智能分揀系統的制作方法

本實用新型涉及一種智能分揀系統。

背景技術：

分揀是指將一批相同或不同的貨物，按照不同的要求分別揀開，進行配送或發送。鋼板、玻璃、塑料聚合物等行業的切割領域中存在各種各樣規則的、不規則的物料。目前，還沒有專門用于分揀、儲運這些物料的專業解決方案和系統裝置。

傳統的分揀是完全基于人力的作業系統，人工分揀物料，通過人工搜索，搬運物件來完成物件的分揀、提取工序。這種作業中，是通過人眼識別查找、人工搬運等工序。該人力系統對操作人員具有一定的危險性，而且作業效率低效，不能形成連續性的分揀生產流程，浪費了巨大的人力與物力，顯然無法滿足現代企業的需求。

技術實現要素：

本實用新型要解決的一個技術問題是提供一種智能分揀系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的一種技術方案是：一種智能分揀系統，包括能夠裝載多個物料并且輸入有物料排版信息的上位機、用于將各個物料分別輸送至下一工位的輸送系統、能夠讀取所述上位機的物料排版信息并將各個物料由上位機搬運至輸送系統上的智能分揀機、用于控制管理執行進程的MES系統，所述的智能分揀機包括具有多個用于抓取各個物料的吸盤的機械手、移載機構、分別控制多個所述吸盤以及所述移載機構運作的分揀控制器，所述的機械手安裝于所述移載機構上，分揀控制器根據物料位置信息控制所述移載機構將所述機械手移動至所需位置，并且所述分揀控制器根據物料形狀信息控制相應的吸盤啟動。

在某些實施方式中，多個所述物料是指多個不同尺寸、形狀的片材。

在某些實施方式中，所述吸盤具有9個，并采用九宮格形式排列分布。

在某些實施方式中，所述移載機構包括安裝支架、兩個固定在所述安裝支架上相平行設置并且長度沿著X方向延伸的縱向架、能夠沿著X方向移動設置在兩個所述縱向架上并且長度沿著Y方向延伸的橫向架、能夠沿著Y方向移動設置在所述橫向架上的移動座、長度沿著Z方向延伸的升降架、以Z向轉軸為軸心轉動連接在所述升降架下端部的旋轉座，所述升降沿著Z方向移動設置在所述移動座上，所述機械手設置于所述旋轉座上。

在某些進一步實施方式中，所述旋轉座與所述機械手之間通過具有彈簧緩沖功能的法蘭相連接。

在某些進一步實施方式中，所述縱向架上設置有至少一個所述橫向架，每個所述橫向架上設置有至少一個所述移動座。

在某些實施方式中，所述上位機為切割設備，所述切割設備包括能夠放置物料切割前整張原料的胎架、將原料按物料排版信息切割成多個所需物料的切割機，所述切割機設置于所述胎架上方。

在某些實施方式中，所述輸送系統包括多個AGV小車，智能分揀機用于將多個不同的物料搬至相應的所述AGV小車上。

本實用新型的范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的（但不限于）具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案等。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：智能分揀機與上位機、MES系統、輸送系統通信，能識別物料外形、空間位置，自動將所識別物件碼放至相應輸送系統上，儲運，形成連續性的智能分揀流程系統。能夠完全替代原來人工分揀系統，全自動操作過程，無需人工干預，釋放人員勞動強度，提高分揀效率，完全實現分揀工序的自動化、數字化、智能化。

附圖說明

附圖1為智能分揀系統俯視示意圖；

附圖2為智能分揀系統正視示意圖；

附圖3為智能分揀機的立體示意圖；

附圖4為附圖3的A處放大圖；

附圖5為機械手的立體示意圖；

附圖6為各種物料分布示意圖；

附圖7為針對各種物料吸盤的相應啟動示意圖；

其中：1、上位機；11、胎架；12、切割機；

2、智能分揀機；21、移載機構；211、安裝支架；212、縱向架；213、橫向架；214、移動座；215、升降架；216、旋轉座；217、法蘭；22、機械手；221、機械手本體；222、吸盤；

3、輸送系統；31、AGV小車；

4、物料。

具體實施方式

如各附圖所示，一種智能分揀系統，包括能夠裝載多個物料4并且輸入有物料排版信息的上位機1、用于將各個物料4分別輸送至下一工位的輸送系統3、能夠讀取上位機1的物料排版信息并將各個物料4由上位機1搬運至輸送系統3上的智能分揀機2、用于控制管理執行進程的MES系統。

系統即制造執行系統 (manufacturing execution system，簡稱MES)，MES系統即制造企業生產過程執行管理系統，是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統，定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,還能為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。

上位機是指來料端，如附圖6所示，各類物料4可以是由產線傳輸而來，或者是直接人工搬運過來進行排版，也可以是如本實施例中，如附圖1所示，上位機作為切割設備直接將整張原料切割成各類所需形狀的物料4。上位機1為切割設備，切割設備包括能夠放置物料切割前整張原料的胎架11、將原料按物料排版信息切割成多個所需物料4的切割機12，切割機12設置于胎架11上方。將整張原料放入胎架11上，切割機12根據物料排版信息對原料在相應的位置切割出相應形狀的物料4。多個物料4是指切割成多個不同尺寸、形狀的片材。

如附圖1-5所示，智能分揀機2包括機械手22、移載機構21、分揀控制器，分揀控制器就是常規的控制器，如程序控制器PLC等。機械手22安裝于移載機構21上，分揀控制器控制多個吸盤222以及移載機構21運作。即分揀控制器根據物料4位置信息控制移載機構21將機械手22移動至所需位置，并且分揀控制器根據物料4形狀信息控制相應的吸盤222啟動。

如附圖5所示，機械手22包括機械手本體221、多個用于抓取各個物料4的吸盤222，多個吸盤222向下設置于機械手本體221上。本實施例中，吸盤222具有9個，并采用九宮格形式排列分布。吸盤222可以采用真空吸盤、電磁吸盤等。如圖6、7所示，智能分揀機械手臂8啟動不同的吸盤抓取裝置組合就可以分揀出不同的切割件。事實上，也可以根據實際情況采取其它形式。

如圖7所示：啟動2、5號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S2形物料；啟動1、5號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S3形物料；啟動4、5、6號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S4形物料；啟動1、5、9號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S5形物料；啟動1、2、3、6號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S6形物料；啟動1、2、3、6、9號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S7形物料；啟動2、4、5、6號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S8形物料；啟動2、4、5、6、8號吸盤抓取裝置組合可以分揀出S9形物料。附圖7以9種典型物料為例進行實施說明，據此方式可以組合更多的吸盤抓取裝置而分揀形狀更復雜的物料，從而實現一種通過智能識別物料形狀的高效分揀方法與裝置。

如附圖1-4所示，移載機構21包括安裝支架211、兩個固定在安裝支架211上相平行設置并且長度沿著X方向延伸的縱向架212、能夠沿著X方向移動設置在兩個縱向架212上并且長度沿著Y方向延伸的橫向架213、能夠沿著Y方向移動設置在橫向架213上的移動座214、長度沿著Z方向延伸的升降架215、以Z向轉軸為軸心轉動連接在升降架215下端部的旋轉座216，升降架215沿著Z方向移動設置在移動座214上，機械手22設置于旋轉座216上。該智能分揀系統可以實現4個方位的運動：X向運動；Y向運行；Z向運動；Z向軸旋轉運動。

具體安裝結構，如附圖3所示：

X向運動實現，橫向架213兩端騎跨在兩側縱向架212上，橫向架213兩端部上安裝有X向行走機構，X向行走機構包括伺服電機、齒輪，伺服電機驅動齒輪，齒輪與相應縱向架212上的齒條嚙合，配合運行軌道和導向軌道，從而實現X向的往返運動與精確定位。

向運動實現，通過移動座214，移動座214后部固定4個水平滑塊，水平滑塊扣壓在橫向架213的機床軌道上。移動座214上固定有Y向行走機構，Y向行走機構包括伺服電機、齒輪，齒輪與橫向架213上的齒條相嚙合，從而實現Y向的往返運動與精確定位。

向運動實現，如附圖4所示，也是通過移動座214，移動座214前部固定6個豎直滑塊，豎直滑塊扣壓在升降架215的機床軌道上。移動座214上固定有Z向行走機構，Z向行走機構包括伺服電機驅動、齒輪，齒輪與升降架215內齒條相嚙合，從而實現Z向的往返運動與精確定位。

向軸旋轉運動實現，通過旋轉座216，升降架215的下部設置有旋轉電機，旋轉電機驅動小齒輪，小齒輪嚙合旋轉座216回轉軸承的內齒圈，帶動旋轉座216下方的機械手22旋轉，實現智能機械手22繞Z向軸的旋轉運動與精確定位。

如附圖2所示，旋轉座216與機械手22之間通過具有彈簧緩沖功能的法蘭217相連接。以抵消或減小機械手在分揀物料時產生的沖擊力。

無圖示，每個橫向架213上設置有至少一個移動座214，如在橫向架213上設置有兩個移動座214，當然，每個移動座214上分別設置有升降架215，每個升降架215的下部都設置有旋轉座216及機械手22，從而兩個機械手22能夠聯合使用，能夠實現Y向較長條狀物料的識別、分揀、碼放、儲運等工序。

同理，縱向架212上設置有至少一個橫向架213，如在縱向架212上設置有兩個橫向架213，每個橫向架213上都設置有兩個機械手22，從而實現四吊點聯合臺吊，從而實現較大板狀物料的分揀。

如附圖1所示，輸送系統3包括多個AGV小車31，智能分揀機2用于將多個不同的物料4搬至相應的AGV小車31上。AGV小車(Automated Guided Vehicle)又名:無人搬運車，指裝備自動導引裝置，通過兩輪或四輪差速沿規定路徑行駛，具有安全保護以及多種移載功能不需駕駛員的搬運車，以電池為其提供動力來源，可透過預設程序或中央計算機控制其行進路線以及動作行為。

關于以上智能分揀系統的操作方法，包括以下步驟：

一、分揀開始，將原料放入胎架11上，將物料排版信息輸入上位機1，MES系統發送切割信號，上位機1切割執行，上位機1完成后，向MES系統發送完成信號，MES系統向智能分揀機2發送分揀申請；

二、智能分揀機2讀取上位機1中物料排版信息，并且識別位于上位機1上各物料4的外形尺寸以及位置坐標；

三、分揀控制器根據物料4位置信息，控制移載機構21在XYZ方向及Z軸轉動，將機械手22移動至相應物料4的實際坐標位置上方；

四、分揀控制器根據物料4形狀信息，控制機械手22上相應的吸盤222啟動抓取物料4；

五、移載機構21移動機械手22，機械手22將抓取的物料4放置于輸送系統3的相應位置，將一種類的物料4放入相應的AGV小車上；

六、重復第三至第五步驟，直至機械手22將所有物料4搬運至輸送系統3的相應位置，智能分揀機2復位并把到位信號傳送到MES系統；

七、MES系統向輸送系統3發送運輸指令，分揀結束。MES系統控制碼放在AGV小車上的物料運送至后續的工位。

智能分揀機2與上位機、MES系統、輸送系統通信，形成一種智能分揀系統。使目前的分揀工序具備智能識別、碼放、儲運規則或不規則物料的能力，提高分揀物料的效率，減輕人員工作強度，降低企業人力和物力成本，實現分揀工序的自動化、數字化、智能化。

如上所述，我們完全按照本實用新型的宗旨進行了說明，但本實用新型并非局限于上述實施例和實施方法。相關技術領域的從業者可在本實用新型的技術思想許可的范圍內進行不同的變化及實施。