CN109552793B - 立体仓包装箱出库系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立体仓包装箱出库系统及方法，系统包括监控PC、工业机器人、1号接驳台、侧贴标机、称重扫码机、封箱机、顶部贴标机、横向打包机、转向输送线、纵向打包机、定位输送线、2号接驳台和AGV小车；业机器人设置在系统中央，该工业机器人包括底座、机器人控制器、驱动机构和抓取机构；1号接驳台、2号接驳台、侧贴标机、称重扫码机、封箱机均设在工业机器人一侧，顶部贴标机、横向打包机、转向输送线、纵向打包机、定位输送线以此对接；AGV小车与监控相互通信。本发明提高包装箱出库效率，方便管理，降低出错率，节省人工成本。

Description

立体仓包装箱出库系统及方法

技术领域

本发明涉及包装箱打包出库技术领域，特别涉及一种立体仓包装箱出库系统及方法。

背景技术

自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，属于物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化：自动化立体仓库，是当前技术水平较高的形式。现有的自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作，货物管理上采用计算机及条形码技术。

然而，现有的立体仓储系统中，仓库中存放的包装箱需要依次进行扫码、称重、贴标和封箱打包等工序后才可出出库，目前来说这些工序只能依靠人工操作，而人工具有人工成本大、出错率高、管理不便捷等缺陷，已经没有办法满足现有的产量需求。

有鉴于此，本发明人特别开发出一种立体仓包装箱出库系统及方法，以提高包装箱出库效率，节省人工成本，提高产量，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体仓包装箱出库系统及方法，以提高包装箱出库效率，方便管理降低出错率，节省人工成本，提高产量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

立体仓包装箱出库系统，包括：

监控PC，其设于立体仓的监控区域，该监控PC具有显示模块、扫码判断模块及存储模块，其中显示模块用于显示感应器及称重扫码机返回的信息，存储模块用于存储和管理监控PC收到的所有信息，存储模块还存有立体仓所有包装箱的信息，扫码判断模块用于调用存储模块中包装箱的信息以比较判断出库包装箱是否符合需求；

工业机器人，其设置在系统中央，该工业机器人包括底座、机器人控制器、驱动机构和抓取机构，所述机器人控制器设置在底座内，所述驱动机构设置在底座上，抓取机构安装在驱动机构末端，该机器人控制器用于控制驱动机构动作，以驱动抓取机构将包装箱抓取并移动到指定位置，所述机器人控制器与监控PC连接；

1号接驳台，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该1号接驳台上堆叠多个栈板，且1号接驳台上安装感应器，该感应器通过信号线与机器人控制器连接；

侧贴标机，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该侧贴标机用于为包装箱侧面贴上地址标签；

称重扫码机，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该称重扫码机与监控PC连接，用于将包装箱的称重信息和扫码信息发送给监控PC；

封箱机，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，用于将称重扫码后的包装箱封箱；

顶部贴标机，其进料端对接在封箱机的出料端，该顶部贴标机用于为封箱后的包装箱顶部贴上检验标签；

横向打包机，其进料端对接在顶部贴标机的出料端，用于将顶部贴标后的包装箱做横向打包；

转向输送线，其进料端对接在横向打包机的出料端，用于将横向打包后的包装箱转向输送至纵向打包机的进料端；

纵向打包机，其进料端对接在转向输送线的出料端，用于将横向打包后的包装箱做纵向打包；

定位输送线，其进料端对接在纵向打包机的出料端，用于包装箱输送到指定位置，该定位输送线的出料端处于抓取机构的抓取范围内，且定位输送线的出料端安装感应器；

2号接驳台，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该2号接驳台上堆叠多个栈板，且2号接驳台上安装感应器，该感应器与监控PC连接；以及

AGV小车，该AGV小车包括用于入库的AGV小车和用于出库的AGV小车，且所有AGV小车均与监控PC相互通信。

进一步，所述驱动机构包括360°驱动轴、转盘、转盘电机、第一支撑臂、第一驱动轴、第一驱动电机、第一驱动臂、第二驱动轴、第二驱动电机、第二驱动臂、吊臂枢轴、吊臂、第三驱动轴和第三驱动电机；所述360°驱动轴安装在底座上，转盘安装在360°驱动轴，转盘电机安装在转盘上且转盘电机与360°驱动轴联动连接，所述第一支撑臂安装在转盘上，第一驱动轴与第一驱动电机均安装在第一支撑臂上端，第一驱动电机与第一驱动轴连接，所述第一驱动臂下端与第一驱动轴枢接，第二驱动轴与第二驱动电机安装在第一驱动臂上端，且第二驱动轴与第二驱动电机连接，第二驱动臂后端与第二驱动轴枢接，第二驱动臂前端安装吊臂枢轴，所述吊臂枢接在吊臂枢轴上，第三驱动电机竖向安装在吊臂上，第三驱动轴与第三驱动电机相连接，所述抓取机构安装在第三驱动轴下端；所述转盘电机、第一驱动电机、第二驱动电机及第三驱动电机均连接与机器人控制器。

进一步，所述工业机器人还包括辅助平衡组件，该辅助平衡组件包括第二支撑臂、第一枢轴，第一平衡臂、第二枢轴，第二平衡臂、第三枢轴、第三平衡臂、第四枢轴和第四平衡臂；所述第二支撑臂下端固定在转盘上，第二支撑臂上端枢接第一枢轴，第一平衡臂下端枢接第一枢轴，第一平衡臂上端枢接第二枢轴，第二平衡臂后端枢接第二枢轴，第二平衡臂中端与所述第二驱动轴枢接，第二平衡臂前端枢接第三枢轴，第三平衡臂后端枢接第三枢轴，第三平衡臂前端枢接第四枢轴，第四平衡臂上端枢接第四枢轴，第四平衡臂下端枢接吊臂枢轴。

进一步，所述抓取机构包括吊板、视觉相机、气缸和海绵吸盘，该吊板固定在第三驱动轴上，吊板两侧向下延伸形成钩爪，视觉相机安装在吊板侧面且视觉相机连接于机器人控制器，气缸固定吊板下表面，海绵吸盘固定在气缸下端，该气缸连接一电磁阀，海绵吸盘则连接一真空发生器(图中未示出)，电磁阀和真空发生器均受控于机器人控制器。

进一步，所述侧贴标机包括底座、PLC控制器、电磁阀、剥标机、滑轨、滑块、笔型气缸、连接件、缓冲气缸、旋转气缸、吸盘和吸盘安装板，所述PLC控制器与电磁阀均设置在底座内，剥标机固定在底座上，滑轨与笔型气缸均固定在剥标机顶部，滑块相对滑动地安装在滑轨上，连接件将滑块40e与笔型气缸连接，所述缓冲气缸安装在连接件前端，旋转气缸安装在缓冲气缸上，吸盘通过吸盘安装板固定在旋转气缸上，且吸盘设于剥标机的出标位置，笔型气缸、缓冲气缸与旋转气缸均连接电磁阀，电磁阀与剥标机均连接PLC控制器。

进一步，所述称重扫码机包括支架、数显电子秤和扫码头，所述支架设置在工业机器人侧面，数显电子秤放置在支架上，扫码头安装在支架的顶部侧面，该数显电子秤、扫码头均与监控PC连接，且分别用于将包装箱的称重信息和扫描信息发送给监控PC。

进一步，所述顶部贴标机包括一皮带输送线，皮带输送线上设有三轴龙门架，三轴龙门架包括两立柱，两立柱之间连接有横梁，横梁上安装X轴轨道，X轴轨道上安装X轴滑块及X轴同步带，X轴滑块咬合在X轴同步带上，X轴轨道两端分别安装X轴主动轴与X轴从动轴，X轴主动轴通过联轴器连接一X轴伺服电机，X轴同步带两端分别连接X轴主动轴与X轴从动轴；所述X轴滑块上安装一Y轴轨道，Y轴轨道上安装Y轴滑块及Y轴同步带，Y轴滑块咬合在Y轴同步带上，Y轴轨道两端分别安装Y轴主动轴与Y轴从动轴，Y轴主动轴通过联轴器连接一Y轴伺服电机，Y轴同步带两端分别连接Y轴主动轴与Y轴从动轴；所述Y轴滑块上安装一Z轴轨道，Z轴轨道上安装Z轴滑块和Z轴同步带，Z轴滑块咬合在Z轴同步带上，Z轴轨道两端安装Z轴主动轴与Z轴从动轴，Z轴同步带两端分别连接Z轴主动轴与Z轴从动轴，Z轴主动轴通过联轴器连接一Z轴伺服电机，Z轴滑块上安装一固定板，固定板下端安装一贴标装置。

进一步，所述封箱机采用型号为PF-6050L的半自动折盖封箱机。

进一步，系统还包括报警装置，该报警装置连接于机器人控制器。

进一步，所述转向输送线由一纵向输送机和一横向输送机组成，纵向输送机进料端对接横向打包机的出料端，横向输送机对接在纵向输送机侧面，所述纵向输送机与横向输送机均包括输送架、安装在输送架上的多个电动滚筒以及驱动电动滚筒转动的电机；所述定位输送线包括三个纵向输送机和三个横向输送机，。

进一步，所述1号接驳台与2号接驳台均包括一框架，该框架前侧形成进出料门，框架下端两侧设有用于放置栈板的滚轮皮带线。

基于上述立体仓包装箱出库系统的出库方法，包括以下步骤：

一、监控PC收到取货单信号，呼叫AGV小车从立体仓取货，并将包装箱送到1号接驳台，该取货单信号含有对应包装箱的信息；

二、1号接驳台的感应器将感应信息发送给工业机器人的机器人控制器，机器人控制器收到感应信息后将控制驱动机构动作，以驱动抓取机构将包装箱抓取并移动到侧贴标机；

三、侧贴标机为包装箱贴上地址标签，工业机器人再将该包装箱抓取并移动到称重扫码机；

四、称重扫码机对包装箱进行称重和扫码，将包装箱的称重信息和扫码信息发送给监控PC由其显示模块显示该信息，且由监控PC的扫码判断模块判断调用存储模块中包装箱的信息以比较判断出库包装箱是否符合需求，若符合需求则进入步骤五，若不符合需求则进入步骤六；

五、工业机器人将符合需求的包装箱抓取并移动到封箱机，由封箱机进行封箱操作后从其出料端进入顶部贴标机；顶部贴标机在包装箱顶部贴上检验标签后，从其出料端进入横向打包机，横向打包机将包装箱进行横向打包，然后从其出料端进入转向输送线，转向输送线将横向打包后的包装箱进行转向输送至纵向打包机，纵向打包机将包装箱纵向打包后出料至定位输送线，定位输送线将包装箱输送到其出料端，定位输送线出料端的感应器将感应信号发送给工业机器人，工业机器人抓取该包装箱并移动到2号接驳台，2号接驳台上的感应器将感应信息发送给监控PC；然后监控PC呼叫用于出库的AGV小车将2号接驳台的包装箱运出立体仓；

六、工业机器人将不符合需求的包装箱抓取并移动到顶部贴标机；顶部贴标机在包装箱顶部贴上检验标签后，从其出料端进入横向打包机，横向打包机将包装箱进行横向打包，然后从其出料端进入转向输送线，转向输送线将横向打包后的包装箱进行转向输送至纵向打包机，纵向打包机将包装箱纵向打包后出料至定位输送线，定位输送线将包装箱输送到其出料端，定位输送线出料端的感应器将感应信号发送给工业机器人，工业机器人抓取该包装箱并移动到2号接驳台，2号接驳台上的感应器将感应信息发送给监控PC；然后监控PC呼叫用于入库的AGV小车将2号接驳台的包装箱运入立体仓。

采用上述方案后，本发明有益效果如下：

1、采用智能化的工业机器人，取代人工出库的方法，实现全自动出库，大大降低人工成本；

2、采用监控PC全程监控，通过扫码判断模块实现智能检测判断的方法降低出错率；还可通过显示模块实时显示给工作人员查看包装箱信息，同时可存储在其存储模块中，实现出库结果的可追溯性；

3、出库系统的通用性较强，即能适用于多种产品和多种出库方式，根据出库产品或其出库项目的不同，更换监控PC中存储的包装箱信息即可。

附图说明

图1是本发明的立体图(未显示监控PC)；

图2是本发明的俯视图(未显示监控PC)；

图3是本发明工业机器人的立体图；

图4是本发明工业机器人的侧视图；

图5是本发明抓取机构的立体图；

图6是本发明抓取机构的仰侧视图；

图7是本发明侧贴标机的立体图；

图8是本发明侧贴标机的内部结构立体图；

图9是本发明侧贴标机的内部结构侧视图；

图10是本发明称重扫码机的立体图；

图11是本发明封箱机的立体图；

图12是本发明顶部贴标机的立体图；

图13是本发明称横向打包机的立体图；

图14是本发明的系统框图；

图15是本发明立体仓包装箱出库方法的流程图。

标号说明

监控PC10，显示模块11，扫码判断模块12，存储模块13

工业机器人20，底座21、机器人控制器22、驱动机构23，360°驱动轴23a，转盘23b，转盘电机23c，第一支撑臂23d，第一驱动轴23e，第一驱动电机23f，第一驱动臂23g，第二驱动轴23h，第二驱动电机23i，第二驱动臂23j，吊臂枢轴23k，吊臂23l，第三驱动轴23m，第三驱动电机23n，抓取机构24，吊板24a，视觉相机24b，气缸24c，海绵吸盘24d，钩爪24e，辅助平衡组件25，第二支撑臂25a，第一枢轴25b，第一平衡臂25c，第二枢轴25d，第二平衡臂25e，第三枢轴25f，第三平衡臂25g，第四枢轴25h，第四平衡臂25i

1号接驳台30，侧贴标机40，底座40a，电磁阀40b，剥标机40c，滑轨40d，滑块40e，笔型气缸40f，连接件40g，缓冲气缸40h，旋转气缸40i，吸盘40j，吸盘安装板40k，称重扫码机50，支架51、数显电子秤52，扫码头53，封箱机60，顶部贴标机70，皮带输送线71，三轴龙门架72，两立柱72a，横梁72b，X轴轨道72c，装X轴滑块72d，X轴同步带72e，Y轴轨道72f，Y轴滑块72g，Y轴同步带72h，Z轴轨道72i，Z轴滑块72j，Z轴同步带72k，贴标装置73，横向打包机80，转向输送线90，纵向打包机100，定位输送线110，2号接驳台120

AGV小车130，包装箱140，栈板150，报警装置160，框架170，出料门171，滚轮皮带线172

纵向输送机200，横向输送机300

具体实施方式

如图1-15所示，本发明揭示的立体仓包装箱出库系统，包括监控PC10、工业机器人20、1号接驳台30、侧贴标机40、称重扫码机50、封箱机60、顶部贴标机70、横向打包机80、转向输送线90、纵向打包机100、定位输送线110、2号接驳台120和AGV小车130；

上述监控PC10设于立体仓的监控区域，该监控PC10具有显示模块11、扫码判断模块12及存储模块13，其中显示模块11用于显示感应器及称重扫码机返回的信息，存储模块13用于存储和管理监控PC10收到的所有信息，存储模块13还存有立体仓所有包装箱140的信息，扫码判断模块12用于调用存储模块13中包装箱140的信息以比较判断出库包装箱140是否符合需求；

如图1-4所示，上述工业机器人20设置在系统中央，该工业机器人20包括底座21、机器人控制器22、驱动机构23和抓取机构24，所述机器人控制器22设置在底座内，所述驱动机构23设置在底座上，抓取机构安装在驱动机构23末端，该机器人控制器22用于控制驱动机构23动作，以驱动抓取机构将包装箱140抓取并移动到指定位置，所述机器人控制器22与监控PC10连接；于本实施例，驱动机构23包括360°驱动轴23a、转盘23b，转盘电机23c，第一支撑臂23d、第一驱动轴23e，第一驱动电机23f、第一驱动臂23g，第二驱动轴23h，第二驱动电机23i，第二驱动臂23j、吊臂枢轴23k、吊臂23l、第三驱动轴23m、第三驱动电机23n，所述360°驱动轴23a安装在底座21上，转盘23b安装在360°驱动轴23a，转盘电机23c安装在转盘23b上且转盘电机23c与360°驱动轴23a联动连接，所述第一支撑臂23d安装在转盘23b上，第一驱动轴23e与第一驱动电机23f安装在第一支撑臂23d上端，第一驱动电机23f与第一驱动轴23e连接，所述第一驱动臂23g下端与第一驱动轴23e枢接，第二驱动轴23h与第二驱动电机23i安装在第一驱动臂23g上端，且第二驱动轴23h与第二驱动电机23i连接，第二驱动臂23j后端与第二驱动轴23h枢接，第二驱动臂23j前端安装吊臂枢轴23k，所述吊臂23l枢接在吊臂枢轴上23k，第三驱动电机23n竖向安装在吊臂23上，第三驱动轴23m与第三驱动电机23n相连接，所述抓取机构24安装在第三驱动轴23m下端；进一步，所述工业机器人20还包括辅助平衡组件25，该辅助平衡组件25包括第二支撑臂25a、第一枢轴25b，第一平衡臂25c、第二枢轴25d，第二平衡臂25e、第三枢轴25f、第三平衡臂25g、第四枢轴25h和第四平衡臂25i；所述第二支撑臂25a下端固定在转盘23b上，第二支撑臂25a上端枢接第一枢轴25b，第一平衡臂25c下端枢接第一枢轴25b，第一平衡臂25c上端枢接第二枢轴25d，第二平衡臂25e后端枢接第二枢轴25d，第二平衡臂25e中端与上述第二驱动轴23h枢接，第二平衡臂25e前端枢接第三枢轴25f，第三平衡臂25g后端枢接第三枢轴25f，第三平衡臂25g前端枢接第四枢轴25h，第四平衡臂25i上端枢接第四枢轴25h，第四平衡臂25i下端枢接吊臂枢轴23k；转盘电机23c、第一驱动电机23f、第二驱动电机23i及第三驱动电机23m均连接与机器人控制器,该工业机器人20工作时，机器人控制器22控制转盘电机23c、第一驱动电机23f、第二驱动电机23i及第三驱动电机23m动作，从而控制各驱动轴转动，实现对抓取机构24的旋转、伸缩和升降控制，动作及其灵活，工作范围可覆盖到360°的方圆内。本发明采用的机器人控制器20采用现有的PLC控制器，比如CN204347604U公开的工业机器人控制器，其主要由ARM主处理器等构成；抓取机构24可采用真空吸盘或机械爪，本实施例采用的是如图5和6所示的吸盘加机械爪的结构，即抓取机构24具体包括吊板24a、视觉相机24b、气缸24c和海绵吸盘24d，该吊板24a固定在第三驱动轴23m上，由第三驱动电机23n驱动其转动，吊板24a两侧向下延伸形成钩爪24e，视觉相机24b安装在吊板24a侧面且视觉相机24b连接于机器人控制器22，气缸24c固定吊板24a下表面，海绵吸盘24d固定在气缸24c下端，该气缸24连接一电磁阀(图中未示出)，海绵吸盘24d则连接一真空发生器(图中未示出)，电磁阀和真空发生器均受控于机器人控制器22，抓取机构24工作时，通过吊板24a上的视觉相机24b获得包装箱140的具体位置，气缸24c下行到其行程极限，海绵吸盘24d固定在气缸24c上与其一起下行(气缸24c下极限时海绵吸盘24d的水平高度高于钩爪24e的高度)，吸取箱子，再通过驱动机构23将其送到指定位置。钩爪24e的作用：当包装箱140在栈板150上堆到一定高度时，通过AGV小车130将包装箱140和栈板150一起运走，此时气缸24c上行到极限高度(气缸24c水平高度低于钩爪24e的高度)，通过钩爪24e卡在栈板150的槽内，从而抓取1号接驳台30上的栈板150到2号接驳台120；当然实际使用时可根据包装箱140的特点选择其他适合的抓取机构24；

如图1所示，上述1号接驳台30设置在工业机器人20一侧且处于抓取机构24的抓取范围内，该1号接驳台30上堆叠多个栈板150，且1号接驳台30上安装感应器，该感应器通过信号线与机器人控制器22连接；

如图1、7-9所示，上述侧贴标机40设置在工业机器人20一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该侧贴标机用于为包装箱140侧面贴上地址标签；本实施例中，侧贴标机40包括底座40a、PLC控制器、电磁阀40b、剥标机40c、滑轨40d、滑块40e、笔型气缸40f、连接件40g、缓冲气缸40h、旋转气缸40i、吸盘40j和吸盘安装板40k，所述PLC控制器与电磁阀40b均设置在底座40a内，剥标机40c固定在底座40a上，滑轨40d与笔型气缸40f均固定在剥标机40c顶部，滑块40e相对滑动地安装在滑轨40d上，连接件40g将滑块40e与笔型气缸40f连接，所述缓冲气缸40h安装在连接件40g前端，旋转气缸40i安装在缓冲气缸40h上，吸盘40j通过吸盘安装板40k固定在旋转气缸40i上，且吸盘40j设于剥标机40c的出标位置，笔型气缸40f、缓冲气缸40h与旋转气缸40i均连接电磁阀40b，电磁阀40b与剥标机40c均连接PLC控制器，PLC控制器采用现有的控制器，其型号为CPU226XM；该侧贴标机40工作过程为：剥标机40c出标，吸盘40j吸取标签，PLC控制器控制电磁阀40b，电磁阀40b供气给笔型气缸40f和缓冲气缸40h，笔型气缸40f带动连接件40g连同滑块40e沿滑轨40d向前移动，连接件40g带动起前端的缓冲气缸40h及缓冲气缸40h上的旋转气缸40i向前移动，旋转气缸40i旋转90度，带动吸盘40j到指定位置贴标，缓冲气缸40h作用在于防止过冲打坏包装箱140。

如图1和10所示，上述称重扫码机50设置在工业机器人20一侧且处于抓取机构24的抓取范围内，该称重扫码机50与监控PC10连接，用于将包装箱140的称重信息和扫码信息发送给监控PC10；本实施例中，称重扫码机50包括支架51、数显电子秤52和扫码头53，其中数显电子秤52和扫码头53均采用现有的数显电子秤和扫码头，例如，可采用上海越平YP150000-50大称量数显电子秤，可采用CN108652457A公开的一种电煲中所使用的扫码头，所述支架51设置在工业机器人20侧面，数显电子秤52放置在支架51上，扫码头53安装在支架51的顶部侧面，该数显电子秤52和扫码头53均与监控PC10连接，且分别用于将包装箱140的称重信息和扫描信息发送给监控PC10，监控PC10的显示模块101可供工作人员查看这些信息；

如图1和11所示，上述封箱机60设置在工业机器人20一侧且处于抓取机构的抓取范围内，封箱机60用于将称重扫码后的包装箱140封箱，本实施例的封箱机60采用型号为PF-6050L的半自动折盖封箱机；

如图1和12所示，上述顶部贴标机70的进料端对接在封箱机60的出料端，该顶部贴标机70用于为封箱后的包装箱140顶部贴上检验标签；本实施例中，顶部贴标机70包括一皮带输送线71，皮带输送线71上设有三轴龙门架72，三轴龙门架包括两立柱72a，两立柱72a之间连接有横梁72b，横梁72b上安装X轴轨道72c，X轴轨道72c上安装X轴滑块72d及X轴同步带72e，X轴滑块72d咬合在X轴同步带72e上，X轴轨道72c两端分别安装X轴主动轴(图中未示出)与X轴从动轴(图中未示出)，X轴主动轴通过联轴器连接一X轴伺服电机(图中未示出)，X轴同步带72e两端分别连接X轴主动轴与X轴从动轴；所述X轴滑块72d上安装一Y轴轨道72f，Y轴轨道72f上安装Y轴滑块72g及Y轴同步带72h，Y轴滑块72g咬合在Y轴同步带72h上，Y轴轨道72f两端分别安装Y轴主动轴(图中未示出)与Y轴从动轴(图中未示出)，Y轴主动轴连接通过联轴器一Y轴伺服电机(图中未示出)，Y轴同步带72h两端分别连接Y轴主动轴与Y轴从动轴；所述Y轴滑块72g上安装一Z轴轨道72i，Z轴轨道72i上安装Z轴滑块72j和Z轴同步带72k，Z轴滑块72j咬合在Z轴同步带上，Z轴轨道72i两端安装Z轴主动轴与Z轴从动轴，Z轴同步带两端分别连接Z轴主动轴与Z轴从动轴，Z轴主动轴连接通过联轴器一Z轴伺服电机，Z轴滑块72j上安装一固定板72j，固定板72j下端安装一贴标装置73。顶部贴标机70工作时，通过三轴龙门架72的各个伺服电机和同步带带动X轴滑块72d，Y轴滑块72g及Z轴滑块72j分别在X、Y、Z轴方向上移动，以将Z轴滑块72j上的贴标装置73移动到包装箱140顶部进行贴标操作，完成后皮带输送线71将包装箱140输送至横向打包机80，上述的X轴伺服电机、Y轴伺服电机及Z轴伺服电机均连接一PLC控制器，该PLC控制器采用现有的控制器，例如西门子型号为6ES72121BB230XB8的PLC控制器。

如图1和13所示，上述横向打包机80的进料端对接在顶部贴标机70的出料端，横向打包机80用于将顶部贴标后的包装箱140做横向打包；

上述转向输送线90进料端对接在横向打包机80的出料端，转向输送线90用于将横向打包后的包装箱140转向输送至纵向打包机的进料端；

上述纵向打包机100的进料端对接在转向输送线90的出料端，纵向打包机100用于将横向打包后的包装箱140做纵向打包；本实施例的横向打包机80与纵向打包机100结果及型号完全相同，区别仅在于设置的位置不同(即一个纵向放置用于横向打包，一个横向放置用于纵向打包)，而且横向打包机80与纵向打包机100均采用现有的打包机，例如可采用CN201610600492.7公开的一种自动化连续打包输送装置中所使用的打包机，该打包机具有判断包装箱140是否位于打包位置的红外探测器，其检测到包装箱140处于打包位置时启动横向打包机80或纵向100对包装箱140进行打包，其操作不用监控PC10进行控制，自动完成打包，当然也可以采用其他型号的打包机完成本发明包装箱140的横纵向打包，也即本发明包装箱140可采用世面上常见的打包设备即可实施。

上述定位输送线110的进料端对接在纵向打包机100的出料端，用于包装箱140输送到指定位置，该定位输送线110的出料端处于抓取机构24的抓取范围内，且定位输送线110的出料端安装感应器，该感应器通过信号线连接监控PC10；

上述2号接驳台120设置在工业机器人20一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该2号接驳台120上堆叠多个栈板150，且2号接驳台120上安装感应器，该感应器与监控PC10连接；以及

上述AGV小车130包括用于入库的AGV小车和用于出库的AGV小车，且所有AGV小车均与监控PC10相互通信，AGV小车130可通过接受监控PC的呼叫信号自行运行到指定位置，AGV小车130采用的是立体仓中现有的AGV。

进一步，上述立体包装箱140出库系统还包括报警装置160，该报警装置160连接于机器人控制器202。

进一步，上述转向输送线90由一纵向输送机200和一横向输送机300组成，纵向输送机200进料端对接横向打包机80的出料端，横向输送机300对接在纵向输送机200侧面，所述纵向输送机200与横向输送机300均为现有的输送机，且均包括输送架、安装在输送架上的多个电动滚筒以及驱动电动滚筒转动的电机；上述定位输送线110包括三个纵向输送机200和三个横向输送机300，三个纵向输送机200和三个横向输送机300相互交叉对接。

进一步，所述1号接驳台30与2号接驳台120均包括一框架170，该框架170前侧形成进出料门171，框架170下端两侧设有用于放置栈板150的滚轮皮带线172。

如图14所示，基于上述立体仓包装箱140出库系统的出库方法，包括以下步骤：

一、监控PC10收到取货单信号，呼叫AGV小车从立体仓取货，并将包装箱140送到1号接驳台30，该取货单信号包含对应包装箱140的在立体仓中的记录信息，记录信息可含有生产批次，内装的货物型号等等，这些信息与包装箱140上的条码信息对应，同时也存储在监控PC10的存储模块13中；

二、1号接驳台30的感应器将感应信息发送给工业机器人20的机器人控制器22，机器人控制器22收到感应信息后将控制驱动机构23动作，以驱动抓取机构24将包装箱140抓取并移动到侧贴标机40；

三、侧贴标机40为包装箱140贴上地址标签，工业机器人20再将该包装箱140抓取并移动到称重扫码机50；

四、称重扫码机50对包装箱140进行称重和扫码，并将包装箱140的称重信息和扫码信息通过信号线发送给监控PC10，由其显示模块11显示该信息，且由监控PC10的扫码判断模块12调用存储模块13中包装箱140的信息以比较判断出库包装箱140是否符合需求，若符合需求则进入步骤五，若不符合需求则进入步骤六；

五、工业机器人20将符合需求的包装箱140抓取并移动到封箱机60，由封箱机60进行封箱操作后从其出料端进入顶部贴标机70；顶部贴标机70在包装箱140顶部贴上检验标签后，从其出料端进入横向打包机80，横向打包机80将包装箱140进行横向打包，然后从其出料端进入转向输送线90，转向输送线90将横向打包后的包装箱140进行转向输送至纵向打包机100，纵向打包机100将包装箱140纵向打包后出料至定位输送线110，定位输送线将包装箱140输送到其出料端，定位输送线110出料端的感应器将感应信号发送给工业机器人20，工业机器人20抓取该包装箱140并移动到2号接驳台120，2号接驳台120上的感应器将感应信息发送给监控PC10；然后监控PC10呼叫用于出库的AGV小车130将2号接驳台120的包装箱140运出立体仓；

六、工业机器人20将不符合需求的包装箱140抓取并移动到顶部贴标机70；顶部贴标机70在包装箱140顶部贴上检验标签后，从其出料端进入横向打包机80，横向打包机80将包装箱140进行横向打包，然后从其出料端进入转向输送线90，转向输送线90将横向打包后的包装箱140进行转向输送至纵向打包机100，纵向打包机100将包装箱140纵向打包后出料至定位输送线110，定位输送线110将包装箱140输送到其出料端，定位输送线110出料端的感应器将感应信号发送给工业机器人20，工业机器人20抓取该包装箱140并移动到2号接驳台120，2号接驳台120上的感应器将感应信息发送给监控PC10；然后监控PC10呼叫用于入库的AGV小车将2号接驳台120的包装箱140运入立体仓，最后将不符合需求的包装箱140入库。

以上仅为本发明的具体实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.立体仓包装箱出库系统，其特征在于包括：

监控PC，其设于立体仓的监控区域，该监控PC具有显示模块、扫码判断模块及存储模块，其中显示模块用于显示感应器及称重扫码机返回的信息，存储模块用于存储和管理监控PC收到的所有信息，存储模块还存有立体仓所有包装箱的信息，扫码判断模块用于调用存储模块中包装箱的信息以比较判断出库包装箱是否符合需求；

工业机器人，其设置在系统中央，该工业机器人包括底座、机器人控制器、驱动机构和抓取机构，所述机器人控制器设置在底座内，所述驱动机构设置在底座上，抓取机构安装在驱动机构末端，该机器人控制器用于控制驱动机构动作，以驱动抓取机构将包装箱抓取并移动到指定位置，所述机器人控制器与监控PC连接；

1号接驳台，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该1号接驳台上堆叠多个栈板，且1号接驳台上安装感应器，该感应器通过信号线与机器人控制器连接；

侧贴标机，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该侧贴标机用于为包装箱侧面贴上地址标签；

称重扫码机，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该称重扫码机与监控PC连接，用于将包装箱的称重信息和扫码信息发送给监控PC；

封箱机，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，用于将称重扫码后的包装箱封箱；

顶部贴标机，其进料端对接在封箱机的出料端，该顶部贴标机用于为封箱后的包装箱顶部贴上检验标签；

横向打包机，其进料端对接在顶部贴标机的出料端，用于将顶部贴标后的包装箱做横向打包；

转向输送线，其进料端对接在横向打包机的出料端，用于将横向打包后的包装箱转向输送至纵向打包机的进料端；

纵向打包机，其进料端对接在转向输送线的出料端，用于将横向打包后的包装箱做纵向打包；

定位输送线，其进料端对接在纵向打包机的出料端，用于包装箱输送到指定位置，该定位输送线的出料端处于抓取机构的抓取范围内，且定位输送线的出料端安装感应器；

2号接驳台，其设置在工业机器人一侧且处于抓取机构的抓取范围内，该2号接驳台上堆叠多个栈板，且2号接驳台上安装感应器，该感应器与监控PC连接；以及

AGV小车，该AGV小车包括用于入库的AGV小车和用于出库的AGV小车，且所有AGV小车均与监控PC相互通信。

2.如权利要求1所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述驱动机构包括360°驱动轴、转盘、转盘电机、第一支撑臂、第一驱动轴、第一驱动电机、第一驱动臂、第二驱动轴、第二驱动电机、第二驱动臂、吊臂枢轴、吊臂、第三驱动轴和第三驱动电机；所述360°驱动轴安装在底座上，转盘安装在360°驱动轴，转盘电机安装在转盘上且转盘电机与360°驱动轴联动连接，所述第一支撑臂安装在转盘上，第一驱动轴与第一驱动电机均安装在第一支撑臂上端，第一驱动电机与第一驱动轴连接，所述第一驱动臂下端与第一驱动轴枢接，第二驱动轴与第二驱动电机安装在第一驱动臂上端，且第二驱动轴与第二驱动电机连接，第二驱动臂后端与第二驱动轴枢接，第二驱动臂前端安装吊臂枢轴，所述吊臂枢接在吊臂枢轴上，第三驱动电机竖向安装在吊臂上，第三驱动轴与第三驱动电机相连接，所述抓取机构安装在第三驱动轴下端；所述转盘电机、第一驱动电机、第二驱动电机及第三驱动电机均连接与机器人控制器。

3.如权利要求2所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述工业机器人还包括辅助平衡组件，该辅助平衡组件包括第二支撑臂、第一枢轴，第一平衡臂、第二枢轴，第二平衡臂、第三枢轴、第三平衡臂、第四枢轴和第四平衡臂；所述第二支撑臂下端固定在转盘上，第二支撑臂上端枢接第一枢轴，第一平衡臂下端枢接第一枢轴，第一平衡臂上端枢接第二枢轴，第二平衡臂后端枢接第二枢轴，第二平衡臂中端与所述第二驱动轴枢接，第二平衡臂前端枢接第三枢轴，第三平衡臂后端枢接第三枢轴，第三平衡臂前端枢接第四枢轴，第四平衡臂上端枢接第四枢轴，第四平衡臂下端枢接吊臂枢轴。

4.如权利要求2所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述抓取机构包括吊板、视觉相机、气缸和海绵吸盘，该吊板固定在第三驱动轴上，吊板两侧向下延伸形成钩爪，视觉相机安装在吊板侧面且视觉相机连接于机器人控制器，气缸固定吊板下表面，海绵吸盘固定在气缸下端，该气缸连接一电磁阀，海绵吸盘则连接一真空发生器(图中未示出)，电磁阀和真空发生器均受控于机器人控制器。

5.如权利要求1所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述侧贴标机包括底座、PLC控制器、电磁阀、剥标机、滑轨、滑块、笔型气缸、连接件、缓冲气缸、旋转气缸、吸盘和吸盘安装板，所述PLC控制器与电磁阀均设置在底座内，剥标机固定在底座上，滑轨与笔型气缸均固定在剥标机顶部，滑块相对滑动地安装在滑轨上，连接件将滑块40e与笔型气缸连接，所述缓冲气缸安装在连接件前端，旋转气缸安装在缓冲气缸上，吸盘通过吸盘安装板固定在旋转气缸上，且吸盘设于剥标机的出标位置，笔型气缸、缓冲气缸与旋转气缸均连接电磁阀，电磁阀与剥标机均连接PLC控制器。

6.如权利要求1所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述称重扫码机包括支架、数显电子秤和扫码头，所述支架设置在工业机器人侧面，数显电子秤放置在支架上，扫码头安装在支架的顶部侧面，该数显电子秤、扫码头均与监控PC连接，且分别用于将包装箱的称重信息和扫描信息发送给监控PC。

7.如权利要求1所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述顶部贴标机包括一皮带输送线，皮带输送线上设有三轴龙门架，三轴龙门架包括两立柱，两立柱之间连接有横梁，横梁上安装X轴轨道，X轴轨道上安装X轴滑块及X轴同步带，X轴滑块咬合在X轴同步带上，X轴轨道两端分别安装X轴主动轴与X轴从动轴，X轴主动轴通过联轴器连接一X轴伺服电机，X轴同步带两端分别连接X轴主动轴与X轴从动轴；所述X轴滑块上安装一Y轴轨道，Y轴轨道上安装Y轴滑块及Y轴同步带，Y轴滑块咬合在Y轴同步带上，Y轴轨道两端分别安装Y轴主动轴与Y轴从动轴，Y轴主动轴通过联轴器连接一Y轴伺服电机，Y轴同步带两端分别连接Y轴主动轴与Y轴从动轴；所述Y轴滑块上安装一Z轴轨道，Z轴轨道上安装Z轴滑块和Z轴同步带，Z轴滑块咬合在Z轴同步带上，Z轴轨道两端安装Z轴主动轴与Z轴从动轴，Z轴同步带两端分别连接Z轴主动轴与Z轴从动轴，Z轴主动轴通过联轴器连接一Z轴伺服电机，Z轴滑块上安装一固定板，固定板下端安装一贴标装置。

8.如权利要求1所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：所述封箱机采用型号为PF-6050L的半自动折盖封箱机。

9.如权利要求1所述的立体仓包装箱出库系统，其特征在于：该系统还包括报警装置，该报警装置连接于机器人控制器；所述1号接驳台与2号接驳台均包括一框架，该框架前侧形成进出料门，框架下端两侧设有用于放置栈板的滚轮皮带线。

10.基于权利要求1立体仓包装箱出库系统的出库方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、监控PC收到取货单信号，呼叫AGV小车从立体仓取货，并将包装箱送到1号接驳台，该取货单信号含有对应包装箱的信息；

二、1号接驳台的感应器将感应信息发送给工业机器人的机器人控制器，机器人控制器收到感应信息后将控制驱动机构动作，以驱动抓取机构将包装箱抓取并移动到侧贴标机；

三、侧贴标机为包装箱贴上地址标签，工业机器人再将该包装箱抓取并移动到称重扫码机；

四、称重扫码机对包装箱进行称重和扫码，将包装箱的称重信息和扫码信息发送给监控PC由其显示模块显示该信息，且由监控PC的扫码判断模块判断调用存储模块中包装箱的信息以比较判断出库包装箱是否符合需求，若符合需求则进入步骤五，若不符合需求则进入步骤六；

五、工业机器人将符合需求的包装箱抓取并移动到封箱机，由封箱机进行封箱操作后从其出料端进入顶部贴标机；顶部贴标机在包装箱顶部贴上检验标签后，从其出料端进入横向打包机，横向打包机将包装箱进行横向打包，然后从其出料端进入转向输送线，转向输送线将横向打包后的包装箱进行转向输送至纵向打包机，纵向打包机将包装箱纵向打包后出料至定位输送线，定位输送线将包装箱输送到其出料端，定位输送线出料端的感应器将感应信号发送给工业机器人，工业机器人抓取该包装箱并移动到2号接驳台，2号接驳台上的感应器将感应信息发送给监控PC；然后监控PC呼叫用于出库的AGV小车将2号接驳台的包装箱运出立体仓；

六、工业机器人将不符合需求的包装箱抓取并移动到顶部贴标机；顶部贴标机在包装箱顶部贴上检验标签后，从其出料端进入横向打包机，横向打包机将包装箱进行横向打包，然后从其出料端进入转向输送线，转向输送线将横向打包后的包装箱进行转向输送至纵向打包机，纵向打包机将包装箱纵向打包后出料至定位输送线，定位输送线将包装箱输送到其出料端，定位输送线出料端的感应器将感应信号发送给工业机器人，工业机器人抓取该包装箱并移动到2号接驳台，2号接驳台上的感应器将感应信息发送给监控PC；然后监控PC呼叫用于入库的AGV小车将2号接驳台的包装箱运入立体仓。