CN101926498B - 全自动糖料厨房系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动糖料厨房系统及其工艺。该工艺是通过控制机械手将原料桶送入生产调制区进行配料，实施步骤包括：(1)托盘离开存储区，进行RFID标签阅读，判断托盘是否正确，如果是，继续执行步骤(2)，如果不是，中止配料任务；(2)机械手抓出第一桶原料桶，先在旋盖机上去盖，然后移动到调制罐上倒料，倒完后到旋盖机上还盖，回到托盘上；(3)判断配料任务是否完成，如果是，执行步骤(6)，如果不是，执行步骤(4)；(4)检查托盘上是否还有原料，如果是，回到步骤(2)，倒下一桶原料，如果不是，执行步骤(5)；(5)改写托盘RFID标签，托盘返库，另取同品种糖料托盘，回到步骤(1)；(6)配料完成，同时改写托盘RFID标签，托盘返库。本发明可提高料液配制效率，杜绝人为送错料的质量事故，最大限度地降低了原料消耗和工人的劳动强度，改善了车间的卫生环境，完成了糖料的生产和管理从粗放的手工操作到机械化、自动化、智能化的转变。

Description

全自动糖料厨房系统及其工艺

技术领域

本发明属于烟草机械技术领域，具体说涉及一种全自动糖料厨房系统。

本发明还属于用于烟草制丝的糖料前期处理工艺，具体说涉及一种全自动糖料厨房工艺。

背景技术

全自动糖料厨房系统直接应用于卷烟厂制丝线上，完成糖料的统一储存、调制、配送及管理需求，目前卷烟厂使用的糖料厨房系统及工艺日趋先进、自动化程度也越来越高，但是在糖料原料的前期处理上存在一些不足，对糖料厨房而言：1)由于糖料原料存取靠人工作业，采用传统仓库存储，工人劳动强度大，效率低下；2)配料作业由泵抽吸输送，不仅有管路布置，而且管路内易产生残留，厨房既不干净也不卫生；3)原料桶采用纸质标签，常被损坏和污染。对相应的厨房工艺而言：1)糖料原料存放、搬运处于无序、人工操作的状态；2)原料由人工拖运、摆放混乱、不易清点，仅靠原料桶上标签识别原料品种和重量，自动化程度和安全系数低；3)原料入调制罐的方式多采用人工搬运倾倒或泵抽吸输送，劳动强度大且效率低下，泵抽吸输送容易产生管路残留，造成原料浪费严重、清洗管路不方便、人为误操作等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动糖料厨房系统，不仅降低工人劳动强度，而且清洁卫生、无污染。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种全自动糖料厨房系统工艺，可解决现无序的人工操作，降低工人劳动强度，且配料自动化，无须泵抽吸输送，使厨房更干净无污染。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种自动化糖料厨房系统，包括存储区、生产调制区、和连接存储区和生产调制区的运输装置，其中存储区内设有立库，用于存放带托盘的原料桶；生产调制区内设有调制罐，用于糖料配料，还包括旋盖机；及设于调制罐与运输装置之间的机械手，负责把原料桶送到调制罐上倾倒原料；及所述托盘上设RFID标签；及控制系统。

进一步地，在生产调制区内还设有加水点。

优选地，所述运输装置包括堆垛机和输送机。

优选地，在所述输送机上设称重装置。

优选地，所述控制系统包括WMS系统、ECS系统和RFID系统。

本发明增设立体仓库自动存取功能及机械手能自动送料。立库、物流与糖料厨房的结合使用，既增加了原料储存和输送的安全可靠性，又有效地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率和产品质量。另外RFID在托盘上的使用也间接消除了传统纸质标签易损坏和污染的缺陷。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种自动化糖料厨房工艺，通过控制机械手将原料桶送入生产调制区进行配料，实施步骤如下：

(1)托盘离开存储区，进行RFID标签阅读，判断托盘是否正确，如果是，继续执行步骤(2)，如果不是，中止配料任务；

(2)机械手抓出第一桶原料桶，先在旋盖机上去盖，然后移动到调制罐上倒料，倒完后到旋盖机上还盖，回到托盘上；

(3)判断配料任务是否完成，如果是，执行步骤(6)，如果不是，执行步骤(4)；

(4)检查托盘上是否还有原料，如果是，回到步骤(2)，倒下一桶原料，如果不是，执行步骤(5)；

(5)改写托盘RFID标签，托盘返库，另取同品种糖料托盘，回到步骤(1)；

(6)配料完成，同时改写托盘RFID标签，托盘返库。

进一步地，所述步骤(2)中，在倒料后、还盖前，机械手将原料桶送到加水点加水进行稀释，并将稀释水倒入调制罐中。

优选地，还包括入库操作，包括如下步骤：

(1)原料桶称重及阅读原料桶上的条码；

(2)将条码信息与控制系统生成的入库单比对是否相符，如果是，执行步骤(3)，如果不是，入库操作停止；

(3)对原料桶外形进行检测，如果检测正常，执行步骤(4)，如果不是，入库操作停止；

(4)将原料信息写入托盘上的RFID标签上；

(5)原料桶进入立库。

优选地，还包括空托盘出库、退库操作，空托盘出库与退库操作的步骤相同，如下：

(1)阅读托盘上RFID标签；

(2)与控制系统生成的出库单比对是否相符，如果是执行步骤(3)，如果不是，入库操作停止；

(3)托盘离开立库。

优选地，还包括盘库操作，包括如下步骤：

(1)阅读托盘上RFID标签；

(2)托盘上标签信息与控制系统的信息记录进行核对；

(3)核对完成，原料桶和托盘返库，更新系统数据库。

本发明解决了糖料厨房工艺中原料自动化管理和自动入料的问题，提高了料液配制效率，杜绝了人为送错料的质量事故，最大限度地降低了原料消耗和工人的劳动强度，改善了车间的卫生环境，完成了糖料的生产和管理从粗放的手工操作到机械化、自动化、智能化的转变。

附图说明

图1为本发明所涉及的全自动糖料厨房系统的一种实施例。

图2为图1所示的实施例中机械手与调制罐的示意图。

图3为本发明所涉及的工艺流程图。

具体实施方式

参见图1-2，全自动糖料厨房系统包括立库1(货架)、堆垛机2、输送机3、称重装置6、旋盖机5、调制罐7、机械手8。设于存储区9内的立库1是库架分离型、组合横梁式，负责存放原料桶(带托盘)，储存原料能力的大小由货架货位的多少而定；堆垛机2穿梭在立库1之间，主要负责原料桶(带托盘)的入库、出库、盘库和退库；输送机3连接立库1和生产调制区10，主要协助原料桶(带托盘)入库和出库；旋盖机5主要负责生产时原料桶的开盖和锁盖；称重装置6设于输送机3上，主要负责原料入库时重量的复核；生产调制区10的调制罐7及其附属设备主要负责糖料的调制、储存、输送、回收；坐标式机械手8来回穿梭于链条输送机3、旋盖机5和调制罐7之间，用于抓取、搬运和倾倒原料桶；生产调制区10内还有四处加水点4。糖料厨房控制系统包括WMS系统、ECS系统和RFID系统。WMS系统即Warehouse Management System，是仓库管理系统，负责生成各项任务单，并下发入库、出库、盘库和退库的指令；ECS系统即Equipment Control System是一种用来协调、调度底层物流设备作业的系统，RFID系统即射频识别技术。

需要指出的是，图1-2所示的布置为全自动糖料厨房系统的一种实施方式，本发明并不限于此，只要具有本发明提到的所有设备，并满足其之间的连接关系，完成相应的厨房工艺，均属于本发明所要保护的范围。

全自动糖料厨房的自动存取工艺包括原料入库、出库、盘库、退库四个操作，参见图3。其中入库是原料桶进入立库，相应信息进入糖料厨房控制系统的过程。货物(原料桶)先由叉车搬运到输送机上，条形码扫描仪在原料桶通过时自动将条码信息获取(每个托盘上都有RFID标签)，原料信息再通过RFID读写器写入托盘的载码体上，并将原料信息送入WMS系统，WMS系统按照“自动入库”或“制定入库方式”等规则，寻找巷道和货位，ECS系统控制物流设备协调运行，将货物储存在高架立库中。

出库和退库操作都是执行原料桶离开立库。对出库操作，WMS系统接收到糖料厨房控制系统下发的出库作业，输入出库任务，WMS系统根据业务逻辑自动生成出库作业，ECS系统控制物流设备协调运行，将高架库中的货物运送到输送机上，继续执行配料或撤空桶的操作。而退库则是把不再使用的原料桶从立库取出后送到输送机上并最终撤出的操作。

盘库操作是对仓库的存储信息进行清点和整理。货物从立库中取出后，由固定的RFID读写器扫描托盘的RFID码，核对信息后再返库，所有货物清点后形成盘点差异表，根据盘库数据更新WMS系统数据库。

参照图1，具体操作流程如下：

入库：(1)对原料桶称重及条码阅读；

(2)与系统中入库单比对是否相符，如果是，执行步骤(3)，如果不是，系统退出，由人工确认或整理；

(3)对原料桶外形进行检测，如果检测正常，执行步骤(4)，如果不是(检测出有问题的原料桶)，系统退出，由人工确认或整理；

(4)将原料信息写入托盘上的RFID标签上；

(5)原料桶进入立库。

出库，出库操作包括空托盘出库和原料桶出库，其中空托盘出库与退库操作相同，主要步骤为：(1)阅读托盘上标签及称重；

(2)与系统中出库单比对是否相符，如果是执行步骤(3)，如果不是，系统停止待人工核对处理；

(3)完成空托盘出库或托盘退库。

盘库：(1)阅读托盘上标签及称重；

(2)托盘上标签信息与系统记录进行核对；

(3)核对完成，原料桶和托盘返库，更新系统数据库。

配合机械手，进行原料桶出库配料的操作。机械手主要负责自动抓取原料桶，并完成(或协助完成)原料桶的搬运、旋盖(包括开盖和锁盖)、摇匀、倾倒、定量加水等工作。货物出库时，固定的RFID读写器扫描托盘的RFID码，确认托盘是否正确。ECS系统下发指令给坐标机械手，由糖料厨房控制系统执行自动倒料操作。机械手在待定位置等待托盘到位，检测到信号后，运动至托盘的第一个实桶正上方(一个托盘上有多个同品种的原料桶)，下降将实桶卡住后，从托盘上将该实桶抓出，然后机械手带动实桶摇晃，并夹持实桶在旋盖机上进行旋盖，旋开盖后，机械手夹持实桶移至预先选定的调制罐上方，调制罐自动将罐盖打开，机械手检测罐盖是否已打开，如果是，向调制罐中倾倒原料，否则发出出错报警。倒料结束后，机械手夹持空桶运动至最近的定量加水点加水，并带动空桶摇晃，再将注入定量水的空桶再次移动至刚才进料的调制罐上方，将涮桶的定量水倒入罐中，以减少原料浪费，调制罐自动关闭罐盖。然后机械手将空桶运至旋盖机进行锁盖，最后将锁盖后的空桶，重新放置到托盘的原位置上。倒完第一桶原料后，机械手抓取第二桶原料，并重复以上工作，完成倒料任务后，由ECS控制物流设备将托盘连同原料桶送回立库中原来的位置上。

参照图1，具体操作流程如下：

(1)托盘离开立库，阅读标签；

(2)与系统中任务单比对是否相符，如果是继续步骤(3)，如果不是，系统停止待人工核对处理；

(3)由机械手依次执行取桶、去盖、倒料、还盖、回托盘的操作；

(4)系统判断本任务单是否完成配料，如果是，执行步骤(7)，如果不是，执行步骤(5)

(5)检查托盘上是否还有原料(倒料过程中每倒完一桶，托盘数据库会自动更新，包括剩余桶数量和桶的坐标)，如果是，回到步骤(3)，倒下一桶原料，如果不是，说明是托盘状态为空，执行步骤(6)；

(6)改写托盘标签，空托盘返库，另取同品种糖料托盘，回到步骤(1)；

(7)配料完成，同时改写托盘标签，托盘返库。

还有料液调制输送工艺除负责料液的调制、储存、发送、回收外，同时还配合坐标式机械手自动开关罐盖，保证原料顺利添加。原料被送入调制罐后，系统根据配方库参数，自动定量加入稀释水(由调制罐体本身的称重系统计量，须扣除空桶残留原料所加入的稀释水)，并自动开启机械搅拌器和蒸汽加热阀门，对原料进行调制、混合。搅拌时间和加热温度由配方参数设定(或者人工输入)。原料被调制成成品糖料后，暂存在调制罐中，等待向现场加料点供料。系统根据制丝工艺段传来的要料信号及生产牌号，按照“牌号比对”和“先进先出”的原则，自动判断可出料的调制罐，由操作人员确认后，将成品料液输送至相应的现场施加点。生产结束后，系统自动对送料管路及加料管路进行余料回收和吹扫清洗。

通过在糖料厨房系统中增设立体自动存取系统(AS/RS，Automated Storage and RetrievalSystem)和坐标机械手自动送料系统，立库、物流与糖料厨房的结合使用，再配合实现全自动的厨房工艺，使仓库管理有序化，既增加了原料储存和输送的安全可靠性，又有效地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率和产品质量。另外RFID在托盘上的使用也间接消除了传统纸质标签易损坏和污染的缺陷。

Claims (10)

1.一种自动化糖料厨房系统，包括存储区(9)、生产调制区(10)、和连接存储区(9)和生产调制区(10)的运输装置，其中存储区(9)内设有立库(1)，用于存放带托盘的原料桶；生产调制区(10)内设有调制罐(7)，用于糖料配料，其特征是：还包括旋盖机(5)；及设于调制罐(7)与运输装置之间的机械手(8)，负责把原料桶送到调制罐(7)上倾倒原料；及所述托盘上设RFID标签；及控制系统。

2.根据权利要求1所述的自动化糖料厨房系统，其特征是：在生产调制区(10)内还设有加水点(4)。

3.根据权利要求1所述的自动化糖料厨房系统，其特征是：所述运输装置包括堆垛机(2)和输送机(3)。

4.根据权利要求3所述的自动化糖料厨房系统，其特征是：在所述输送机(3)上设称重装置(6)。

5.根据权利要求1所述的自动化糖料厨房系统，其特征是：所述控制系统包括WMS系统、ECS系统和RFID系统。

6.一种自动化糖料厨房工艺，其特征是通过控制机械手将原料桶送入生产调制区进行配料，实施步骤如下：

(1)托盘离开存储区，进行RFID标签阅读，判断托盘是否正确，如果是，继续执行步骤(2)，如果不是，中止配料任务；

(2)机械手抓出第一桶原料桶，先在旋盖机上去盖，然后移动到调制罐上倒料，倒完后到旋盖机上还盖，回到托盘上；

(3)判断配料任务是否完成，如果是，执行步骤(6)，如果不是，执行步骤(4)；

(4)检查托盘上是否还有原料，如果是，回到步骤(2)，倒下一桶原料，如果不是，执行步骤(5)；

(5)改写托盘RFID标签，托盘返库，另取同品种糖料托盘，回到步骤(1)；

(6)配料完成，同时改写托盘RFID标签，托盘返库。

7.根据权利要求6所述的自动化糖料厨房工艺，其特征是：所述步骤(2)中，在倒料后、还盖前，机械手将原料桶送到加水点加水进行稀释，并将稀释水倒入调制罐中。

8.根据权利要求6所述的自动化糖料厨房工艺，其特征是还包括入库操作，包括如下步骤：

(1)原料桶称重及阅读原料桶上的条码；

(2)将条码信息与控制系统生成的入库单比对是否相符，如果是，执行步骤(3)，如果不是，入库操作停止；

(3)对原料桶外形进行检测，如果检测正常，执行步骤(4)，如果不是，入库操作停止；

(4)将原料信息写入托盘上的RFID标签上；

(5)原料桶进入立库。

9.根据权利要求8所述的自动化糖料厨房工艺，其特征是还包括空托盘出库、退库操作，空托盘出库与退库操作的步骤相同，如下：

(1)阅读托盘上RFID标签；

(2)将托盘上RFID标签中的原料信息与控制系统生成的出库单比对是否相符，如果是执行步骤(3)，如果不是，入库操作停止；

(3)托盘离开立库。

10.根据权利要求6所述的自动化糖料厨房工艺，其特征是还包括盘库操作，包括如下步骤：

(1)阅读托盘上RFID标签；

(2)托盘上标签信息与控制系统的信息记录进行核对；

(3)核对完成，原料桶和托盘返库，更新系统数据库。

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