覺傳感器測量快遞件的長度和寬度，二維視覺傳感器是現(xiàn)有的成熟的技術，在此不在贅述。實施例中提到的激光測高檢測傳感器、測長檢測傳感器和測寬檢測傳感器是成熟的現(xiàn)有的技術，通過激光測高檢測傳感器、測長檢測傳感器和測寬檢測傳感器分別來獲取快遞件的高度、長度和寬度，上述激光測高檢測傳感器、測長檢測傳感器和測寬檢測傳感器接上變送器，把光信號變成電信號傳入plc模擬量模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。實施例中，歸中線是一段斜輥筒輸送線。輸送線中間是一段寬200mm的皮帶，皮帶兩側是從運行方向看呈倒“v”形排布的鍍鋅輥筒。輥筒通過鏈條或皮帶摩擦驅動傳動。歸中線是比較成熟的現(xiàn)有技術。本實施例中不再詳細贅述。

上述實施例中，分揀機器人可以將快遞將從輸送帶2分揀至供件臺或者分揀至另一個輸送帶進行傳送。

以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發(fā)明構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。