CN114212474B - 一种自动有序上料控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动有序上料控制方法及装置，装置包括机械臂、转运小车和放料平台，转运小车每个进料层均设有矩阵排列的放料位置，机械臂设有与矩阵行的数量及位置对应的吸盘，机械臂下方设有和吸盘对应的吸料位，方法包括：根据放料位置的编号计算进料层数、进料列数和进料行数；移动放料平台取料，然后将放料平台移动至进料行数对应的吸料位，还将机械臂下降至吸料高度，使进料行数对应的吸盘吸料；根据进料层数控制机械臂上升至目标高度，根据进料列数控制机械臂平移至目标放料位置，且控制进料行数对应的吸盘放料；放料位置的编号加1且重复上述过程，直到放料位置的编号大于预设值。本发明提高上料效率和稳定性，避免破坏无菌环境。

Description

一种自动有序上料控制方法及装置
技术领域
本发明涉及灭菌柜上料控制领域，尤其涉及一种自动有序上料控制方法及装置。
背景技术
传统的灭菌柜上料过程依靠手动或者半自动上料方式，这种作业方式需要人工将灭菌产品和器械进行手动搬运至转运小车上，需消耗大量的体力，导致生产效率不高而且产品搬运途中可能造成磕碰、损坏的风险；若现场对灭菌柜上料侧的环境要求比较高，人工搬运操作会有破坏无菌环境的风险。
专利CN113428436A公开了一种灭菌系统，在进料平台上设置有机械臂，机械臂可以水平以及垂直运动，同时机械臂上设有多个抓取装置，进料平台上设有运桶机构，运桶机构上设有与抓取装置一一对应的取桶工位，运桶机构通过取桶工位抓取桶体后放置于进料平台，每个抓取装置抓取对应的桶体并在穿行通道中将桶体放入，以实现自动上料，但是该方案的上料需要机械臂的每个抓取装置均抓取桶体，从而增加了机械臂的负担。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种自动有序上料控制方法及装置，通过自动将待灭菌产品装载至转运小车，从而提高上料的作业效率和稳定性，避免破坏无菌环境。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种自动有序上料控制方法，应用于灭菌柜转运装置，所述灭菌柜转运装置包括机械臂、转运小车和放料平台，所述转运小车设有至少两个进料层，每个进料层均设置有矩阵排列的放料位置，所述机械臂设有与所述矩阵的行的数量以及位置对应的吸盘，所述机械臂下方还设有和所述吸盘一一对应的吸料位；所述方法包括：
S1)根据当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m；
S2)移动所述放料平台至取料位，取料结束后，移动所述放料平台至当前进料行数m对应的吸料位，将所述机械臂下降至吸料高度，且控制当前进料行数m对应的吸盘在所述吸料位吸料；
S3)根据当前进料层数h将所述机械臂上升至目标高度，根据当前进料列数n将所述机械臂平移至目标放料位置，且控制当前进料行数m对应的吸盘在所述目标放料位置放料，放料结束后，移动所述机械臂至起始位置；
S4)当前放料位置的编号pos加1且返回步骤S1)，直到当前放料位置的编号pos大于预设值。
进一步的，步骤S1)中：
当前进料层数h函数表达式如下：
h＝(pos)％(i*j)+1
上式中，符号“％”表示取余运算符，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数，j为所述矩阵的列数；
当前进料列数n函数表达式如下：
n＝(pos-i*j*(h-1)-1)/i+1
上式中，符号“/”表示取整运算符，h为当前进料层数，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数，j为所述矩阵的列数；
当前进料行数m函数表达式如下：
m＝(pos-1)％i+1
上式中，符号“％”表示取余运算符，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数。
进一步的，步骤S1)之前还包括对每个放料位置进行编号的步骤，具体包括：
S01)将每个进料层朝向机械臂的一侧作为起始侧，且远离机械臂的一侧作为结束侧，所述矩阵起始侧对应的列作为起始列，且结束侧对应的列作为结束列；
S02)当前进料层从所述起始列开始，按照从前往后的顺序对所述矩阵每一列的放料位置依次编号，直到当前进料层的所有放料位置被编号，每一列中放料位置的编号为该列中上一放料位置的编号与预设步长的和，每一列第一行的放料位置的编号为上一列最后一行的放料位置的编号与预设步长的和，起始列第一行的放料位置的编号为上一进料层的结束列最后一行的放料位置的编号与预设步长的和；
S03)按照从下至上的顺序选择下一进料层为当前进料层，返回步骤S02)直到所有进料层上的放料位置全部被编号。
进一步的，步骤S02)中，所述预设步长为1，且若当前进料层位下方第一层时，当前进料层的起始列第一行的放料位置的编号为1；步骤S4)中，所述预设值为所有进料层的放料位置的总数。
进一步的，步骤S2)中控制当前进料行数m对应的吸盘在所述吸料位吸料具体步骤包括：打开当前进料行数m对应的吸盘并延时预设时间后，若检测到当前进料行数m对应的吸盘的负压信号，当前进料行数m对应的吸盘吸料完成；
步骤S3)中控制当前进料行数m对应的吸盘在所述目标放料位置放料具体步骤包括：关闭当前进料行数m对应的吸盘并延时预设时间后，若检测不到当前进料行数m对应的吸盘的负压信号，当前进料行数m对应的吸盘放料完成。
进一步的，所述灭菌柜转运装置还包括小车升降平台，所述灭菌柜转运装置还包括小车升降平台，所述转运小车设置于所述小车升降平台上，步骤S1)之前还包括移动转运小车至上料位的步骤，具体包括：打开灭菌柜柜门，控制所述小车升降平台上升至预设位置，将所述机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后将所述机械臂下降至所述挂钩位，并用所述机械臂拖动所述转运小车从灭菌柜到达上料位，最后将所述机械臂上升至所述吸料位上方。
进一步的，步骤S4)之后还包括移动转运小车至灭菌柜的步骤，具体包括：将所述机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后将所述机械臂下降至所述挂钩位，并用所述机械臂拖动所述转运小车从所述上料位到达灭菌柜，再将所述机械臂上升至所述吸料位上方，并控制所述小车升降平台下降至初始位置，最后关闭灭菌柜柜门。
本发明还提出一种灭菌柜转运装置，包括取料机构、上料机构、转运小车和放料平台，取料机构设置于上料机构的下方，所述转运小车设有至少两个进料层，每个进料层均设置有矩阵排列的放料位置，所述放料平台安装于所述取料机构上，所述上料机构包括安装有吸盘的机械臂，所述吸盘与所述矩阵的行的数量以及位置一一对应，所述取料机构设有与所述吸盘一一对应的吸料位，还包括控制模块，所述控制模块和取料机构、上料机构和吸盘的控制端连接，所述控制模块被配置以执行：
根据转运小车上当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m；
控制所述取料机构移动所述放料平台至取料位，取料结束后，控制所述取料机构移动所述放料平台至当前进料行数m对应的吸料位，控制所述上料机构将所述机械臂下降至所述吸料高度，且控制当前进料行数m对应的吸盘在所述吸料位吸料；
根据当前进料层数h控制所述上料机构将所述机械臂上升至目标高度，根据当前进料列数n控制所述上料机构将所述机械臂平移至目标放料位置，且控制当前进料行数m对应的吸盘在所述目标放料位置放料，放料结束后，控制上料机构移动所述机械臂至起始位置；
当前放料位置的编号pos加1且返回根据转运小车上当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m的步骤，直到当前放料位置的编号pos大于预设值。
进一步的，还包括小车升降平台，所述转运小车设置于所述小车升降平台上，所述控制模块和小车升降平台的控制端连接，所述控制模块还被配置以执行：打开灭菌柜柜门，控制所述小车升降平台上升至预设位置，控制所述上料机构将所述机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制上料机构将所述机械臂下降至所述挂钩位，并控制所述上料机构用所述机械臂拖动所述转运小车从灭菌柜到达上料位，最后控制所述上料机构将所述机械臂上升至所述取料机构的吸料位上方。
进一步的，所述控制模块还被配置以执行：上料结束后，控制所述上料机构将所述机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制所述上料机构将所述机械臂下降至所述挂钩位，并控制所述上料机构用所述机械臂推动所述转运小车从所述上料位到达灭菌柜，再控制所述上料机构将所述机械臂上升至所述取料机构的吸料位上方，并控制所述小车升降平台下降至初始位置，最后关闭灭菌柜门。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明对于转运小车进行自动上料，减少了人为干预的不确定性，有效的提高了生产效率和设备的稳定性。
本发明根据放料位置编号计算当前层数、列数和行数，实现规则放料，避免混乱，进料过程中，进料的吸盘数量与需放料的行数相同，且位置和需放料的行对应，一次只有一个吸盘上料，避免设置吸盘的机械臂强度不够，也无需在改换不同行进料时改变吸盘的机械臂长度，结构更为简单，可靠性强。
附图说明
图1为本发明实施例的灭菌柜转运装置结构示意图。
图2为本发明实施例的灭菌柜转运装置工作原理图。
图3为本发明实施例的取料机构结构示意图。
图4为本发明实施例的上料机构结构示意图。
图5为本发明实施例的上料机构以及小车升降平台的结构示意图。
图6为本发明实施例的控制流程图。
图例说明：1-取料机构、2-上料机构、3-放料平台、4-小车升降平台、11-第一平移伺服轴、12-第一滑轨、13-第一滑块、14-防呆感应器、21-机械臂、22-第二平移伺服轴、23-升降伺服轴、24-第二滑轨、25-第二滑块、41-升降气缸、42-平台本体、101-吸盘。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
本实施例提出一种灭菌柜转运装置，如图1所示，包括取料机构1、上料机构2、放料平台3、转运小车(图中未画出)和小车升降平台4，取料机构1设置于上料机构2的下方，所述转运小车设置于所述小车升降平台4上，所述放料平台3安装于取料机构1上，如图2所示，本实施例中的转运小车设有至少两个进料层，每个进料层均设置有矩阵排列的放料位置，如图1所示，上料机构2的机械臂21设有与该矩阵的行的数量以及位置对应的吸盘101，机械臂21下方的取料机构1设有与所述吸盘101一一对应的吸料位，还包括控制模块，控制模块和取料机构1、上料机构2、小车升降平台4、吸盘101的控制端连接，从而可以对于转运小车进行自动上料，减少了人为干预的不确定性，有效的提高了生产效率和设备的稳定性。
如图2所示，本实施例中的控制模块包括设置于灭菌柜转运装置的控制单元和设置于上游设备的上游设备控制单元。
如图3所示，取料机构1包括第一平移伺服轴11、第一滑轨12、第一滑块13和防呆感应器14，放料平台3安装于第一滑块13上，第一滑块13沿第一滑轨12滑动布置，且第一平移伺服轴11连接第一滑块13，从而驱动第一滑块13沿第一滑轨12滑动，防呆感应器14也安装于放料平台3上，且防呆感应器14的输出端以及第一平移伺服轴11的控制端分别和控制单元连接。
如图4和图5所示，上料机构2还包括第二平移伺服轴22、升降伺服轴23、第二滑轨24、第二滑块25，吸盘101分别安装于机械臂21，机械臂21安装于第二滑块25上，第二滑块25沿第二滑轨24滑动布置，第二平移伺服轴22连接第二滑块25，从而驱动第二滑块25沿第二滑轨24滑动，升降伺服轴23连接第二滑轨24，从而驱动第二滑轨24竖直方向运动，第二平移伺服轴22、升降伺服轴23、吸盘101的控制端分别和控制单元连接。
如图4所示，小车升降平台4包括升降气缸41、位置检测单元(图中未画出)和平台本体42，升降气缸41连接平台本体42，以实现平台本体42的升降，位置检测单元的输出端以及升降气缸41的控制端分别和控制单元连接。
对于控制模块而言，其控制过程阶段包括：小车转运至上料位、放料平台上料、小车上料、小车转运至灭菌柜这四个阶段，下面分别对于每个阶段的控制过程进行说明。
小车转运至上料位阶段主要步骤包括：
小车平台上升：打开灭菌柜柜门，控制升降气缸41伸出，将平台本体42升起，平台本体42升起至与灭菌柜的小车轨道平齐的高度后，进入小车转运至上料位步骤；
小车转运至上料位：控制升降伺服轴23、第二平移伺服轴22联动，移动机械臂21至转运小车挂钩上方位置，位置到达后，控制升降伺服轴23下降机械臂21至转运小车挂钩位，使得机械臂21和转运小车挂钩位连接，小车转运开始，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21拖动转运小车缓慢从灭菌柜内平移至平台本体42的上料位置，通过位置检测单元检测转运小车到位后，控制升降伺服轴23上升机械臂21至待机位，使得机械臂21和转运小车挂钩脱离，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21运动至吸盘吸料位，进入放料平台上料阶段；
放料平台上料阶段主要步骤包括：
取料平台运动至取料位：获取防呆感应器14数据，当防呆感应器14检测没料，控制第一平移伺服轴11驱动放料平台3运动至第一滑轨12端部的取料位，位置到达后，进入上游设备放料步骤；
上游设备放料：控制单元发送“允许放料”信号至上游设备控制单元，等待上游设备放料，当收到上游设备控制单元的“放料完成”信号后，复位“允许放料”信号，进入放料平台运动至吸料位步骤；
放料平台运动至吸料位：本实施例中取料机构1的第一滑轨12上设有和吸盘101一一对应的吸料位，本实施例中的矩阵有3行，因此第一滑轨12上一共有3个吸料位，分别对应矩阵第1行、第2行以及第3行的吸盘101；吸料位根据小车放料位置中当前进料行数的计算结果m来判定，若m＝1,控制第一平移伺服轴11驱动放料平台3运动至吸料位1；若m＝2,控制第一平移伺服轴11驱动放料平台运动3至吸料位2；若m＝3,控制第一平移伺服轴11驱动放料平台3运动至吸料位3，放料平台运动3至吸料位m后，进入小车上料阶段；
小车上料阶段主要步骤包括：
吸盘吸料：吸盘的吸料动作根据小车放料位置中当前进料行数的计算结果m来决定；控制升降伺服轴23驱动机械臂21下降至吸料高度，使得吸料位m对应的吸盘101到达吸料位m，控制吸料位m对应的吸盘101打开并延时1s，检测到吸料位m对应的吸盘101负压有信号后，根据当前进料层数，控制升降伺服轴23驱动机械臂21上升至对应层的待料位；而后进入小车放料步骤；
小车放料：第二平移伺服轴放料位置由小车放料位置中当前进料列数的计算结果n来决定，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21运动至放料位n，位置到达后，控制升降伺服轴23驱动机械臂21下降至放料高度，控制吸料位m对应的吸盘101关闭，延时1s，检测到吸料位m对应的吸盘101负压无信号后，控制升降伺服轴23驱动机械臂21上升至小车待料位，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21运动至吸料位上方，转运小车单次放料周期结束，转运小车当前上料位置pos加1；当转运小车当前上料位置pos大于所有上料位置总数时，小车上料阶段结束，进入小车转运至灭菌柜阶段；
小车转运至灭菌柜阶段主要步骤包括：
小车转运至灭菌柜：控制升降伺服轴23、第二平移伺服轴22联动至上料处转运小车挂钩上方，位置到达后，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21平移至转运小车上料位置，控制升降伺服轴23驱动机械臂21下降至转运小车挂钩位，使得机械臂21和转运小车挂钩位连接，小车转运开始，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21推动转运小车缓慢从平台本体42的上料位平移至灭菌柜挂钩位置，通过位置检测单元检测转运小车到位后，控制升降伺服轴23驱动机械臂21上升至待机位，使得机械臂21和转运小车挂钩脱离，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21运动至吸料位上方，进入小车平台下降步骤；
小车平台下降：控制升降气缸41收回，将平台本体42降下，平台本体42下降至初始位置后，关闭灭菌柜柜门，进入待机状态，或者进入结束状态，并关机；
基于上述的控制过程，如图6所示，本实施例提出一种自动有序上料控制方法，应用于本实施例的灭菌柜转运装置，包括以下步骤：
S1)根据当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m；
S2)控制取料机构移动放料平台至取料位，取料结束后，控制取料机构将放料平台移动至当前进料行数m对应的吸料位，控制上料机构下降机械臂至吸料高度，使得当前进料行数m对应的吸盘与该吸料位的放料平台上的物体接触，且控制当前进料行数m对应的吸盘在该吸料位吸料；
S3)根据当前进料层数h控制上料机构将机械臂上升至目标高度，根据当前进料列数n控制上料机构将机械臂平移至目标放料位置，且控制当前进料行数m对应的吸盘在目标放料位置放料，放料结束后，移动机械臂至起始位置，；
S4)当前放料位置的编号pos加1且返回步骤S1)，直到当前放料位置的编号pos大于预设值。
通过上述步骤，根据放料位置编号计算当前层数、列数和行数，实现规则放料，避免混乱，进料过程中，进料的吸盘数量与需放料的行数相同，且位置和需放料的行对应，一次只有一个吸盘上料，避免设置吸盘的机械臂强度不够，也无需在改换不同行进料时改变吸盘的机械臂长度。
本实施例的步骤S1)中，根据转运小车的层数以及矩阵的行列情况设置了对应的进料层数、进料行数、进料列数计算方法，其中：
当前进料层数h函数表达式如下：
h＝(pos)％(i*j)+1 (1)
上式中，符号“％”表示取余运算符，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数，j为所述矩阵的列数；
当前进料列数n函数表达式如下：
n＝(pos-i*j*(h-1)-1)/i+1
(2)
上式中，符号“/”表示取整运算符，h为当前进料层数，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数，j为所述矩阵的列数；
当前进料行数m函数表达式如下：
m＝(pos-1)％i+1 (3)
上式中，符号“％”表示取余运算符，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数。
本实施例中，步骤S1)之前还包括对每个放料位置进行编号的步骤，具体包括：
S01)将每个进料层朝向机械臂的一侧作为起始侧，且远离机械臂的一侧作为结束侧，所述矩阵起始侧对应的列作为起始列，且结束侧对应的列作为结束列；
S02)当前进料层从所述起始列开始，按照从前往后的顺序对所述矩阵每一列的放料位置依次编号，直到当前进料层的所有放料位置被编号，每一列中放料位置的编号为该列中上一放料位置的编号与预设步长的和，每一列第一行的放料位置的编号为上一列最后一行的放料位置的编号与预设步长的和，起始列第一行的放料位置的编号为上一进料层的结束列最后一行的放料位置的编号与预设步长的和；
S03)按照从下至上的顺序选择下一进料层为当前进料层，返回步骤S02)直到所有进料层上的放料位置全部被编号。
通过上述步骤，转运小车每个进料层的放料位置编号如图2所示，从起始列至结束列依次递增，且同一列的放料位置编号从上至下依次递增，从而使得上料顺序为依次在每一列中按照从上往下的顺序进行，满足自动化的要求，且控制过程简单，可靠性高。
本实施例的步骤S02)中，所述预设步长为1，且若当前进料层位下方第一层时，当前进料层的起始列第一行的放料位置的编号为1；步骤S4)中，所述预设值为所有进料层的放料位置的总数。
基于上述的控制过程中吸盘吸料步骤以及小车放料步骤的描述，本实施例中，步骤S2)中控制当前进料行数m对应的吸盘在吸料位吸料具体步骤包括：打开当前进料行数m对应的吸盘并延时预设时间后，若检测到当前进料行数m对应的吸盘的负压信号，当前进料行数m对应的吸盘吸料完成；与之对应的，步骤S3)中控制当前进料行数m对应的吸盘在目标放料位置放料具体步骤包括：关闭当前进料行数m对应的吸盘并延时预设时间后，若检测不到当前进料行数m对应的吸盘的负压信号，当前进料行数m对应的吸盘放料完成。
本实施例中，如图2所示，转运小车设置有上进料层、下进料层共两个进料层，每个进料层分别设有3行6列共18个放料位置，上下进料层总共有36个放料位置，因此，放料位置的编号从下进料层的起始列开始，每一列从上往下按照(1，2，3)、(4，5，6)……(34,35,36)进行编号，当前放料位置的编号pos取值范围为1至36，矩阵的行数i的值为3，矩阵的列数j的值为6，当前进料层数h取值范围为1至2，当前进料列n取值范围为1至6,当前进料行为m取值范围为1至3；h,n,m的计算方法如下：
根据式(1)计算当前进料层数h:
如果pos<＝18,h＝1，表示下层需进料；如果pos>18,h＝2，表示上层需进料；
根据式(1)计算结果和式(2)计算当前进料列n:
如果h＝1,n＝(pos-1)/3+1；如果h＝2,n＝(pos-19)/3+1；其中符号“/”表示取整运算符；
根据式(3)当前进料行m：
m＝(pos-1)％3+1,其中符号“％”表示取余运算符。
例如，当前放料位置的编号pos＝11，根据式(1)，h＝1，然后将h＝1，pos＝11分别代入式(2)和式(3)中计算得到，n＝4，m＝2，则：
步骤S2)中，取料结束后，控制取料机构将放料平台移动至矩阵第2行对应的吸料位，随后控制上料机构下降机械臂至吸料高度，此时矩阵第2行对应的吸盘与放料平台上的物体接触，控制矩阵第2行对应的吸盘吸料，则可吸取放料平台上的物料；
步骤S3)中，根据h＝1，控制上料机构将机械臂上升至转运小车的下层进料板的高度，然后根据n＝4，控制上料机构将机械臂平移至转运小车的下层进料板的第4列放料位置，随后控制控制矩阵第2行对应的吸盘放料，即可将所吸取的物料准确放置在第11个放料位置。
基于上述的控制过程中小车转运至上料位阶段的描述，本实施例中，步骤S1)之前还包括移动转运小车至上料位的步骤，具体包括：打开灭菌柜柜门，控制所述小车升降平台上升至预设位置，使得小车升降平台与灭菌柜中转运小车的轨道平齐，控制所述上料机构将机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制所述上料机构将机械臂下降至所述挂钩位，使得机械臂与所述转运小车连接，并控制所述上料机构驱动机械臂拖动所述转运小车从灭菌柜到达上料位，最后控制所述上料机构将机械臂上升至所述取料机构的吸料位上方，使得机械臂解除与所述转运小车的连接。
基于上述的控制过程中小车转运至灭菌柜阶段的描述，本实施例中，步骤S4)之后还包括移动转运小车至灭菌柜的步骤，具体包括：控制所述上料机构将机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制上料机构将所述机械臂下降至所述挂钩位，使得机械臂与所述转运小车连接，并控制上料机构驱动所述机械臂推动所述转运小车从上料位到达灭菌柜挂钩位置，再控制上料机构将所述机械臂上升至取料机构的吸料位上方，使得机械臂解除与所述转运小车的连接，并控制所述小车升降平台下降至初始位置，最后关闭灭菌柜柜门。
与本实施例的自动有序上料控制方法相对应，为了能够使得本实施例的灭菌柜转运装置能够实现前文所述的小车转运至上料位、放料平台上料、小车上料、小车转运至灭菌柜这四个阶段的控制过程，本实施例中，控制模块被配置以执行：
根据转运小车上当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m；
控制取料机构1将放料平台3移动至取料位取料，取料完成后控制取料机构1将放料平台3移动至当前进料行数m对应的吸料位，控制上料机构2将机械臂21下降至吸料高度，且控制当前进料行数m对应的吸盘101在对应的吸料位吸料，具体过程包括：
控制取料机构1中的第一平移伺服轴11驱动放料平台3沿第一滑轨12运动至取料位，然后控制上游设备放料，放料完成后，控制第一平移伺服轴11驱动放料平台3沿第一滑轨12运动至当前进料行数m对应的吸料位，接下来控制上料机构2中的升降伺服轴23驱动机械臂21下降，使得所有吸盘101均下降至对应的吸料位，并控制当前进料行数m对应的吸盘101打开并延时1s，直到检测到前进料行数m对应的吸盘101负压有信号；
根据当前进料层数h控制上料机构2将机械臂21上升至目标高度，根据当前进料列数n控制上料机构2将机械臂21平移至目标放料位置，且控制当前进料行数m对应的吸盘101在目标放料位置放料，放料结束后，控制上料机构2移动机械臂21至起始位置，具体过程包括：
控制上料机构2中的升降伺服轴23驱动机械臂21上升至当前进料层数h对应的高度，然后控制上料机构2中的第二平移伺服轴22驱动机械臂21沿第二滑轨24运动至当前进料列数n对应的放料位，接下来控制上料机构2中的升降伺服轴23驱动机械臂21下降，使得所有吸盘101均下降至对应的放料位，并控制当前进料行数m对应的吸盘101关闭并延时1s，直到检测到前进料行数m对应的吸盘101负压没有信号，接下来控制上料机构2中的升降伺服轴23驱动机械臂21上升，并且控制上料机构2中的第二平移伺服轴22驱动机械臂21沿第二滑轨24运动至取料机构1的吸料位上方；
当前放料位置的编号pos加1且返回根据转运小车上当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m的步骤，直到当前放料位置的编号pos大于预设值。
计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m的过程分别如前文的式(1)、式(2)和式(3)所示，控制模块被配置以执行上文所述的内容，即可实现放料平台上料和小车上料这两个阶段的控制过程。
为了实现小车转运至上料位阶段的控制过程，本实施例中，控制模块还被配置以执行：打开灭菌柜柜门，控制所述小车升降平台4上升至预设位置，控制所述上料机构2将机械臂21平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制所述上料机构2将机械臂21下降至所述挂钩位并与所述转运小车连接，并控制所述上料机构2驱动机械臂21拖动所述转运小车从灭菌柜到达上料位，最后控制所述上料机构2将机械臂21上升至所述取料机构1的吸料位上方，使得机械臂21解除与所述转运小车的连接，具体过程包括：
打开灭菌柜柜门，控制小车升降平台4的升降气缸41伸出，将小车升降平台4的平台本体42升起，平台本体42升起至对应高度，与灭菌柜的小车轨道平齐后，控制上料机构2中的升降伺服轴23、第二平移伺服轴22联动，使得机械臂21移动至转运小车挂钩上方位置，然后控制升降伺服轴23下降机械臂21至转运小车挂钩位，使得机械臂21和转运小车挂钩位连接，接下来控制第二平移伺服轴21驱动机械臂21沿第二滑轨24拖动转运小车从灭菌柜内部缓慢平移至平台本体42的上料位置，通过位置检测单元检测转运小车到位后，控制升降伺服轴23上升机械臂21至待机位，使得机械臂21和转运小车挂钩脱离，最后控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21沿第二滑轨24运动至取料机构1的吸料位上方。
为了实现小车转运至灭菌柜阶段的控制过程，本实施例中，所述控制模块还被配置以执行：上料结束后，控制所述上料机构2将机械臂21平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制所述上料机构2将机械臂21下降至所述挂钩位并与所述转运小车连接，并控制所述上料机构2驱动机械臂21拖动所述转运小车从前述的上料位到达灭菌柜挂钩位置，再控制所述上料机构2将机械臂21上升至所述取料机构1的吸料位上方，使得机械臂21解除与所述转运小车的连接，最后关闭灭菌柜柜门，并控制所述小车升降平台4下降至初始位置，具体过程包括：
控制上料机构2中的升降伺服轴23、第二平移伺服轴22联动，使得机械臂21移动至转运小车挂钩上方位置，然后控制升降伺服轴23下降机械臂21至转运小车挂钩位，使得机械臂21和转运小车挂钩位连接，接下来控制第二平移伺服轴驱动机械臂21沿第二滑轨24拖动转运小车从平台本体42的上料位缓慢平移至灭菌柜挂钩位置，通过位置检测单元检测转运小车到位后，控制升降伺服轴23驱动机械臂21上升至待机位，使得机械臂21和转运小车挂钩脱离，控制第二平移伺服轴22驱动机械臂21沿第二滑轨24运动至所述取料机构1的吸料位上方，控制小车升降平台4的升降气缸41收回，将小车升降平台4的平台本体42降下，直到平台本体42下降至初始位置，最后关闭灭菌柜柜门。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种自动有序上料控制方法，其特征在于，应用于灭菌柜转运装置，所述灭菌柜转运装置包括机械臂、转运小车和放料平台，所述转运小车设有至少两个进料层，每个进料层均设置有矩阵排列的放料位置，所述机械臂设有与所述矩阵的行的数量以及位置对应的吸盘，所述机械臂下方还设有和所述吸盘一一对应的吸料位；所述方法包括：
S1)根据当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m；
S2)移动所述放料平台至取料位，取料结束后，移动所述放料平台至当前进料行数m对应的吸料位，将所述机械臂下降至吸料高度，且控制当前进料行数m对应的吸盘在所述吸料位吸料；
S3)根据当前进料层数h将所述机械臂上升至目标高度，根据当前进料列数n将所述机械臂平移至目标放料位置，且控制当前进料行数m对应的吸盘在所述目标放料位置放料，放料结束后，移动所述机械臂至起始位置；
S4)当前放料位置的编号pos加1且返回步骤S1)，直到当前放料位置的编号pos大于预设值；
所述灭菌柜转运装置还包括小车升降平台，所述转运小车设置于所述小车升降平台上，步骤S1)之前还包括移动转运小车至上料位的步骤，具体包括：打开灭菌柜柜门，控制所述小车升降平台上升至预设位置，将所述机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后将所述机械臂下降至所述挂钩位，使得机械臂和转运小车挂钩位连接，并用所述机械臂拖动所述转运小车从灭菌柜到达上料位，最后将所述机械臂上升至所述吸料位上方，使得机械臂和转运小车挂钩脱离。
2.根据权利要求1所述的自动有序上料控制方法，其特征在于，步骤S1)中：
当前进料层数h函数表达式如下：
h＝(pos)％(i*j)+1
上式中，符号“％”表示取余运算符，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数，j为所述矩阵的列数；
当前进料列数n函数表达式如下：
n＝(pos-i*j*(h-1)-1)/i+1
上式中，符号“/”表示取整运算符，h为当前进料层数，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数，j为所述矩阵的列数；
当前进料行数m函数表达式如下：
m＝(pos-1)％i+1
上式中，符号“％”表示取余运算符，pos为当前放料位置的编号，i为所述矩阵的行数。
3.根据权利要求1或2所述的自动有序上料控制方法，其特征在于，步骤S1)之前还包括对每个放料位置进行编号的步骤，具体包括：
S01)将每个进料层朝向机械臂的一侧作为起始侧，且远离机械臂的一侧作为结束侧，所述矩阵起始侧对应的列作为起始列，且结束侧对应的列作为结束列；
S02)当前进料层从所述起始列开始，按照从前往后的顺序对所述矩阵每一列的放料位置依次编号，直到当前进料层的所有放料位置被编号，每一列中放料位置的编号为该列中上一放料位置的编号与预设步长的和，每一列第一行的放料位置的编号为上一列最后一行的放料位置的编号与预设步长的和，起始列第一行的放料位置的编号为上一进料层的结束列最后一行的放料位置的编号与预设步长的和；
S03)按照从下至上的顺序选择下一进料层为当前进料层，返回步骤S02)直到所有进料层上的放料位置全部被编号。
4.根据权利要求3所述的自动有序上料控制方法，其特征在于，步骤S02)中，所述预设步长为1，且若当前进料层位下方第一层时，当前进料层的起始列第一行的放料位置的编号为1；步骤S4)中，所述预设值为所有进料层的放料位置的总数。
5.根据权利要求1所述的自动有序上料控制方法，其特征在于，步骤S2)中控制当前进料行数m对应的吸盘在所述吸料位吸料具体步骤包括：打开当前进料行数m对应的吸盘并延时预设时间后，若检测到当前进料行数m对应的吸盘的负压信号，当前进料行数m对应的吸盘吸料完成；
步骤S3)中控制当前进料行数m对应的吸盘在所述目标放料位置放料具体步骤包括：关闭当前进料行数m对应的吸盘并延时预设时间后，若检测不到当前进料行数m对应的吸盘的负压信号，当前进料行数m对应的吸盘放料完成。
6.根据权利要求1所述的自动有序上料控制方法，其特征在于，步骤S4)之后还包括移动转运小车至灭菌柜的步骤，具体包括：将所述机械臂平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后将所述机械臂下降至所述挂钩位，并用所述机械臂拖动所述转运小车从所述上料位到达灭菌柜，再将所述机械臂上升至所述吸料位上方，并控制所述小车升降平台下降至初始位置，最后关闭灭菌柜柜门。
7.一种灭菌柜转运装置，其特征在于，包括取料机构(1)、上料机构(2)、转运小车和放料平台(3)，取料机构(1)设置于上料机构(2)的下方，所述转运小车设有至少两个进料层，每个进料层均设置有矩阵排列的放料位置，所述放料平台(3)安装于所述取料机构(1)上，所述上料机构(2)包括安装有吸盘(101)的机械臂(21)，所述吸盘(101)与所述矩阵的行的数量以及位置一一对应，所述取料机构(1)设有与所述吸盘(101)一一对应的吸料位，还包括控制模块，所述控制模块和取料机构(1)、上料机构(2)和吸盘(101)的控制端连接，所述控制模块被配置以执行：
根据转运小车上当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m；
控制所述取料机构(1)移动所述放料平台(3)至取料位，取料结束后，控制所述取料机构(1)移动所述放料平台(3)至当前进料行数m对应的吸料位，控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)下降至所述吸料高度，且控制当前进料行数m对应的吸盘(101)在所述吸料位吸料；
根据当前进料层数h控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)上升至目标高度，根据当前进料列数n控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)平移至目标放料位置，且控制当前进料行数m对应的吸盘(101)在所述目标放料位置放料，放料结束后，控制上料机构(2)移动所述机械臂(21)至起始位置；
当前放料位置的编号pos加1且返回根据转运小车上当前放料位置的编号pos，计算当前进料层数h、当前进料列数n和当前进料行数m的步骤，直到当前放料位置的编号pos大于预设值；
所述灭菌柜转运装置还包括小车升降平台(4)，所述转运小车设置于所述小车升降平台(4)上，所述控制模块和小车升降平台(4)的控制端连接，所述控制模块还被配置以执行：打开灭菌柜柜门，控制所述小车升降平台(4)上升至预设位置，控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制上料机构(2)将所述机械臂(21)下降至所述挂钩位，并控制所述上料机构(2)用所述机械臂(21)拖动所述转运小车从灭菌柜到达上料位，最后控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)上升至所述取料机构(1)的吸料位上方。
8.根据权利要求7所述的灭菌柜转运装置，其特征在于，所述控制模块还被配置以执行：上料结束后，控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)平移至所述转运小车的挂钩位上方，然后控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)下降至所述挂钩位，并控制所述上料机构(2)用所述机械臂(21)推动所述转运小车从所述上料位到达灭菌柜，再控制所述上料机构(2)将所述机械臂(21)上升至所述取料机构(1)的吸料位上方，并控制所述小车升降平台(4)下降至初始位置，最后关闭灭菌柜门。
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