CN113728284A - 物品暂存系统 - Google Patents
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Abstract
一种暂存系统(20)，包括暂存垫(10)、控制单元(21)和信号装置(22)。暂存垫(10)包括多个规则分布的传感器。在加载阶段，当物品被放置在暂存垫(10)上时，控制单元(21)接收来自其中至少一个传感器的信息，并且记录物品的放置轨迹，该记录关联由于放置而被激活的每个传感器上的标号。在卸载阶段，控制单元(21)确定物品的移除序列，并且针对每个待移除物品识别已标号传感器，将识别物品位置的信号信息传输给信号装置(22)，并在物品移除时接收来自至少一个传感器的信息。
Description
技术领域
本发明涉及物品暂存领域。本发明的应用技术领域是生产线设置。更确切地，本发明提出了一种暂存系统，该系统用于插设于生产线的上游岗位和下游岗位之间，并且可以在暂存系统输出端自动管理暂存系统原有物品从上游岗位到下游岗位的排序。
背景技术
在生产线中，产品的各种制造、加工或组装操作是在按预设顺序设置的作业岗位上连续进行的。
在作业岗位相互衔接的在线配置中，离开一个作业岗位(被称为“上游作业岗位”)的生产流程直接衔接进入下一个作业岗位(被称为“下游作业岗位”)的生产流程。因此生产线上的所有操作每一刻都需要在作业岗位之间保持平衡的流动，以实现最佳效率。通常，作业岗位上发生的不同步，例如风险或故障，会由于引起生产线上生产流程的失同步而干扰生产线的正常运行。例如，进入下游岗位的生产流程突然停止时，特别是由于机器故障突然停止时，离开上游岗位的流程也会由于物品在上游岗位输出端堆积而停止。这会引起上游岗位被强制停止。通过这种现象的传播，下游岗位停止会因此而导致位于上游的整个生产线停止，从而影响生产线的效率。某些生产操作还需要同时提供多个物品，例如装配操作就是这种情况。因此，进入这种装配岗位的流程直接与流出并行设置的各个上游岗位的生产流程相关联。其中一个上游作业岗位上发生的风险会引起离开该上游作业岗位的流程中断。这会在组装岗位上产生等待，从而导致物品在其他上游岗位输出端的堆积。因此，风险可能引起生产线上多条平行线路被强制停止。根据另一示例，上游岗位和下游岗位之间的不同步仅仅是由于上游岗位和下游岗位之间的不同速率，例如不规则速率造成的。
希望提供一种可以在生产流程之外存放堆积物品的解决方案。
还希望提供一种解决方案，可以在离开上游岗位的流程与进入下游岗位的流程之间失同步而造成物品堆积时，维持上游岗位的运行。
还希望提供一种解决方案，可以在进入下游岗位的流程恢复时，有序且自动地恢复向下游岗位供料。
尤其希望提供一种解决方案，在进入下游岗位的流程恢复时，遵循上游岗位输出端物品的到达顺序，无需操作员记住物品的到达顺序，也无需考虑在失同步期间按顺序整理所述物品。
尤其希望提供一种解决方案，可以在下游岗位对无序到达的物品进行重新排序。
还希望提供一种解决方案，可以使所述上游岗位和下游岗位之间存在不同步情况的同时，维持上游岗位和下游岗位运行。
发明内容
本发明涉及一种暂存系统中的物品暂存方法，所述暂存系统包括暂存垫、控制单元和信号装置。暂存垫包括多个规则分布的传感器，每个传感器在暂存垫上的位置被明确标识。该暂存方法包括加载阶段，在加载阶段中，控制单元执行以下步骤：当物品被放置在暂存垫上时，控制单元接收来自其中至少一个传感器的对应信息，并且对于检测到的每次物品放置，控制单元关联由于放置而被激活的每个传感器上的标号，记录物品的放置轨迹。该暂存方法包括卸载阶段，在该阶段，控制单元确定移除序列，所述移除序列指示了放置在暂存垫上的物品被移除时应该遵照的顺序，并且针对每个需要按移除序列移除的物品，控制单元识别加载阶段中由于物品放置而被激活的已标号传感器，将信号信息传输给信号装置，所述信号信息识别来自于已识别传感器的待移除物品位置，当将物品从暂存垫上移除时，控制单元接收来自其中至少一个传感器的对应信息，并对新的待移除物品(如果存在的话)继续执行移除序列。因此，可以在生产流程之外暂存物品，然后按照预设顺序回收这些物品，而不必担心这些物品的暂存处所。
根据一种具体实施方式，在加载阶段，物品放置轨迹记录是关联放置行来进行的，在卸载阶段，移除序列是根据物品放置行来确定的。因此，可以轻松管理物品在生产流程中的排序。
根据一种具体实施方式，卸载阶段还包括，其中至少一个传感器检测到没有待移除物品之后，验证与物品放置关联的已标号传感器和检测出无物品的传感器之间的对应关系，验证结果为否的情况下，触发警报。因此，物品移除所遵照的顺序与移除序列所设定的顺序不同时，控制单元指示出错，然后可以纠正该错误。
根据一种具体实施方式，验证结果为否时，触发的警报指示重新放置已被错误移除的物品。由于物品重新放置而被激活的传感器被标号，标号与错误移除的物品放置轨迹相关联，并且取代之前关联所述物品放置轨迹来进行标号的传感器。因此，当一个物品被错误移除然后重新放置在暂存垫上的另一个位置时，信号装置可以在所述物品应该被移除时指示该物品的新位置。
根据一种具体实施方式，所确定的移除序列遵循FIFO方法。因此，可以按照物品离开生产线时的顺序，轻松地将物品重新放回生产线。
根据一种具体实施方式，加载阶段和卸载阶段由控制单元同时执行。因此，可以调整生产线中的不同步。
根据本发明的具体实施方式，控制单元计算所放置的每个物品在暂存垫上的位置，并且信号信息指示计算出的物品位置，使得机器人可以按计算出的位置卸载物品。因此，物品位置可以传输给机器人，然后机器人可以确定并执行移动以放回物品。因此，物品的移除很轻松地自动进行。
本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括一组指令，当所述计算机程序由处理器执行时，该组指令使所述处理器执行上述暂存方法。本发明还涉及一种存储这类计算机程序的信息存储介质。
本发明还涉及一种物品暂存系统，该暂存系统包括暂存垫、控制单元和信号装置。暂存垫包括多个规则分布的传感器，每个传感器在暂存垫上的位置被明确标识。该暂存系统包括：在加载阶段，当物品被放置在暂存垫上时，用于接收来自其中至少一个传感器的对应信息的装置，以及对于检测到的每次物品放置，用于记录物品放置轨迹的装置，该记录关联由于物品放置而被激活的每个传感器上的标号。该暂存系统包括，在卸载阶段，用于确定移除序列的装置，该移除序列指示了放置在暂存垫上的物品被移除时应该遵照的顺序。该暂存系统还包括，在卸载阶段，针对每个需要按移除序列移除的物品，用于识别加载阶段中由于物品放置而被激活的已标号传感器的装置，用于将信号信息传输给信号装置的装置，所述信号信息识别来自于已识别传感器的待移除物品位置，以及当将物品从暂存垫上移除时，用于接收来自其中至少一个传感器的对应信息，并针对新的待移除物品(如果存在的话)继续执行移除序列的装置。
根据本发明的具体实施方式，信号装置包括集成到暂存垫上的照明装置，该照明装置包括至少一个识别每个传感器位置的灯泡。因此，操作员可以轻松地识别暂存垫上直接标示的物品位置。
根据本发明的具体实施方式，信号装置包括显示屏，该显示屏包括表示每个传感器位置的至少一个信号区。因此，操作员可以轻松地从屏幕上识别已标示物品位置。
根据本发明的具体实施方式，暂存系统的每个传感器通过轨道连接控制单元，暂存垫包括按以下顺序叠置的五层：第一屏蔽层，第一绝缘层、构成传感器和轨道的中心导电层、第二绝缘层和第二屏蔽层。因此，传感器相互独立地由控制单元进行监控，并且传感器在暂存垫中的集成既简单又便宜。
根据本发明的具体实施方式，控制单元包括执行上述计算机程序的处理器，并且还包括在暂存垫中的微控制器，该微控制器运行机载软件，以执行测量并过滤每个传感器检测到的信号，从而检测出每个传感器的激活和停用。因此，暂存系统可以很容易集成到生产线控制系统中。
本发明还涉及一种生产线，包括暂存系统并且还包括上游生产岗位和下游生产岗位。该生产线包括用于向控制单元传输加载阶段启动命令的装置，从而在上游生产岗位和下游生产岗位之间发生不同步时，或者上游生产岗位发生顺序错误以及暂存垫上放置有物品时，控制单元检测到物品的存在。当不同步或错误顺序消失时，生产线向控制单元传输卸载阶段启动命令。因此，上游岗位的运行可以通过堆积物品的存放来得以维持，并且向下游岗位有序且自动地供应物品。
附图说明
通过对至少一个实施例的阐述，可以更加清楚地理解本发明上述特征以及其他特征，所述阐述是结合附图来完成的，其中：
[图1]所示为暂存垫的俯视图；
[图2A]所示为其中包括暂存垫的暂存系统；
[图2B]所示为包括暂存系统的生产线；
[图3A]所示为根据第一实施方式的暂存系统的信号装置；
[图3B]所示为根据第二实施方式的暂存系统的信号装置；
[图4]所示为根据第三实施方式的暂存系统的信号装置；
[图5]所示为一种物品检测方法；
[图6]所示为一种有序移除物品的辅助方法；
[图7]所示为本发明具体实施方式中的物品检测方法；
[图8]所示为本发明具体实施方式中，用于暂存垫传感器布线的五个叠置层的设置；
[图9]所示为暂存系统控制单元的硬件架构示例。
具体实施方式
图1所示为暂存垫10的俯视图。该暂存垫10包括集成到暂存垫10上并且在暂存垫10上规则分布的传感器11。每个传感器11在暂存垫10上的位置是分别识别的并且不同于其他每个传感器11的位置。
物品12、13可以由例如操作员或机器人放置在暂存垫10上。当物品12、13被放置在所述传感器11的灵敏区内时，每个传感器11能够感应所述物品12、13的存在。一旦物品12、13被放置在暂存垫10上并且进入所述传感器11的灵敏区，所述传感器11被物品12、13激活，其中放置被所述传感器11检测到。因此传感器11能够传输表示检测到物品12、13存在的信息。反之，当物品12、13完全离开所述传感器11的灵敏区后，传感器11检测出之前放置的物品12、13不存在。因此称为所述传感器11停用。
传感器11可以例如是电阻型的，并且因此对物品12、13所施加的压力敏感。这些传感器11的灵敏区则被定义为所述传感器11的周围空间，更准确地说是在暂存垫10的表面，其中放置有物品时，所述传感器11会检测到大于预设阈值的压力变化。电阻型传感器11是变阻器，其变化取决于所施加的压力，其与另一个电阻器串联，以形成分压桥。模数转换器测量该分压桥的电压变化，并且可以测量施加到传感器11上的压力变化。
可替代地，传感器11可以是电容型的：所利用的物理现象是静电。传感器11对表面的尺寸敏感，因此对物品12、13的形状以及物品12、13材料的导电性敏感。这些传感器11的灵敏区则被定义为所述传感器11的周围空间，其中放置有物品时，所述传感器11会检测到大于预设阈值的压力变化。当距传感器11足够近的距离处有物品12、13存在时，电容型传感器11被激活，这样可选地可以用薄膜或例如橡胶等保护层覆盖暂存垫10，而不改变所述传感器11的检测能力。
图2A所示为一种暂存系统20。该暂存系统20包括暂存垫10、控制单元21和信号装置22。
控制单元21连接传感器11和信号装置22。控制单元21用于控制和协调暂存系统20。控制单元21可以是一个组件，或者相互连接的一组组件，或者是运行软件的一个处理器，或者是运行各个软件的一组处理器，这些软件配合以控制和协调暂存系统20。下面将结合图9来具体讨论这个方面。
在具体实施方式中，控制单元21围绕运行应用软件的处理器进行连接，所述处理器是例如连接暂存垫10的计算机。控制单元21还包括暂存垫10中的微控制器，该暂存垫采用例如无线(例如蓝牙型或WiFi型)或有线(例如USB型(英文“Universal Serial Bus”))连接来连接处理器及其应用软件。该微控制器运行机载软件，该软件执行测量并过滤每个传感器11检测到的信号，从而检测出每个传感器11的激活和停用。微控制器扫描所有传感器11，以便提取每个传感器11的当前状态(激活和停用)。一次采集对应于确定数量的连续相同扫描。对于每次采集，微控制器识别每个状态(激活或停用)与之前采集相比有所改变的传感器11。控制单元21还可以包括消息代理(英文“broker”)，例如采用MQTT协议(英文“Message Queuing Telemetry Transport”，如ISO/IEC PRF 20922标准中所定义的)，并且一方面可以管理微控制器与其机载软件之间的通信，另一方面可以管理其与应用软件之间的通信。这种消息代理使暂存系统20可以轻松地与生产线的其他控制部件进行交互。
信号装置22提供可以识别物品在暂存垫10上的位置的信号指令。根据该实施方式，信号装置22集成在控制单元21上或控制单元21外部。根据暂存系统20与机器人协作或是暂存系统20由人类操作员来使用，存在两类信号装置22。在暂存系统20与机器人协作的情况下，信号装置22提供机器可理解的信号指令，并且向机器人指示机器人应该回收的物品12、13在暂存垫10上的位置。因此信号装置22是机器人命令接口。机器人通常由控制软件来控制，所述软件接收来自信号装置22的信号指令并命令机器人相应地移动。由人类操作员使用的情况下，信号装置22是视觉信号装置，例如显示设备，其指示待移除物品12、13的位置。物品12、13的位置通过信号区进行指示，每个信号区代表或指示在暂存垫10上的位置，例如对应于一个或多个传感器11的位置。视觉信号装置22可以是显示屏，例如LED显示器(英文“light-emitting diodes”)或计算机屏幕、集成到暂存垫10上的照明装置，例如采用LED灯。
图2A示出了信号装置22是与暂存垫10分离的视觉信号装置的情况，但是作为改型的这种视觉信号装置可以集成到暂存垫10上，例如图3A和3B所示的那样。
暂存系统20具有两个运行阶段：加载阶段和卸载阶段。这两个阶段可以依次进行，首先执行加载阶段，然后执行卸载阶段。作为改型，这两个阶段可以同时进行。
加载阶段可以检测出物品在暂存垫10上的依次放置并因此对物品12、13进行暂存。卸载阶段向操作员或机器人提供指令，可以按预设顺序移除放置在暂存垫10上的物品。在卸载阶段，信号装置22指示物品12、13在暂存之后被回收时应该遵照的顺序，例如重新放回生产线中。由于有这两个阶段，暂存系统20可以对物品暂存，而不必考虑将相关物品依次放置在暂存垫10上的哪个位置，然后可以按照信号装置22的指示，按正确顺序回收所存放的物品。
在加载阶段，当物品，例如物品12被放置在暂存垫10上时，至少一个传感器11由于物品12放置而被激活。检测到物品进入其灵敏区的每个传感器11由于物品12放置而被激活，并且向控制单元21传输表示激活的信息，即表示检测出物品存在的信息。控制单元21接收表示一个或多个传感器激活的信息，并且记录物品的放置轨迹，该记录关联由于物品12放置而被激活的每个传感器11上的标号，优选地是表示放置行的信息。在具体实施方式中，特别是暂存系统与机器人协作的情况下，控制单元21还计算物品12的位置，并且与对应物品放置轨迹相关联地记录物品的位置。
如果另一物品，例如物品13，随后被放置在暂存垫10上，则重复相同的过程。在加载阶段，物品按放置序列被放置在暂存垫10上，因此每个被放置的物品在放置序列中具有其自己的行。
在卸载阶段，控制单元21确定移除序列，该移除序列指示了放置在暂存垫10上的物品12、13被移除时应该遵照的顺序。按照移除序列所设定的顺序，控制单元21依次识别每个待移除物品。对于每个待移除物品，控制单元21确定可以识别所述物品位置的信号信息。根据暂存系统20与机器人协作或是暂存系统20由操作员来使用，信号信息是不同的。信号信息根据不同情况可以包括，由于相关物品放置而被激活的每个传感器11的标号、待激活信号区的标识、或计算出的相关物品位置。
然后控制单元21将信号信息传输给信号装置22。信号装置22则通过指令(机器指令或视觉指令)向机器人或操作员指示要移动的下一个物品的位置。
在具体实施方式中，控制单元21的应用软件包括两项可以同时执行的任务(英文“thread”)。第一任务负责加载阶段，连续检测出物品的依次放置，并且按照放置行的顺序记录物品放置轨迹。第二任务负责卸载阶段，并根据第一任务记录的物品存放轨迹来确定移除序列(例如在FIFO(英文“First In First Out”)模式下)。第二程序则根据移除序列来确定表示待移除物品位置的信号信息，然后按照移除序列所设定的顺序，将信号信息依次传输给信号装置22。
图2B示出了一种生产线，包括暂存系统20，并且还包括按生产流程方向240依次设置的上游生产岗位210和下游生产岗位220。
暂存系统20则可以克服上游生产岗位210上的生产流程和下游生产岗位220上的生产流程之间的不同步。
在这种不同步的情况下，加载阶段启动命令被传输给控制单元21。例如，按下按钮来识别故障机器或者检测器检测到生产线区域内的物品堆积，会引起信息传输给生产线中的控制系统。控制系统则将加载阶段启动命令传输给控制单元21。操作员或机器人230则可以收集上游生产岗位210输出端的物品并将它们依次放置在暂存垫10上，这样可以释放上游生产岗位210的输出。加载阶段启动命令也可以在预判到潜在不同步的情况下传输给控制单元21。控制单元21则只需地等待物品被放置。
加载和卸载阶段依次运行的情况下，上游生产流程和下游生产流程之间的不同步消失时，例如下游生产岗位220重启时，加载阶段向卸载阶段切换的命令被传输给控制单元21。切换命令可以分为加载阶段停止命令和接下来的卸载阶段启动命令。
移除序列所设定的顺序例如可以与放置序列的顺序相同。因此，避免了上游生产岗位210的停止或混乱及其对整个生产线造成的后果。尽管激活了暂存系统20，但这有助于维持物品在生产流程中的排序。移除序列所设定的顺序也可以对应于与不同于放置序列所设定的顺序，例如放置序列所设定顺序的相反顺序或无关顺序。这可以在生产流程中对物品重新排序，例如当上游出现调度问题时。
图3A示出了信号装置22的一种实施方式，其中照明装置被集成到暂存垫10上，并且每个传感器11通过由灯泡31、32实现的信号区来识别。灯泡31、32中的每一个具有称为“激活状态”和“停用状态”的两种不同的发光状态并且与传感器11相关联。激活状态可以指示物品12、13在暂存垫10上的位置。当相关物品12、13应该由信号装置22进行标示时，由于相关物品12、13放置而被激活的传感器11所关联的每个灯泡31、32被置于激活状态。每个灯泡的激活和停用状态可以根据实施方式而以多种方式进行区分。例如，处于激活状态的灯泡可以发出光信号，而处于停用状态的灯泡不发出任何光信号，反之亦然。灯泡的激活状态也可以对应于一种发光颜色，而停用状态对应于另一种发光颜色。激活状态也可以对应于闪烁，而停用状态则对应于常亮或常暗。
在卸载阶段，当物品12、13应该被移除时，控制单元21会在存储器中查找与相关物品放置轨迹关联的每个已标号传感器11的识别信息，即加载阶段中所述物品放置时事先激活的每个传感器11的识别信息。然后，控制单元21向信号装置22传输信息，该信息指示仅激活加载阶段中所述物品放置时事先激活的每个传感器11的每个对应灯泡32。
图3B示出了信号装置22的一种实施方式，其中照明装置被集成到暂存垫10上，并且每个传感器11通过由灯泡31、32实现的信号区来识别，所述灯泡在暂存垫10上围绕所述传感器11。在该示例中，每个传感器11被八个灯泡31、32(例如LED灯泡)围绕并且每个灯泡31、32对应于一个、两个或四个传感器11，这取决于灯泡32在暂存垫10上设置在一个、两个还是四个传感器11的一侧。灯泡31、32中的每一个可以处于激活或停用状态，以便标示物品12、13位置信号，如图3A所示。在卸载阶段，当物品12、13应该被移除时，控制单元21会在存储器中查找与相关物品放置轨迹关联的每个已标号传感器11的识别信息，即加载阶段中所述物品放置时事先激活的每个传感器11的识别信息。然后，控制单元21向信号装置22传输信息，该信息指示仅激活加载阶段中所述物品放置时事先激活的每个传感器11的对应信号区内的每个灯泡32。
图4示出了信号装置22的一种实施方式，其中显示器40表示暂存垫10。每个传感器11在暂存垫上的位置是用显示器40的一个或多个信号区41、42来表示的。信号区41、42例如是可以处于激活状态或停用状态的LED灯。在暂存系统20的卸载阶段，当物品12、13应该被移除时，控制单元21会在存储器中查找与相关物品12、13放置轨迹关联的每个已标号传感器11的识别信息，并向显示器40传输信息，该信息指示仅激活加载阶段中所述物品放置时事先激活的每个传感器11的对应信号区42。
在具体实施方式中，在加载阶段，控制单元21向信号装置22传输信息，该信息指示放置物品时标示每个被激活的传感器11。由此，每次放置物品时，都会标示所放置物品的位置。例如，不同颜色的LED可用于区分加载阶段产生的信号和卸载阶段产生的信号。这使得操作员可以确认物品已被暂存系统20正确检测到。
图5所示为加载阶段中暂存系统20实施的物品检测方法。
在第一步骤501中，控制单元21在例如下游生产岗位220停止后或在预判到潜在不同步的情况下，接收加载阶段启动命令。
在步骤502中，控制单元21等待物品放置在暂存垫10上。物品12、13则可以由例如操作员或机器人230放置在暂存垫10上。
当物品，例如物品12被放置在暂存垫10上时，通过激活位于所述物品12放置区域内的至少一个传感器11而在步骤503中检测到相关物品的存在。
在步骤504中，控制单元21接收表示检测到物品12存在的信息，该信息是由于物品12放置而被激活的每个传感器11传输的。
在步骤505中，通过所述物品12的放置轨迹记录，所述记录关联由于物品12放置而被激活的每个传感器11上的标号，以及优选地表示物品12放置行的信息，控制单元21对物品12的存在进行索引。物品的放置行可以采取例如时间戳的形式进行记录，或者通过计数器的方式，所述计数器的值在每次再放置物品时递增，或者通过放置相关列表的方式。由于物品12放置而被激活的每个传感器11上的标号包括暂存垫10上由于物品12放置而被激活的每个传感器11的标识(例如在暂存垫10上的位置)。在具体实施方式中，由于物品12放置而被激活的每个传感器11上的标号记录还包括由所述传感器测量的物理量的值。
在具体实施方式中，针对每次物品放置，控制单元21识别由于物品放置而被激活一个或多个传感器11的标识与某些预设参数例如物品形状或大小之间是否存在不一致。例如，只有三个传感器11检测到同一物品的存在并且所述物品的形状意味着相关物品位于第四传感器11的灵敏区，就是这种情况。在这种情况下，控制单元21识别相关物品放置可能激活的传感器11的最可行配置，并且考虑到所述配置，修改关联物品放置轨迹所记录至的传感器11标号。
在具体实施方式中，控制单元21还计算物品12的位置，例如采用预设标记中物品与暂存垫10的假设接触面的重心坐标的形式，并且记录所述物品12的位置，所述记录关联物品12放置轨迹。物品12位置的计算是在考虑由于物品12放置而被激活的每个传感器的标识以及可能存在的预设参数(例如物品12的形状和尺寸)的情况下进行的。还可以进行不同标记之间的坐标转换计算。
在下一步骤506中，控制单元21确认是否已经接收到加载阶段停止命令，例如下游生产岗位220恢复之后。如果是这种情况，则执行步骤507。否则，从步骤502开始重复该方法，并且控制单元21等待再一次物品放置。例如，如果随后放置物品13，则位于物品13放置区域内的一个或多个传感器11在步骤503中激活并且重复步骤504至506。
在步骤507中，加载阶段停止。
需要说明的是，如果控制单元21在步骤502中收到加载阶段停止命令，则执行步骤507。
图6所示为卸载阶段中暂存系统20实施的物品有序移除方法。在步骤601中，控制单元21收到卸载阶段启动命令。加载和卸载阶段依次运行时，卸载阶段启动命令可以是加载阶段向卸载阶段切换的命令。加载和卸载阶段同时运行时，可以同时收到卸载阶段启动命令和加载阶段启动命令。
在步骤602中，移除序列是由控制单元21根据至少一项预定义规则确定的，并且为记录到的每条物品放置轨迹分配移除行。移除序列可以例如遵循FIFO方法(英文“First InFirst Out”，意思是“先进先出”)，并且物品按照与放置序列相同的移除序列进行排列。在这种情况下，预定义规则向控制单元21指示确定移除序列，从放置的第一个物品开始并按照其放置行的顺序依次经过放置的物品。作为改型，移除序列也可以遵循LIFO方法(英文“Last In Last Out”，意思是“先进后出”)。在另一种改型中，移除序列与放置序列无关。移除序列则是根据例如物品放置时确定的其他参数(例如其质量、在地面上的面积等)来确定的，而所述其他参数是根据传感器11测得的物理量确定的。在具体实施方式中，在生产线中识别存储之前物品的顺序错误。移除序列则是根据控制单元21收到的来自生产线控制系统的至少一项规则确定的，以便对放置在暂存垫10上的物品重新排序。
在加载和卸载阶段同时运行的情况下，控制单元21首先识别加载阶段中是否记录了至少一条物品放置轨迹，并收集一个或多个相应的记录。
在步骤603中，控制单元21通过例如向递增变量j分配数值“1”来初始化移除序列。
在下一步骤604中，控制单元21确认暂存垫10上是否还有待移除的物品。如果是，则执行步骤605。否则，在加载和卸载阶段依次运行时，执行步骤614，而在加载和卸载阶段同时运行时，控制单元21等待在加载阶段中记录再一次放置物品的轨迹。
在步骤605中，控制单元21识别加载阶段中，由于移除行j上的物品放置而被激活的传感器11。作为改型，控制单元21识别所有传感器11的对应信号区，或者识别计算出的相关物品位置，该位置是关联所述物品的放置轨迹而记录到的。
在步骤606中，控制单元21确定可以标示移除行j上的物品位置的信号信息：该信号信息包括与行j上的物品放置轨迹关联的已标号传感器11的识别。作为改型，信号信息包括待激活信号区的标识。在另一种改型中，特别是暂存系统20与机器人230协作的情况下，信号信息包括计算出的相关物品位置。控制单元21传输信号信息，使得信号装置22可以激活信号区41、42或相应的灯泡31、32。
在步骤607中，信号装置22根据信号信息指示移除行j上的物品位置。在暂存系统20与机器人230协作的具体实施方式中，机器人230包括控制软件，该控制软件接收信号装置22传输的信号信息。机器人控制软件230本身则确定机器人230应该进行的移动以移除物品，并将其放置在另一预设位置。
在步骤608中，控制单元21等待移除行j上物品被移除。当所述物品被移除时，在加载阶段中，移除行j上的物品激活的一个或多个传感器11在步骤609中检测到没有相关物品，检测到没有所述物品的每个传感器11在步骤610中将此次检测的相关信息传输给控制单元21。
在步骤611中，控制单元21确认是否有一个或多个传感器11检测到了没有物品对应于加载阶段中由于移除行j上的物品放置而被激活的一个或多个传感器11：如果有对应物品，则移除行j上的物品移除有效，相关物品轨迹被删除，执行步骤612。否则，执行步骤613，在此期间如果警报被触发，则随后重复步骤608，并且控制单元21继续等待移除行j上的物品被移除。
步骤613包括例如控制单元21发出报错消息，指示物品移除不正确并且错误移除的物品应该被放回。在具体实施方式中，控制单元21定义并且向信号装置22传输信号信息，该信号信息指示错误移除的物品应该被放回的位置。控制单元21收集表示由于放置错误移除的物品而激活传感器11检测到物品存在的信息。然后控制单元21将之前在步骤606中确定的信号信息传输给信号装置22。信号装置22则按前一步骤607中的相同方式指示移除行j上的物品位置。然后控制单元21重复步骤608。
在步骤613的另一具体实施方式中，通过识别记录到的哪条物品放置轨迹与检测到没有错误移除物品的传感器11关联，控制单元21识别被错误移除的物品行。控制单元21则发出简单地指示放回物品的报错消息。错误移除的物品被放回时，与错误移除物品的轨迹相关联的传感器11标识则被替换为由于相关物品放回而激活的传感器11标识。作为改型，可以分别记录对应于所述传感器11的信号区或计算出的相关物品的新位置，分别替代与物品放置轨迹相关的原有信号区或之前计算出的物品位置。然后控制单元21将之前在步骤606中确定的信号信息传输给信号装置22。信号装置22则按前一步骤607中的相同方式指示移除行j上的物品位置。然后控制单元21重复步骤608。在步骤612中，控制单元21通过例如通过变量j的递增来识别按移除序列移除的行。加载和卸载阶段同时运行时，控制单元21以步骤602中的相同方式，预先识别加并收集加载阶段中可能记录到的一条或多条物品放置轨迹，并确定后续移除序列。
然后重复步骤604，同时考虑新的移除行j。在加载和卸载阶段依次运行时执行的步骤614中，移除序列完成并且控制单元21完成卸载阶段。然后暂存系统20被置于待机、脱机或停止。作为改型，如果控制单元21收到了加载阶段启动命令，则暂存系统20可以回到加载阶段。
图7所示为多个传感器11检测同一物品的方法，对应于图5所示的物品有序检测方法的步骤503和504两者的具体实施方式。
当物品，例如物品12被放置在暂存垫10上时，相关物品可以被多个传感器11检测到。在第一种情况下，传感器11同时被相关物品激活，并且同时将表示检测到相关物品存在的信息传输给控制单元21。在第二种情况下，传感器11不会同时被相关物品激活，例如如果所述物品不是直接平放的情况下。利用图7中的算法，检测到同一物品12、13的所有传感器11也被记录，并关联同一条物品放置轨迹，即使没有同时激活。
在步骤701中，至少一个第一传感器11由于放置物品，例如物品12而被激活，并且将表示检测到物品12存在的信息传输给控制单元21。然后执行步骤702，在此期间控制单元21启动时间计数器。
在步骤703中，不同于第一传感器11的至少一个第二传感器11由于放置物品12而被激活，并且将表示检测到物品存在的信息传输给控制单元21。在步骤703期间被激活的每个第二传感器11与同一条物品放置轨迹相关联地进行标号，这与步骤701中激活的每个第一传感器11相同，即与物品12的放置轨迹相关联。放置物品12只激活单一传感器11时，仅在步骤701中检测到物品12的存在，而步骤703根本不发生。
在步骤704中，时间计数器达到预设时间限值tMAX。步骤704立即触发步骤705，在此期间，控制单元21停止对物品12的检测。停止对物品12的检测在于停止将由于物品放置而被激活的传感器11与同一条物品放置轨迹相关联。如果在步骤705中物品12检测停止之后第三传感器11被激活，则被激活的第三传感器11被控制单元21与再次放置物品的轨迹相关联地进行标号。
预定时间限值tMAX被确定为大于可能被放置在暂存垫10上的任何物品的估计放置时长，并且小于先后两次物品放置之间的最小时长。
图8所示为一种具体实施方式中，用于传感器11布线的五个叠置层的设置。两个外层801是屏蔽层，例如由导电银墨制成。两个中间层802是轨道绝缘层，可以用绝缘漆制成。中心层803是导电层，形成传感器11以及使传感器11与控制单元21连接的轨道。中心层803例如由导电银墨制成。
布线优选地通过每个传感器11一个轨道来进行，并且可以与模拟多路复用电路结合。因此，传感器11彼此独立地被控制单元21所监控。
图9所示为根据一种具体实施方式的控制单元21的硬件架构的示例。因此，控制单元21包括通过通信总线90连接的：处理器或CPU(英文“Central Processing Unit”)901；随机存取存储器RAM(英文“Random Access Memory”)902；只读存储器ROM(英文“Read OnlyMemory”)903；存储单元如硬盘或存储介质读取器如SD卡(英文“Secure Digital”)904；至少一个通信接口905，用于使控制单元21至少与暂存垫10和信号装置22进行通信。处理器901能够执行通过ROM 903、外部存储器、存储介质(例如SD卡)或通信网络加载到RAM902中的指令。当控制单元21通电时，处理器901能够从RAM 902读取指令并执行它们。这些指令构成计算机程序，需要由处理器901来完全或部分地执行上文结合图5、6、7所述的方法。结合图5、6、7所述的方法可以通过可编程设备，例如DSP(英文“Digital Signal Processor”)或微控制器执行一组指令，以软件的形式来实现，或者通过设备或专用组件，例如FPGA(英文“Field-Programmable
Array”)或ASIC(“Application-
IntegratedCircuit”)，以硬件的形式来实现。通常，控制单元21包括电路，能够并且被配置成可以执行上文所述的步骤和方法。
Claims (15)
1.一种暂存系统(20)中的物品(12、13)暂存方法，所述暂存系统包括暂存垫(10)、控制单元(21)和信号装置(22)，所述暂存垫(10)包括多个规则分布的传感器(11)，每个所述传感器(11)在所述暂存垫(10)上的位置被明确标识，其特征在于，所述暂存方法包括加载阶段，其中所述控制单元(21)执行以下步骤：
-当物品(12、13)被放置在所述暂存垫(10)上时，接收(504)来自其中至少一个所述传感器(11)的对应信息，并且
-对于检测到的每次物品(12、13)放置，记录(505)物品(12、13)放置轨迹，所述记录关联由于物品(12、13)放置而被激活的每个所述传感器(11)上的标号；
所述暂存方法包括卸载阶段，其中所述控制单元(21)执行以下步骤：
-确定移除序列(602)，所述移除序列指示了放置在所述暂存垫(10)上的物品(12、13)被移除时应该遵照的顺序，并且针对每个需要按移除序列移除的物品(12、13)：
-识别(605)加载阶段中由于物品(12、13)放置而被激活的已标号传感器(11)，
-将信号信息传输(606)给所述信号装置(22)，所述信号信息识别来自于已识别传感器(11)的待移除物品(12、13)的位置，并且
-当将所述物品(12、13)从所述暂存垫(10)上移除时，接收(610)来自其中至少一个所述传感器(11)的对应信息，并对新的待移除物品(12、13)(如果存在的话)继续执行(604)移除序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述加载阶段，所述物品(12、13)放置轨迹记录(505)是关联放置行来进行的，在所述卸载阶段，所述移除序列是根据所述物品(12、13)放置行来确定(602)的。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述卸载阶段还包括，其中在至少一个所述传感器(11)检测到没有待移除物品(12、13)之后：
-验证(611)与所述物品(12、13)放置关联的已标号传感器(11)和检测出无物品(12、13)的传感器(11)之间的对应关系，并且
-在验证结果为否的情况下，触发警报(613)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在验证结果为否的情况下触发的警报指示放回被错误移除的所述物品(12、13)，由于所述物品(12、13)重新放置而被激活的所述传感器(11)被标号，所述标号与错误移除的物品(12、13)放置轨迹相关联，并且取代之前与所述物品(12、13)放置轨迹相关联地标号的所述传感器(11)。
5.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所确定的所述移除序列遵循FIFO方法。
6.根据上述权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述加载阶段和卸载阶段由所述控制单元(21)同时执行。
7.根据上述权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述控制单元(21)计算所放置的每个物品(12、13)在所述暂存垫(10)上的位置，并且信号信息指示计算出的物品(12、13)位置，使得机器人(230)可以按计算出的位置卸载所述物品(12、13)。
8.一种计算机程序，包括一组指令，当所述计算机程序由处理器执行时，所述一组指令使所述处理器执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种信息存储介质，存储计算机程序，所述计算机程序包括一组指令，当所述计算机程序由所述处理器读取并执行时，所述一组指令使所述处理器执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种物品(12、13)的暂存系统(20)，包括暂存垫(10)、控制单元(21)和信号装置(22)，所述暂存垫(10)包括多个规则分布的传感器(11)，每个所述传感器(11)在所述暂存垫(10)上的位置被明确标识，
其特征在于，在加载阶段，所述暂存系统(20)包括：
-当物品(12、13)被放置在所述暂存垫(10)上时，用于接收来自其中至少一个所述传感器(11)的对应信息的装置，以及
-对于检测到的每次物品(12、13)放置，用于记录物品(12、13)放置轨迹的装置，所述记录关联由于物品(12、13)放置而被激活的每个所述传感器(11)上的标号；
以及，在加载阶段，所述暂存系统包括：
-用于确定移除序列的装置，所述移除序列指示了放置在所述暂存垫(10)上的物品(12、13)被移除时应该遵照的顺序，
并且针对每个需要按所述移除序列移除的物品(12、13)：
-用于识别所述加载阶段中由于物品(12、13)放置而被激活的已标号传感器(11)的装置，
-用于将信号信息传输给所述信号装置(22)的装置，所述信号信息识别来自于已识别传感器(11)的待移除物品(12、13)位置，并且
-当将所述物品(12、13)从所述暂存垫(10)上移除时，用于接收来自其中至少一个所述传感器(11)的对应信息，并对新的待移除物品(12、13)(如果存在的话)继续执行移除序列的装置。
11.根据权利要求10所述的暂存系统(20)，其中所述信号装置(22)包括集成到所述暂存垫(10)上的照明装置，所述照明装置包括至少一个识别每个所述传感器(11)位置的灯泡(31、32)。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的暂存系统(20)，其中所述信号装置(22)包括显示屏，所述显示屏包括表示每个所述传感器(11)位置的至少一个信号区(41、42)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的暂存系统(20)，其中每个所述传感器(11)通过轨道连接所述控制单元(21)，并且其中所述暂存垫(10)包括按以下顺序叠置的五层：第一屏蔽层(801)，第一绝缘层(802)、构成所述传感器(11)和轨道的中心导电层(803)、第二绝缘层(802)和第二屏蔽层(801)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的暂存系统(20)，其中所述控制单元(21)包括执行根据权利要求8所述的计算机程序的处理器，并且还包括在所述暂存垫(10)中的微控制器，所述微控制器运行机载软件，以执行测量并过滤每个所述传感器(11)检测到的信号，从而检测出每个所述传感器(11)的激活和停用。
15.一种生产线，包括根据权利要求10至14中任一项所述的暂存系统(20)，并且还包括上游生产岗位(210)和下游生产岗位(220)，其中所述生产线包括用于向所述控制单元(21)传输加载阶段启动命令的装置，从而在所述上游生产岗位(210)和所述下游生产岗位(220)之间发生不同步时，或者所述上游生产岗位(210)发生顺序错误以及所述暂存垫(10)上放置有物品(12、13)时，所述控制单元(21)检测到物品的存在(12、13)，并且当不同步或错误顺序消失时，所述生产线向所述控制单元(21)传输卸载阶段启动命令。
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