CN110844426B - 一种采用rfid技术的自动分拣无人物料间及同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于物料间的管理设备技术领域，公开了一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法。包括物料信息采集及搬运部分、物料存储部分和物料传输部分，物料信息采集及搬运部分包括三轴移动支架(101)，其运动端设有用于夹取运输物料的码垛机(102)，码垛机(102)设有通讯模块(103)；物料存储部分包括物料货架(203)；所述物料传输部分包括传送带(302)和起降台(303)，所述传送带(302)的两侧设有升降立柱(201)，升降立柱(201)一端为运输带，其另一端设有升降装置，对物料位置进行调整，进而到达准确运输的效果。本发明采用RFID技术作为识别手段提高信息获取的效率、减少借出物料不准确的事故，增加了借出物料实时追踪的功能。

Description

一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法

技术领域

本发明属于物料间的管理设备技术领域，更具体地，涉及一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法。

背景技术

物料间的合理分配为使用者提供了便利的条件，物料的快速分拣能够为企业、工厂提高生产能力，然而人们对物料间的管理手段关注不足。当前对物料间的管理通常是采用较为严格的管理制度、专人专管的岗位安排或者是操作繁琐且不智能的“值守式”管理系统。这直接导致了企业在物料间的管理方面即使投入了大量的人力财力却还是存在着物料存取效率低下、物料在分拣过程中丢失等情况。

物料间的管理困难在于待使用的物料体型较小并且数量较多，通过人工的纸面登记难免会出现遗漏。当前开发的物料间管理系统注重点在于人员的管理而不是对物料进行实时追踪。现在亟需一种新型物料间，它应当具有自动分拣、物品追踪、信息入库、远程控制等功能，来满足企业或工厂对物料间的高效管理。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供的自动分拣无人物料间及同步方法，采用RFID技术作为识别手段提高信息获取的效率、减少借出物料不准确的事故，增加了借出物料实时追踪的功能。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，包括物料信息采集及搬运部分、物料存储部分和物料传输部分；其中，

所述物料信息采集及搬运部分包括三轴移动支架，所述三轴移动支架为设于所述物料存储部分两侧的自由运动构件，在其运动端设有用于夹取运输物料的码垛机，对物料进行夹取与堆叠，所述码垛机的一端面上设有用于信息通讯的通讯模块，在其另一端面处设有用于信息采集的RFID阅读器；

所述物料存储部分包括物料货架，所述物料货架为长方体框架，在其内部设有用于存放物料的分层储物平台，所述物料货架两侧设有用于运输物料的升降立柱，所述升降立柱沿纵向方向设有作升降运动的升降装置，在其运动端设有与所述物料货架配合的载物装置，完成的物料的存储与取出；

所述物料传输部分平行设于所述物料存储部分的一侧，所述物料传输部分包括传送带和起降台，所述传送带为使物料进行准确迅速组装的多层传送带结构，所述传送带的两侧设有升降立柱，所述升降立柱一端为运输带，其另一端设有升降装置，对物料位置进行调整，进而到达准确运输的效果。

进一步的，所述三轴移动支架为X轴、Y轴和Z轴联动运动装置，其设于用于支撑的横梁上，对所述码垛机进行位置的调整。

进一步的，所述物料由上盖板与下盖板拼装组成，所述物料的一端的上盖板上设有RFID标签，所述RFID标签对所述物料的信息进行确定。

进一步的，所述RFID阅读器对所述RFID标签进行信息读取，对所述物料的信息进行确定。

进一步的，所述物料货架的分层储物平台包括储物传送带与驱动电机，所述分层储物由K型支撑结构安装与所述长方体框架上。

进一步的，所述物料信息采集及搬运部分和物料存储部分的外围设有侧板带有窗口的长方体机罩，且在所述长方体机罩的一端面上设有用于进行报警提示的故障报警灯。

进一步的，所述传送带的多层传送带结构的一端面上设有用于对所述物料进行定位的定位点，所述定位点由设于所述传送带带面一侧的传感器完成对所述物料的定位。

进一步的，所述起降台的载物装置的一端面上设有用于阻挡所述物料运动的几字形阻拦架。

按照本发明的另一个方面，提供一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间同步方法，包括上位机管理和下位机应用；其中，

所述上位机管理包括开始，所述开始的输出端与账号登录连接，所述账号登录的输出端与账号密码验证，所述账号密码验证进行判断，与物料信息处理和所述账号登录连接，所述物料信息处理的输出端与物料信息处理连接，所述物料信息处理的输出端与手动处理模式和自动处理模式连接，所述手动处理模式的输出端与处理后的可显数据连接，所述处理后的可显数据进行判断，与退出和所述物料信息界面显示连接，所述自动处理模式的输出端与定时操作连接，所述定时操作的输出端与所述处理后的可显数据连接，所述处理后的可显数据进行判断，与所述退出和物料信息界面显示连接，所述退出输出端与结束连接；

下位机应用包括所述开始，所述开始的输出端与RFID检测物料信息连接，所述RFID检测物料信息的输出端与检测数据是否有效连接，所述检测数据是否有效进行判断，其输出端与物料数据编号获取和所述RFID检测物料信息连接，所述物料数据编号获取的输出端与检测编号是否准确连接，所述检测编号是否准确进行判断，其输出端与上位机进行通讯和物料数据编号获取连接，所述上位机进行通讯的输出端与检测通讯是否正常连接，所述检测通讯是否正常进行判断，其输出端与物料进行分类和所述与上位机进行通讯连接，所述物料进行分类的输出端与结束连接。

进一步的，所述上位机管理和下位机应用同时运行，其两者所得的信息不同时能及时进行反馈。

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)本发明的自动分拣无人物料间及同步方法，采用RFID技术作为识别手段提高信息获取的效率、减少借出物料不准确的事故，增加了借出物料实时追踪的功能。

(2)本发明的自动分拣无人物料间及同步方法，使用码垛机作为提货手段，使得物料间自动化水平得到较大提升，能够增加远程通讯模块从而达到无人值守、远程操作的工作模式。

(3)本发明的自动分拣无人物料间及同步方法，采用模块化组装方式，应用三轴移动支架、升降立柱、K型支撑货架等，便于物料间的安装与拆卸、维护与保洁。

附图说明

图1为本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法立体模型示意图；

图2为本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法物料信息采集及搬运部分示意图；

图3为本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法物料存储部分示意图；

图4为本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法物料传输部分示意图；

图5为本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法上位机管理工作流程图；

图6为本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间及同步方法下位机应用工作流程图。

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：101-三轴移动支架、102-码垛机、103-通讯模块、104-RFID阅读器、201-升降立柱、202-RFID标签、203-物料货架、301-定位点、302-传送带、303-起降台、001-开始、002-结束、501-账号登录、502-账号密码验证、503-物料信息界面显示、504-物料信息处理、505-手动处理模式、506-自动处理模式、507-定时操作、508-处理后的可显数据、509-退出、601-RFID检测物料信息、602-检测数据是否有效、603-物料数据编号获取、604-检测编号是否准确、605-与上位机进行通讯、606-检测通讯是否正常、607-物料进行分类。

具体实施方式

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所示，该一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间包括物料信息采集及搬运部分、物料存储部分和物料传输部分。在进行物料的自动分拣入库时，由物料信息采集及搬运部分对物料的信息进行识别，同时，将物料搬运至物料传输部分上，由物料传输部分将物料运送至物料存储部分的进货口，之后由物料信息采集及搬运部分进行搬运到物料存储部分，完成物料的存储。该自动分拣无人物料间采用RFID技术作为识别手段，提高信息获取的效率、减少借出物料不准确的事故，增加了借出物料实时追踪的功能，能够提高该自动分拣无人物料间的准确性和可靠性。

如图1和图2所示，物料信息采集及搬运部分包括三轴移动支架101、码垛机102、通讯模块103和RFID阅读器104。其中，该物料信息采集及搬运部分的左右两侧都设置布置有三轴移动支架101，三轴移动支架101设置在燕尾梁支架的横梁上。该三轴移动支架101通过丝杆进行传动遇控制，Y轴运动丝杠设置在横梁的内侧面上，用于控制该物料信息采集及搬运部分的Y轴运动；X轴运动丝杠设置在Y轴运动丝杠的滑块上，用于控制该物料信息采集及搬运部分的X轴运动；Z轴运动丝杠设置在X轴运动丝杠的滑块上，用于控制该物料信息采集及搬运部分的Z轴运动。优选地，该三轴移动支架101的控制丝杆都是由可控性良好的伺服电机进行传动，能够提高该自动分拣无人物料间的准确性和可靠性。码垛机102设置在三轴移动支架101的Z轴运动丝杠的滑块上，由三轴移动支架101控制其运动。该码垛机102为一种立柱式码垛机102，能够通过工业控制做出相应的动作，完成对物料的精准夹取。通讯模块103整体为长方体结构，设置在右侧的三轴移动支架101的X轴运动丝杠上侧面，该通讯模块103用于接收和传输信息，将由上位机发出的指令传递到下位机，同时将下位机反馈的信息传递给上位机，使该自动分拣无人物料间能够完成自动化控制。RFID阅读器104设置在码垛机102的下端面上，该RFID阅读器104能够无视距离完成对物料标签信息进行识别，同时将标签信息传递到通讯模块103，从而对该物料进行检测确定，以便于自动分拣无人物料间的准确运行。

如图1和图3所示，物料存储部分包括升降立柱201、RFID标签202和物料货架203。其中，升降立柱201包括升降装置和载物装置，升降装置整体为门框结构，在门框的左右两门框边上对称设置有滑道，该滑道为工字型结构，每个门框边的左右两侧都设置有该滑道。同时，在该滑道设置有L型板，该L型板的短边板与滑道相配合，使该L型板能够沿着滑道上下滑动，长边板用于安装载物装置。靠近门框边内侧设置有与L型板连接坦克链，通过链传动为该升降立柱201提供升降的动力，同时在门框边内侧面的上下部都设置有传感器，用于对该升降立柱201进行定位。此外，载物装置整体为传动带结构，该传送带通过四角的支柱将其固定安装在L板的长边板上，同时，该载物装置靠近物料货架203上的载物传送带，在L型板的拐角处设置有用于控制传送带运动的伺服电机，为该传送带提供动力。物料货架203包括物料存储结构和安装支架。其中，安装支架整体为长方体框架结构，该长方体框架结构的前后端面中间部位设置水平方向的强化杆，用于提高该安装支架的强度，进而提高该自动分拣无人物料间的安全性与可靠性。物料存储结构由多层存储传送带组成，在该传送带的前后两侧面水平设置有K型支撑结构，K型支撑结构包括一根水平布置的横向杆件和两个小L型连接件，横向杆件为存储传送带提供支撑，小L型连接件用于将横向杆件固定安装在安装支架上。该物料货架203采用K型支撑结构，便于物料间的安装与拆卸、维护与清洁，提高该自动分拣无人物料间的经济学和实用性。RFID标签202设置在物料上端盖上，用于为每个物料提供独自的身份信息，以便于控制系统对物料进行统一管理。此外，在该物料信息采集及搬运部分和物料存储部分的外围设有长方体机罩，且在该机罩的侧面设有窗口，在为该自动分拣无人物料间提供保护的同时也能够对其内部的装置进行直观的观察，且在该自动分拣无人物料间的机罩上端面右前角处设置有故障报警灯，在自动分拣无人物料间发生故障时能够及时发出警报，提高该自动分拣无人物料间的安全性和可靠性。

如图1和图4说示，该物料传输部分包括定位点301、传送带302和起降台303。传送带302设置在传送带安装架上，该传送带302设置有上下两条传送带，上端传送带短于下端传送带，在物料的进行取货或存货时，通过两条传送带同时运输物料的上盖板和下盖板，之后再由上盖板和下盖板相互叠放组装成完整的物料，能够有效的提高该自动分拣无人物料间的工作效率。定位点301设置在传送带301两端的位置，贴近传送带301上部带面的下端面，在物料运输到该定位点301时，其设置的传感器触发，将物料在传送带上的位置信息传递到控制系统上，以便于对物料进行准确的定位，提高该自动分拣无人物料间的准确性和可靠性。起降台303设置在传送带301中的下端传送带的左右两侧，该起降台303上部为传送带结构，且在该传送带结构的上端面上靠内侧的位置有几字型阻拦架，同时在该几字型阻拦架下的传送带带面下侧设置有传感器，该几字型阻拦架和传感器用于在物料进入该自动分拣无人物料间时，为货物提供制动和定位，便于码垛机102的拣取。同时，该起降台303的下部长方体机构内部设置有升降装置，该升降装置能够进行物料的取货或存货时，将向对应得起降台303升起，以便于码垛机102的拣取，提高该自动分拣无人物料间的准确性和可靠性。

此外，本发明提供一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间同步方法，如图5所示，自动分拣无人物料间上位机管理工作流程自开始001起，之后进入账号登录501界面，账号登录501下端指向账号密码验证502判别框，进行对账号密码的验证，如果验证不匹配则退回账号登录界面，如果验证正确就进入物料信息界面显示503。之后，由物料信息界面显示503指向物料信息处理504，物料信息处理504将选择手动处理模式505和自动处理模式506两种模式。

若选择手动处理模式505，则由物料信息处理504将指令传递到手动处理模式505，由工作人员进行手动处理，在处理完成之后将处理后的数据发送达到处理后的可显数据508进行判别，若上位机判别的可显数据与下位机获取的数据不一致时，则将退回物料信息界面显示503；若上位机判别的可显数据与下位机获取的数据相一致时，则将指令传递到退出509进行账号退出处理，之后将指令传递到结束002，完成自动分拣无人物料间上位机管理工作。

若选择自动处理模式506，则由物料信息处理504将指令传递到自动处理模式506，自动处理模式506将指令传递到定时操作507，由定时操作507进行相应得处理，在完成对数据的处理之后将其发送到处理后的可显数据508进行相应额判别，之后的流程与选择手动处理模式505相同。

如图6所示，自动分拣无人物料间下位机应用工作流程自开始001起，将指令传递到RFID检测物料信息601，通过RFID识别进行对物料信息的收集，之后将收集到的信息传递到检测数据是否有效602进行判别，若检测数据是否有效602判别数据为无效数据，则返回RFID检测物料信息601重新对物料信息进行检测；如若检测数据是否有效602判别数据为有效数据，则将其检测得数据传输到物料数据编号获取603。由物料数据编号获取603从数据库中将相应得物料数据编号调取出来，之后进入检测编号是否准确604进行判别，若检测编号是否准确604判别物料数据编号不准确，则返回物料数据编号获取603；若检测编号是否准确604判别物料数据编号准确，则将数据发送到与上位机进行通讯605。与上位机进行通讯605的到数据之后将其数据发送到上位机进行沟通，之后由与上位机进行通讯605将指令发送到检测通讯是否正常606进行判别，若检测通讯是否正常606进行判别通讯不正常，则返回检测通讯是否正常606；若检测通讯是否正常606进行判别通讯正常，则将相应得指令发送到物料进行分类607，进行物料的分类，再完成物料的分类之后，进行结束002，完成自动分拣无人物料间下位机应用工作。

本发明实施例一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，工作原理及其具体实施步骤如下：

物料存货：在进行物料存货时，货物由左端进入起降台303，运动到几字型阻拦架位置并触发传感器，之后通过设置在RFID阅读器104对物料信息进行识别，将其信息通过通讯模块103传递到上位机，进行比对确认，若比对不相一致，终止运行并通知工作人员进行处理；若比对相一致，则将左端的起降台303升起，之后，由左侧的码垛机102将其依次搬运至左侧的升降立柱201上，由左侧的升降立柱201将其存放如物料货架203上。或者将其搬运至传送带302上，通过传送带302将其运输到右侧的起降台303，之后通过右侧的码垛机102将其搬运至右侧的升降立柱201，由右侧的升降立柱201将物料存入物料货架203上，完成物料存货。

物料取货：在进行物料取货时，物料货架203将物料运输到升降立柱201上，之后由设置在码垛机102上设置的RFID阅读器104对物料的信息进行读取，之后通过设置在RFID阅读器104对物料信息进行识别，将其信息通过通讯模块103传递到上位机，进行比对确认，若比对不相一致，终止运行并通知工作人员进行处理；若比对相一致，则由码垛机102将物料拣取到传送带302，之后由其它机械装置将物料取出，完成物料取货。

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 (9)

1.一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，包括物料信息采集及搬运部分、物料存储部分和物料传输部分；其中，

所述物料信息采集及搬运部分包括三轴移动支架(101)，所述三轴移动支架(101)为设于所述物料存储部分两侧的自由运动构件，在其运动端设有用于夹取运输物料的码垛机(102)，对物料进行夹取与堆叠，所述码垛机(102)的一端面上设有用于信息通讯的通讯模块(103)，在其另一端面处设有用于信息采集的RFID阅读器(104)；

所述物料存储部分包括物料货架(203)，所述物料货架(203)为长方体框架，在其内部设有用于存放物料的分层储物平台，所述物料货架(203)两侧设有用于运输物料的升降立柱(201)，所述升降立柱(201)沿纵向方向设有作升降运动的升降装置，在其运动端设有与所述物料货架(203)配合的载物装置，完成的物料的存储与取出；

所述物料传输部分平行设于所述物料存储部分的一侧，所述物料传输部分包括传送带(302)和起降台(303)，所述传送带(302)为使物料进行准确迅速组装的多层传送带结构，所述传送带(302)的两侧设有升降立柱(201)，所述升降立柱(201)一端为运输带，其另一端设有升降装置，对物料位置进行调整，进而到达准确运输的效果；

采用RFID技术的自动分拣无人物料间通过采用RFID技术的自动分拣无人物料间同步方法运行，所述采用RFID技术的自动分拣无人物料间同步方法包括上位机管理和下位机应用；其中，

所述上位机管理包括开始(001)，所述开始(001)的输出端与账号登录(501)连接，所述账号登录(501)的输出端与账号密码验证(502)连接，所述账号密码验证(502)进行判断，物料信息处理(504)和所述账号登录(501)连接，所述物料信息处理(504)的输出端与物料信息处理(504)连接，所述物料信息处理(504)的输出端与手动处理模式(505)和自动处理模式(506)连接，所述手动处理模式(505)的输出端与处理后的可显数据(508)连接，所述处理后的可显数据(508)进行判断，与退出(509)和所述物料信息界面显示(503)连接，所述自动处理模式(506)的输出端与定时操作(507)连接，所述定时操作(507)的输出端与所述处理后的可显数据(508)连接，所述处理后的可显数据(508)进行判断，与所述退出(509)和物料信息界面显示(503)连接，所述退出(509)输出端与结束(002)连接；

下位机应用包括所述开始(001)，所述开始(001)的输出端与RFID检测物料信息(601)连接，所述RFID检测物料信息(601)的输出端与检测数据是否有效(602)连接，所述检测数据是否有效(602)进行判断，其输出端与物料数据编号获取(603)和所述RFID检测物料信息(601)连接，所述物料数据编号获取(603)的输出端与检测编号是否准确(604)连接，所述检测编号是否准确(604)进行判断，其输出端与上位机进行通讯(605)和物料数据编号获取(603)连接，所述上位机进行通讯(605)的输出端与检测通讯是否正常(606)连接，所述检测通讯是否正常(606)进行判断，其输出端与物料进行分类(607)和所述上位机进行通讯(605)连接，所述物料进行分类(607)的输出端与结束(002)连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述三轴移动支架(101)为X轴、Y轴和Z轴联动运动装置，其设于用于支撑的横梁上，对所述码垛机(102)进行位置的调整。

3.根据权利要求1所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述物料由上盖板与下盖板拼装组成，所述物料的一端的上盖板上设有RFID标签(202)，所述RFID标签(202)对所述物料的信息进行确定。

4.根据权利要求3所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述RFID阅读器(104)对所述RFID标签(202)进行信息读取，对所述物料的信息进行确定。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述物料货架(203)的分层储物平台包括储物传送带与驱动电机，所述分层储物由K型支撑结构安装与所述长方体框架上。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述物料信息采集及搬运部分和物料存储部分的外围设有侧板带有窗口的长方体机罩，且在所述长方体机罩的一端面上设有用于进行报警提示的故障报警灯。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述传送带(302)的多层传送带结构的一端面上设有用于对所述物料进行定位的定位点(301)，所述定位点(301)由设于所述传送带(302)带面一侧的传感器完成对所述物料的定位。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述起降台(303)的载物装置的一端面上设有用于阻挡所述物料运动的几字形阻拦架。

9.根据权利要求1所述的一种采用RFID技术的自动分拣无人物料间，其特征在于，所述上位机管理和下位机应用同时运行，其两者所得的信息不同时能及时进行反馈。