CN106044200B - 一种智能上下料的裁切系统及其上下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能上下料的裁切系统及其上下料方法，包括存料柜、上料柜和裁床，所述上料柜设置于存料柜和裁床之间；还包括上下料机器人，所述上下料机器人设置于存料柜和上料柜之间；所述存料柜包括多个存料架，所述存料架设置于存料柜的朝向上下料机器人的一侧；所述上料柜包括多个上料架，所述上料架设置于所述上料柜的两侧。所述智能上下料的裁切系统用于搬运和裁切柔性物料，实现上下料的机械自动化，大大地降低工人的劳动强度，布局合理，上下料有序高效，大大地提高生产效率。

Description

一种智能上下料的裁切系统及其上下料方法

技术领域

本发明涉及裁切加工设备领域，尤其涉及一种智能上下料的裁切系统及其上下料方法。

背景技术

随着技术的不断发展，柔性物料的裁切由人工逐渐趋向自动化，出现了具有自动化裁切功能的裁切设备，柔性物料为布料、皮革等。但现有的裁切系统，虽实现了裁切自动化，但仍需人工搬运和上下料，需要大量的人力。工人需要将柔性物料从仓库运输至存料柜，存料柜通常是由几组挡板隔开的多层立方体式货架，需要使用时由工人搬运至裁床旁的上料柜，使用完毕后由上料柜放回存料柜指定位置，这两项工作全部采用人工操作。一卷柔性物料一般直径为20cm，长度为1.6m，重量最大约为20kg，采用全人工操作，自动化程度低，既影响生产效率，又增加工人劳动负担。

发明内容

本发明的目的在于提出一种实现上下料的机械自动化，大大地降低工人的劳动强度的智能上下料的裁切系统及其上下料方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能上下料的裁切系统，包括存料柜、上料柜和裁床，所述上料柜设置于存料柜和裁床之间，其特征在于：

还包括上下料机器人，所述上下料机器人设置于存料柜和上料柜之间；

所述存料柜包括多个存料架，所述存料架设置于存料柜的朝向上下料机器人的一侧；

所述上料柜包括多个上料架，所述上料架设置于所述上料柜的两侧。

优选地，还包括备料柜，所述备料柜靠近所述上下料机器人的一侧设置；

所述备料柜包括多个备料架，所述备料架设置于所述备料柜的朝向上下料机器人的一侧。

优选地，还包括导向装置，所述导向装置包括移动导轨、滑台和导向驱动器；

所述移动导轨设置于存料柜和上料柜之间，所述移动导轨、存料柜和上料柜相互平行；

备料柜靠近所述移动导轨的一端设置；

所述滑台设置于所述移动导轨上，所述上下料机器人安装于所述滑台上；所述导向驱动器设置于所述移动导轨的另一端，所述导向驱动器的输出轴与所述滑台的一端连接；所述导向驱动器驱动所述滑台带动所述上下料机器人沿着所述移动导轨移动。

优选地，还包括多个物料存取检测器，所述存料架、上料架均设有物料存取检测器。

优选地，上下料机器人包括夹持器和机械臂，所述夹持器安装于机械臂的一端；

所述夹持器包括夹持动力机构和两个上下对称的连杆机构，所述连杆机构包括主连杆和多根副连杆，所述夹持动力机构的输出轴与主连杆的一侧连接，所述副连杆的一端与主连杆的另一侧连接。

优选地，所述裁床包括上料扫码器，所述上料扫码器设置于裁床的一端；

还包括物料扫码器，物料扫码器设置于上下料机器人的夹持器；

还包括物料射频识别卡，所述物料射频识别卡记录物料信息，所述物料射频识别卡设置于物料上。

优选地，还包括PLC控制器，所述PLC控制器设置于备料柜的一端；

所述物料存取检测器、上料扫码器、上下料机器人、面料扫码器和导向驱动器均与所述PLC控制器电连接。

优选地，根据所述智能上下料的裁切系统的上下料方法，包括存料过程和上料过程：

存料过程：

步骤A1，PLC控制器对存料柜的各个存料架进行编号，即生成并存储各个存料架的存料架号；

步骤A2,PLC控制器获取存料柜的存料信息，实时查找出所有空余的存料架；

步骤A3，待存放的物料放置在备料柜的备料架上，上下料机器人开启面料扫码器扫描备料柜上的物料，获取并发送物料信息至PLC控制器；

步骤A4，PLC控制器依次对步骤A3获取的物料信息和步骤A2中空余的存料架的存料架号进行匹配和绑定，然后PLC控制器更新存料柜的存料信息，并将更新的存料信息发送至上下料机器人；

步骤A5，上下料机器人根据接收到的更新的存料信息，将备料柜上的物料运送至存料柜中对应的存料架上；

上料过程：

步骤B1，PLC控制器对上料柜的各个上料架进行编号，即生成并存储各个上料架的上料架号；

步骤B2，通过上料扫码器扫取订单号，获取订单号对应的物料信息并传送至PLC控制器；

步骤B3，PLC控制器根据步骤B2获取的物料信息找出对应的存料架号并发送至上下料机器人；

步骤B4，PLC控制器获取上料柜的上料信息，实时查找出所有空余的上料架；然后，PLC控制器随机将空余的上料架的上料架号发送至上下料机器人；

步骤B5，上下料机器人根据步骤B3中接收的存料架号和步骤B4中接收的上料架号，将与所述存料架号对应的存料架上的物料运送至与所述上料架号对应的上料架上。

优选地，还包括下料过程：

步骤C1，将裁切后剩余的物料放回上料柜，PLC控制器向上下料机器人发送下料指令；

步骤C2，上下料机器人接收到下料指令后，开启面料扫码器扫描上料柜上的物料，获取并发送物料信息至PLC控制器；

步骤C3，PLC控制器查找与步骤C2的物料信息绑定的存料架号，并发送至上下料机器人；

步骤C4，上下料机器人根据步骤C3接收的存料架号，将上料柜的物料运送至与存料架号对应的存料架上。

所述智能上下料的裁切系统用于搬运和裁切柔性物料，实现上下料的机械自动化，大大地降低工人的劳动强度。所述上下料机器人用于搬运柔性物料，完成柔性物料加工中的上下料工序；并且所述上下料机器人设置于存料柜和上料柜之间，仅使用一台所述上下料机器人即可完成存料、上料、下料等工作，工作空间更为紧凑合理，降低生产投入成本。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明其中一个实施例的裁切系统整体结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例的夹持器和存料架结构放大图；

图3是本发明其中一个实施例的上料柜结构放大图；

图4是本发明其中一个实施例的备料柜结构放大图。

其中：存料柜1；上料柜3；裁床4；存料架11；上料架31；上下料机器人5；备料柜2；备料架21；导向装置6；移动导轨61；滑台62；物料存取检测器7；夹持器51；上料扫码器41；PLC控制器8。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的智能上下料的裁切系统，如图1所示，包括存料柜1、上料柜3和裁床4，所述上料柜3设置于存料柜1和裁床4之间；

还包括上下料机器人5，所述上下料机器人5设置于存料柜1和上料柜3之间；

所述存料柜1包括多个存料架11，如图2所示，所述存料架11设置于存料柜1的朝向上下料机器人5的一侧；

所述上料柜3包括多个上料架31，如图3所示，所述上料架31设置于所述上料柜3的两侧。

所述智能上下料的裁切系统用于搬运和裁切柔性物料，实现上下料的机械自动化，大大地降低工人的劳动强度。现有的裁切系统，虽实现了裁切自动化，但仍需人工搬运和上下料，需要大量的人力，所述柔性物料为布料、皮革等。所述智能上下料的裁切系统设置上下料机器人5，所述上下料机器人5设有转盘，其机械臂可360度旋转；所述上下料机器人5用于搬运柔性物料，完成柔性物料加工中的上下料工序；并且所述上下料机器人5设置于存料柜1和上料柜3之间，仅使用一台所述上下料机器人5即可完成存料、上料、下料等工作，工作空间更为紧凑合理，降低生产投入成本。所述存料柜1包括多个存料架11，所述存料柜用于存储柔性物料，每个存料架11存储一卷柔性物料，由所述上下料机器人5将新的或者裁切后剩余的柔性物料搬运至存料架11存储；所述上料柜3包括多个上料架31，而且所述上料柜3的两侧均设置多个上料架31，所述上料柜3的一侧朝向上下料机器人5，其另一侧朝向裁床4；上料时，上下料机器人5将柔性物料放置在上料柜3的另一侧，下料时，剩余的柔性物料放置在上料柜3的一侧并由上下料机器人5搬回对应的存料架11存储。所述智能上下料的裁切系统布局合理，上下料有序高效，大大地提高生产效率和降低工人的劳动强度。

优选地，还包括备料柜2，所述备料柜2靠近所述上下料机器人5的一侧设置；

所述备料柜2包括多个备料架21，如图4所示，所述备料架21设置于所述备料柜2的朝向上下料机器人5的一侧。

所述备料柜2用于暂存新的或者补给的柔性物料，每个备料架21暂存一卷柔性物料，所述备料柜2靠近所述上下料机器人5的一侧设置，从而存料柜1、备料柜2、上料柜3和上下料机器人5形成山字型分布并且上下料机器人5位于中心，结构紧凑合理，单台上下料机器人5即可完成备料、存料、上料、下料等工作。对于新的柔性物料，所述上下料机器人5将其放置在空余的存料架11上；而对于补给的柔性物料，所述上下料机器人5将其放置在对应的需补给的存料架11上，从而保证存料充足，生产连续。

优选地，还包括导向装置6，如图1所示，所述导向装置6包括移动导轨61、滑台62和导向驱动器；

所述移动导轨61设置于存料柜1和上料柜3之间，所述移动导轨61、存料柜1和上料柜3相互平行；

备料柜2靠近所述移动导轨61的一端设置；

所述滑台62设置于所述移动导轨61上，所述上下料机器人5安装于所述滑台62上；所述导向驱动器设置于所述移动导轨61的另一端，所述导向驱动器的输出轴与所述滑台62的一端连接；所述导向驱动器驱动所述滑台62带动所述上下料机器人5沿着所述移动导轨61移动。

所述移动导轨61设置于存料柜1和上料柜3之间，备料柜2靠近所述移动导轨61的一端设置，所述上下料机器人5可沿着所述移动导轨61移动，便于上下料机器人5将暂存在备料柜2的柔性物料搬运至存料柜1，和便于上下料机器人5存取所述存料柜1的柔性物料。

优选地，还包括多个物料存取检测器7，如图2、图3所示，所述存料架11、上料架31均设有物料存取检测器7。所述存料柜1的各个存料架11和所述上料柜3的各个上料架31均设置物料存取检测器7，所述物料存取检测器7用于存料架11或上料架31是否空置，实时反馈存取信息，并且可分别对存料架11、上料架31进行编号，便于所述PLC控制器8分配存储柔性物料，避免物料重放、错放、漏放等问题，所述物料存取检测器7可为对射式光电开关。

优选地，上下料机器人5包括夹持器51和机械臂，如图2所示，所述夹持器51安装于机械臂的一端；所述夹持器51包括夹持动力机构和两个上下对称的连杆机构，所述连杆机构包括主连杆和多根副连杆，所述夹持动力机构的输出轴与主连杆的一侧连接，所述副连杆的一端与主连杆的另一侧连接。

所述夹持器51的两个上下对称的连杆机构与夹持动力机构的输出轴连接，由夹持动力机构驱动两个连杆机构的开合，以实现夹持物料。所述连杆机构包括主连杆和多根副连杆，所述连杆均匀分布于主连杆的另一侧，用于承托固定物料；由于物料为卷条状，容易滚动，因此需要两个连杆机构上下夹持物料，而且主连杆长度不能过短，否则物料容易从两端掉落。

优选地，所述裁床4包括上料扫码器41，如图1、图3所示，所述上料扫码器41设置于裁床4的一端；

还包括物料扫码器，物料扫码器设置于上下料机器人5的夹持器51；

还包括物料射频识别卡，所述物料射频识别卡记录物料信息，所述物料射频识别卡设置于物料上。

所述上料扫码器41用于扫取订单信息，以便所述PLC控制器8调取订单号对应的物料种类和数量，执行订单对应的裁切任务：比如，可在订单信息记录在工人的任务卡上，工作时工人用上料扫码器41刷卡，上料扫码器41扫取并发送订单信息至PLC控制器8。所述物料射频识别卡设置于物料上，记录每卷物料的物料信息，所述物料信息包括物料ID号和物料种类；而所述物料扫码器设置于上下料机器人5的夹持器51，用于扫取物料的物料射频识别卡以获得物料的物料ID号并将其发送至PLC控制器8，以便PLC控制器8调取与订单对应的所需物料，从而实现上下料的智能化控制，可实时显示物料的存取情况和订单的执行情况。

优选地，还包括PLC控制器8，如图1、图4所示，所述PLC控制器8设置于备料柜2的一端；

所述物料存取检测器7、上料扫码器41、上下料机器人5、面料扫码器和导向驱动器均与所述PLC控制器8电连接。由所述PLC控制器8控制所述物料存取检测器7、上料扫码器41、上下料机器人5、面料扫码器和导向驱动器，实现所述智能上下料裁切系统的自动化控制，提高上下料效率，降低劳动强度。

优选地，根据所述智能上下料的裁切系统的上下料方法，包括存料过程和上料过程：

存料过程：

步骤A1，PLC控制器8对存料柜1的各个存料架11进行编号，即生成并存储各个存料架11的存料架号；

步骤A2,PLC控制器8获取存料柜1的存料信息，实时查找出所有空余的存料架11；

步骤A3，待存放的物料放置在备料柜2的备料架21上，上下料机器人5开启面料扫码器扫描备料柜2上的物料，获取并发送物料信息至PLC控制器8；

步骤A4，PLC控制器8依次对步骤A3获取的物料信息和步骤A2中空余的存料架11的存料架号进行匹配和绑定，然后PLC控制器8更新存料柜1的存料信息，并将更新的存料信息发送至上下料机器人5；

步骤A5，上下料机器人5根据接收到的更新的存料信息，将备料柜2上的物料运送至存料柜1中对应的存料架11上；

上料过程：

步骤B1，PLC控制器8对上料柜3的各个上料架31进行编号，即生成并存储各个上料架31的上料架号；

步骤B2，通过上料扫码器41扫取订单号，获取订单号对应的物料信息并传送至PLC控制器8；

步骤B3，PLC控制器8根据步骤B2获取的物料信息找出对应的存料架号并发送至上下料机器人5；

步骤B4，PLC控制器8获取上料柜3的上料信息，实时查找出所有空余的上料架31；然后，PLC控制器8随机将空余的上料架31的上料架号发送至上下料机器人5；

步骤B5，上下料机器人5根据步骤B3中接收的存料架号和步骤B4中接收的上料架号，将与所述存料架号对应的存料架11上的物料运送至与所述上料架号对应的上料架31上。

所述智能上下料的裁切系统的上下料方法用于搬运和裁切柔性物料，实现上下料的机械自动化，大大地降低工人的劳动强度。

所述存料过程为上下料机器人5将备料柜2中的物料按照接收到的存料信息搬运至存料柜1中对应的存料架11存储。所述PLC控制器8根据各个存料架11上的物料存取检测器7反馈的物料存取信息，不断更新存料信息，所述存料信息包括空余存料架号列表。存料时，由上下料机器人5扫取备料柜2上的物料的物料射频识别卡，从而获取物料的物料ID号，无需人工登记物料信息，减少工人劳动量和避免人为登记错误，提高存料信息准确性。而且，物料的物料信息和存料架号绑定，便于后续的上下料工序，即上下料时可根据所需物料的物料ID号找出其对应的存料架号，便于上下料机器人5根据存料架号存取物料，降低控制难度。

所述上料过程为上下料机器人5根据接收到的订单信息将存料柜1中对应的物料搬运至上料柜3中空余的上料架31。所述PLC控制器8根据各个上料架31上的物料存取检测器7反馈的物料存取信息，不断更新上料信息，所述上料信息包括空余上料架号列表。上料时，上下料机器人5移动至与接收到的存料架号对应的存料架11并将存料架11上的物料搬运至空余的上料架31上，从而实现裁切系统的上料自动化，降低工人的劳动强度，可实时监测订单的执行情况。

优选地，还包括下料过程：

步骤C1，将裁切后剩余的物料放回上料柜3，PLC控制器8向上下料机器人5发送下料指令；

步骤C2，上下料机器人5接收到下料指令后，开启面料扫码器扫描上料柜3上的物料，获取并发送物料信息至PLC控制器8；

步骤C3，PLC控制器8查找与步骤C2的物料信息绑定的存料架号，并发送至上下料机器人5；

步骤C4，上下料机器人5根据步骤C3接收的存料架号，将上料柜3的物料运送至与存料架号对应的存料架11上。

所述下料过程为上下料机器人5通过扫取物料ID号，将裁切后剩余的物料从上料柜3搬运回存料柜1中对应的存料架11上。待下料的物料放置在上料柜3的一侧，而待上料的物料放置在上料柜3的另一侧，既便于上下料机器人5扫描物料射频识别卡，又避免上下料机器人5误取待上料的物料，提高下料可靠性。

所述智能上下料的裁切系统具有以下有益效果：1.实现上下料的机械自动化，大大地降低工人的劳动强度；2.布局合理，上下料有序高效，大大地提高生产效率；3.仅使用一台所述上下料机器人5即可完成存料、上料、下料等工作，工作空间更为紧凑合理，降低生产投入成本。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能上下料的裁切系统，包括存料柜、上料柜和裁床，所述上料柜设置于存料柜和裁床之间，其特征在于：

还包括上下料机器人，所述上下料机器人设置于存料柜和上料柜之间；

所述存料柜包括多个存料架，所述存料架设置于存料柜的朝向上下料机器人的一侧；

所述上料柜包括多个上料架，所述上料架设置于所述上料柜的两侧，所述上料柜的一侧朝向上下料机器人，其另一侧朝向裁床；上料时，上下料机器人将柔性物料放置在上料柜的另一侧，下料时，剩余的柔性物料放置在上料柜的一侧并由上下料机器人搬回对应的存料架存储；

上下料机器人包括夹持器和机械臂，所述夹持器安装于机械臂的一端；

所述上下料机器人设有转盘，其机械臂可360度旋转；

还包括多个物料存取检测器，所述存料架、上料架均设有物料存取检测器，物料存取检测器用于检测存料架或上料架是否空置，实时反馈存取信息；

还包括PLC控制器，所述PLC控制器根据各个上料架上的物料存取检测器反馈的物料存取信息，不断更新上料信息，所述上料信息包括空余上料架号列表；

上料时，PLC控制器获取上料柜的上料信息，实时查找出所有空余的上料架；然后，PLC控制器随机将空余的上料架的上料架号发送至上下料机器人，上下料机器人移动至与接收到的存料架号对应的存料架并将存料架上的物料搬运至与所述上料架号对应的上料架上。

2.根据权利要求1所述的智能上下料的裁切系统，其特征在于：还包括备料柜，所述备料柜靠近所述上下料机器人的一侧设置；

所述备料柜包括多个备料架，所述备料架设置于所述备料柜的朝向上下料机器人的一侧。

3.根据权利要求2所述的智能上下料的裁切系统，其特征在于：还包括导向装置，所述导向装置包括移动导轨、滑台和导向驱动器；

所述移动导轨设置于存料柜和上料柜之间，所述移动导轨、存料柜和上料柜相互平行；

备料柜靠近所述移动导轨的一端设置；

所述滑台设置于所述移动导轨上，所述上下料机器人安装于所述滑台上；所述导向驱动器设置于所述移动导轨的另一端，所述导向驱动器的输出轴与所述滑台的一端连接；所述导向驱动器驱动所述滑台带动所述上下料机器人沿着所述移动导轨移动。

4.根据权利要求1所述的智能上下料的裁切系统，其特征在于：

所述夹持器包括夹持动力机构和两个上下对称的连杆机构，所述连杆机构包括主连杆和多根副连杆，所述夹持动力机构的输出轴与主连杆的一侧连接，所述副连杆的一端与主连杆的另一侧连接。

5.根据权利要求4所述的智能上下料的裁切系统，其特征在于：所述裁床包括上料扫码器，所述上料扫码器设置于裁床的一端；

还包括物料扫码器，物料扫码器设置于上下料机器人的夹持器；

还包括物料射频识别卡，所述物料射频识别卡记录物料信息，所述物料射频识别卡设置于物料上。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的智能上下料的裁切系统，其特征在于：所述PLC控制器设置于备料柜的一端；所述物料存取检测器、上料扫码器、上下料机器人、面料扫码器和导向驱动器均与所述PLC控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的智能上下料的裁切系统的上下料方法，其特征在于，包括存料过程和上料过程：

存料过程：

步骤A1，PLC控制器对存料柜的各个存料架进行编号，即生成并存储各个存料架的存料架号；

步骤A2,PLC控制器获取存料柜的存料信息，实时查找出所有空余的存料架；

步骤A3，待存放的物料放置在备料柜的备料架上，上下料机器人开启面料扫码器扫描备料柜上的物料，获取并发送物料信息至PLC控制器；

步骤A4，PLC控制器依次对步骤A3获取的物料信息和步骤A2中空余的存料架的存料架号进行匹配和绑定，然后PLC控制器更新存料柜的存料信息，并将更新的存料信息发送至上下料机器人；

步骤A5，上下料机器人根据接收到的更新的存料信息，将备料柜上的物料运送至存料柜中对应的存料架上；

上料过程：

步骤B1，PLC控制器对上料柜的各个上料架进行编号，即生成并存储各个上料架的上料架号；

步骤B2，通过上料扫码器扫取订单号，获取订单号对应的物料信息并传送至PLC控制器；

步骤B3，PLC控制器根据步骤B2获取的物料信息找出对应的存料架号并发送至上下料机器人；

步骤B4，PLC控制器获取上料柜的上料信息，实时查找出所有空余的上料架；然后，PLC控制器随机将空余的上料架的上料架号发送至上下料机器人；

步骤B5，上下料机器人根据步骤B3中接收的存料架号和步骤B4中接收的上料架号，将与所述存料架号对应的存料架上的物料运送至与所述上料架号对应的上料架上。

8.根据权利要求7所述的智能上下料的裁切系统的上下料方法，其特征在于，还包括下料过程：

步骤C1，将裁切后剩余的物料放回上料柜，PLC控制器向上下料机器人发送下料指令；

步骤C2，上下料机器人接收到下料指令后，开启面料扫码器扫描上料柜上的物料，获取并发送物料信息至PLC控制器；

步骤C3，PLC控制器查找与步骤C2的物料信息绑定的存料架号，并发送至上下料机器人；

步骤C4，上下料机器人根据步骤C3接收的存料架号，将上料柜的物料运送至与存料架号对应的存料架上。