CN113474094B - 与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统和方法 - Google Patents

与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统具有至少一个工作单元，包括机器人分拣站以及从机器人分拣站接收分拣物品的多个位置，所述多个位置中的每一个位置均有一个独立的打印机。每个打印机均配置为打印与相应位置接收物品相关的标签，其中工作单元中的打印机在接收与相应位置打印标签相关的数据的网络中进行配置。还包括一种使用此系统操作自动化机器人分拣站将物品放置在多个位置并将数据(与单独打印机在相应多个位置打印的标签相关并且与相应多个位置接收的物品相关)发送到工作单元的方法。

Description

与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统和方法
背景技术
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2018年12月21日提交的第62/783,794号美国临时专利申请的优先权，其中，所述美国临时专利申请第62/783,794号通过本发明的整体引用，成为本发明的一部分。
技术领域
本发明涉及与装运物品分拣和包装有关的标签打印操作。更具体地，本发明涉及与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统和方法。
相关技术的说明
物品分拣和对物品的后续包装以便装运在传统上是通过手动方式完成的。这包括让个别员工检查并决定选择哪些物品装运，以及完成将物品放入纸箱或盒子的物理运动。
现在采用机器人来处理分拣工作。使用复杂的照相机系统和其他扫描系统的复杂配置来完成机器人分拣。然而，分拣后确定如何处理物品仍在朝着建立适当的背景逻辑或指令方向发展，这些逻辑或指令告诉机器人将物品放在哪里。
在某些环境中，物品需要放置在仓阵列的指定仓中。为了提高效率，将这些仓安排工作单元中，围绕着执行分拣的机器人。仓可包括警报(如灯、声音警报器)或一些其他装置，以发出特定仓已满和/或准备好进行包装过程的信号。然后将仓清空，将物品放在纸箱中开始包装过程。
除了装入纸箱外，分拣物品的包装过程的另一方面是打印标签。通常打印装运和/或纸箱内容标签用于此过程。然而，标签本身可能只来自一个集中的打印位置，可能靠近也可能不靠近机器人单元和仓。虽然传统观念认为集中打印更加高效，因为单一打印机的利用率很高，但现实是，远离仓的集中打印效率并不高，而且出现错误的可能性很大。
打印来自中央打印位置的工作单元中的各种仓标签，创建一个必须由工作人员应用的混合匹配过程。工作人员必须使用潜在的视觉线索匹配标签与合适的仓位。即使普通的观察者也会意识到，这种从中央打印机匹配标签到远程仓的系统可能在大部分时间都有效，但效率低下并且有可能出错，尤其是对于粗心的操作员而言。此外，这些错误的代价可能相当高昂，因为它们可能导致在包裹中插入错误的内容列表，或发送给错误的收件人(个人、公司或其他方)。
发明内容
本发明涉及分布式打印系统和方法，所述系统和方法能够提高需要打印标签的自动化机器人分拣和包装过程的效率。本发明有几个方面，它们可以在以下说明和要求的设备和器械中单独或一起体现。这些方面可以单独使用或与本发明的其他方面结合使用，对这些方面的描述并不打算排除单独使用这些方面或者单独或以本申请所附权利要求中规定的不同组合的方式要求这些方面。
根据本发明的系统和方法消除了个人必须应用将标签从集中式打印机分配到远程仓位的容易出错的混合匹配方法所浪费的时间。本发明系统和方法采用分布式打印解决方案。相较于一个中央打印机，小型打印机可以放置在每个接收分拣物品的位置(如仓)。这消除了容易出错的混合匹配过程，因为标签直接在包含与相应标签相关联的物品的位置附近打印。无需浪费时间在工作单元或广阔的生产车间中四处走动，以试图为从中央打印机分配的一组标签找到合适的匹配位置。
根据第一方面，本发明提供了一种与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统，该系统包括：至少一个工作单元，其中包括机器人分拣站；从机器人分拣站接收分拣物品的多个位置，多个位置中的每一个都有独立的打印机。每个相应打印机都配置为打印与相应位置接收物品相关的标签，工作单元中的打印机在接收与多个位置打印标签相关的数据的网络中配置。
根据第二方面，本发明提供了一种与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印方法，包括：提供至少一个工作单元，其中包括机器人分拣站；提供从机器人分拣站接收分拣物品的多个位置，多个位置中的每一个都有独立的打印机，每个相应打印机配置为打印与相应位置接收物品相关的标签，其中，至少一个工作单元中的打印机在接收与相应位置打印标签相关的数据的网络中配置。本方法还包括操作自动化机器人分拣站，将物品放置在多个位置，将数据发送到至少一个工作单元，该数据与单独打印机在相应多个位置打印的标签相关并且与相应多个位置接收的物品相关。
本发明还使用一种独特的通信方法，该方法可以更有效地传输数据，并且对于可能具有与相应多个位置相关联的多个打印机的工作单元仅需要一个互联网协议(IP)地址。
附图说明
图1是显示了具有机器人分拣站的工作单元的简化示意图。
图2是显示接收分拣物品的位置阵列且每个位置都有一个独立的打印机的部分工作单元的简化示意图。
图3是显示了通信网络和三个示例链接的工作单元部分且每个工作单元有二十个关联的打印机的简化示意图。
具体实施方式
我们需要理解，公开的实施例仅仅是本发明的示例，它可能以各种形式体现。因此，本申请公开的具体细节不应解释为限制性的，而仅作为发明要求保护范围的基础，以及作为教导本领域技术人员以任何适当方式通过不同方法使用本发明的代表性基础。
图1是显示了工作单元2具有位于多个位置6的机器人分拣站4的简化示意图，例如接收分拣物品的仓以及与包装站8相关联的仓。例如，机器人分拣站4可包括横向进给皮带10，该皮带可将物品送至与机器人14相关联的收集池12。机器人14可以进入收集池12，捡起随机物品，旋转并将物品移动到可以分析物品的区域，以确定物品的标识以及需要将物品放在仓6中的位置。机器人14可利用共性技术进行分拣，如照相机、扫描仪或其他合适的设备。
机器人分拣站4将位于与工作单元2相关联的位置，其中包括位置阵列6，该阵列在下文将称为仓，虽然最好使用合适的替代结构来接收机器人14分拣的物品。为方便起见，这种排列如简化示意图所示，收集池12和机器人14位于多个仓6和相应多个包装站8附近，其中可以包括桌子、长凳或其他家具以实现包装过程。仓可包括警报(如灯、声音警报器)或一些其他装置，以发出特定仓已满和/或准备好进行包装过程的信号。然后将特定仓6清空，将物品放在包装站8的纸箱或其他合适容器中开始包装过程。因此，可清空装满的仓6，或以其他方法操作以移走内容物并将它们放在相应包装站8中一个或多个纸箱或其他容器中，以便进行装运的最后处理。
优选地，将仓排列成阵列，该阵列配置为由机器人提供服务。对于位置或仓6阵列，图2提供了工作单元2一部分的简化示意图，包括三乘三仓阵列，这些仓单独标识为6a-6i，共同标识为6。每个仓6显示为包括相应的打印机，这些打印机单独标识为16a-16i，共同识别为16。最好是将位置或仓6以适应所使用的特定分拣机器人的能力和操作的各种形式或阵列排列。例如，仓6可以排列成阵列，如图2所示的三乘三阵列，其中包括仓6a-6i。图2显示了打印机16a-16i可以如何定位在仓内以便在功能上有效的示例。
本发明通过采用分布式打印解决方案，消除了现有方法的浪费时间和容易出错的性质，即让个人将集中打印的标签与远程工作单元和单个仓混合和匹配。与只有一台中央打印机相反，将单独、相对较小的打印机16与相应的仓6一起放置，打印机16a-16i配置为打印标签18a-18i，这些标签对应于打印机16a-16i接收的物品或与之相关。例如，将打印机16a-16i单独放置在相应仓6a-6i内或紧邻相应仓6a-6i。这种分散的分布式打印解决方案消除了容易出错的混合匹配过程，因为相应标签18a-18i直接在包含与相应标签18a-18i相关联的物品的相应仓6a-6i附近打印。无需浪费时间在工作单元或广阔的生产车间中四处走动，以试图为使用现有技术方法将从中央打印机分配的一组标签找到合适的匹配仓。
本发明还使用了一种独特的通信系统，方法如图3简化示意图所示。为便于查看，图3集中在与三个相应工作单元中的打印机相关联的通信网络，其中，多个打印机16最好位于相应的多个独立位置或仓，如图2中示例所示的区域，其中工作单元还与分拣机器人相关联，如图1中的示例所示。因此，图3提供了包括工作单元一部分的简化示意图，以关注数据如何通信，以及如何在工作单元中的相应打印机之间移动。在图3所示的示例中，二十台打印机16连接在一起，并将位于三个相应工作单元2a-2c中每一个内的二十个相应位置或仓中，但工作单元最好可以包括更少或更多的具有独立打印机的位置。在本发明范围内，不同的工作单元具有不同数量的位置或仓以及不同数量的打印机和/或单个工作单元内的位置或仓具有不同数量的打印机。
为了说明，针对工作单元2a部分，可通过以太网主干20和相应以太网电缆22将相应多个仓中每个仓打印标签所需的数据传输到一系列打印机16。将特定工作单元的数据发送到与网络适配器24相关联的单一IP地址，用于相应工作单元内的USB/串行通信。从与单一IP地址相关联的适配器24，用于打印标签的数据作为信息包从一台打印机16传递到相关工作单元2a中的下一个相应打印机16，直至预期打印机16将数据信息包识别为预期打印机的数据信息包。这可以通过USB或其他合适的对等连接来实现，而不是加载以太网主干20。在该示例中，工作单元2a将有二十个仓用于二十台打印机16。这种独特的通信方法的意义在于，如果一个工作单元有二十个仓位置和二十个关联打印机，信息技术(IT)系统管理员只需要分配一个IP地址。这种方法的优点是只需要从有限的IP地址中释放一个IP地址。这允许每个工作单元只管理一个IP地址，而不需要二十个IP地址。
没有高速数据要求，发送到打印机的数据包也不是很大，因此打印机数据包可以以菊花链的方式从打印机传递到打印机，或者通过一根通信电缆，非常快速地从中央通信控制器传递到链接中的打印机。数据包中的报头结构可以由给定工作单元中的多个打印机中的一个打印机识别，如果它不是为该特定的打印机设计的，则可以将其忽略。
尽管不限于此过程，但可以想象打印装运标签以及纸箱内容标签将是标准标签打印操作。纸箱内容标签可以让负责正确包装的员工有办法直观地检查物品并可能执行快速的质量保证任务。然后在纸箱密封前，将纸箱内容标签连同物品一起放在纸箱内。纸箱密封后，在纸箱外侧贴上装运标签，以便为进一步的路线选择、运输和最终装运做好准备。
可以理解的是，上述实施例是本发明原则的一些应用示例。在不偏离要求本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行大量修改，包括在此单独公开或要求的特征组合。为此，本申请的范围不限于上述实施例，但在以下发明要求保护范围中有所规定，可以理解的是，发明要求保护范围可能针对本申请的特征，包括本发明单独披露或要求的特征组合。

Claims (17)

1.一种与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印系统，
包括：
至少一个工作单元，包括机器人分拣站；以及
从机器人分拣站接收分拣物品的多个位置，所述多个位置中的每一个位置均有一个独立的打印机，其中，
每个相应打印机均配置为打印与相应位置接收物品相关的标签，
至少一个工作单元中的打印机在接收与多个位置打印标签相关的数据的网络中进行配置；
其中，所述至少一个工作单元具有单一IP地址；
其中，将与相应位置打印标签相关的数据传输到单一IP地址，然后循环到至少一个工作单元内的打印机，供数据对应的打印机使用；
还包括通过多根相应以太网电缆连接到以太网主干的多个工作单元。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述自动化分拣站还包括配置为对至少一个工作单元接收的物品进行分拣的机器人。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述机器人分拣站还包括收集区，所述收集区供机器人分拣站接收物品以及机器人从中选择要分拣物品。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述收集区是收集池。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述机器人分拣站还包括将物品送入收集区的横向进给机构。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，接收分拣物品的多个位置还包括仓。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，接收分拣物品的多个位置设置在包装站附近。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括一个用于与相应工作单内的所有打印机进行USB/串行通信的网络适配器。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，在数据包中传递与相应位置中要打印标签相关的数据，所述数据包在相应工作单元中从打印机传递到打印机。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，
每个数据包包括相应工作单元的多个打印机识别并与相应位置要打印的标签相关的报头结构；以及
将相应工作单元中的多个打印机配置为作用于相应数据包或配置为忽略相应数据包并将其传递到相应工作单元中的下一个打印机。
11.一种与自动化机器人分拣一起使用的分布式打印方法，包括：
提供至少一个工作单元，所述至少一个工作单元包括机器人分拣站；
提供从机器人分拣站接收分拣物品的多个位置，多个位置中的每一个位置均有一个独立的打印机，每个相应打印机配置为打印与相应位置接收物品相关的标签，其中，至少一个工作单元中的打印机在接收与相应位置打印标签相关的数据的网络中进行配置；
操作自动化机器人分拣站将物品放在多个位置；以及
将数据发送到至少一个工作单元，所述数据与单独打印机在相应多个位置打印的标签相关并且与相应多个位置接收的物品相关；
其中，所述至少一个工作单元具有单一IP地址；
其中，将与相应位置打印标签相关的数据传输到单一IP地址，然后循环到至少一个工作单元内的打印机，供数据对应的打印机使用；
还包括通过多根相应以太网电缆连接到以太网主干的多个工作单元。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，与在相应位置要打印标签相关的所述数据包括将数据传递到至少一个工作单元的单一IP地址。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，单一IP地址与一个适配器相关联，所述适配器为至少一个工作单元中的多个打印机提供USB/串行通信。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，将数据传递给至少一个工作单元，数据包在至少一个工作单元中的多个打印机内从打印机传递到打印机。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，多个打印机以菊花链网络连接进行通信。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，将数据传递给至少一个工作单元，数据包在至少一个工作单元中的多个打印机内从打印机传递到打印机。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，
每个数据包包括至少一个工作单元的多个打印机识别并与至少一个相应位置要打印的标签相关的报头结构；以及
将多个打印机中的每一个配置为作用于相应数据包或配置为忽略相应数据包并将其传递到至少一个工作单元中的下一个打印机。
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