[發明專利]一種矩形物料的打包系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202110774561.7
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113602605B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 劉衍
• 申請（專利權）人: 中科元象（常州）智能裝備有限公司
• 主分類號: B65B57/14
• 分類號: B65B57/14;B65B35/10;B65B63/00;B65B65/00;B65B11/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種矩形物料的打包系統，其特征在于，包括控制機構、加工機構、檢測打包機構和輸送機構；

所述加工機構用于將原材料加工成各矩形物料；所述輸送機構用于將原材料輸送至加工機構中進行加工，并將加工形成的各矩形物料輸出至輸送機構尾端的檢測平臺；

所述檢測打包機構用于檢測各矩形物料的位置和姿態信息，并將各矩形物料打包成包裹；所述檢測打包機構包括支撐架及設在其上的打包執行機構、碼垛區、工業相機和激光器，所述激光器為所述工業相機提供光源，所述工業相機用于拍攝各矩形物料的表面圖像，并傳輸至控制機構進行處理，控制機構進行碼垛算法處理，進行包裹布局，計算出各矩形物料的碼放區域，以及抓放矩形物料的先后順序；所述打包執行機構用于將各矩形物料在碼垛區打包成包裹；

所述控制機構與加工機構、檢測打包機構、輸送機構連接，并控制打包系統運行；

其中，上文所述包裹布局的過程為：

步驟（1）布局底層：選取所有未打包矩形物料中長寬尺寸之和最大的矩形物料A作為當前包裹的底層；

步驟（2）布局中間層：

步驟（a）選取與底層寬度尺寸相同的矩形物料布局在中間層，若不存在與底層寬度尺寸相同的矩形物料，轉到步驟（b）；若與底層寬度尺寸相同的矩形物料沿底層長度方向尺寸之和小于底層長度，則先將這些與底層寬度尺寸相同的矩形物料布局到當前包裹的中間層，然后轉到步驟（b）；若與底層寬度尺寸相同的矩形物料沿底層長度方向尺寸之和大于底層長度，采用動態規劃的方法求取作最合適的矩形物料組合，使選取的矩形物料沿底層長度方向尺寸之和最接近底層長度，之后轉到步驟（3）；如果布局完與底層寬度尺寸相同的矩形物料之后第二層還有剩余空間，則轉到步驟（b）；

步驟（b）給定可布局區域位置和尺寸，采用貪心算法布局剩余區域：首先選取剩余區域可容納的最大矩形物料B進行布局，然后將最大矩形物料B所占據的寬度和剩余可布局長度作為布局子層，采用貪心算法在布局子層不斷根據最大矩形物料B的尋找規則尋找可布局矩形物料，直至不能布局為止；其中最大矩形物料B的定義為：矩形物料長度和寬度尺寸分別小于剩余區域的長度和寬度尺寸或寬度和長度尺寸，同時矩形物料的長寬尺寸之和在未打包的矩形物料中最大；

步驟（c）從步驟（b）給定的剩余區域中去除所述布局子層及最大矩形物料B的布局區域，定義為新的可布局區域，重復步驟（b），直至無法找到可布局的矩形物料位置，轉到步驟（3）；

步驟（3）布局包裹的頂層：根據當前包裹高度判定是否超出限制，沒有超出限制先尋找和底層大小相同的矩形物料作為頂層，如果沒有滿足要求的矩形物料轉步驟（a）布局頂層；超出限制則該包裹布局結束；之后轉步驟（1）開始布局新的包裹，直至所有矩形物料布局完畢。

2.根據權利要求1所述的矩形物料的打包系統，其特征在于，所述打包執行機構為桁架機器人，所述桁架機器人具有四個自由度，包括X/Y/Z三個平動自由度和一個沿Z軸用于矩形物料旋轉的旋轉自由度。

3.根據權利要求1所述的矩形物料的打包系統，其特征在于，所述打包系統還包括矩形物料緩存架，所述矩形物料緩存架設在所述檢測平臺的一側。

4.根據權利要求1所述的矩形物料的打包系統，其特征在于，所述加工機構、輸送機構設有兩套。

5.根據權利要求3所述的矩形物料的打包系統，其特征在于，所述加工機構、輸送機構設有兩套。