CN109592128B - 一种装盒线自调节方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装盒线自调节方法及系统，该系统包括托盒传送带、托盒传送带驱动机构、托盒筛选机构、托盒总量计数传感器、托盒有效量计数传感器、控制系统；所述托盒总量计数传感器、托盒筛选机构、托盒有效量计数传感器按所述托盒传送带运动方向依次布置在所述托盒传送带上。本发明提供的装盒线自调节方法及系统可以动态调整装盒线运动速度，在适配上料作业，在保证有效上料率的同时，尽可能提高上料效率，对提高生产效率、降低成本具有良好的实用性。

Description

一种装盒线自调节方法及系统

技术领域

本发明涉及到机械领域，具体涉及到一种装盒线自调节方法及系统。

背景技术

托盒在流水线上运动并在运动过程中完成上料，无论是通过机器人还是人工进行上料操作，上料操作的执行速度和托盒在流水线上的运动速度总是不适配的，会存在托盒运动速度过快导致未能实现全部托盒上料操作的情况或托盒运动速度过慢导致上料效率低下的情况。

此外，未完成上料的托盒需要经过分拣取出，需要浪费较多的时间成本和人力成本。

因此，需要一种具有空托盒筛选功能和能调整托盒运动速度以适配上料操作速度的装盒线自调节方法及系统。

发明内容

本发明提供了一种装盒线自调节方法及系统，可自动筛选出未上料的托盒并根据有效上料率调整装盒线的流速，具有上料效率高、上料良品率高等特点。

相应的，本发明提供了一种装盒线自调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于控制系统接收托盒总量计数传感器受触发所产生的托盒总量计数信号并进行托盒总量计数；

基于所述控制系统接收托盒有效量计数传感器受触发所产生的托盒有效量计数信号并进行托盒有效量计数；

基于所述控制系统计算有效上料率，所述有效上料率为托盒有效量与托盒总量的比值；

根据所述有效上料率，基于所述控制系统发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度。

所述基于控制系统接收托盒总量计数传感器受触发所产生的托盒总量计数信号并进行托盒总量计数包括以下步骤：

基于所述控制系统的托盒总量计数器接收所述托盒总量计数传感器受触发所产生的托盒总量计数信号并进行托盒总量计数。

所述基于所述控制系统接收托盒有效量计数传感器受触发所产生的托盒有效量计数信号并进行托盒有效量计数包括以下步骤：

所述基于控制系统的托盒有效量计数器接收所述托盒有效量计数传感器受触发所产生的托盒有效量计数信号并进行托盒有效量计数。

所述基于所述控制系统计算有效上料率包括以下步骤；

基于所述控制系统的运算器计算有效上料率。

所述根据所述有效上料率，基于所述控制系统发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度包括以下步骤：

根据所述有效上料率，基于所述控制系统的驱动器发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度。

所述根据所述有效上料率，基于所述控制系统发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度包括以下步骤：

当有效上料率等于100％时，基于控制系统发送一加速控制信号至托盒传送带驱动机构；

当有效上料率小于100％时，基于控制系统发送一减速控制信号至托盒传送带驱动机构。

所述的装盒线自调节方法还包括以下步骤：

基于托盒筛选机构持续或周期性的动作筛除所述托盒传送带上的未上料托盒。

相应的，本发明还提供了一种装盒线自调节系统，其特征在于，包括

托盒传送带，用于带动托盒运动；

托盒传送带驱动机构：用于带动所述托盒传送带运动；

托盒筛选机构，用于筛除未上料的托盒；

托盒总量计数传感器，用于受托盒传送带上的托盒触发产生托盒总量计数信号；

托盒有效量计数传感器，用于受托盒传送带上已装料的托盒触发产生托盒有效量计数信号；

控制系统，用于获取所述托盒总量计数信号和托盒有效量计数信号，计算有效上料率，并基于所述有效上料率控制所述托盒传送带驱动机构：

所述托盒总量计数传感器、托盒筛选机构、托盒有效量计数传感器按所述托盒传送带运动方向依次布置在所述托盒传送带上。

所述控制系统包括托盒总量计数器、托盒有效量计数器、运算器和驱动器；

所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器分别与所述托盒总量计数传感器、托盒有效量计数器连接；

所述运算器一端与所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器连接，另一端与所述驱动器连接。

所述控制系统包括定时清空所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器的复位器，所述复位器与所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器连接。

本发明提供了一种装盒线自调节方法及系统，可动态调整装盒线运动速度以适配上料作业，在保证有效上料率的同时，尽可能提高上料效率，对提高生产效率、降低成本具有良好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1示出了本发明实施例的装盒线三维结构示意图；

图2示出了本发明实施例的控制系统结构图；

图3示出了本发明实施例的装盒线自调节方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例的装盒线三维结构示意图，其中，已上料的托盒1使用黑色托盒表示，未上料的托盒1使用白色托盒表示。本发明实施例提供了一种装盒线，包括托盒传送带701、托盒传送带驱动机构706、托盒总量计数传感器702、托盒有效量计数传感器704和托盒吹气头703。

托盒传送带701受托盒传送带701驱动机构驱动，托盒传送带701速度受托盒传送带701驱动机构控制。托盒总量计数传感器702、托盒吹气头703和托盒有效量计数传感器704按托盒传送带701运动方向依次设置在托盒传送带701上。

托盒1在托盒传送带701前端进行上料，然后受托盒传送带701驱动流向托盒传送带701末端；在运动过程中通过机械臂或手工进行上料操作。托盒总量计数传感器702每检测到托盒经过时，会生成一次总量计数信号并发送至控制系统；托盒吹气头703布置在托盒有效量计数传感器704和托盒总量计数传感器702之间，周期性地或持续地形成冲击气流，未上料的托盒因重量较轻，从托盒传送带701上给吹落至托盒回收桶705中；而经过上料操作的托盒重量较重，位置不发生改变并受托盒传送带701驱动流向托盒传送带701末端；托盒有效量计数传感器704每检测到托盒经过时，生成一个有效量计数信号并发送至控制系统。

具体的，控制系统对总量计数信号和有效量计数信号进行计数，分别得出托盒总量和成功执行上料操作的有效托盒总量。本发明实施例有效托盒总量与时间的比值称之为上料效率，有效托盒总量和托盒总量的比值称之为的有效上料率；实际实施中，需要的是使上料效率和有效上料率尽可能的高，一般涉及到以下两种情况：

情况一：有效上料率为100％；

当有效上料率100％时，表明每一个流经托盒传送带701的托盒均已实现上料操作；此时，上料操作的执行速度与托盒的运动速度相符或托盒的运动速度小于上料操作的执行速度；此时，需要通过增加托盒传送带701的运动速度来提高上料效率；具体的，当控制系统统计的有效上料率达到100％时，控制系统通过托盒传送带701驱动机构逐渐增加托盒传送带701的运动速度。

情况二：有效上料率小于100％；

当有效上料率小于100％时，表明流经托盒传送带701的部分托盒未能实现上料，此时，上料操作的执行速度与托盒的运动速度不匹配，上料操作的执行速度跟不上托盒的运动速度。此时，需要通过降低托盒传送带701的运动速度来提高有效上料率100％，以减少空托盒的数量；具体的，当控制系统统计的有效上料率小于100％时，控制系统通过托盒传送带701驱动机构逐渐降低托盒传送带701的运动速度。

需要说明的是，无论是通过机器作业还是人工作业实现上料操作，其作业效率都不是恒定不变的，因此，上文所述的情况一和情况二在本发明实施例提供的装盒线上是一种动态的过程，可时刻发生改变的。

图2示出了本发明实施例的控制系统结构图。进一步的，本发明实施例的控制系统包括用于接收所述总量计数信号并进行计数的托盒总量计数器、用于接收所述有效量计数信号并进行计数的托盒有效量计数器、用于计算有效上料率的运算器、用于定时复位所述托盒总量计数器和托盒有效量计数器的复位器和用于控制托盒传送带驱动机构的调速器。

所述托盒总量计数传感器与托盒总量计数器连接，所述托盒有效量计数传感器与托盒有效量计数器连接，所述运算器分别与所述托盒总量计数器和托盒有效量计数器连接，所述复位器分别与所述托盒总量计数器和托盒有效量计数器连接；调速器根据运算器计算的有效上料率，驱动托盒传送带驱动机构以不同速度运转。

图3示出了本发明实施例的装盒线自调节方法。相应的，本发明提供了一种装盒线自调节方法，包括以下步骤：

S101：托盒传送带驱动机构706通过驱动托盒传送带701带动托盒运动，已上料的托盒依次经过托盒总量计数传感器702、托盒吹气头703和托盒有效量计数传感器704；未上料的托盒经过托盒总量计数传感器702后，被托盒吹气头703吹离所述托盒传送带701；

具体的，按照托盒传送带701的运动方向，托盒的上料操作在托盒经过托盒吹气头703之前完成，即托盒的上料工位设置在托盒吹气头703之前，托盒在经过托盒吹气头703前首先经过上料工位；托盒总量计数传感器702可选择性的设置在上料工位前或上料工位后，只要设置在托盒吹气头703前即可。

需要说明的是，由于托盒传送带701的运动速度和上料工位的执行速度并不适配，可能存在部分托盒经过上料工位却未完成上料操作的情况；无论如何，所有的托盒总是会经过托盒总量计数传感器702。

经过上料工位的托盒有可能是已完成上料操作的，也有可能是未完成上料操作的。根据已上料的托盒和空的托盒的重量不同，设置托盒吹气头703的吹出气体气压，使空的托盒能够从托盒传送带701上落下，而已上料的托盒则不受影响。经过上料工位后的托盒经过托盒吹气头703筛选后，空的托盒从托盒传送带701上落下，已上料的托盒则继续受托盒传送带701的驱动，流经托盒有效量计数器，即经过托盒有效量计数器的托盒全部为已上料的托盒。

S102：托盒流经过所述托盒总量计数传感器时，触发所述托盒总量计数传感器发送一个总量计数信号至控制系统；

具体的，所述托盒总量计数传感器可以为光电传感器、接近开关传感器等传感器，用以检测是否有托盒经过。托盒经过托盒总量计数传感器时可以产生一总量计数信号发送至控制系统。进一步的，总量计数信号为数字型号，由于光电传感器、接近开关传感器等传感器只用于获取某一点的信息，托盒前端经过托盒总量计数传感器至托盒末端离开托盒总量计数传感器，会触发托盒总量计数传感器发送连续的数字信号0或连续的数字信号1至控制系统；去除连续数字信号前段与后端的振动，控制系统以连续的数字信号0或连续的数字信号1作为一次总量计数信号进行计数。

S103：托盒流经过所述有效量计数传感器时，触发所述有效量计数传感器发送一个有效量计数信号至控制系统；

与步骤S102同理，托盒经过有效量计数传感器时可以产生一有效量计数信号发送至控制系统，控制系统对有效量计数信号进行计数。

S104：基于控制系统获取所述总量计数信号和所述有效量计数信号，并计算上料效率和有效上料率；

具体的，本发明实施例经过步骤S102和步骤S103，控制系统对总量计数信号和有效量计数信号进行计数，分别得出托盒总量和成功执行上料操作的有效托盒总量。本发明实施例有效托盒总量与时间的比值称之为上料效率，有效托盒总量和托盒总量的比值称之为的有效上料率。

有效上料率表示已上料的托盒占所有经过上料工位的托盒的百分比，取值范围为0％至100％，其数值越高越好。

上料效率表示单位时间内的已完成上料操作的托盒数量，取值范围为0至正无穷，其数值越大越好。

理想状态下，装盒线处于最大利用率时，上料有效率为100％，上料效率在上料有效率为100％的前提下达到最高。但实际作业中，上料有效率和上料效率往往与理想状态存在偏差，上料有效率不能达到100％或上料效率在上料有效率达到100％时，没有取到最大值。针对以上的两种情况，分别执行步骤S104和步骤S105；具体的，可通过判断有效上料率来解决以上所述的问题。

S105：当有效上料率等于100％时，基于控制系统发送一加速信号至托盒传送带驱动机构；

当有效上料率100％时，表明每一个流经托盒传送带的托盒均已实现上料操作；此时，上料操作的执行速度与托盒的运动速度相符或托盒的运动速度小于上料操作的执行速度；此时，需要通过增加托盒传送带的运动速度来提高上料效率；具体的，当控制系统统计的有效上料率达到100％时，控制系统通过托盒传送带驱动机构逐渐增加托盒传送带的运动速度。

S106：当有效上料率小于100％时，基于控制系统发送一减速信号至托盒传送带驱动机构。

当有效上料率小于100％时，表明有流经托盒传送带的部分托盒未能实现上料，此时，上料操作的执行速度与托盒的运动速度不匹配，上料操作的执行速度跟不上托盒的运动速度。此时，需要通过降低托盒传送带的运动速度来提高有效上料率100％，以减少空托盒的数量；具体的，当控制系统统计的有效上料率小于100％时，控制系统通过托盒传送带驱动机构逐渐降低托盒传送带的运动速度。

需要说明的是，上料工位的操作效率是存在上限的，该上限并不是恒定不变的，如通过人工上料作业中，工人的操作效率会随时间发生改变，此外，操作效率还受不同数量工人的影响；通过机械臂进行上料作业，机械臂的起始位置和结束位置的变化，导致机械臂行程发生改变，机械臂的操作效率也是变化的。因此，托盒的有效上料率是动态变化的，托盒传送带驱动机构的运动速度也是相应变化的，通过调整托盒传送带的速度，以尽可能的提高上料工位的操作效率，以提高托盒的上料效率。

此外，以上所说的有效上料率的计算是周期性的，控制系统定时的对托盒有效量与托盒总量进行清零复位，以重新计算有效上料率。

本发明实施例提供了一种装盒线自调节方法及系统，动态调整装盒线运动速度以适配上料作业，在保证有效上料率的同时，尽可能提高上料效率，对提高生产效率、降低成本具有良好的实用性。

以上对本发明实施例所提供的装盒线及装盒线自调节方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种装盒线自调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于控制系统接收托盒总量计数传感器受触发所产生的托盒总量计数信号并进行托盒总量计数；

基于所述控制系统接收托盒有效量计数传感器受触发所产生的托盒有效量计数信号并进行托盒有效量计数；

基于所述控制系统计算有效上料率，所述有效上料率为托盒有效量与托盒总量的比值；

根据所述有效上料率，基于所述控制系统发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度。

2.如权利要求1所述的装盒线自调节方法，其特征在于，所述基于控制系统接收托盒总量计数传感器受触发所产生的托盒总量计数信号并进行托盒总量计数包括以下步骤：

基于所述控制系统的托盒总量计数器接收所述托盒总量计数传感器受触发所产生的托盒总量计数信号并进行托盒总量计数。

3.如权利要求1所述的装盒线自调节方法，其特征在于，所述基于所述控制系统接收托盒有效量计数传感器受触发所产生的托盒有效量计数信号并进行托盒有效量计数包括以下步骤：

所述基于控制系统的托盒有效量计数器接收所述托盒有效量计数传感器受触发所产生的托盒有效量计数信号并进行托盒有效量计数。

4.如权利要求1所述的装盒线自调节方法，其特征在于，所述基于所述控制系统计算有效上料率包括以下步骤；

基于所述控制系统的运算器计算有效上料率。

5.如权利要求1所述的装盒线自调节方法，其特征在于，所述根据所述有效上料率，基于所述控制系统发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度包括以下步骤：

根据所述有效上料率，基于所述控制系统的驱动器发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度。

6.如权利要求1或5所述的装盒线自调节方法，其特征在于，所述根据所述有效上料率，基于所述控制系统发送控制信号至托盒传送带驱动机构，调整托盒传送带运行速度包括以下步骤：

当有效上料率等于100％时，基于控制系统发送一加速控制信号至托盒传送带驱动机构；

当有效上料率小于100％时，基于控制系统发送一减速控制信号至托盒传送带驱动机构。

7.如权利要求1所述的装盒线自调节方法，其特征在于，还包括以下步骤：

基于托盒筛选机构持续或周期性的动作筛除所述托盒传送带上的未上料托盒。

8.一种装盒线自调节系统，其特征在于，包括

托盒传送带，用于带动托盒运动；

托盒传送带驱动机构：用于带动所述托盒传送带运动；

托盒筛选机构，用于筛除未上料的托盒；

托盒总量计数传感器，用于受托盒传送带上的托盒触发产生托盒总量计数信号；

托盒有效量计数传感器，用于受托盒传送带上已装料的托盒触发产生托盒有效量计数信号；

控制系统，用于获取所述托盒总量计数信号和托盒有效量计数信号，计算有效上料率，并基于所述有效上料率控制所述托盒传送带驱动机构：

所述托盒总量计数传感器、托盒筛选机构、托盒有效量计数传感器按所述托盒传送带运动方向依次布置在所述托盒传送带上。

9.如权利要求8所述的装盒线自调节系统，其特征在于，所述控制系统包括托盒总量计数器、托盒有效量计数器、运算器和驱动器；

所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器分别与所述托盒总量计数传感器、托盒有效量计数器连接；

所述运算器一端与所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器连接，另一端与所述驱动器连接。

10.如权利要求9所述的装盒线自调节系统，其特征在于，所述控制系统包括定时清空所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器的复位器，所述复位器与所述托盒总量计数器、托盒有效量计数器连接。

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