CN108891698A - 一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，包括商品导入模块，所述商品导入模块设有商品尺寸测量机构，还包括与所述商品导入模块并联的选箱模块和装箱模块，所述选箱模块包括箱坯库、纸箱分拣机构、纸箱输送机构、开箱机构及撑箱机构，所述装箱模块包括桁架机器人和吸盘夹具。本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其能根据待包装商品的尺寸大小选择适合的纸箱，并能全自动化的实现商品的装箱、填充、封箱、贴标等功能，并判断是否加入缓冲物及缓冲物用量，保证了包装质量，同时能直接替代现有的人工包装工位，并对接包装工位的上下工序入口，实现了选箱、装箱全流程的智能化，大大提高了电商产品的选箱装箱效率。

Description

一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统

技术领域

本发明属于物流包装技术领域，更具体地，涉及一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统。

背景技术

目前，电商订单包裹包装的整个过程包括：根据订单商品尺寸选箱、订单商品装箱、发票等纸质清单装箱、填充缓冲材料、封箱、粘贴快递标签。此过程中存在着大量的人力，在包装过程中选择不同规格纸箱、是否加入缓冲物及缓冲物用量的多少均由人工主观判断，容易造成选箱不匹配、包装质量不统一等问题。为了提高效率，降低运营成本，在自动化控制水平不断提高的今天，越来越多的自动化操作被启用。

现有专利CN102730244公开的一种奶包装系统，包括奶包输送线、包装箱输送线、抓取机器人、奶包位置感应装置、包装箱位置感应装置和控制器，奶包输送线和包装箱输送线分别能够带动奶白和包装箱运动，奶包输送线和包装箱输送线分别经过至少一个抓取机器人正下方位置，奶包位置感应装置和包装箱位置感应装置分别设于奶包输送线和包装箱输送线上且能够分别感应各奶包和各包装箱位置并将感应信号传输给控制器，控制器能够控制抓取机器人抓取设定数量的奶包排列放置于各个包装箱内，此发明存在不足为只适用于单一规格商品与单一规格纸箱的装箱，且仅涉及装箱过程。现有专利CN14933499公开的一种包装对象供应设备、箱体供应设备、装箱设备、包装系统及包装方法，其包装对象须以预定的排列模式引入包装装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其能根据待包装商品的尺寸大小选择适合的纸箱，并能全自动化的实现商品的装箱、填充、封箱、贴标等功能，并判断是否加入缓冲物及缓冲物用量，保证了包装质量，同时智能选箱装包生产流水线能直接替代现有的人工包装工位，并完美对接包装工位的上下工序入口，实现了选箱、装箱全流程的智能化，显著减少人力成本的同时，大大提高了电商产品的选箱装箱效率，解决了现有技术只能包装同一规格纸箱的难题。

为了实现上述目的，本发明提供一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，包括商品导入模块，所述商品导入模块设有商品尺寸测量机构，还包括与所述商品导入模块并联的选箱模块和装箱模块；

所述选箱模块包括箱坯库、纸箱分拣机构、纸箱输送机构、开箱机构及撑箱机构，所述箱坯库设有多种规格纸箱的存储位可实现不停机补充纸箱，所述纸箱分拣机构设于所述箱坯库上方以根据所述商品尺寸测量机构测量得到商品的体积选择不同规格纸箱并输送到所述纸箱输送机构上，所述开箱机构设于所述纸箱输送机构上用于将纸箱打开，所述撑箱机构设于所述开箱机构一侧，用于将所述纸箱的四片摇盖向外翻折；以及，

所述装箱模块包括桁架机器人和吸盘夹具，所述桁架机器人用于驱动所述吸盘夹具将所述商品导入模块导入的订单商品有序装入所述纸箱。

进一步地，所述装箱模块输出端还串联有纸箱摇盖折叠模块，所述纸箱摇盖折叠模块包括顺次连接的纸箱折内摇盖机构和纸箱折外摇盖封口机构，通过所述纸箱折内摇盖机构实现对所述纸箱其中相对两侧摇盖的折叠，并通过所述纸箱折外摇盖封口机构实现对所述纸箱另外两侧边摇盖的折叠。

进一步地，所述纸箱折内摇盖机构包括居中机构、机架、无杆气缸及压板，纸箱通过所述居中机构定位，电机通过丝杠带动所述机架下降到离纸箱合适的高度，所述无杆气缸推动两道压板相向运动，完成纸箱内摇盖的折叠。

进一步地，所述纸箱折外摇盖封口机构包括封带器，摇盖折叠之后通过所述封带器完成纸箱封口。

进一步地，所述纸箱分拣机构设有取箱机构，所述取箱机构用于从堆叠的纸箱底部取出单个纸箱并将所述纸箱转移到所述纸箱输送机构上。

进一步地，所述纸箱输送机构包括左侧输送辊道、左侧窄条输送皮带、右侧窄条输送皮带及右侧输送辊道。

进一步地，所述左侧输送辊道与右侧输送辊道倾斜一定角度，并在所述左侧输送辊道和右侧输送辊道的一侧分别设置挡条。

进一步地，所述撑箱机构包括高度升降气缸、角度调节气缸、翻折杆和固定杆，纸箱在撑箱工位完成定位后，所述高度升降气缸伸出带动机构整体下降，所述翻折杆进入纸箱内部，所述角度调节气缸收回带动所述翻折杆绕与固定杆上的铰接点转动，在所述翻折杆转动过程中带动纸箱摇盖向外翻折。

进一步地，所述商品导入模块与装箱模块之间设有称重复核模块，用于拣入的商品进行商品质量属性检测以判断是否满足装箱要求。

进一步地，所述装箱模块为多个，各所述装箱模块之间并联后再与所述选箱模块串联，以实现多个订单商品同步装箱。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其能根据待包装商品的尺寸大小选择适合的纸箱，并能全自动化的实现商品的装箱、填充、封箱、贴标等功能，并判断是否加入缓冲物及缓冲物用量，保证了包装质量，同时智能选箱装包生产流水线能直接替代现有的人工包装工位，并完美对接包装工位的上下工序入口，实现了选箱、装箱全流程的智能化，显著减少人力成本的同时，大大提高了电商产品的选箱装箱效率，解决了现有技术只能包装同一规格纸箱的难题。

(2)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其输入为集合在一起的一个订单内的所有商品，可对接播种墙订单或是二次分拣后的订单，智能选箱装包生产流水线输出的纸箱包裹满足直接发货的要求，可对接电商交叉带分拣机等自动化包裹分拣设备。

(3)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，可适用于多种规格纸箱与海量规格商品的包装，包装线除装箱功能外还包括智能选箱、开箱、封箱等过程。

(4)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，箱胚库设有五种规格纸箱的存储位，纸箱的存储形式采用卧式存储，订单匹配相应规格的纸箱后布置在相应规格纸箱存储位下方的取箱机构，从堆叠的纸箱底部取出单个纸箱箱胚，并将纸箱箱胚转移到纸箱输送机构，纸箱箱胚到达窄条输送皮带上时，进行精准定位，保证纸箱的中心线与开箱工位中心线对齐。

(5)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，撑箱机构包括高度升降气缸、角度调节气缸、翻折杆和固定杆，撑箱模块实现将纸箱上端的四片摇盖向外翻折,保证摇盖处于往纸箱外侧扩张的状态，防止桁架机器人进行商品装箱时产生干扰。

(6)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，完成发票等纸质清单投递后，开口纸箱进入装箱工位，当商品与纸箱均到位后，桁架机器人按照软件系统规划的最优摆放方案通过其上的吸盘夹具抓取商品进行有序装箱。

(7)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，设置有两桁架机器人同时进行装箱操作，提高工作效率，商品分拨机构和纸箱分拨机构，可根据系统智能分配商品订单和纸箱到两桁架机器人装箱工位进行装箱。

(8)本发明的面向电商的智能选箱装箱流水线系统，设置有异常处理通道，称重复核机构对拣入的商品进行商品质量属性检测，判断是否满足装箱要求，如不满足则将该订单商品和纸箱分别通过订单异常纸箱剔除口和订单异常商品剔除口剔除，剔除的商品和订单统一由异常处理通道输送至异常订单人工处理工位处理。

附图说明

图1为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统的平面布置图；

图2为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统的三维结构示意图；

图3为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的商品导入模块结构示意图；

图4为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的箱胚库示意图；

图5为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的箱胚到开口向上纸箱的变化过程示意图；

图6为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的撑箱模块原理示意图；

图7为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的票据投递模块原理示意图；

图8为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的折内外摇盖以及封箱模块面示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-称重复核机构、2-商品分拨机构、3-纸箱分拨机构、4-箱胚库、5-纸箱输送模块、6-订单异常纸箱剔除口、7-订单异常商品剔除口、8-异常处理通道、9-异常订单人工处理工位、11-开箱模块，12-撑箱模块，13-票据投递模块，14-商品导入模块，15-装箱模块，16-填充模块，17-纸箱折内摇盖模块，18-纸箱折外摇盖封口模块，19-贴标模块；

41-第一规格纸板存储位及取箱机构、42-第二规格纸板存储位及取箱机构、43-第三规格纸板存储位及取箱机构、44-第四规格纸板存储位及取箱机构、45-第五规格纸板存储位及取箱机构；

111-箱胚、112-开箱、113-封底、114-翻折；

121-高度升降气缸、122-角度调节气缸、123-翻折杆、124-固定杆；

131-打印机、132-管道、133-气缸、134-伸缩管道、135-挡板、136-开口纸箱；

141-商品筐、142-拣货员、143-第一节皮带、144-第二节皮带、145-商品尺寸测量机构；

171-居中机构、172-无杆气缸、173-压板、174-机架、175-电机、181-封带器。

具体实施方式

为为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2所示，本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统包括称重复核机构1、商品分拨机构2、纸箱分拨机构3、箱胚库4、纸箱输送模块5、订单异常纸箱剔除口6、订单异常商品剔除口7、异常处理通道8、异常订单人工处理工位9、开箱模块11、撑箱模块12、票据投递模块13、商品导入模块14、装箱模块15、填充模块16、纸箱折内摇盖模块17、纸箱折外摇盖封口模块18及贴标模块19。

图3为本发明实施例面向电商的智能选箱装箱流水线系统涉及的商品导入模块结构示意图。如图3所示，拣货员142扫描商品筐141上的条码，可从与包装线软件系统对接的电商WMS系统中获取该订单的信息，订单信息包括订单内所有商品的型号、数量等商品信息以及收货人、收货地址、联系方式等订单配送信息。每扫描完一件商品后放置在第一节皮带143上输送至第二节皮带144，依次将一个订单的所有商品全部扫描完成。在输送过程中通过商品尺寸测量机构145检测每件商品的长宽高尺寸，包装线软件系统根据测得的商品尺寸数据结合商品的摆放顺序算出订单内所有商品的总体积，再根据商品的总体积智能匹配纸箱。

如图4所示，箱胚库4设有五种规格纸箱的存储位，纸箱的存储形式采用卧式存储，可实现不停机补充纸箱。五种规格纸箱的存储位分别为第一规格纸板存储位及取箱机构41、第二规格纸板存储位及取箱机构42、第三规格纸板存储位及取箱机构43、第四规格纸板存储位及取箱机构44、第五规格纸板存储位及取箱机构45。此外，纸箱输送机构包括左侧输送辊道46、左侧窄条输送皮带47、右侧窄条输送皮带48及右侧输送辊道48。

选箱及纸箱输送的具体实施方式如下：

(1)当包装线软件系统为订单匹配相应规格的纸箱后。布置在相应规格纸箱存储位下方的取箱机构，从堆叠的纸箱底部取出单个纸箱箱胚，并将纸箱箱胚转移到纸箱输送机构。

(2)当取箱机构将单个纸箱箱胚转移到纸箱输送机构上时，相应的输送辊道往中间输送纸箱，纸箱箱胚到达窄条输送皮带上时，进行精准定位，保证纸箱的中心线与开箱工位中心线对齐。纸箱在窄条输送皮带上完成定位后，送纸链条运动将纸箱推送至开箱机构。进一步地，左侧输送辊道46与右侧输送辊道47可倾斜一定角度，并在一侧设置挡条，保证纸箱靠边输送，不会在输送过程中发生偏移。

如图5所示，纸箱以箱胚111的形式存储在箱胚库中，当包装线软件系统为订单智能匹配纸箱后，从箱胚库中取出单个相应规格的箱胚，箱胚111经过开箱112、封底113、翻折114后形成开口向上的纸箱。

如图6，撑箱模块12实现将纸箱上端的四片摇盖向外翻折,从状态I到状态Ⅱ，保证摇盖处于往纸箱外侧扩张的状态，防止桁架机器人进行商品装箱时产生干扰。撑箱机构包括高度升降气缸121、角度调节气缸122、翻折杆123和固定杆124。其中，固定杆124与翻折杆123共八根。撑箱机构具体实施方式：纸箱在撑箱工位完成定位后，高度升降气缸121伸出带动机构整体下降，此时翻折杆123进入纸箱内部，角度调节气缸122收回，带动翻折杆123绕与固定杆124上的铰接点转动，在翻折杆123转动过程中会带动纸箱摇盖向外翻折。角度调节气缸122及高度升降气缸121保持收回状态一定时间后再伸出，保证摇盖翻折质量，高度升降气缸121收回带动机构复位回到初始状态。

如图7所示，打印机131根据从WMS系统中获取该订单的信息自动打印出发票与发货单等纸质清单，经由管道132掉落至挡板135上(挡板初始状态在导向杆138和铰链137等机构的重力作用下与伸缩管道134底面贴合)，纸箱到达发票投递模块后，气缸133伸出至极限位置的同时挡板135打开，发票跌落至开口纸箱136中。完成发票等纸质清单投递后，开口纸箱136进入装箱工位。当商品与纸箱均到位后，桁架机器人按照软件系统规划的最优摆放方案通过其上的吸盘夹具抓取商品进行有序装箱。完成商品装箱后，软件系统会根据商品体积与纸箱规格算出缓冲材料的用量，实现定量往纸箱内填入缓冲材料。

如图8所示，纸箱通过居中机构171定位，电机175通过丝杠带动机架174下降到离纸箱合适的高度，无杆气缸172推动两道压板173相向运动，完成纸箱内摇盖的折叠。外摇盖折叠方式与上述内摇盖折叠方式相似。外摇盖折叠之后即通过封带器181完成纸箱封口。

完成封口后包装线根据从WMS系统中获取该订单的信息自动打印出快递面单，并将快递面单粘贴在装箱表面。此时输出的纸箱即为可直接发货的快递纸箱，同时包装线软件系统可向WMS系统提供包装材料用量等相关包装信息。

在本发明优选的实施例中，设置有两桁架机器人同时进行装箱操作，提高工作效率，商品分拨机构2和纸箱分拨机构3，可根据系统智能分配商品订单和纸箱到两桁架机器人装箱工位进行装箱。

在本发明优选的实施例中，设置有异常处理通道，称重复核机构1对拣入的商品进行商品质量属性检测，判断是否满足装箱要求，如不满足则将该订单商品和纸箱分别通过订单异常纸箱剔除口6和订单异常商品剔除口7剔除，剔除的商品和订单统一由异常处理通道8输送至异常订单人工处理工位9处理。

本发明实施例的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统工作原理如下：(1)扫描商品筐141上的条码，可从与包装线软件系统对接的电商WMS系统中获取该订单的信息，订单信息包括订单内所有商品的型号、数量等商品信息以及收货人、收货地址、联系方式等订单配送信息；

(2)逐件扫描订单商品条码，确认订单正确后将商品输送至装箱工位，在输送过程中检测每件商品的长宽高尺寸，包装线软件系统可根据测得的商品尺寸数据结合商品的摆放顺序算出订单内所有商品的总体积，再根据商品的总体积智能匹配纸箱；

(3)纸箱以箱胚的形式存储在箱胚库中，当包装线软件系统为订单智能匹配纸箱后，从箱胚库中取出单个相应规格的箱胚，箱胚经过开箱、封底、摇盖翻折后形成开口纸箱；

(4)包装线可根据从WMS系统中获取该订单的信息自动打印出发票与发货单等纸质清单，并将发票与发货单等纸质清单投放到开口纸箱中，完成清单投递后，开口纸箱进入装箱工位；

(5)当商品与纸箱均到位后，商品将按照软件系统规划的最优摆放方案被有序的装入纸箱。完成商品装箱后，软件系统会根据商品体积与纸箱规格算出缓冲材料的用量，实现定量往纸箱内填入缓冲材料。完成填入缓冲材料后将纸箱进行封口。完成封口后包装线根据从WMS系统中获取该订单的信息自动打印出快递面单，并将快递面单粘贴在装箱表面。此时输出的纸箱即为可直接发货的快递纸箱，同时包装线软件系统可向WMS系统提供包装材料用量等相关包装信息。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，包括商品导入模块，所述商品导入模块设有商品尺寸测量机构，其特征在于，还包括与所述商品导入模块并联的选箱模块和装箱模块；

所述选箱模块包括箱坯库、纸箱分拣机构、纸箱输送机构、开箱机构及撑箱机构，所述箱坯库设有多种规格纸箱的存储位可实现不停机补充纸箱，所述纸箱分拣机构设于所述箱坯库上方以根据所述商品尺寸测量机构测量得到商品的体积选择不同规格纸箱并输送到所述纸箱输送机构上，所述开箱机构设于所述纸箱输送机构上用于将纸箱打开，所述撑箱机构设于所述开箱机构一侧，用于将所述纸箱的四片摇盖向外翻折；以及，

所述装箱模块包括桁架机器人和吸盘夹具，所述桁架机器人用于驱动所述吸盘夹具将所述商品导入模块导入的订单商品有序装入所述纸箱。

2.根据权利要求1所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述装箱模块输出端还串联有纸箱摇盖折叠模块，所述纸箱摇盖折叠模块包括顺次连接的纸箱折内摇盖机构和纸箱折外摇盖封口机构，通过所述纸箱折内摇盖机构实现对所述纸箱其中相对两侧摇盖的折叠，并通过所述纸箱折外摇盖封口机构实现对所述纸箱另外两侧边摇盖的折叠。

3.根据权利要求2所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述纸箱折内摇盖机构包括居中机构、机架、无杆气缸及压板，纸箱通过所述居中机构定位，电机通过丝杠带动所述机架下降到离纸箱合适的高度，所述无杆气缸推动两道压板相向运动，完成纸箱内摇盖的折叠。

4.根据权利要求2所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述纸箱折外摇盖封口机构包括封带器，摇盖折叠之后通过所述封带器完成纸箱封口。

5.根据权利要求1所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述纸箱分拣机构设有取箱机构，所述取箱机构用于从堆叠的纸箱底部取出单个纸箱并将所述纸箱转移到所述纸箱输送机构上。

6.根据权利要求1所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述纸箱输送机构包括左侧输送辊道、左侧窄条输送皮带、右侧窄条输送皮带及右侧输送辊道。

7.根据权利要求5所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述左侧输送辊道与右侧输送辊道倾斜一定角度，并在所述左侧输送辊道和右侧输送辊道的一侧分别设置挡条。

8.根据权利要求1所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述撑箱机构包括高度升降气缸、角度调节气缸、翻折杆和固定杆，纸箱在撑箱工位完成定位后，所述高度升降气缸伸出带动机构整体下降，所述翻折杆进入纸箱内部，所述角度调节气缸收回带动所述翻折杆绕与固定杆上的铰接点转动，在所述翻折杆转动过程中带动纸箱摇盖向外翻折。

9.根据权利要求1所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述商品导入模块与装箱模块之间设有称重复核模块，用于拣入的商品进行商品质量属性检测以判断是否满足装箱要求。

10.根据权利要求1所述的一种面向电商的智能选箱装箱流水线系统，其特征在于，所述装箱模块为多个，各所述装箱模块之间并联后再与所述选箱模块串联，以实现多个订单商品同步装箱。