CN214516101U - 包裹拆分重新建包输送系统 - Google Patents

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龙进军
唐兵
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Abstract

本实用新型所述包裹拆分重新建包输送系统,针对大件包裹拆分后的单件分离、自动上件与建包系统进行改进,以期在分拣环线之前实现自动单件分离与位置调整而为包裹后续进入交叉带分拣、自动条码扫描提供充分地准备,在分拣环线之后实现自动建包与输送而保证高速精准分拣运行,从而在整体上减少人工干预与操作环节、提高自动化作业水平与分拣效率。包裹拆分重新建包输送系统沿输送方向分别连接设置有拆件解包区域、供包输送线、单件分离组件、导入装置、交叉带分拣装置、格口装置和自动建包装置。

Description

包裹拆分重新建包输送系统
技术领域
本实用新型涉及一种大件包裹拆分后重新进行自动上件并建包的输送系统,属于物流分拣领域。
背景技术
现有电商与快递行业的物流分拣作业现场,为提高输送效率而通常将同一目的地和/ 或同一用户的多个货物统一包装为大件包裹。在出入库进行分拣、信息录入时需要将大件包裹再次拆分,或是根据分拣任务重新建包作业。
现有设计方案是在解包区进行解包作业后,由多名现场操作人员手动地单一上件以及手动调整上件后包裹在输送线上的位置角度与形态,不仅现场作业工作负荷较大、流程繁琐和费时费力;而且采用手动单件分离方式控制精度较低、造成包裹进入分拣环线前存在诸多问题,直接影响到后续分拣工序的执行效率。另一方面,小件包裹或重新执行分拣任务的数件包裹在供件与建包时,现有技术采取的是人工挂袋与建包操作,因此在分拣环线沿线仍需配备多名工作人员,工作人员根据格口区域指示信号需多次、快速奔波于多个工位之间,既造成建包挂袋过程较长、劳动强度大、且相应地需要预留足够的人员操作场地、不利于整条重新建包输送系统的小型化设计和自动化作业水平与分拣效率的提高。
有鉴于此,特提出本专利申请。
实用新型内容
本实用新型所述的包裹拆分重新建包输送系统,在于解决上述现有技术存在的问题而针对大件包裹拆分后的单件分离、自动上件与建包系统进行改进,以期在分拣环线之前实现自动单件分离与位置调整而为包裹后续进入交叉带分拣、自动条码扫描提供充分地准备,在分拣环线之后实现自动建包与输送而保证高速精准分拣运行,从而在整体上减少人工干预与操作环节、提高自动化作业水平与分拣效率。
为实现上述设计目的,所述的包裹拆分重新建包输送系统,沿输送方向分别连接设置有拆件解包区域、供包输送线、单件分离组件、导入装置、交叉带分拣装置、格口装置和自动建包装置;
所述的单件分离组件包括顺序排列连接的坡度分离装置、散射分离装置、单件分离装置和设置于单件分离装置垂向上方的视觉识别装置;
所述的导入装置设置在交叉带分拣装置的分拣环线前端,其沿输送方向包括依次连接的前端输送线、斜导入段、编码段、光幕组件、称重段、同步段、上载段和支撑组件;
所述的自动建包装置包括连接于交叉带分拣装置和卸货区之间的输送线和若干个料箱;装货区具有双层分拣环线、运行于分拣环线并输送货物的分拣小车和双层格口滑槽;输送线为滚筒输送线,装满货物的料箱通过滚筒输送线运行至卸货区;卸货区具有对于各卸货位的卸料滑槽、位于每一卸料滑槽底部的挂包架和集包袋、以及辊道台和回包线。
进一步地,在所述的单件分离组件中,坡度分离装置具有沿坡度依次连接的数个皮带机,相邻皮带机之间连接有垂向导向板,垂向导向板构成了两皮带机之间的垂向高度落差,每一皮带机均由单独的伺服电机驱动;利用坡度分离装置数个皮带机之间的输送高度差和速度差,沿输送方向将包裹分离出不同的间距;散射分离装置包括数台沿输送方向呈发散状态排列的皮带机,每一皮带机均由单独的伺服电机驱动;单件分离装置包括若干沿输送方向呈矩阵排列的皮带机,每一台皮带机均由单独的伺服电机驱动,皮带机矩阵具有1个纵向的隔离区域和2个输送通道,输送通道对接于后续的独立条码扫描与分拣设备。
进一步地,在单件分离装置的垂向上方布置视觉识别装置,视觉识别装置包括若干个3D相机,3D相机沿包裹输送方向的垂直向下进行安装。
进一步地,所述的导入装置设置在交叉带分拣装置的分拣环线前端,其沿输送方向包括依次连接的前端输送线、斜导入段、编码段、光幕组件、称重段、同步段、上载段和支撑组件。
进一步地,所述的自动建包装置包括连接于交叉带分拣装置和卸货区之间的输送线和若干个料箱;所述的料箱具有固定框架和位于侧部的封板,固定框架固定安装于底部框架,底部框架运行于滚筒输送线;在固定框架与底部框架之间、通过两侧设置的第一导轨组件和第二导轨组件活动地连接有抽板;在封板上设置用于接收并存储分拣信息的 RFID芯片;第一导轨组件与第二导轨组件结构相同、且对称地连接于固定框架与底部框架之间;第一导轨组件和第二导轨组件分别位于抽板的两侧,从而支撑抽板并提供抽板打开或关闭料箱底部开口的滑动导向。
综上内容,本申请所述的包裹拆分重新建包输送系统具有以下优点:
1、本申请提供了从大件包裹拆分、单件分离、自动导入、分拣输送和重新建包的全流程系统与方法设计,在取消人工逐件上件的基础上实现了全自动重新建包操作与控制流程,从而彻底解决了卸货后人工现场操作的压力、显著地提高了整体分拣速率与准确性。
2、本申请既能够有效地减少上件人工数量与作业负荷,又能够从根本上保证分拣机高速运行与分拣效率。
3、本申请能够满足大批量包裹、无人工干预与预先处置即可自动进行异常件筛选,适用于高速分拣机的全自动运行需求,无需原有的人工手动筛选环节而大量地减少人工投入。
4、本申请能够大量地减少人工投入,减少劳动工人的作业强度与作业量,同时降低了对现场人员技能素质的要求。
5、本申请采用图像识别算法能够同时识别、计算多个相邻包裹的位置关系,从而提高处理逐一分离处理的准确性与效率,分离方法的执行可靠性得以最大程度地提高。
6、本申请采取逐一分离出单队列包裹的方式,从而实现批量包裹高速分离与单队列输送,实现后续单一扫码操作的最大速率、降低漏检率和提高分拣作业效率。
7、本申请能够将分离后的包裹进行有效地姿态调整,每件包裹的长边能够与输送方向平行,从而实现按后续条码扫描需求的包裹整理,同时也能够保证包裹后续正确地被输送到交叉带等分拣设备上,提高整体包裹分拣效率。
8、本申请采用图像识别算法能够同时识别、标记与计算多个相邻包裹的坐标与位置信息,继而在包裹进入不同传送带之前进行计数与定向调流,由此实现不同传送带之间
工作量的均衡分配,从整体上有助于提高包裹分拣效率与准确率。
附图说明
现结合以下附图来进一步地说明本实用新型。
图1是本申请所述包裹拆分重新建包输送系统的结构示意图;
图2是供包输送线与坡度分离装置的结构示意图;
图3是散射分离、单件分离和视觉识别装置的结构示意图;
图4是控制模块系统示意图;
图5是单件分离装置的皮带机矩阵布局示意图;
图6-1和图6-2分别是皮带机矩阵针对不同区域包裹的旋转控制示意图;
图7是导入装置的整体结构示意图;
图8-1是前端输送线的结构示意图;
图8-2是前端输送线的三段式皮带机结构示意图;
图8-3是前端输送线的滚筒与皮带安装调节示意图;
图9-1是斜导入段的整体结构示意图;
图9-2是斜导入段两端小皮带缠绕示意图;
图9-3是图9-2中局部结构示意图;
图10-1是编码段的整体结构示意图;
图10-2是编码段的滚筒与皮带定位与张紧调节结构示意图;
图10-3是斜导入段与编码段的对接结构示意图;
图11-1是称重段的整体结构示意图;
图11-2是称重段的滚筒与皮带定位结构示意图;
图12是光幕组件的结构示意图;
图13是交叉带分拣装置的装货区示意图;
图14是自动建包装置的卸货区示意图;
图15-1是运行于输送线的料箱结构示意图;
图15-2是图15-1的侧向示意图;
图16-1是设置有RFID芯片的料箱示意图;
图16-2是卸货状态下的料箱示意图;
图16-3是图16-2的仰视状态图;
图16-4是单组滑轨组件的结构示意图;
图16-5是两组滑轨组件安装后的结构示意图;
图17是卸货区气缸机构设置示意图;
图18-1是气缸机构的结构示意图;
图18-2是图18-1的仰视状态图;
图19是装货区局部结构示意图;
图20是卸货区局部结构示意图;
图21是自动建包流示意图;
具体实施方式
实施例1,如图1所示,本申请所述的包裹拆分重新建包输送系统,应用于将大件包裹拆分后重新执行自动供件与建包的输送与分拣作业。所采取的拆分与建包的集成方案能够实现自动化准确输送与分拣控制,以相应地减少各作业区域的人工劳动负荷及强度,缩短人工干预与操作环节,整体上提高自动化作业水平与分拣效率。
所述的包裹拆分重新建包输送系统,沿输送方向分别连接设置有拆件解包区域10、供包输送线20、单件分离组件30、导入装置40、交叉带分拣装置60、格口装置70和自动建包装置80。
其中,所述的拆件解包区域10,用于将运往中转场的大件包裹在此区域进行拆分与解包,解包后的小件包裹依次地通过皮带机进入供包输送线20。皮带机设置为环行线,在皮带机两侧设置供包输送线20以利用场地空间同时构建两套相同的建包输送系统。
单件分离组件30,用于接收从供包输送线20输送来的批量小件包裹,在此单件分离区域将批量小件包裹进行拉距、位置与姿态调整,以逐一地将堆放的批量包裹分隔开并呈现单件平铺的小件包裹队列,且单件的包裹以较为统一、理想姿态向后方输送。
导入装置40,用于接收自单件分离装置30输送来的包裹队列、经再次调整包裹间距和信息采集后以适当的角度送达至交叉带分拣装置60的分拣环线。
所述的格口装置70分散地设置于交叉带分拣装置60的分拣环线,如设置为格口滑槽。包裹跟随分拣小车在分拣环线上运行过程中,根据分拣任务当到达指定格口装置70时,包裹从格口装置70转运、卸货。
所述的自动建包装置80,包括连接运行于交叉带分拣装置60和卸货区之间的输送线和料箱。从格口装置70转运的包裹经料箱输送至卸货区,在卸货区进行收集与建包,打包后的集包袋统一输送至回包线,最终完成大件拆分、小件重新建包与输送的全流程。
如图2至图6-2所示,所述的单件分离组件30包括顺序排列连接的坡度分离装置2、散射分离装置3、单件分离装置4和设置于单件分离装置4垂向上方的视觉识别装置5。
具体地,坡度分离装置2具有沿坡度依次连接的数个皮带机,相邻皮带机之间连接有垂向导向板21,垂向导向板21构成了两皮带机之间的垂向高度落差,每一皮带机均由单独的伺服电机驱动。批量成堆的包裹由供包输送线20导入至坡度分离装置2上,利用坡度分离装置2数个皮带机之间的输送高度差和速度差,沿输送方向将包裹分离出不同的间距。
所述的散射分离装置3,包括数台沿输送方向呈发散状态排列的皮带机,每一皮带机均由单独的伺服电机驱动。
所述的单件分离装置4,包括若干沿输送方向呈矩阵排列的皮带机,每一台皮带机均由单独的伺服电机驱动,皮带机矩阵具有1个纵向的隔离区域40和2个输送通道41,输送通道41对接于后续的独立条码扫描与分拣设备。
在单件分离装置4的垂向上方布置视觉识别装置5,视觉识别装置5包括若干个3D相机51,3D相机51沿包裹输送方向的垂直向下进行安装。
在图4中,视觉识别装置5对包裹队列逐一进行拍照识别,获取每一包裹的坐标数据以相应生成该包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标。对于正常件则逐一进行顺序编号以针对每一输送通道内的包裹进行数量统计;上述图像识别阶段产生的所有包裹信息,一并发送给PLC。
本申请所述包裹拆分重新建包输送系统的控制模块系统包括上位机、PLC、视觉控制器和伺服驱动器。伺服驱动器驱动单件分离装置4的每一皮带机。在整个分离单件排列过程的控制通讯中,包括上位机和视觉控制器发送指令给PLC,PLC发送指令给伺服驱动器以驱动并控制每一皮带机以相应的转速运行,同时PLC还发送指令给视觉控制器以触发3D相机进行拍照。
如图7至图12所示,所述的导入装置40设置在交叉带分拣装置60的分拣环线201前端,其沿输送方向包括依次连接的前端输送线301、斜导入段302、编码段303、光幕组件304、称重段305、同步段306、上载段307和支撑组件308。
当待分拣的包裹到达本申请所述的导入装置区域时,首先,进入由3节皮带机组成的前端输送线301,通过各节皮带机不同的输送速度对包裹进行拉距处理,以使包裹之间保持相对合适的输送距离;然后,经前端输送线301处理过的包裹到达斜导入段302以合适的角度到达编码段303,经过光幕组件304进行信息采集及录入;随后,包裹到达称重段305对其重量进行精确统计,并连同上述编码段303录入的信息一并上传至PLC控制系统;最后,包裹到达同步段306并通过上载段307以适当的角度送达至分拣环线309 上,上载段307与分拣环线309保持适当的夹角以保证包裹以较理想的状态进入分拣环节,从而从整体上提高包裹在交叉带分拣环线201上的分拣准确率。
如图8-1至图8-3所示,所述的前端输送线301由第一输送单元320、第二输送单元321和第三输送单元322的三段式皮带机连接组成、以及位于两侧的第一型材盖板323、第一型材324、第二型材326和第二型材盖板330,以及位于前后端的第一封板325和第二封板327,位于底部起到支撑作用的调整脚杯328和支撑329。
在三段式皮带机组件中,包括第一单元单滚筒固定块331、前端从动滚筒332、前端皮带托板333、前端皮带334、第一单元双滚筒固定块335、前端驱动滚筒336、第一单元单滚筒固定块对称件337、第一单元双滚筒固定块对称件338组成、第三单元单滚筒固定块339、第三单元单滚筒固定块对称件390和调整块391。
第一单元单滚筒固定块331、第一单元单滚筒固定块对称件337为单一调节槽;第一单元双滚筒固定块335、第一单元双滚筒固定块对称件338为双固定槽,并可同时固定第一输送单元320和第二输送单元321的两组滚筒;第三单元单滚筒固定块339、第三单元单滚筒固定块对称件390为单一固定槽。
前端从动滚筒332分别固定在第一槽3301、第三槽3303、第五槽3305,前端驱动滚筒336分别固定在第二槽3302、第四槽3304、第六槽3306;其中,第二槽3302、第四槽3304、第六槽3306为不可调节的滚筒固定槽,而第一槽3301、第三槽3303、第五机槽3305为可调节的滚筒固定槽。
前端从动滚筒332两端分别固定于第一单元单滚筒固定块331和第一单元单滚筒固定块对称件337;前端驱动滚筒336两端分别固定于第一单元双滚筒固定块335和第一单元双滚筒固定块对称件338;进一步地,前端皮带托板333设置于前端从动滚筒332和前端驱动滚筒336的中间,且前端皮带334包围穿过上述部件以组成第一输送单元320;
进一步地,以第一输送单元320为例,一组调整块391分别通过调整块螺栓393分别固定于第一单元双滚筒固定块335和第一单元双滚筒固定块对称件338;调整螺栓392 穿过调整块391上的孔,调整螺栓392的端部抵紧于从动滚筒332的表面,通过调节调整螺栓392与从动滚筒332的相对距离进而实现在同一组输送单元中两组驱动与从动滚筒之间的相对距离,进而实现调节前端皮带334的张紧度。
另外,前端驱动滚筒336固定于第二槽3302中,前端滚动压紧块394设置于第一单元双滚筒固定块335和第一单元双滚筒固定块对称件338,并通过一组压紧块螺栓396 进行固定连接,一组紧固螺栓395分别穿过第一单元双滚筒固定块335和第一单元双滚筒固定块对称件338上的孔并锁紧,紧固螺栓395的端面紧抵于前端驱动滚筒336的轴头部的四方面以配合完成前端驱动滚筒336的安装固定。
基于相同的结构设计与原理,第二输送单元321和第三输送单元322的结构组成和安装方法与第一输送单元320相同,而且相关皮带的安装与张紧度调节结构和方法也相同。
如图9-1至图9-3所示,所述的斜导入段302由斜导入段驱动滚筒340、斜导入段第一型材盖板341、斜导入段第一型材342、斜导入段第二型材343、斜导入段第二型材盖板344、斜导入段第一封板345、斜导入段支撑346、斜导入段调整脚杯347、斜导入段第二封板348、斜导入段小皮带轮组件349、斜导入段托板350、斜导入段多组窄皮带351、斜导入段滚筒固定块352、斜导入段滚筒固定块对称件358和斜导入段滚筒压紧块353 组成。
其中,斜导入段驱动滚筒340通过固定块分别固定在型材两侧,斜导入段多组小皮带轮组件349与斜导入段托板350通过螺栓固定,斜导入段多组窄皮带351包围穿过斜导入段驱动滚筒340和斜导入段多组小皮带轮组件349而其共同组成斜导入段输送单元。
进一步地,在斜导入段302一端,斜导入段驱动滚筒340的两端分别固定于斜导入段滚筒固定块352和斜导入段滚筒固定块对称件358的方槽359中,一组斜导入段滚筒压紧块353分别定位于斜导入段滚筒固定块352和斜导入段滚筒固定块对称件358,并分别通过一组斜导入段滚筒压紧块螺栓354进行固定连接;斜导入段滚筒压紧块调节螺栓 355穿入斜导入段滚筒压紧块353中的孔,其底面紧抵于斜导入段驱动滚筒340的四方头表面以完成斜导入段驱动滚筒340的安装固定。
在斜导入段302的另一端,多组斜导入段小皮带轮组件349通过数组小皮带轮组件螺栓357分别与斜导入段托板350固定连接,斜导入段托板350设置于斜导入段驱动滚筒340的一侧;长度不同的多个斜导入段窄皮带351分别各自穿过斜导入段驱动滚筒340、安装斜导入段小皮带轮组件349后的斜导入段托板350以形成斜导入段302的输送单元。
其中,斜导入段驱动滚筒340设计为特殊形状,其具有多段鼓形的圆弧356以用于斜导入段窄皮带351的固定。
所述的上载段307与斜导入段302的结构与输送方式均相同,在此不再重复描述。
如图10-1至图10-3所示,所述的编码段303由编码段第一型材盖板360、编码段第一型材361、编码段第一固定块362、编码段皮带363、编码段驱动滚筒364、编码段第二型材盖板365、编码段第二型材366、编码段第一封板367、编码段第一过渡块368、编码段第三型材盖板369、编码段第三型材370、编码段支撑371、编码段调整脚杯372、编码段托板373、编码段第二过渡块374、编码段第三过渡块375、编码段从动滚筒376、编码段第二固定块377、编码段第二固定块对称件378、编码段调整块379、编码段调整螺栓380、编码段压紧块3605组成。
其中,编码段驱动滚筒364的两端,分别通过编码段第一固定块362分别固定于编码段第一型材361、编码段第二型材366;编码段从动滚筒376的两端,分别通过编码段第二固定块377、编码段第二固定块对称件378固定于编码段第一型材361、编码段第三型材370;在编码段驱动滚筒364和编码段从动滚筒376之间设置编码段托板373,编码段皮带363包围穿过编码段驱动滚筒364、编码段托板373和编码段从动滚筒376以组成编码段输送单元。
在图10-2中,编码段第一固定块362上设有第一固定块方槽3601,编码段驱动滚筒364轴端的四方头位于第一固定块方槽3601中,编码段压紧块3605位于编码段第一固定块362的顶部并通过编码段压紧块螺栓3603进行固定连接;编码段压紧块调节螺栓3604 穿过编码段压紧块3605中的孔,且编码段压紧块调节螺栓3604的端头紧抵于编码段驱动滚筒364轴端的四方头侧面,从而完成编码段驱动滚筒364的安装固定。
在编码段第二固定块377上设有编码段第二固定块调节方槽3602,编码段从动滚筒 376轴端的四方头位于编码段第二固定块调节方槽3602中,编码段调整块379与编码段第二固定块377通过编码段调整块螺栓3606固定连接;编码段调整块调节螺栓380穿过编码段调整块379中的孔,编码段调整块调节螺栓380的端头紧抵于编码段从动滚筒376 轴的端四方头侧面、同时采用编码段调整块锁紧螺母3607进行锁紧固定,从而完成编码段从动滚筒376的安装固定。
通过调节编码段从动滚筒376在编码段第二固定块调节方槽3602中的位置,以调节编码段驱动滚筒364和编码段从动滚筒376之间的相对距离,从而实施编码段皮带363 的张紧度调节。
在图10-3中,第二过渡块374、第三过渡块375用于斜导入段302和编码段303相互间的框架过渡,即通过各自的圆弧外形以保证包裹在斜导入段302和编码段303之间对接、转弯时能够不发生磕碰而顺畅地过渡运行。
进一步地,第一过渡块368用于斜导入段302和编码段303之间输送单元对接,以保证斜导入段302的斜导入段多组小皮带轮组件349和编码段303的编码段皮带363能够无缝对接并弥补小皮带轮组件前面的空间。
如图11-1和图11-2所示,所述的称重段305由称重段型材盖3051、称重段型材3052、称重段从动滚筒3053、称重段双滚筒固定块3054、支撑3055、称重段驱动滚筒3055、称重段封板3056、称重装置3057、称重段滚筒固定块3058、称重段托板3059和称重段皮带3066组成。
其中,称重段从动滚筒3053的两端分别与称重段滚筒固定块3058、称重段滚筒固定块对称件3066固定连接,同时称重段驱动滚筒3055的两端分别与称重段双滚筒固定块3054固定连接;称重段调整块3060与称重段滚筒固定块3058通过称重段滚筒固定块螺栓3061固定连接,称重段调整块调整螺栓3062穿过称重段调整块3060中的孔且其端部紧抵于称重段从动滚筒3053的轴面,通过称重段调整块锁紧螺母3067锁紧称重段调整块调整螺栓3062。通过上述调节结构,可实现称重段从动滚筒3053相对于称重段驱动滚筒3055的间距调节,进而实现称重段305的称重段皮带3066的张紧度调节。
称重装置3057位于称重段皮带3066的底部,当包裹运行于此区域时可实现重量数据的采集并将采集的信息传递到后续的交叉带分拣机PLC控制系统。
所述的同步段306与称重段305相比,仅是同步段306中并未设置称重装置、其他结构与输送方式相同,在此不再重复描述。
如图12所示,所述的光幕组件304设置于编码段303和称重段305之间的上方,其整体通过型材相互搭建焊接而形成整体式框架结构。通过在光幕组件304上安装设置的多组光电或者光栅部件,以实现针对包裹信息的信号采集与传送至PLC控制系统。
具体地,光幕组件304由第一型材立柱3070、第二型材立柱3073、型材横梁3071、限高型材3076、光栅组件3072、反射板光电3074和光电传感器组件3075组成。其中,第一型材立柱3070、第二型材立柱3073与型材横梁3071组成整体式框架。
反射板光电3074与光电传感器组件3075相对地设置于第一型材立柱3070、第二型材立柱3073,两者成对使用以用于检测运行至此的包裹是否超高;进一步地,在反射板光电3074与光电传感器组件3075上方横向地设置有限高型材3076,限高型材3076两端通过型材角件分别与第一型材立柱3070、第二型材立柱3073固定连接,以阻止超高包裹不能通过;光栅组件3072通过螺栓与型材横梁3071固定连接以用于检测包裹的外形并采集相关的信息数据。
如图13至图21所示,所述的自动建包装置80包括连接于交叉带分拣装置60和卸货区之间的输送线和若干个料箱100。
其中,所述的装货区具有双层分拣环线201、运行于分拣环线201并输送货物的分拣小车204和双层格口滑槽205;分拣小车204按照PLC控制系统生成的分拣任务运行至指定的格口滑槽205处,然后将货物通过格口滑槽205分拣至下方的料箱100中。
所述的输送线为滚筒输送线,装满货物的料箱100通过滚筒输送线运行至卸货区。
所述的卸货区具有对于各卸货位的卸料滑槽211、位于每一卸料滑槽211底部的挂包架212和集包袋213、以及辊道台215和回包线216;经料箱100输送至卸货区的货物经卸料滑槽211收集于集包袋213,打包后的集包袋213经辊道台215输送至回包线216,最终统一收集以完成自动输送建包全流程。
如图15-1和图15-2所示,所述的滚筒输送线具有数组滚筒组件,电动滚筒110和无动力滚筒111,每组滚筒组件由一个电动滚筒110和由其驱动连接的(驱动连接结构与方式可选择多楔带/轮、齿轮/齿条、同步带/轮)数个无动力滚筒111组成;
对应于装货区的数个双层格口滑槽205、卸货区的数个卸料滑槽211,在滚筒输送线上设置有数对光电检测组件113和光电接收组件114;当料箱100按分拣任务运行到达指定位置时,光电检测组件113和光电接收组件114生成检测信号并上传至控制系统;基于此时料箱100处于到位状态,控制系统控制该组滚筒组件中的电动滚筒110停止运转、料箱100缺少动力而停止并定位,从而接收分拣环线201经格口滑槽205滑落的货物、或是货物经料箱100、卸料滑槽211滑落进入集包袋213。
如图16-1至图16-5所示,所述的料箱100运行于滚筒输送线、在装货区和卸货区各个格口之间周转以有序循环地实现货物装卸各个工序,其具有固定框架101和位于侧部的封板102,固定框架101固定安装于底部框架106,底部框架106运行于滚筒输送线;
在固定框架101与底部框架106之间、通过两侧设置的第一导轨组件104和第二导轨组件105活动地连接有抽板103;
在封板102上设置用于接收并存储分拣信息的RFID芯片107;
第一导轨组件104与第二导轨组件105结构相同、且对称地连接于固定框架101与底部框架106之间;
以第一导轨组件104为例,其具有一组第一导轨本体1201、两组滑轨1202、两组第二导轨本体1203组成。
其中,第一导轨本体1201通过其上的第一本体安装孔1206与料箱100的底部框架106通过螺栓进行固定;
在第一导轨本体1201端部设置有限位挡块1204,对应地,在每组第二导轨本体1203 的同向端部设置有限位挡片1205;
两组滑轨1202与两组第二导轨本体1203通过第二本体安装孔1208进行单一对应连接,两组第二导轨本体1203之间紧固安装组成,位于内侧的一组第二导轨本体1203通过其上的第二本体锁紧孔1209与抽板103的侧部固定连接。
第一导轨组件104和第二导轨组件105分别位于抽板103的两侧,从而支撑抽板103并提供抽板103打开或关闭料箱100底部开口的滑动导向。
如图17至图18-2所示,所述的卸货区,对应于每一卸货工位的卸料滑槽211设置有用于打开或关闭料箱100底部开口的气缸机构130,每一气缸机构130通过气缸固定支架131安装于卸货区平台132。
所述的气缸机构130可选型为精密导杆气缸,其包括第一固定块1301、第二固定块1302、滑块1303、吸盘固定支架1304、第一吸盘1305、第二吸盘1306和导杆1307。
其中,吸盘固定支架1304上的数组固定支架安装孔1310与滑块1303安装固定,第一吸盘1305和第二吸盘1306分别与吸盘固定支架1304通过螺栓固定;
滑块1303连接于气缸驱动输出端,滑块1303贯穿、活动地连接于导杆1307,导杆1307的轴端分别固定连接于第一固定块1301与第二固定块1302之间;
第一固定块1301通过其上的第一固定块安装孔1309、第二固定块1302通过其上的第二固定块安装孔1308分别固定连接于气缸固定支架131。
通过上述结构的气缸机构130,当料箱100到达指定的卸货区位置处,气缸机构130的滑块1303在气力驱动下沿导杆1307直线运动,固定于吸盘固定支架1304上面的第一吸盘1305、第二吸盘1306被推出而吸住抽板103;滑块1303继续移动的同时,抽板103 被打开,料箱100中的包裹落入卸料滑槽211中。当货物全部卸下后,滑块1303反方向移动而带动抽板103重新封闭料箱100底部的开口,进而料箱100可沿滚筒输送线运行至装货区、继续收集从格口滑槽205分拣来的货物。
如图19所示,所述的装货区,在匹配、对接双层分拣环线201的每一个双层格口滑槽205的底部,设置有RFID装货位读取装置109、满箱检测光电组件108。
当空载的料箱100到达装货区对应的格口滑槽205处时,亦即进入RFID装货位读取装置109的信号发射区域内,此时通过料箱100上的RFID芯片107接收到RFID装货位读取装置109发出的射频信号,由此凭借感应电流所获得的能量发送出存储在RFID芯片 107中的料箱100自身的编号信息,对应的料箱编号信息被RFID装货位读取装置109上传送到控制系统的PLC,从而完成料箱100在格口滑槽205处的定位控制。通过上述信息获取与确认流程,将分拣环线201上输送的货物与特定的料箱100建立起对应关系,以进一步地控制货物顺利、准确无误地被分拣至指定的料箱100中。
进一步地,料箱100在收集货物时,满箱检测光电组件108监控整个过程。一旦接满货物,满箱检测光电组件108就发出信号至控制系统的PLC,进而控制系统发出指令关闭格口滑槽205、同时滚筒输送线上的电动滚筒110重新运转、将料箱100输送至下一工序。
如图20所示,所述的卸货区,在匹配对接每一卸料滑槽211的顶部、滚筒输送线的侧部,设置有RFID卸货位读取装置112。
当满载货物的料箱100到达滚筒输送线上的指定卸料滑槽211处时,RFID卸货位读取装置112读取到RFID芯片107中存储的信息;到位信号上传送到控制系统的PLC中,通过在装货区建立起的货物与料箱100之间的分拣任务,和上述到位信号进行校对。只有在校对准确无误的前提下,控制系统发出指令以控制该区域内的电动滚筒110停止运行、气缸机构130带动抽板103打开料箱100底部开口,包裹经卸料滑槽211落入集包袋213中。
卸料滑槽211下方的集包袋213具有与料箱100匹配的容积,料箱100的每次卸货对应一个集包袋213。
可在所述的卸货区配置有RFID写入装置或者打印机,根据卸料滑槽211在控制系统中的地址码生成RFID号或条码,以将RFID号或条码与集包袋213中的包裹对应地绑定。满载并建包完成后的集包袋213被推入至回包线216。
应用上述结构设计的包裹拆分重新建包输送系统,本申请同时也实现了包括以下实施步骤的包裹拆分重新建包输送方法:
1)、在拆件解包区域将大件包裹拆分成若干小件包裹,供件至供包输送线;
2)、采用单件分离组件将批量包裹拉距成队列并调整其位置角度;
3)、包裹队列经导入装置自动输送至交叉带分拣装置;
4)、经分拣小车循环输送包裹至交叉带分拣装置的指定格口装置处,等待分拣;
5)、包裹卸载进入指定的自动建包装置的料箱中,完成分拣;
6)、料箱周转运行于装货区与卸货区之间的输送线,当到达指定的卸货格口时,包裹卸出并建包。
在上述步骤2)中,实施分离单件排列的过程如下:
2-1)纵向分离
批量包裹沿坡度分离装置2输送过程中,利用数个皮带机之间输送平面的高度差和速度差将包裹沿输送方向分离出间距;
2-2)横向分散
到达散射分离装置3的包裹,沿皮带与输送方向之间的延伸夹角进行分散,相邻货物在设备横向上分离出间距;
2-3)检测识别
使用视觉识别装置5对每一包裹进行识别,以获取该三维尺寸与实时位置坐标数据并且定义包裹沿输送方向最外围的尺寸坐标为包裹当前位置;
2-4)分离
对于被识别的相邻包裹,定义包裹之间的排序规则,通过包裹位置所在区域数个皮带机之间的速度差执行该排序规则,实现包裹间沿输送方向的单件排列输送;
2-5)分流
定义单件分离装置4的皮带机矩阵具有至少1个隔离区域40和至少2个输送通道41;对于处于隔离区域的包裹,根据视觉识别装置5的识别,其位置所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将该包裹调流至邻近的输送通道。
在上述分离单件排列过程中,采取先前后分散拉开间距、再左右分散扩大间距的方式,基于应用图像识别算法技术对每个包裹的体积、位置坐标和相邻关系进行识别与标记,从而确定相邻数个包裹之间的输送次序,最终完成沿输送方向上分离与单列输送队列的规范与整理,为包裹后续高速、有序地进入交叉带分拣、条码扫描等工序提供了前行良好基础,能够有效地提高大批量包裹的一次性扫描成功率和分拣效率。
如图4所示PLC控制系统的模块组成包括上位机、PLC、视觉控制器、伺服驱动器,伺服驱动器驱动单件分离装置4的每一皮带机。在整个分离单件排列过程的控制通讯中,包括上位机和视觉控制器发送指令给PLC,PLC发送指令给伺服驱动器以驱动并控制每一皮带机以相应的转速运行,同时PLC还发送指令给视觉控制器以触发3D相机进行拍照。
包裹处于单件分离装置4上时,视觉控制器会通过3D相机获得当前位置坐标与尺寸信息。对于优先输送的包裹,PLC会给包裹所处区域的皮带机伺服驱动器发出相应地、不同输送速度的运行指令,以实现相邻皮带机之间的输送速度差,通过速度差既可实现包裹之间的分离,又可针对某一包裹所处区域或与输送方向的夹角而实现姿态旋转调整。
为提高识别信息的准确性、以及提高识别结果更为真实有效地反映包裹实时状态与物理参数数据,进一步地,在上述步骤2-3)中,视觉识别装置5对包裹图像进行边缘检测,从中筛选出包裹的最外围边缘信息,以对应生成三维尺寸与位置坐标信息。
为提高相邻包裹之间输送过程中的纵向与横向间距,进而为后续条码扫描与一次性成功分拣提供充分的时间间隔,进一步地,在上述步骤2-4)中,所述的包裹排序规则,可以是根据视觉识别装置5的识别结果,先判断包裹的实时位置,位置靠前的优先输送;若实时位置相同,则比较包裹外围尺寸数据,体积较大的优先输送;以此类推;
优先输送的包裹所在区域的皮带机以较快输送速度运行,直至优先输送的包裹沿输送方向完全地超过其他包裹。
为扩大识别区域的信息搜集与计算所需的视角范围,进一步地,在上述步骤2-4)至步骤2-5)中,在单件分离装置4的垂向上方布置视觉识别装置5,视觉识别装置5包括若干个3D相机;3D相机沿包裹输送方向的垂直向下识别包裹信息。
为最大限度地提高后续一次性扫描成功率和分拣效率,进一步地,在上述步骤2-4) 和步骤2-5)中,根据视觉识别装置5的识别结果,包裹最外围边缘的最长边不与输送方向平行的,对包裹所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将其旋转调整,直至最外围边缘的最长边与输送方向保持平行。
具体地,如图5至图6-2所示,标定包裹最外围边缘的左上角为原点,输送方向为X轴,垂直方向为Y轴,由此单件分离装置4的皮带机矩阵的后排区域4-2(后三排皮带机,包括1个隔离区域40和2个输送通道41构成了一个坐标系。相应地,视觉识别装置5 的3D相机51能够识别出该坐标系中任一点的实时坐标与包裹最外围边缘的尺寸信息。包括包裹中心坐标、四个顶角的坐标从而可计算出包裹最外围边缘的长、宽数值、相对于X轴的夹角。
如图6-1所示,例如当包裹以1.2m/s的速度进入后排区域4-2后,停止58#、59# 皮带机的运行。3D相机51定位出包裹的中心坐标,以及最外围边缘的四个顶角坐标数据 U1,U2,U3,U4,并根据坐标计算出长度L和宽度W尺寸、以及识别出包裹最外围边缘的长边L相对于X轴的夹角为α,以及确定出包裹旋转方向为顺时针方向、旋转角度为α,通过包裹所在区域58#、59#皮带机之间的速度差(58#皮带机输送速度更快)可将包裹沿顺时针方向、以U2(X2,Y2)为定点进行旋转α角度。旋转过程中,视觉识别装置5始终进行拍照识别。待包裹转到位,同时启动58#和59#皮带机以相同的速度2m/s向前输送。
如图6-2所示,定义单件分离装置4的皮带机矩阵的中间两列皮带机构成了隔离区域40。对于部分处于隔离区域的包裹,根据视觉识别装置5的识别,其最外围边缘的长边相对于X轴的夹角为β。
此时先停止65#,66#皮带机运行,由于包裹跨处于中间区域,为了让包裹远离中间区域则需逆时针旋转。即以U8(X4,Y4)为定点、逆时针旋转β。通过64#至66#皮带机之间的速度差将包裹调整至长边与X轴保持平行。待包裹转到位,同时启动64#和65#皮带机以相同的速度2m/s向前输送。
在上述步骤5)和步骤6)中,包裹自动输送建包过程如下:
5-1)、料箱周转
料箱100循环周转运行于由数组电动滚筒110与无动力滚筒111组成的滚筒输送线;
5-2)、装货
当每一空载的料箱100到达装货区的格口滑槽205处时,RFID装货位读取装置109读取料箱100上的RFID芯片107中的编号信息,以生成料箱号指定码;
上述信息上传至控制系统的PLC,判断料箱号指定码与格口滑槽205在控制系统中的地址码是否一致;若不一致,则料箱100继续运行;若一致,则料箱100停止运行,同时货物进入指定码所在的料箱100中;
满箱检测光电组件108监控整个装货过程;一旦接满货物,满箱检测光电组件108就发出信号至控制系统的PLC,进而控制系统发出指令关闭格口滑槽205、同时滚筒输送线上的电动滚筒110重新运转、将料箱100继续向前输送;
5-3)、卸货
当每一满载的料箱100到达卸货区的卸料滑槽211处时,RFID卸货位读取装置112读取RFID芯片107中存储的编号信息,以生成料箱号指定码;
上述信息上传至控制系统的PLC,判断料箱号指定码与卸料滑槽211在控制系统中的地址码是否一致;若不一致,则料箱100继续运行;若一致,则料箱100停止运行,气缸机构130带动抽板103打开料箱100底部开口,包裹经卸料滑槽211落入集包袋213 中;
气缸机构130再次带动抽板103关闭料箱100的底部开口,空载的料箱100沿滚筒输送线再次周转回装货区。
5-4)建包
卸料滑槽211下方的集包袋213每次收集一个料箱100中的货物;
收集完货物后,由人工将集包袋213捆扎建包;
通过RFID写入装置根据该卸料滑槽211的地址码生成集包袋213的信息条码,或是通过打印机根据该卸料滑槽211的地址码生成集包袋213的RFID号码;
上述信息条码或RFID号码均与集包袋213中的货物建立起一一对应的绑定信息;
建包完成后的集包袋213被推入至回包线216,进入下一仓储工序。
所述的步骤5-2),装货区具有双层分拣环线201、运行于分拣环线201并输送货物的分拣小车204和双层格口滑槽205,分拣小车204按照控制系统生成的分拣任务运行至指定的格口滑槽205处,货物通过格口滑槽205分拣至下方的料箱100中。
进一步地,对应于装货区的数个双层格口滑槽205、卸货区的数个卸料滑槽211,在滚筒输送线上设置有数对光电检测组件113和光电接收组件114;当料箱100按分拣任务运行到达指定位置时,光电检测组件113和光电接收组件114生成检测信号并上传至控制系统;
进一步地,在匹配、对接双层分拣环线201的每一个双层格口滑槽205的底部,设置有RFID装货位读取装置109、满箱检测光电组件108;
当空载的料箱100到达装货区对应的格口滑槽205处时,通过料箱100上的RFID芯片107接收到RFID装货位读取装置109发出的射频信号,由此凭借感应电流所获得的能量发送出存储在RFID芯片107中的料箱100自身的编号信息,对应的料箱编号信息被 RFID装货位读取装置109上传送到控制系统的PLC,从而完成料箱100在格口滑槽205 处的定位控制;
通过上述信息获取与确认流程,将分拣环线201上输送的货物与特定的料箱100建立起对应关系,以进一步地控制货物顺利、准确无误地被分拣至指定的料箱100中。
进一步地,料箱100在收集货物时,满箱检测光电组件108监控整个过程;一旦接满货物,满箱检测光电组件108就发出信号至控制系统的PLC,进而控制系统发出指令关闭格口滑槽205、同时滚筒输送线上的电动滚筒110重新运转、将料箱100输送至下一工序。
所述的步骤5-3),卸货区具有对于各卸货位的卸料滑槽211、位于每一卸料滑槽211 底部的挂包架212和集包袋213、以及辊道台215和回包线216;经料箱100输送至卸货区的货物经卸料滑槽211收集于集包袋213。
进一步地,对应于每一卸货工位的卸料滑槽211,在卸货区设置有用于打开或关闭料箱100底部开口的气缸机构130;当料箱100到达指定的卸货区位置处,气缸机构130 的滑块1303在气力驱动下沿导杆1307直线运动,固定于吸盘固定支架1304上面的第一吸盘1305、第二吸盘1306被推出而吸住抽板103;滑块1303继续移动的同时,抽板103 被打开,料箱100中的包裹落入卸料滑槽211中;
当货物全部卸下后,滑块1303反方向移动而带动抽板103重新封闭料箱100底部的开口,进而料箱100可沿滚筒输送线运行至装货区、继续收集从格口滑槽205分拣来的货物。
进一步地,所述的卸货区,在匹配对接每一卸料滑槽211的顶部、滚筒输送线的侧部,设置有RFID卸货位读取装置112;当满载货物的料箱100到达滚筒输送线上的指定卸料滑槽211处时,RFID卸货位读取装置112读取到RFID芯片107中存储的信息;到位信号上传送到控制系统的PLC中,通过在装货区建立起的货物与料箱100之间的分拣任务,和上述到位信号进行校对;只有在校对准确无误的前提下,控制系统发出指令以控制该区域内的电动滚筒110停止运行、气缸机构130带动抽板103打开料箱100底部开口,包裹经卸料滑槽211落入集包袋213中。
进一步地,在所述的卸货区配置有RFID写入装置或者打印机,根据卸料滑槽211在控制系统中的地址码生成RFID号或条码,以将RFID号或条码与集包袋213中的包裹对应地绑定。
所述的步骤5-4),打包后的集包袋213经辊道台215输送至回包线216,最终统一收集以完成自动输送建包全流程。
综上内容,结合附图中给出的实施例仅是优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示,而直接推导出符合本实用新型设计构思的其他替代结构,也应属于本实用新型所述的方案范围。

Claims (5)

1.一种包裹拆分重新建包输送系统,其特征在于:沿输送方向分别连接设置有拆件解包区域、供包输送线、单件分离组件、导入装置、交叉带分拣装置、格口装置和自动建包装置;
所述的单件分离组件包括顺序排列连接的坡度分离装置、散射分离装置、单件分离装置和设置于单件分离装置垂向上方的视觉识别装置;
所述的导入装置设置在交叉带分拣装置的分拣环线前端,其沿输送方向包括依次连接的前端输送线、斜导入段、编码段、光幕组件、称重段、同步段、上载段和支撑组件;
所述的自动建包装置包括连接于交叉带分拣装置和卸货区之间的输送线和若干个料箱;装货区具有双层分拣环线、运行于分拣环线并输送货物的分拣小车和双层格口滑槽;输送线为滚筒输送线,装满货物的料箱通过滚筒输送线运行至卸货区;卸货区具有对于各卸货位的卸料滑槽、位于每一卸料滑槽底部的挂包架和集包袋、以及辊道台和回包线。
2.根据权利要求1所述的包裹拆分重新建包输送系统,其特征在于:在所述的单件分离组件中,坡度分离装置具有沿坡度依次连接的数个皮带机,相邻皮带机之间连接有垂向导向板,垂向导向板构成了两皮带机之间的垂向高度落差,每一皮带机均由单独的伺服电机驱动;利用坡度分离装置数个皮带机之间的输送高度差和速度差,沿输送方向将包裹分离出不同的间距;
散射分离装置包括数台沿输送方向呈发散状态排列的皮带机,每一皮带机均由单独的伺服电机驱动;
单件分离装置包括若干沿输送方向呈矩阵排列的皮带机,每一台皮带机均由单独的伺服电机驱动,皮带机矩阵具有1个纵向的隔离区域和2个输送通道,输送通道对接于后续的独立条码扫描与分拣设备。
3.根据权利要求2所述的包裹拆分重新建包输送系统,其特征在于:在单件分离装置的垂向上方布置视觉识别装置,视觉识别装置包括若干个3D相机,3D相机沿包裹输送方向的垂直向下进行安装。
4.根据权利要求1所述的包裹拆分重新建包输送系统,其特征在于:所述的导入装置设置在交叉带分拣装置的分拣环线前端,其沿输送方向包括依次连接的前端输送线、斜导入段、编码段、光幕组件、称重段、同步段、上载段和支撑组件。
5.根据权利要求1所述的包裹拆分重新建包输送系统,其特征在于:所述的自动建包装置包括连接于交叉带分拣装置和卸货区之间的输送线和若干个料箱;
所述的料箱具有固定框架和位于侧部的封板,固定框架固定安装于底部框架,底部框架运行于滚筒输送线;
在固定框架与底部框架之间、通过两侧设置的第一导轨组件和第二导轨组件活动地连接有抽板;
在封板上设置用于接收并存储分拣信息的RFID芯片;
第一导轨组件与第二导轨组件结构相同、且对称地连接于固定框架与底部框架之间;第一导轨组件和第二导轨组件分别位于抽板的两侧,从而支撑抽板并提供抽板打开或关闭料箱底部开口的滑动导向。
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