CN108238451A - 码垛方法和码垛装置 - Google Patents

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CN108238451A CN201611226313.4A CN201611226313A CN108238451A CN 108238451 A CN108238451 A CN 108238451A CN 201611226313 A CN201611226313 A CN 201611226313A CN 108238451 A CN108238451 A CN 108238451A
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Abstract

本公开涉及一种码垛方法和码垛装置，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘；所述的码垛方法包括：获取所述托盘的可码放区域；根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并转至第一步，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。本公开能够提高托盘的空间利用率以及码垛的工作效率。

Description

码垛方法和码垛装置
技术领域
本公开涉及码垛技术领域，尤其涉及一种码垛方法和码垛装置。
背景技术
产品仓库中常有大量的货物需要进行码垛堆叠，货物在入库上架或者出库时，需要将散放的货物按照一定的方式尽可能紧密的码放在托盘上，以便于配送和运输。这一过程主要是通过输送线将货物运送到码垛机的机械手臂处，再通过机械手抓取货物，并根据指定的码放坐标将货物码放在托盘上来实现的。
现有的码垛方式主要包括基本顺序码垛方法、横竖交错码垛方法和压缝式码垛方法。如图1所示，基本顺序码垛方法是指货物通过输送线传送过来，码垛机器人抓取输送线上的一个货物，按相同方向一个挨一个的逐层进行码放，或者在输送线终端通过理货设备将一层货物整理后，码垛机器人一次性抓取一层的货物码放在托盘上。如图2所示，横竖交错码垛方法是指第一层所有货物按横向顺序码放若干行，竖向码放若干行，第二层所有货物按第一层的镜像码放，第三层与第一层相同，以此类推。如图3所示，压缝式码垛方法是指第一层顺序码放，第二层货物压放在第一层货物之间的缝隙上与第一层货物同方向进行顺序码放，以此类推。现有的码垛方式具有简单规整的特点，但是货物的紧密度不足，从而导致托盘的空间利用率较低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种码垛方法和码垛装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，提供一种码垛方法，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘；所述方法包括：
S1、获取所述托盘的可码放区域；
S2、根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
S3、将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并转至步骤S1，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；
S4、根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤S2包括：
S21、根据所述可码放区域的第一边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向单排码放的待码垛货物的个数；
S22、在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数之后，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第三边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
S23、根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及沿所述可码放区域的第三边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数，确定沿所述可码放区域的第一边或者第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数；
S24、在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和排数之后，根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数以及码放列数；
其中，沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边和第四边码放的待码垛货物所占用的区域分别构成所述回型区域的第一边、第二边、第三边和第四边；所述可码放区域的第一边和第二边平行于所述第一方向，所述可码放区域的第三边和第四边平行于所述第二方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤S21中，将沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数均预设为1。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤S22中，将沿所述可码放区域的第三边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤S24包括：
判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否大于或者等于所述待码垛货物的宽度；
当所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值大于或者等于所述待码垛货物的宽度时，
根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
根据所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值以及所述待码垛货物的宽度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤S24包括：
判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否小于所述待码垛货物的宽度；
当所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值小于所述待码垛货物的宽度时，
根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
将沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤S2还包括：
判断沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和是否小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸；
当沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸时，使所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边末端的待码垛货物的边缘与所述托盘可码放区域的边缘保持齐平。
在本公开的一种示例性实施例中，所述托盘的可码放区域的各边尺寸不是所述待码垛货物的各边尺寸的整数倍。
在本公开的一种示例性实施例中，在步骤S3之后，所述方法还包括：
根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的一组平行边之间同向码放的待码垛货物的中心坐标和方向。
在本公开的一种示例性实施例中，在步骤S4之前，所述方法还包括：
调整输送线终端的待码放货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物按照确定的中心坐标和方向规整成整层货物，以备码垛机器人抓取码放至托盘的相应位置处；或者，
调整输送线终端的待码垛货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物同向卡放在所述输送线终端的一角，以备码垛机器人抓取码放至托盘的相应位置处。
在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
根据所述托盘的限高，在完成单层待码垛货物的码放后，按照与单层待码垛货物的码放方式相同或者互成镜像的码放方式，逐层进行所述待码垛货物的码放。
在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：通过托盘缠绕机将码放好的货物进行膜缠绕包装。
根据本公开的第二方面，提供一种码垛装置，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘；所述码垛装置包括：
获取模块，用于获取所述托盘的可码放区域；
计算模块，用于根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
循环模块，用于将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并输入至获取模块，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；
抓取模块，用于根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
本公开示例性实施方式所提供的码垛方法和码垛装置，可将多个矩形的待码垛货物按照至少一阶的回型图案码放在托盘上；通过将每层货物都按照这种方式进行码放，可以有效的避免现有码垛方法中因货物边缘和托盘可码放区域边缘的间距过大而造成的空间浪费，从而提高了托盘的空间利用率，并进一步提高了码垛的工作效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性示出现有技术中的基本顺序码垛方法示意图；
图2示意性示出现有技术中的横竖交错码垛方法示意图；
图3示意性示出现有技术中的压缝式码垛方法示意图；
图4示意性示出本公开示例性实施例中的码垛方法流程图；
图5A-5G示意性示出本公开示例性实施例中的码垛方法示意图一；
图6A-6G示意性示出本公开示例性实施例中的码垛方法示意图二；
图7示意性示出本公开示例性实施例中的回型区域的确定方法流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本示例实施方式中提出了一种码垛方法，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘，以提高托盘的空间利用率。如图4所示，所述的码垛方法主要可以包括以下步骤：
S1、获取所述托盘的可码放区域；
S2、根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
S3、将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并转至步骤S1，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；
S4、根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
本公开示例性实施方式所提供的码垛方法和码垛装置，可将多个矩形的待码垛货物按照至少一阶的回型图案码放在托盘上；通过将每层货物都按照这种方式进行码放，可以有效的避免现有码垛方法中因货物边缘和托盘可码放区域边缘的间距过大而造成的空间浪费，从而提高了托盘的空间利用率，并进一步提高了码垛的工作效率。
本示例实施方式适用于任意尺寸的待码垛货物和任意尺寸的托盘，尤其在所述托盘的可码放区域的各边尺寸不是所述待码垛货物的各边尺寸的整数倍时，空间利用率提高的效果更为明显。
下面将对本示例实施方式中的码垛方法的各步骤进行进一步具体说明。
在步骤S1中，获取所述托盘的可码放区域。
本示例实施方式中，所述托盘的可码放区域是指托盘表面已经规划好的用于码放货物的区域；在没有特别说明的情况下，本公开所提及到的托盘尺寸均指托盘可码放区域的尺寸。
举例来说，如图5A和图6A所示，以矩形托盘的一顶点为原点、以连接该顶点的托盘的两垂直边为X轴和Y轴，在该托盘上获取一块矩形的可码放区域，所述可码放区域的一顶点与原点重合，所述可码放区域的横边和竖边分别平行于X轴和Y轴；其中，所述可码放区域的长和宽分别记为Ls和Ws，待码垛货物的长和宽分别记为Lb和Wb。需要说明的是：附图中仅绘示了托盘的可码放区域的图案，并未绘出整个托盘的图案。
在步骤S2中，根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向。
本示例实施方式中，所确定的回型区域用于为待码垛货物的规则码放提供空间；也就是说，所述待码垛货物在码放之后形成的图案为一回型区域。在实际的码垛过程中，应当是先确定待码垛货物沿可码放区域的各边进行码放的中心坐标和方向，再根据所确定的中心坐标和方向限定出该回型区域的范围。需要说明的是，该回型区域的限定只是为了保证待码垛货物不会超出其边界，并不代表其边界内部能够完全被待码垛货物填充而不留空隙，至于其内部间隙的大小及位置，应根据可码放区域的实际尺寸以及待码垛货物的尺寸和码放方向而定。
下面结合附图对本步骤的具体实施过程进行详细的说明。如图7所示，所述步骤S2可以包括：
S21、如图5B和图6B所示，根据所述可码放区域的第一边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)单排码放的待码垛货物的个数；
S22、如图5C和图6C所示，在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)所码放的待码垛货物的个数和方向之后，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第三边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数；
S23、如图5D和图6D所示，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及沿所述可码放区域的第三边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数，确定沿所述可码放区域的第一边按照第一方向(X方向)码放的待码垛货物的排数；
S24、如图5E和图6E所示，在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)所码放的待码垛货物的个数和排数之后，根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数以及码放列数；
其中，沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边和第四边码放的待码垛货物所占用的区域分别构成所述回型区域的第一边、第二边、第三边和第四边；所述可码放区域的第一边和第二边平行于所述第一方向(X方向)，所述可码放区域的第三边和第四边平行于所述第二方向(Y方向)，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
根据以上步骤S21-S24可知，本示例性实施方式提供了一个循环中所述回型区域的确定方法，在确定该回型区域的同时也确定了其内部待码垛货物的中心坐标和方向，从而有利于简化计算机程序的复杂度。
在步骤S21中，参考图5B和图6B所示，根据所述可码放区域的第一边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)单排码放的待码垛货物的个数。
其中，所述第一边有效尺寸是指沿所述第一边能够容置待码垛货物的尺寸，其在数值上小于或者等于所述第一边的实际尺寸。由于所述托盘的可码放区域的形状为矩形，其第一边和第二边相互平行且长度相等，因此按照相同方向设计的沿第一边的待码垛货物的个数与沿第二边的待码垛货物的个数相等。
在此基础上，将沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)码放的待码垛货物的排数均预设为1，以便于后续步骤中进行待码垛货物的码放位置设计。需要说明的是：这里仅仅是将沿第一边和第二边码放的待码垛货物预设为单排码放，在后续步骤中还可对此排数进行调整更新。
举例来说，如图5B和图6B所示，在所获取的可码放区域中，从原点开始，根据所述可码放区域的第一边有效尺寸Ls以及所述待码垛货物的长度Lb，计算沿X轴按照第一方向(X方向)可单排码放的待码垛货物的个数m：m＝floor(Ls/Lb)；其中，floor为向下取整函数；然后以所述可码放区域的第三边为起始位置，沿所述可码放区域的第一边和第二边(即上下底边)按照第一方向(X方向)各码放1排待码垛货物，每排共m个待码垛货物。
在步骤S22中，参考图5C和图6C所示，在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和方向之后，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第三边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数。
其中，所述第三边有效尺寸是指沿所述第三边能够容置待码垛货物的尺寸，其在数值上小于或者等于所述第三边的实际尺寸。这里可以根据所述第三边的实际尺寸以及沿第一边和第二边码放的待码垛货物的排数，获取所述第三边有效尺寸。
在此基础上，将沿所述可码放区域的第三边按照第二方向(Y方向)码放的待码垛货物的列数预设为1。这里当然也可以预设为其它数值，本示例实施方式对此不做具体限定，只要最终能形成回型图案即可。
举例来说，如图5C和图6C所示，在沿所述可码放区域的第一边和第二边(即上下底边)按照第一方向(X方向)各码放1行待码垛货物之后，根据所述第三边(即左侧边)的实际尺寸Ws以及沿第一边和第二边码放的待码垛货物的排数2，通过计算得到所述第三边有效尺寸为Ws-2·Wb；再根据所述第三边有效尺寸Ws-2·Wb以及所述待码垛货物的长度Lb，计算沿所述第三边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数n：n＝floor[(Ws-2·Wb)/Lb]；然后以所述可码放区域的第二边(即上底边)所码放的待码垛货物的边界为起始位置，沿所述可码放区域的第三边(即左侧边)按照第二方向(Y方向)码放1列n个待码垛货物。
在步骤S23中，参考图5D和图6D所示，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及沿所述可码放区域的第三边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数，确定沿所述可码放区域的第一边或者第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数。
需要说明的是：本步骤是对上述步骤S21中将沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)码放的待码垛货物的排数均预设为1的进一步更新。这里所更新的排数既可以赋予沿所述可码放区域的第一边按照第一方向码放的待码垛货物的排数，也可以赋予沿所述可码放区域的第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数。
举例来说，如图5D和图6D所示，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸Ws-2·Wb以及沿所述第三边按照第二方向(Y方向)单列码放的待码垛货物的个数n，计算沿所述可码放区域的第一边(即下底边)按照第一方向(X方向)码放的待码垛货物的排数r：r＝max[0，(Ws-2·Wb-n·Lb)/Wb]；其中，max为最大值函数；然后在沿所述可码放区域的第三边码放的待码垛货物与沿所述可码放区域的第一边码放的待码垛货物之间按照第一方向(X方向)码放r排待码垛货物，每排共m个。当r＝0时，则跳过此步；即对沿所述可码放区域的第一边按照第一方向(X方向)码放的待码垛货物的排数不做更新。
在步骤S24中，参考图5E和图6E所示，在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和排数之后，根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数以及码放列数。
其中，所述第四边有效尺寸是指沿所述第四边能够容置待码垛货物的尺寸，其在数值上小于或者等于所述第四边的实际尺寸。这里可以根据所述第四边的实际尺寸、按照第一方向沿所述第一边和第二边码放的待码垛货物的排数、所述第一边的实际尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值、以及所述待码垛货物的尺寸，获取所述第四边有效尺寸。
具体的，所述步骤S24可以包括：
S24A、判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否大于或者等于所述待码垛货物的宽度；若是，则所述可码放区域的第四边有效尺寸等于所述可码放区域的第四边的实际尺寸；
S24B、根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
S24C、根据所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值以及所述待码垛货物的宽度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数。
或者，所述步骤S24也可以包括：
S24a、判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否小于所述待码垛货物的宽度；若是，则所述可码放区域的第四边有效尺寸等于所述可码放区域的第四边的实际尺寸与按照第一方向沿所述可码放区域的第一边和第二边码放的待码垛货物的总宽度的差值；
S24b、根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
S24c、将沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1。
举例来说，如图5E和图6E所示，在沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向(X方向)分别码放r+1行和1行待码垛货物之后，根据所述可码放区域的第一边有效尺寸Ls与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值(Ls-m·Lb)以及所述待码垛货物的宽度Wb，计算所述可码放区域的第四边有效尺寸；当floor[(Ls-m·Lb)/Wb]>0时，所述可码放区域的第四边有效尺寸为Ws，此时沿所述可码放区域的第四边按照第二方向(Y方向)码放的待码垛货物的个数row＝floor(Ws/Lb)，码放列数col＝floor[(Ls-m·Lb)/Wb]；当floor[(Ls-m·Lb)/Wb]＝0时，所述可码放区域的第四边有效尺寸为Ws-(r+2)·Wb，此时沿所述可码放区域的第四边按照第二方向(Y方向)码放的待码垛货物的个数row＝floor[(Ws-(r+2)·Wb)/Lb]，码放列数col＝1。
基于上述过程，进一步的，所述步骤S2还可以包括：
判断沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和是否小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸；
当沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸时，使所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边末端的待码垛货物的边缘与所述托盘可码放区域的边缘保持齐平。
这样一来，通过使所述待码垛货物的边缘与所述托盘的可码放区域的边缘保持齐平，可使所码垛的货物形成一个规整的外廓，便于码垛机器人的抓取。
在步骤S3中，将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并转至步骤S1，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零。
本示例实施方式中，在根据步骤S2的具体流程确定完一阶回型区域内沿可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向之后，可将该回型区域移除以获得新的可码放区域。这里所述的移除并非是真的把该回型区域去除掉，而是指在确定新的可码放区域时不考虑该回型区域。
需要说明的是：本步骤为一循环步骤并设定了循环终止条件。即，每确定完新的可码放区域时，都要返回步骤S1和S2，以确定新的可码放区域中的回型区域以及该回型区域内所要码放的待码垛货物的中心坐标和方向，直至空间不足无法形成回型区域为止。
举例来说，如图5F和图6F所示，将上一循环中的回型区域移除后所得到的新的可码放区域为粗实线以内的区域，此时所述可码放区域的长和宽分别为：Ls＝Ls-[2+max(1,col)·Wb]，Ws＝Ws-(2+r)·Wb。
在此基础上，如图5G和图6G所示，在步骤S3之后，所述方法还可以包括：
根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的一组平行边之间同向码放的待码垛货物的中心坐标和方向。
本示例实施方式中，根据步骤S3在托盘表面由外至内逐层确定完一个个回型区域后，所述托盘的中心可能还会剩余部分空间，这部分空间虽不足以形成回型区域，但还能容置至少一件同向的待码垛货物。在此情况下，所述托盘中心剩余的部分空间便形成了新的可码放区域，所述可码放区域包括平行于第一方向(X方向)的第一边和第二边，以及平行于第二方向(Y方向)的第三边和第四边。此时在该可码放区域的一组平行边之间可以设置同向码放的待码垛货物。
举例来说，如图5G和图6G所示，在最后一阶回型区域及其内部的待码垛货物的中心坐标和方向确定完成之后，所述托盘中心的剩余部分空间形成了新的可码放区域(图中最小的粗实线方框)，根据所述可码放区域各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，通过计算可以确定在相互平行的第一边和第二边之间按照第一方向码放的待码垛货物的中心坐标和方向。
进一步的，在步骤S4之前，所述方法还可以包括：
调整输送线终端的待码放货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物按照确定的中心坐标和方向规整成整层货物，以备码垛机器人抓取码放至所述托盘的对应位置处。
或者，在步骤S4之前，所述方法也可以包括：
调整输送线终端的待码垛货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物同向卡放在所述输送线终端的一角，以备码垛机器人抓取码放至所述托盘的对应位置处。
这里需要说明的是：根据上述步骤S1-S3及其附加步骤即可确定待码垛货物在托盘上的摆放方式。在此情况下，本示例的第一种方式可以将输送线终端的待码放货物的摆放方式调整成与已经确定的托盘上的摆放方式完全一致，这样相当于在输送线终端提前完成了待码垛货物的位置设定，只需通过码垛机器人将输送线终端的待码垛货物转移至托盘的相应位置即可；本示例的第二种方式可以将输送线终端的待码垛货物的摆放方式调整成同向摆放，这样便于码垛机器人识别输送线终端的待码垛货物的中心坐标。
在步骤S4中，根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
其中，所述待码垛货物的码放是通过码垛机器人的机械手实现的。
根据步骤S1-S4及其附加步骤，便可完成待码垛货物的单层码放。相比于现有的码放方法，本示例实施方式所提供的码放方法能够有效的提高托盘的空间利用率。
在实际的码垛过程中，通常需要码放不止一层的待码垛货物。在此基础上，所述方法还可以进一步包括：
根据所述托盘的限高，在完成单层待码垛货物的码放后，按照与单层待码垛货物相同的码放方式、或者互成镜像的码放方式、或者平面旋转的码放方式，逐层进行所述待码垛货物的码放。
其中，所述相同的码放方式是指第一层的码放方式与第二层的码放方式完全一致；所述互成镜像的码放方式是指第一层的码放方式与第二层的码放方式呈镜像对称；所述平面旋转的码放方式是指第二层的码放方式相对于第一层的码放方式成一定角度的旋转，例如90°、180°或270°。
本示例实施方式主要针对的是具有相同尺寸的长方体货物的码垛，且假定货物底面(长和宽确定的面)朝下码放与货物前面(长和高确定的面)朝下码放和货物侧面(宽和高确定的面)朝下码放的情况类似。这样一来，在托盘的单层空间利用率提高的前提下，以相同方式、或镜像方式、或平面旋转方式来码放其它层的待码垛货物，便可提高整体的空间利用率。
为了便于最终的配送输运，在完成待码垛货物的整体码放之后，所述方法进一步还可以包括：
通过托盘缠绕机将码放好的货物进行膜缠绕包装。
相比于现有的码垛方法，本示例实施方式所提供的码垛方法能够有效的提高托盘的空间利用率。为了证明本示例实施方式的效果，下面提供几组基于具体数据通过仿真计算得到的结果。
(1)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为270mm·160mm·100mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为84.0％
(b)横竖交错码放：空间利用率为87.0％
(c)回型码放：空间利用率为90.0％
(2)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为320mm·180mm·100mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为72.0％
(b)横竖交错码放：空间利用率为84.0％
(c)回型码放：空间利用率为88.0％
(3)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为310mm·280mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为72.48％
(b)回型码放：空间利用率为84.56％
(4)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为310mm·290mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为75.0％
(b)回型码放：空间利用率为87.5％
(5)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为410mm·250mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为71.43％
(b)回型码放：空间利用率为78.57％
(6)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为410mm·260mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为74.38％
(b)回型码放：空间利用率为81.82％
(7)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为510mm·310mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为66.67％
(b)回型码放：空间利用率为77.78％
(8)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为210mm·170mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为86.78％
(b)回型码放：空间利用率为89.26％
(9)托盘的可码放区域的尺寸为1200mm·1200mm·1200mm，待码垛货物的尺寸为210mm·190mm·200mm，经过仿真计算的结果如下：
(a)基本顺序码放：空间利用率为83.33％
(b)回型码放：空间利用率为91.67％
经过仿真计算可知，采用本示例实施方式提供的码垛方法，能够有效的提高空间利用率，在待码垛货物的尺寸相比于托盘的可码放区域的尺寸较小时，效果有位明显。
本示例实施方式中还提出了一种码垛装置，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘；所述码垛装置包括：
获取模块，用于获取所述托盘的可码放区域；
计算模块，用于根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
循环模块，用于将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并输入至获取模块，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；
抓取模块，用于根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
本示例实施方式所提供的码垛装置适用于任意尺寸的待码垛货物和任意尺寸的托盘，尤其在所述托盘的可码放区域的各边尺寸不是所述待码垛货物的各边尺寸的整数倍的情况下，空间利用率的提高更为明显。
当所述的码垛装置需要进行多层待码垛货物的码放时，所述计算模块还用于根据所述托盘的限高和单层待码垛货物的码放方式，确定其它层待码垛货物的中心坐标和码放方向；在此基础上，所述抓取模块还用于根据所述托盘的限高，在完成单层待码垛货物的码放后，按照与单层待码垛货物的码放方式相同或者互成镜像的码放方式，逐层进行待码垛货物的码放。
为了便于最终的配送输运，所述的码垛装置还可以进一步包括：包装模块，用于通过托盘缠绕机将码放好的货物进行膜缠绕包装。
在所述码垛装置中，所述计算模块可以包括：
第一计算单元，用于根据所述可码放区域的第一边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第一边按照第一方向单排码放的待码垛货物的个数；其中，所述第一计算单元中的预设子单元可以将沿所述可码放区域的第一边按照第一方向码放的待码垛货物的排数预设为1；
第二计算单元，用于根据所述可码放区域的第二边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第二边按照第一方向单排码放的待码垛货物的个数；其中，所述第二计算单元中的预设子单元可以将沿所述可码放区域的第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数预设为1；
第三计算单元，用于在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和方向之后，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第三边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；其中，所述第三计算单元中的预设子单元可以将沿所述可码放区域的第三边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1；
第一计算单元和第二计算单元还用于根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及沿所述可码放区域的第三边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数，确定沿所述可码放区域的第一边或者第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数；
第四计算单元，用于在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和排数之后，根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数以及码放列数；其中，所述第四计算单元中的预设子单元可以将沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1；
第五计算单元，用于在以上四个计算单元无法通过计算得到回型区域时，根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的一组平行边之间同向码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
其中，沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边和第四边码放的待码垛货物所占用的区域分别构成所述回型区域的第一边、第二边、第三边和第四边；所述可码放区域的第一边和第二边平行于所述第一方向，所述可码放区域的第三边和第四边平行于所述第二方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
在所述计算模块中，所述第四计算单元还可以包括：
判定子单元，用于判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否大于或者等于所述待码垛货物的宽度；
计算子单元，用于根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；和，根据所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值以及所述待码垛货物的宽度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数。
所述的码放装置还可以包括规整模块，用于在沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸时，使所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边末端的待码垛货物的边缘与所述托盘可码放区域的边缘保持齐平。
所述的码放装置还可以包括理货模块，用于调整输送线终端的待码放货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物按照确定的中心坐标和方向规整成整层货物，以备码垛机器人抓取码放至托盘的相应位置处；或者，调整输送线终端的待码垛货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物同向卡放在所述输送线终端的一角，以备码垛机器人抓取码放至托盘的相应位置处。
需要说明的是：所述码垛装置中各模块单元的具体细节已经在对应的码垛方法中进行了详细的描述，因此这里不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (13)

1.一种码垛方法，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘；其特征在于，所述方法包括：
S1、获取所述托盘的可码放区域；
S2、根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
S3、将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并转至步骤S1，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；
S4、根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、根据所述可码放区域的第一边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向单排码放的待码垛货物的个数；
S22、在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和方向之后，根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第三边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
S23、根据所述可码放区域的第三边有效尺寸以及沿所述可码放区域的第三边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数，确定沿所述可码放区域的第一边或者第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数；
S24、在确定沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向所码放的待码垛货物的个数和排数之后，根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数以及码放列数；
其中，沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边和第四边码放的待码垛货物所占用的区域分别构成所述回型区域的第一边、第二边、第三边和第四边；所述可码放区域的第一边和第二边平行于所述第一方向，所述可码放区域的第三边和第四边平行于所述第二方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S21中，将沿所述可码放区域的第一边和第二边按照第一方向码放的待码垛货物的排数均预设为1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S22中，将沿所述可码放区域的第三边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S24包括：
判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否大于或者等于所述待码垛货物的宽度；
当所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值大于或者等于所述待码垛货物的宽度时，
根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
根据所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值以及所述待码垛货物的宽度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S24包括：
判断所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值是否小于所述待码垛货物的宽度；
当所述可码放区域的第一边有效尺寸与按照第一方向单排码放的待码垛货物的尺寸之和的差值小于所述待码垛货物的宽度时，
根据所述可码放区域的第四边有效尺寸以及所述待码垛货物的长度，确定沿所述可码放区域的第四边按照第二方向单列码放的待码垛货物的个数；
将沿所述可码放区域的第四边按照第二方向码放的待码垛货物的列数预设为1。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
判断沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和是否小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸；
当沿所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边码放的待码垛货物的尺寸之和小于所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边的实际尺寸时，使所述可码放区域的第一边、第二边、第三边或者第四边末端的待码垛货物的边缘与所述托盘可码放区域的边缘保持齐平。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述托盘的可码放区域的各边尺寸不是所述待码垛货物的各边尺寸的整数倍。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3之后，所述方法还包括：
根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，确定沿所述可码放区域的一组平行边之间同向码放的待码垛货物的中心坐标和方向。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4之前，所述方法还包括：
调整输送线终端的待码放货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物按照确定的中心坐标和方向规整成整层货物，以备码垛机器人抓取码放至托盘的相应位置处；或者，
调整输送线终端的待码垛货物的摆放方式，使多个所述待码垛货物同向卡放在所述输送线终端的一角，以备码垛机器人抓取码放至托盘的相应位置处。
11.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述托盘的限高，在完成单层待码垛货物的码放后，按照与单层待码垛货物的码放方式相同或者互成镜像的码放方式，逐层进行所述待码垛货物的码放。
12.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过托盘缠绕机将码放好的货物进行膜缠绕包装。
13.一种码垛装置，用于将多个矩形的待码垛货物码放至一矩形的托盘；其特征在于，所述码垛装置包括：
获取模块，用于获取所述托盘的可码放区域；
计算模块，用于根据所述可码放区域的各边尺寸以及所述待码垛货物的尺寸，在所述可码放区域内确定一回型区域以及该回型区域内沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的中心坐标和方向；
循环模块，用于将所述回型区域从所述可码放区域移除，得到新的所述可码放区域并输入至获取模块，直至沿所述可码放区域的各边所码放的待码垛货物的个数至少之一为零；
抓取模块，用于根据所述待码垛货物的中心坐标和方向，将所述待码垛货物码放至所述托盘的对应位置处。
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