物料自动计数及装盒装置以及方法与流程

本公开涉及包装，尤其涉及一种物料自动计数及装盒装置以及方法。

背景技术：

1、在工业化生产过程中，物料计数主要包括称重计数、机械计数、传感器计数和视觉计数四种方式。以上四种物料计数方式各有利弊，例如：

2、称重计数法的工作原理是先取一批已知数量的同种物料称重，算出单个物料的平均重量。然后称量待计数物料的总重量，用总重量除以单个平均重量，即可得出数量。这种方法的精度完全依赖于单个物料重量的高度一致性。如果物料本身重量存在差异，或者物料非常轻，则称重计的误差就会被放大。

3、机械计数法一般分为模板计数和体积计数：模板计数是在一个特制的托盘或平板上加工出与物料形状、大小匹配的凹槽。物料填入凹槽，每个凹槽正好容纳一个，通过计算凹槽总数和托盘数来确定数量。这种方法结构简单，但缺点也很明显：更换产品规格时，必须更换整个模具，灵活性很差。体积计数法则是在一个固定容积的容器或区域中，通过控制物料的长度、或堆积层数来达到预设数量；这种方法的缺陷在于只适用于形状规则、能整齐排列的物料。

4、传感器计数法是基于将物料整理成单个、有序的队列，当每个物料通过传感器的检测区域时，会短暂遮挡光束。传感器将这种“遮挡”转换为一个电脉冲，计数器记录脉冲数量，从而实现计数。此方法要求物料有序、逐个通过传感器，检测速度相对来说较慢，且对透明、反光或重叠物料检测效果较差，容易造成漏检。

5、视觉计数方法通过相机对物料进行拍照，然后利用图像处理软件和ai算法对照片进行分析，识别出每个物料的轮廓、特征，从而实现物料计数。此方法检测精度高、速度快，通用性较强。但由于其无法精确控制物料下料数量，故无法实现固定数量物料的计数、装盒的一体化工艺。

技术实现思路

1、本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种物料自动计数及装盒装置以及方法。

2、为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

3、根据本公开的一个方面，提供一种物料自动计数及装盒装置，其包括物料收集模块、控制模块以及沿一传输路径依次布置的包装盒下落模块、主下料模块和辅下料模块；所述物料收集模块包括第一传送机构及物料收集筐，所述物料收集筐布置在所述第一传送机构上并能沿所述传输路径被输送；所述包装盒下落模块用于将包装盒放入空的所述物料收集筐内；所述主下料模块包括第二传送机构及视觉计数元件；所述第二传送机构用于将物料批量地输送至所述物料收集筐内的所述包装盒内，所述视觉计数元件用于采集所述第二传送机构输出的物料数量；所述辅下料模块包括第三传送机构及光电计数元件；所述第三传送机构用于将物料逐个地输送至所述物料收集筐内的所述包装盒内，所述光电计数元件用于采集所述第三传送机构输出的物料数量；其中，在一个计数及装盒工序中，响应于所述第二传送机构已输出m个物料，所述控制单元控制所述第二传送机构停止输送物料，然后控制所述第一传送机构将所述物料收集筐由所述主下料模块处输送至所述辅下料模块处，再控制所述第三传送机构开始输送物料；响应于所述第三传送机构已输出n个物料，n＜m，所述控制单元控制所述第三传送机构停止输送物料，然后控制所述第一传送机构将所述物料收集筐输送至下一个工位。

4、根据本公开的其中一个实施方式，所述第二传送机构包括第一振动盘及第一传送带；所述第一振动盘具有第一出料口，所述第一出料口的宽度大于物料宽度的2倍，所述第一传送带由所述第一出料口延伸至所述第一传送机构的第一下料工位上方；所述第三传送机构包括第二振动盘及第二传送带；所述第二振动盘具有第二出料口，所述第二出料口的宽度大于物料的宽度且小于物料宽度的2倍，所述第二传送带由所述第二出料口延伸至所述第一传送机构的第二下料工位上方。

5、根据本公开的其中一个实施方式，所述视觉计数元件包括相机镜头及光源，所述相机镜头的拍摄区域位于所述第一传送带，用于检测经过所述第一传送带输送的物料数量，所述光源用于照射所述相机镜头的拍摄区域。

6、根据本公开的其中一个实施方式，所述第一出料口为凹陷的槽型结构，所述第一振动盘设置有阻挡件，所述阻挡件部分延伸至所述第一出料口的上方，用于阻挡和挡落层叠的物料。

7、根据本公开的其中一个实施方式，其中：所述第一传送带的传输速度大于所述第一振动盘的出料速度；和/或，所述第二传送带的传输速度大于所述第二振动盘的出料速度。

8、根据本公开的其中一个实施方式，m和n符合n/(m+n)≤1/10的关系。

9、根据本公开的其中一个实施方式，所述第一传送机构包括传送链条；所述物料收集筐的底部设置有成对布置的两个安装座，两个所述安装座沿垂直于所述传输路径的横向间隔布置，并位于所述传送链条的两侧，两个所述安装座与所述传送链条经由紧固件固定连接。

10、根据本公开的其中一个实施方式，所述物料收集筐内设置有活动板，所述活动板经由弹性件连接于所述物料收集筐的底壁，以实现所述活动板相对所述物料收集筐的上下浮动；所述物料收集筐的侧壁设置有检验通孔；所述活动板上未承载包装盒时，所述弹性件受到所述活动板的重力作用，所述活动板的下边缘位于所述检验通孔上方；所述活动板上承载包装盒时，所述弹性件受到所述活动板和包装盒的重力作用，所述活动板下降并以自身的侧壁遮挡所述检验通孔；所述第一传送机构具有检验工位，沿所述传输路径，所述检验工位位于所述辅下料模块远离所述主下料模块的一侧；所述检验工位设置有光电传感器，用于识别所述检验通孔是否被所述活动板的侧壁遮挡；其中，响应于所述光电传感器检测到所述检验通孔被遮挡并持续预设时间，所述控制模块报警，直至所述检验通孔不再被遮挡，所述控制模块停止报警。

11、根据本公开的其中一个实施方式，所述物料收集模块包括多个所述物料收集筐，所述第一传送机构在任意工作状态下布置有其中至少三个所述物料收集筐，三个所述物料收集筐分别位于所述包装盒下落模块、所述主下料模块和所述辅下料模块的对应位置；其中，由所述控制模块控制，所述第一传送机构被配置为以固定的节拍间断地输送所述物料收集筐，所述第一传送机构完成一个节拍的输送并停止后，至下一个节拍的输送开始前，所述包装盒下落模块、所述主下料模块和所述辅下料模块分别执行各自的功能动作。

12、根据本公开的另一个方面，提供一种物料自动计数及装盒方法，包括：在传输物料收集筐的一传输路径上依次划分包装盒放置工位、第一下料工位和第二下料工位；将物料收集筐输送至包装盒放置工位，将包装盒放入空的物料收集筐内；将物料收集筐输送至第一下料工位，将物料批量地输送至包装盒内，通过采集视觉信息的方式采集在第一下料工位输送至包装盒的物料数量，直至该数量达到m时停止输送物料；将物料收集筐输送至第二下料工位，将物料逐个地输送至包装盒内，通过采集光电信号的方式采集在第二下料工位输送至包装盒的物料数量，直至该数量达到n时停止输送物料，其中n＜m；将物料收集筐输送至下一个工位。

13、由上述技术方案可知，本公开提出的物料自动计数及装盒装置以及方法的优点和积极效果在于：

14、本公开提出的物料自动计数及装盒装置利用第一传送机构沿传输路径输送物料收集筐；包装盒下落模块用于将包装盒放入空的物料收集筐内；主下料模块通过第二传送机构将物料批量地输送至包装盒内，并通过视觉计数元件采集该过程中输出的物料数量；辅下料模块通过第三传送机构将物料逐个地输送至包装盒内，并通过光电计数元件用于采集该过程中输出的物料数量；响应于第二传送机构已输出m个物料，在控制单元的控制下，第二传送机构停止输送，第一传送机构将物料收集筐输送至辅下料模块处，然后第三传送机构开始输送物料；响应于第三传送机构已输出n个物料，n＜m，第三传送机构停止输送。通过上述设计，本公开提出一种能够实现物料的自动计数及装盒的一体化方案，且特别适用于小物料，例如小体积物料的应用。本公开通过主、辅下料相结合的方式，兼容了下料的速度与精度，可以准确控制每个包装盒内物料数量的一致性。同时，本公开通过控制模块对多个功能模块的动作节拍进行协调控制，实现物料快速精确下料、物料计数及物料装盒的一体化耦合功能，提升整体生产效率。