一种基于机械手的条烟订单分拣系统及其分拣方法

1.一种基于机械手的条烟订单分拣系统，其特征在于：包括多组用于存储条烟的条烟柜（C1，C2，C3，…，Cx）和分拣及合单执行装置；所述分拣及合单执行装置包括与条烟柜（C1，C2，C3，…，Cx）组数相对应的分拣机械手（M1，M2，…，My），一条主传动带（N），多条与分拣机械手（M1，M2，…，My）台数对应的合单传动带（E1，E2，…，Ey），一台合单机械手（H），以及用于控制条烟柜（C1，C2，C3，…，Cx）出烟、控制分拣机械手（M1，M2，…，My）和合单机械手（H）动作的PLC控制系统；每组条烟柜包括多个条烟柜，每个条烟柜的出烟口与一条条烟柜传送带（D1，D2，D3，…，Dx）衔接，每组条烟柜出烟口处的条烟柜传送带的末端设有一台分拣机械手（M1，M2，…，My），每台分拣机械手（M1，M2，…，My）设置在相应的合单传动带（E1，E2，…，Ey）的末端，所述合单传动带（E1，E2，…，Ey）的末端与主传送带（N）的头端之间设有所述合单机械手（H）。
2.根据权利要求1所述的基于机械手的条烟订单分拣系统，其特征在于：大批量存储单个品种条烟的所述条烟柜用于存储条烟和为分拣及合单执行装置补货，每个条烟柜对应一条用于输出条烟柜中的条烟的条烟柜传送带。
3.根据权利要求1所述的基于机械手的条烟订单分拣系统，其特征在于：所述条烟柜内部沿着长度方向设置有多条可水平传送的传送带，多条传送带的侧端由连接部件串接相连而形成垂直于条烟柜长度方向且可顺时针或逆时针转动的传送带组，在条烟柜的底部一端设有条烟输入通道，另一端设有条烟输出通道，且该条烟输入通道设置在传送带组最下层传送带的头端，条烟输出通道设置在传送带组最下层传送带的尾端。
4.根据权利要求3所述的基于机械手的条烟订单分拣系统，其特征在于：传送带组为摩天轮结构。
5.一种利用权利要求1-4之一的基于机械手的条烟订单分拣系统进行分拣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）条烟柜传送带（D1，D2，D3，…，Dx）将条烟从各条烟柜（C1，C2，C3，…，Cx）中传送出来，等待分拣；
2）PLC控制系统从订单数据库中读取每个订单的信息；
3）PLC控制系统按照获取的订单，向分拣机械手（M1，M2，…，My）发指令从各条烟柜传送带（D1，D2，D3，…，Dx）上抓取每个订单对应品种、数量的条烟，放置于合单传送带（E1，E2，…，Ey）上，并将信息写入订单分配表中；
4）PLC控制系统按照订单分配表，向合单机械手（H）发指令从各个合单传送带（E1，E2，…，Ey）上抓取相应数量的条烟，放置于主传送带（N）上，组合成一个完整的订单。
6.根据权利要求5所述的基于机械手的条烟订单分拣系统进行分拣的方法，其特征在于，步骤4）每个完整的订单抓取完成后，将主传送带（N）上的条烟数量与步骤2）中的订单信息进行比较，相同则进行下一个订单处理。
7.根据权利要求5所述的基于机械手的条烟订单分拣系统进行分拣的方法，其特征在于，所述条烟柜内部沿着长度方向设置有多条可水平传送的传送带，多条传送带的侧端由连接部件串接相连而形成垂直于条烟柜长度方向且可顺时针或逆时针转动的传送带组，在条烟柜的底部一端设有条烟输入通道，另一端设有条烟输出通道，且该条烟输入通道设置在传送带组最下层传送带的头端，条烟输出通道设置在传送带组最下层传送带的尾端；步骤1）中：
当条烟柜需要补货时，条烟依次从补货系统中传进条烟柜传送带组最底层的传送带上，该条传送带填满后，传送带组顺时针或逆时针转动使邻近的传送带移到最底层时，补货系统继续传进条烟，直至所有条烟柜的传送带组的各传送带上均填满条烟；
当条烟柜需要向分拣及合单执行装置出货时，条烟依次从条烟柜传送带组中最底层传送带向条烟柜传送带（D1，D2，D3，…，Dx）输出条烟，当最底层传送带上的条烟输出完毕后，传送带组顺时针或逆时针转动使邻近的传送带移到最底层时，条烟柜继续向条烟柜传送带输出条烟，直至条烟柜传送带组上所有的条烟输出完毕。
8.根据权利要求7所述的基于机械手的条烟订单分拣系统进行分拣的方法，其特征在于，条烟柜补货与条烟柜向分拣及合单执行装置出货同步进行。

一种基于机械手的条烟订单分拣系统及其分拣方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种基于机械手的条烟订单分拣系统及其分拣方法，适用于条烟订单的分拣及合单任务，属于条烟分拣技术领域。\n背景技术\n[0002] 现有的条烟订单分拣作业过程包含三个阶段：补货阶段、分拣阶段和合单阶段。\n[0003] 在补货阶段，补货系统利用条烟暂存仓对分拣系统进行补货，条烟暂存仓的补货速度与分拣系统的分拣速度不匹配，以及条烟暂存仓有限的容量，均是分拣系统的瓶颈。\n[0004] 在分拣阶段，分拣系统控制条烟暂存仓采用由电机带动拨块，将条烟从条烟暂存仓拨出到传送带上的方式进行分拣，这种方式最大的缺点在于拨出的条烟运动方向与传送带运动方向不一致，导致烟姿不理想，容易造成卡烟、错烟，影响分拣效率；条烟暂存仓的补货速度与分拣系统的分拣速度不匹配，也是影响分拣速度的瓶颈。\n[0005] 在合单阶段，一般有人工合单和输送带合单两种方式。人工合单是通过人工方式将一个订单的不同部分合并起来，缺点是效率低、差错率高、自动化程度低；输送带合单是利用不同传送带交叉对驳方式实现合单，缺点是受空间约束、对各条烟分拣机的耦合度要求高、效率不高。\n[0006] 传统条烟订单分拣系统分拣容错率低、合单效率低，成为影响分拣效率的瓶颈问题。\n发明内容\n[0007] 为了解决现有条烟订单分拣系统存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种基于机械手的条烟订单分拣系统及其分拣方法，对条烟订单进行快速、准确的分拣和合单，提高分拣系统的整体效率。\n[0008] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：\n[0009] 一种基于机械手的条烟订单分拣系统，其结构特点是：包括多组用于存储条烟的条烟柜和分拣及合单执行装置；所述分拣及合单执行装置包括与条烟柜组数相对应的分拣机械手，一条主传动带，多条与分拣机械手台数对应的合单传动带，一台合单机械手，以及用于控制条烟柜出烟、控制分拣机械手和合单机械手动作的PLC控制系统；每组条烟柜包括多个条烟柜，每个条烟柜的出烟口与一条条烟柜传送带衔接，每组条烟柜出烟口处的条烟柜传送带的末端设有一台分拣机械手，每台分拣机械手设置在相应的合单传动带的末端，所述合单传动带的末端与主传送带的头端之间设有所述合单机械手。\n[0010] 根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：\n[0011] 大批量存储单个品种条烟的所述条烟柜用于存储条烟和为分拣及合单执行装置补货，每个条烟柜对应一条用于输出条烟柜中的条烟的条烟柜传送带。\n[0012] 为了扩大了条烟暂存的容量，同时弱化补货系统对分拣系统的影响，所述条烟柜内部沿着长度方向设置有多条可水平传送的传送带，多条传送带的侧端由连接部件串接相连而形成垂直于条烟柜长度方向且可顺时针或逆时针转动的传送带组，在条烟柜的底部一端设有条烟输入通道，另一端设有条烟输出通道，且该条烟输入通道设置在传送带组最下层传送带的头端，条烟输出通道设置在传送带组最下层传送带的尾端。由此，本发明的分拣系统的分拣速度不再受制于补货系统。\n[0013] 优选地，传送带组为摩天轮结构。条烟柜内的传送带可做顺时针或逆时针运动，且传送带始终保持水平，并沿着传送带长度方向输送条烟。\n[0014] 基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用上述基于机械手的条烟订单分拣系统进行分拣的方法，其包括如下步骤：\n[0015] 1)条烟柜传送带将条烟从各条烟柜中传送出来，等待分拣；\n[0016] 2)PLC控制系统从订单数据库中读取每个订单的信息；\n[0017] 3)PLC控制系统按照获取的订单，向分拣机械手发指令从各条烟柜传送带上抓取每个订单对应品种、数量的条烟，放置于合单传送带上，并将信息写入订单分配表中；\n[0018] 4)PLC控制系统按照订单分配表，向合单机械手发指令从各个合单传送带上抓取相应数量的条烟，放置于主传送带上，组合成一个完整的订单。\n[0019] 为了进一步保证订单分拣的准确性，步骤4)每个完整的订单抓取完成后，将主传送带上的条烟数量与步骤2)中的订单信息进行比较，相同则进行下一个订单处理。\n[0020] 优选地，所述条烟柜内部沿着长度方向设置有多条可水平传送的传送带，多条传送带的侧端由连接部件串接相连而形成垂直于条烟柜长度方向且可顺时针或逆时针转动的传送带组，在条烟柜的底部一端设有条烟输入通道，另一端设有条烟输出通道，且该条烟输入通道设置在传送带组最下层传送带的头端，条烟输出通道设置在传送带组最下层传送带的尾端；步骤1)中：\n[0021] 当条烟柜需要补货时，条烟依次从补货系统中传进条烟柜传送带组最底层的传送带上，该条传送带填满后，传送带组顺时针或逆时针转动使邻近的传送带移到最底层时，补货系统继续传进条烟，直至所有条烟柜的传送带组的各传送带上均填满条烟；\n[0022] 当条烟柜需要向分拣及合单执行装置出货时，条烟依次从条烟柜传送带组中最底层传送带向条烟柜传送带输出条烟，当最底层传送带上的条烟输出完毕后，传送带组顺时针或逆时针转动使邻近的传送带移到最底层时，条烟柜继续向条烟柜传送带输出条烟，直至条烟柜传送带组上所有的条烟输出完毕。\n[0023] 为了提高分拣效率，条烟柜补货与条烟柜向分拣及合单执行装置出货同步进行，即出货的同时在进行补货，由此可以进行连续化分拣。\n[0024] 条烟柜用于大批量存储单个品种的条烟，作用在于存储条烟和为分拣及合单执行装置补货，每个条烟柜连接一条传送带，用于输出条烟柜中的条烟，所述分拣机械手设置在条烟柜传送带末端与合单传送带之间，所述合单机械手设置在合单传送带末端与主传送带之间。\n[0025] 所述的分拣机械手和合单机械手为可以抓取多条条烟，并使之产生空间位移的机械装置。\n[0026] 上述的基于机械手的条烟订单分拣系统中，条烟柜被分为多个组，每组条烟柜由一个或多个条烟柜组成，并分配一台分拣机械手，各组条烟柜对应一条合单传送带。\n[0027] 上述的基于机械手的条烟订单分拣系统中，分拣机械手和合单机械手均为可以抓取多条条烟，并使之产生空间位移的机械装置。\n[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用条烟柜代替条烟暂存仓，不仅扩大了条烟暂存的容量，而且弱化了补货系统对分拣系统的影响，分拣系统的分拣速度不再受制于补货系统；同时利用PLC控制系统与机械手设备结合，对条烟订单进行快速、准确的分拣和合单，大大降低了分拣的差错率、提高了合单的速度，提高了分拣的整体效率。\n[0029] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。\n附图说明\n[0030] 图1为实现本发明的工作原理示意图；\n[0031] 图2为条烟柜侧面结构图；\n[0032] 图3为条烟柜的左视图。\n具体实施方式\n[0033] 一种基于机械手的条烟订单分拣系统，如图1所示，包括条烟柜C1，C2，C3，…，Cx、分拣执行装置和合单执行装置，所述分拣执行装置包括条烟柜传送带D1，D2，D3，…，Dx、分拣机械手M1，M2，…，My，所述合单执行装置包括合单传送带E1，E2，…，Ey、合单机械手H、主传送带N；其中x分别表示条烟柜的数量以及条烟柜传送带的数量，Cx表示第x个条烟柜，Dx表示第x个条传送带，y分别表示分拣机械手的数量和合单传送带的数量，My表示第y个分拣机械手，Ey表示第y条合单传送带。所述条烟柜用于存放单个品种的条烟，每个条烟柜配备一条传送带，用于输出条烟柜中的条烟，所述分拣机械手设置在条烟柜传送带末端与合单传送带之间，所述合单机械手设置在合单传送带末端与主传送带之间。条烟柜分为多个组，每组分配一台分拣机械手，并对应一条合单传送带。所述的分拣机械手和合单机械手为可以抓取多条条烟，并使之产生空间位移的机械装置。PLC控制系统用于控制条烟柜C1，C2，C3，…，Cx出烟、控制分拣机械手M1，M2，…，My和合单机械手(H)的相应动作。\n[0034] 一种基于机械手的条烟订单分拣方法，该方法包括以下步骤：\n[0035] (1)条烟柜传送带将条烟从条烟柜中传送出来，等待分拣；\n[0036] (2)分拣系统从订单数据库中读取每个订单的信息；\n[0037] (3)分拣系统按照获取的订单，向分拣机械手发指令从各条烟柜传送带上抓取每个订单对应品种、数量的条烟，放置于合单传送带上，并将信息写入订单分配表中；\n[0038] (4)分拣系统按照订单分配表，向合单机械手发指令从各个合单传送带上抓取相应数量的条烟，放置于主传送带上，组合成一个完整的订单；\n[0039] (5)每个订单抓取完成后，将抓取的条烟数量与步骤(2)中的订单信息进行比较，相同则进行下一个订单处理。\n[0040] 参见图1，实现本发明的方法主要由机械手实现，每个条烟柜C1,C2,C3,，…，Cx分别存放一个品种的条烟，条烟柜中的条烟由各自的条烟柜传送带D1,D2,D3,D4，…，Dx输送出来。\n[0041] 首先分拣系统从订单数据库中读取每个订单的信息，按照订单信息，向分拣机械手(M1,M2，…，Mx)发指令从各条烟柜传送带上抓取每个订单对应品种、数量的条烟，放置于合单传送带E1,E2，…，Ex上，并将信息写入订单分配表(表1)。\n[0042] 表1订单分配表结构\n[0043]\n[0044] 然后分拣系统再按照订单分配表的信息，向合单机械手H发出合单指令，从各条合单传送带上抓取相应条数的条烟放置于主传送带N上，形成完整的订单。\n[0045] 如订单4301010001，共有35条卷烟，由分拣机械手抓取到了合单传送带E1(10条),E2(10条),E3(5条)上，再由合单机械手H根据表1的记录，依次从各条合单传送带上抓取对应数量的条烟，放置在主传送带N上。\n[0046] 在完成订单4301010001所有条烟的抓取后，将抓取的总条数与表1中订单总数进行比较，如果一致，则该订单合单完成，接着进行下一订单的作业。\n[0047] 参见图2，条烟柜位于补货系统与分拣系统之间，外部为刚性的长方体结构，内部纵向放置有多条传送带，传送带由环状部件连接，呈环形排列(参见图3)，可在保持水平状态下做环形位移，每层输送带上可密集排列单层多条条烟。由此，多层之间有刚性结构连接，围成一个环状，顺时针或逆时针转运，就可以实现按顺序交换了\n[0048] 首先，条烟依次从补货系统通过条烟柜左侧的传送带传进条烟柜最底层的传送带，该条传送带填满后，条烟柜控制传送带顺时针或逆时针旋转，当邻近的传送带移到最底层时，继续传进，依此类推，直至所有传送带填满条烟。\n[0049] 当需要向分拣系统补货时，条烟依次从条烟柜中的最底层传送带从条烟柜右侧输出条烟，当每层传送带上的条烟输出完后，条烟柜控制传送带顺时针或逆时针旋转，当邻近的传送带移到最底层时，继续输出，依此类推，直至所有传送带上的条烟输出完毕。\n[0050] 为了提高效率，条烟柜内条烟的传进和输出可同步进行。\n[0051] 本发明结合计算机与机械手设备，对条烟订单进行快速、准确的分拣和合单，分拣差错率小，合单速度快，对场地要求小，作业半径大，订单适应性强，有效地提高了分拣设备的分拣效率。\n[0052] 上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。