一种件烟姿态自适应调整输送系统及方法与流程

1.本发明属于件烟输送技术领域，尤其涉及一种件烟姿态自适应调整输送系统及方法。


背景技术：

2.条烟装箱封装后形成件烟，经分拣机分拣后进入各分拣通道。通常进入仓库存储前，会通过机器人将同类型的若干件烟码垛在一个载盘上，因为件烟经分拣和输送，其姿态不一，机器人还需进行定位抓取，耗时长而且抓取件烟时还容易损伤件烟包装。另外，因为件烟姿态不一，机器人只能一件一件抓取，效率低下。
3.另外，因为烟支大小长短不一、加上包装盒各有千秋，这就造成不同类型的烟支，其对应的件烟也形态不一。目前，对于产品类型少的烟厂，通常一种类型的件烟对应一个分拣通道，但是如果有新增产品，需要新增或者改造分拣通道，无论新增还是改造都需要增加设备投入，还会影响当下的输送作业；对于产品类型较多的烟厂，一个分拣通道可以对应几种类型的产品，但是要求其件烟包装相近，如果当前生产的产品相差较大，其对应分拣通道可能相差较远，这势必造成更多的设备运行，不利于节能控制。
4.公开号为cn101857146a的专利申请公开了一种烟箱入库码垛前姿态调整装置，包括单元支架、电机、长滚筒、短滚筒、翻转轴和翻转架，单元支架两端分别设置长滚筒(3)并由驱动电机(1)驱动，单元支架中部分组平行设置短滚筒(4)，单元支架中心区平行于短滚筒(4)通过轴承(6)设置翻转轴(5)，翻转轴(5)上设置翻转架(7)，翻转轴(5)由翻转电机(2)驱动，通过采用程序控制操作的翻转架，实现了烟箱入库码垛前单件烟箱姿态的高效调整，但是不适应各种类型的件烟调整，也即是对各种类型的件烟调整不准确。
5.公开号为cn101863378a的专利申请公开了一种烟箱出库拆垛后姿态调整装置，包括输送单元和翻转单元，输送单元支架上平行设置多挈带电动滚筒(3)和长滚筒(4)，输送单元支架前端设置气动挡板(9)，气动挡板(9)由下部的气缸(2)驱动；翻转单元联接于输送单元支架前端，翻转单元支架分组平行设置短滚筒(5)，翻转单元支架前端通过轴承(6)设置翻转轴(7)，翻转轴(7)上设置翻转架(8)，翻转轴(7)由电机(1)驱动。通过采用气动挡板和翻转机构，实现了拆垛后直立烟箱的高效翻转处理，但是并不适应各种类型的件烟调整，也即是对各种类型的件烟调整不准确。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种件烟姿态自适应调整输送系统及方法，可以适应各种类型的件烟输送并进行姿态调整，更节能高效。
7.为了实现上述发明目的，实施例提供了一种件烟姿态自适应调整输送系统，包括控制器和若干分拣通道；每个分拣通道包括输送辊道、设置在输送辊道上的条码识别器、对中装置、图像识别器、转向装置和翻转装置，所述条码识别器用于采集件烟上的条码信息，所述对中装置用于将件烟位置调整至输送辊道的中心位置，所述图像识别器用于识别件烟
的姿态，所述转向装置用于将件烟水平旋转，所述翻转装置用于将件烟竖直翻转；所述条码识别器、输送辊道、图像识别器、转向装置和翻转装置均与所述控制器通信连接并受控制器控制工作。
8.优选地，所述输送辊道的末端为码垛工位，所述码垛工位上设有用于多个件烟整理的推箱装置，所述推箱装置与所述控制器通信连接并受控制器控制工作。
9.为了实现上述发明目的，实施例还提供了一种件烟姿态自适应调整输送方法，，所述方法应用上述件烟姿态自适应调整输送系统实现，所述方法包括以下步骤：
10.信息录入：将包括类型、外形、图案、条码的件烟信息以及件烟预设摆放姿态录入控制器，将录入控制器的件烟分类成若干规格，这些规格中至少包括无需转向且无需翻转的a类烟、无需转向但需要翻转的b类烟、可能需要转向但无需翻转的c类烟、可能需要转向且需要翻转的d类烟、可能需要转向且呈规律需要翻转的e类烟；
11.条码识别：条码识别器扫描当前件烟上的条码获得条码信息，并将条码信息传给控制器，控制器比对当前件烟上的条码信息与录入的预设定件烟信息，比对失败时，报警处理；比对成功时，分辨当前件烟的规格，如果为a类烟，直接将当前件烟通过输送辊道输送至末端进行件烟整理；如果是b类烟，控制先后执行件烟对中和件烟翻转；如果是c类烟，控制先后执行件烟对中和件烟转向；如果是d类烟，控制先后依次执行件烟对中、件烟转向和件烟翻转；如果是e类烟，控制先后执行件烟对中和件烟转向，根据实际需求的翻转规律进行计数，进而控制翻转操作的执行；
12.件烟对中：对中装置将当前件烟位置调整至输送辊道的中心位置；
13.图像识别：图像识别器对当前件烟进行图像采集，并将采集图像发送给控制器，控制器根据采集图像信息与类型件烟的预设摆放姿态进行图像比对，进而确定当前件烟是否需要进行转向、转向角度；
14.件烟转向：控制器控制转向装置不动作或根据指令内容对件烟进行指定转向角度的转向；
15.件烟翻转：控制器控制翻转装置不动作或者将件烟翻转90度。
16.优选地，件烟对中操作在条码识别操作之前执行，控制器分辨当前件烟规格后不再执行件烟对中操作。
17.优选地，所述方法还包括件烟整理：控制器控制推箱装置对输送到输送辊道末端的件烟进行整理，即根据预设件烟信息控制推箱装置的行程，进而迫使多个件烟能够对齐并紧凑排放。
18.为了实现上述发明目的，实施例还提供了一种件烟姿态自适应调整输送方法，所述方法应用上述件烟姿态自适应调整输送系统实现，所述方法包括以下步骤：
19.信息录入：将包括类型、外形、图案、条码的件烟信息以及件烟预设摆放姿态录入控制器；
20.图像识别：图像识别器对当前件烟进行图像采集，并将采集图像发送给控制器，控制器根据采集图像信息确定当前件烟的类型，并将采集的图像信息与该类型件烟的预设摆放姿态进行图像比对，比对失败时，报警处理，比对成功时，确定当前件烟是否需要进行转向、转向角度、是否需要进行翻转，并得出指令；
21.件烟对中：对中装置将当前件烟位置调整至输送辊道的中心位置；
22.件烟转向：控制器控制转向装置不动作或根据指令内容对件烟进行指定转向角度的转向；
23.件烟翻转：控制器控制翻转装置不动作或者将件烟翻转90度；
24.所述方法在信息录入基础上，依次按照件烟对中、图像识别、件烟转向、件烟翻转的顺序对件烟进行姿态调整；或所述方法在信息录入基础上，依次按照图像识别、件烟对中、件烟转向、件烟翻转的顺序对件烟进行姿态调整。
25.优选地，在录入信息时，还包括：根据件烟的外形和大小，将录入信息的件烟分成无需转向的m类烟以及有可能需要转向的n类烟；
26.判别器控制器根据采集图像确定当前件烟的类型，并辨别是否为m类烟或n类烟，如果辨别当前件烟为m类烟，不进行图像比对，直接根据实际码垛需要给出是否需要进行翻转的指令；如果辨别当前件烟为n类烟，将采集到的图像信息与该类型件烟的预设摆放姿态进行图像比对，比对失败时，报警处理，比对成功时，确定当前件烟是否需要进行转向、转向角度、是否需要进行翻转，并得出指令。
27.优选地，所述方法还包括条码识别：条码识别器扫描当前件烟上的条码获得条码信息，并将条码信息传给控制器，控制器比对当前件烟上的条码信息与录入的预设定件烟信息，比对失败时，报警处理；比对成功时，分两种情况：
28.情况一：当条码识别执行在信息录入之后，姿态调整步骤之前时，如果辨别当前件烟为m类烟，则跳过件烟姿态调整中的图像识别和件烟转向，直接根据实际码垛需要给出是否需要进行翻转的指令；如果是n类烟，则继续执行后续件烟姿态调整；
29.情况二：当条码识别执行姿态调整中的图像识别和件烟转向之间时，如果辨别当前件烟为m类烟，则直接根据实际码垛需要给出是否需要进行翻转的指令；如果是n类烟，则继续执行件烟转向和件烟翻转。
30.优选地，图像识别过程中和条码识别过程中，在报警处理时，当前件烟送出输送辊道。
31.优选地，所述方法还包括件烟整理：控制器控制推箱装置对输送到输送辊道末端的件烟进行整理，即根据预设件烟信息控制推箱装置的行程，进而迫使多个件烟能够对齐并紧凑排放。
32.实施例提供的件烟姿态自适应调整输送系统及方法具有以下有益效果：
33.对中装置将件烟位置调整到输送辊道的中心位置，使得后续转向动作和翻转动作后不会偏离输送辊道中心，可以适应各类型的件烟输送，使得每个分拣通道的利用率提高，分拣通道的设置相对集中而且数量要求更少，使得作业区域集中不分散，更利于节能控制。另外，通过图形识别器对件烟进行信息采集，配合对中装置和转向装置使用，使得件烟姿态调整更准确可靠，便于码垛机器人的抓取，而且码垛机器人可以同时抓取多个姿态相同的件烟，效率得以提高。本发明的工艺流程自动机械化程度高，运行效率高，可靠性高。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根
据这些附图获得其他附图。
35.图1为实施例一提供的件烟姿态自适应调整输送方法的流程图。
36.图2为实施例二提供的件烟姿态自适应调整输送方法的流程图。
37.图3为实施例三提供的件烟姿态自适应调整输送方法的流程图。
38.图4为实施例四提供的件烟姿态自适应调整输送方法的流程图。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
40.实施例一：
41.本实施例提供了一种件烟姿态自适应调整输送系统，包括控制器和多条分拣通道。分拣通道包括输送辊道、设置在输送辊道上的条码识别器、对中装置、图像识别器、转向装置、翻转装置和推箱装置。条码识别器用于采集件烟上的条码信息。对中装置用于将件烟位置调整至输送辊道的中心位置。图像识别器用于识别件烟的姿态。转向装置用于将件烟水平旋转。翻转装置用于将件烟竖直翻转。输送辊道的末端为码垛工位，推箱装置设置在此位置，用于将多个姿态相同的件烟整理，使得这几个件烟排列整齐紧凑，便于码垛机器人抓取。条码识别器、输送辊道、图像识别器、转向装置、翻转装置和推箱装置均与控制器连接，控制器控制条码识别器、输送辊道、图像识别器、转向装置、翻转装置和推箱装置进行条码识别、件烟输送、图像识别、件烟转向、件烟翻转以及件烟推箱，同时还进行件烟信息的对比和件烟姿态的比对，根据比对结果控制各部件工作。
42.实际运用中，能实现翻转、转向和对中的装置多种多样，实施例对翻转装置、转向装置、对中装置和推箱装置的结构没有特殊要求，能实现其对应功能的设备即可，为了便于理解其功能，以下分别举例说明，但该例子并非对本发明的限制。实施例中翻转装置可以选用十字翻转机等纸箱翻转设备，十字翻转机上有四个呈直角的放置空间，可以循环操作不需回正。
43.转向装置可以是包括液压缸以及设置在液压缸推杆上的步进电机，步进电机的转轴端部连接有转盘，液压缸的动作方向为竖直方向，步进电机的转轴方向与液压缸的动作方向垂直。通过控制器控制步进电机的步距即可控制转盘的旋转角度，将件烟输送到转盘中心即可转向，方便快捷。
44.对中装置可以是包括分别设置在输送辊道两边的且相对设置的线性步进电机，在线性步进电机的螺杆端部设有挡板，挡板上沿输送辊道的输送方向间隔均匀地设有若干压力传感器或行程开关，间隔距离为5
‑
20cm之间，两线性步进电机同步工作并自输送辊道的边沿向中心移动，当两块挡板上均有两组以上的压力传感器或者行程开关被触发时，说明件烟已经对中，线性步进电机反向工作，回复原始位置。
45.推箱装置可以是包括前挡板和侧向推板，前挡板固定设置在输送辊道上即可，前挡板的长度方向为与输送辊道传送方向垂直，用于阻挡件烟继续前行；前挡板也可以设置在如气缸上，进行升降控制。侧向推板设置在线性步进电机的螺杆端部，线性步进电机的螺杆移动方向为与输送辊道传送方向垂直。因为输送辊道持续传送，多个件烟受前挡板阻挡
后，可以紧凑的贴靠在一起，而侧向推板和输送辊道的侧壁配合可以使得这几个烟箱对齐。通过控制器控制线性步进电机的步距，进而精准地控制侧向推板的行程，不会对件烟造成损伤。
46.图像识别器可以选用基恩士公司的iv系列图像识别传感器，实施例中采用iv
‑
hg300ca传感器探头 iv
‑
hg10传感器控制器的组合。
47.如图1所示，采用上述的件烟姿态自适应调整输送系统实现的件烟姿态自适应调整输送方法，包括件信息录入、条码识别、件烟对中、件烟转向、件烟翻转和件烟整理。其中，件烟对中、件烟转向、件烟翻转并非为必须执行的程序，是为根据条码识别进行甄别后选择执行的动作。具体为：
48.s101，信息录入：将包括类型、外形、图案、条码的件烟信息以及件烟预设摆放姿态录入控制器，将录入控制器的件烟分类成若干规格，这些规格中至少包括无需转向且无需翻转的a类烟、无需转向但需要翻转的b类烟、可能需要转向但无需翻转的c类烟、可能需要转向且需要翻转的d类烟、可能需要转向且呈规律需要翻转的e类烟。
49.s102，条码识别：条码识别器扫描当前件烟上的条码获得条码信息，并将条码信息传给控制器，控制器比对当前件烟上的条码信息与录入的预设定件烟信息，比对失败时，报警处理；比对成功时，分辨当前件烟的规格，如果为a类烟，直接将当前件烟通过输送辊道输送至末端进行件烟整理；如果是b类烟，控制先后执行件烟对中和件烟翻转；如果是c类烟，控制先后执行件烟对中和件烟转向；如果是d类烟，控制先后依次执行件烟对中、件烟转向和件烟翻转；如果是e类烟，控制先后执行件烟对中和件烟转向，根据实际需求的翻转规律进行计数，进而控制翻转操作的执行。
50.s103，控制器控制对中装置、转向装置、翻转装置根据不同规格的件烟进行件烟对中、件烟转向、件烟翻转。
51.对中装置执行的件烟对中操作为将当前件烟位置调整至输送辊道的中心位置。
52.转向装置执行的件烟转向是调整件烟在输送辊道上的方向，转向操作以及转向方向受控制器控制。因此，在转向操作之前，图像识别器对当前件烟进行图像采集，并将采集图像发送给控制器，控制器根据采集图像信息与该类型件烟的预设摆放姿态进行图像比对，进而确定当前件烟是否需要进行转向、转向角度，当需要进行转向时，按照确定的转向角度控制转向装置进行件烟转向。
53.翻转装置执行的件烟翻转操作是受控制器控制直接对当前件烟翻转90度。
54.s104，控制器控制推箱装置对输送到输送辊道末端的件烟进行整理，具体而言，根据预设件烟信息控制推箱装置的行程，进而迫使多个件烟能够对齐并紧凑排放。
55.实施例中，将件烟分成5种规格，基本上可以覆盖当前所有的件烟，对不同规格的件烟指定输送程序，对于可以明确不需要转向或翻转的，以及明确需要翻转的件烟，直接跳过对应的操作，使得整个工艺简洁高效，便于控制和管理。而对于进入分拣通道的件烟先扫码，可以将错误分拣或条码有损等的件烟报直接警处理，不做无用功，更加节能。
56.在旋转操作中，先进行件烟对中再进行图像识别，对中后的件烟其与预设件烟的偏离角度固定为0度、90度、180度或270度，图像采集比对时，可以进行人工编程干预确定角度，进而快速确定转向装置需要转动的角度，提高整体的效率。另外，可以选用精度较低的图像识别器，以降低购买和维护成本。对中后的件烟偏离角度固定，更利于旋转装置旋转角
度的控制。
57.实施例中，还可以将件烟的对中操作放在条码识别之前执行，条码识别分辨当前件烟的规格后不再执行件烟对中操作。这般调整使得对所有规格的件烟都执行对中，相比于未调整的程序，仅增加了对a类烟的工作量，因为件烟都是放倒输送，即不进行翻转的话，和输送辊道接触的面始终不变，而不需转向的件烟，其长度和宽度(放倒状态下)限制了其不可能转向，对中装置的行程大多很短，对整个工艺流程影响不大，可以作为一个备选。另外，转向操作和翻转操作也可以互换顺序进行，但先转向后翻转仍作为优选。
58.实施例二：
59.如图2所示，采用实施例一提供的件烟姿态自适应调整输送系统实现的件烟姿态自适应调整输送方法，包括件信息录入、条码识别、件烟姿态调整和件烟整理步骤。
60.s201，信息录入：将包括类型、外形、图案、条码的件烟信息以及件烟预设摆放姿态录入控制器。另外，还根据件烟的外形和大小，将录入信息的件烟分成无需转向的m类烟以及有可能需要转向的n类烟。
61.s202，条码识别：条码识别器扫描当前件烟上的条码获得条码信息，并将条码信息传给控制器，控制器比对当前件烟上的条码信息与录入的预设定件烟信息，比对失败时，报警处理并将当前件烟送出输送辊道处理，比对成功时，如果辨别当前件烟为m类烟，则跳过后续件烟姿态调整中的图像识别和件烟转向，直接根据实际码垛需要给出是否需要进行翻转的指令；如果是n类烟，则继续执行后续件烟姿态调整。
62.s203，件烟姿态调整：包括控制器控制对中装置、转向装置、翻转装置根据不同规格的件烟进行件烟对中、件烟转向、件烟翻转。
63.其中，对中装置执行的件烟对中操作为将当前件烟位置调整至输送辊道的中心位置。
64.转向装置执行的件烟转向是调整件烟在输送辊道上的方向，转向操作以及转向方向受控制器控制。因此，在转向操作之前，图像识别器对当前件烟进行图像采集，采集的图像信息包括当前件烟的姿态、外形、图案等，并将采集图像发送给控制器，控制器根据采集图像信息确定当前件烟的类型，并将采集的图像信息与该类型件烟的预设摆放姿态进行图像比对，比对失败时，报警处理，比对成功时，确定当前件烟是否需要进行转向、转向角度、是否需要进行翻转，并得出指令。
65.当需要进行件烟转向时，控制转向装置执行指令，不动作或根据指令内容对件烟进行指定转向角度的转向；
66.当需要进行件烟翻转时，翻转装置执行指令，不动作或者将件烟翻转90度。
67.s204，件烟整理：控制器控制推箱装置对输送到输送辊道末端的件烟进行整理，具体而言，根据预设件烟信息控制推箱装置的行程，进而迫使多个件烟能够对齐并紧凑排放。
68.本实施例中，采用先进行件烟对中再进行图像识别，这样的一个好处就是对中后的件烟其与预设件烟的偏离角度固定为0度、90度、180度或270度，图像采集比对时，可以进行人工编程干预确定角度，容差度更大，这样可以选用精度较低的图像识别器，以降低购买和维护成本。对中后的件烟偏离角度固定，更利于旋转装置旋转角度的控制。对于不需转向的m类烟开放绿色通道，使得件烟输送更有效率。
69.本实施例适用于条码识别在图像识别之前执行，即还可以包括另一种情况：条码
识别在件烟对中之后，图像识别之前执行，相应地，条码识别器和对中装置的前后位置可以互换或者在同一工段位置。
70.实施例三：
71.如图3所示，本实施例与实施例二的区别在于，将条码识别器放置在图像识别器之后，同时件烟姿态自适应调整输送方法作相应改变，具体地包括以下步骤：
72.s301，信息录入：将包括类型、外形、图案、条码的件烟信息以及件烟预设摆放姿态录入控制器。另外，还根据件烟的外形和大小，将录入信息的件烟分成无需转向的m类烟以及有可能需要转向的n类烟。
73.s302，件烟对中：通过对中装置执行的件烟对中操作，将当前件烟位置调整至输送辊道的中心位置。
74.s303，图像识别：图像识别器对当前件烟进行图像采集，采集的图像信息包括当前件烟的姿态、外形、图案等，控制器根据采集图像确定当前件烟的类型，并辨别是否为m类烟或n类烟。如果是n类烟，将采集到的图像信息与该类型件烟的预设摆放姿态进行图像比对，比对失败时，报警处理，比对成功时，确定当前件烟是否需要进行转向、转向角度、是否需要进行翻转，并得出指令；如果是m类烟，不进行图像比对，直接根据实际码垛需要给出是否需要进行翻转指令。
75.s304，条码识别：条码识别器扫描当前件烟上的条码获得条码信息，并将条码信息传给控制器，控制器比对当前件烟上的条码信息与录入的预设定件烟信息，比对失败时，报警并将当前件烟送出输送辊道处理，比对成功时，继续执行后续步骤，即如果辨别当前件烟为m类烟，则直接根据实际码垛需要给出是否需要进行翻转的指令；如果是n类烟，则继续执行件烟转向和件烟翻转。
76.s305，件烟转向和件烟翻：控制器控制转向装置执行指令，不动作或根据指令内容对件烟进行指定转向角度的转向；控制器控制翻转装置执行指令，不动作或者将件烟翻转90度。
77.s306，件烟整理：控制器根据预设件烟信息控制推箱装置的行程，进而迫使多个件烟能够对齐并紧凑排放。
78.本实施例采取图像识别的方式辨别m类烟或n类烟，其效果与实施例一等同。另外，条码扫描作为二次把关，可以进一步减少输送作业失误率。在情况允许的条件下，本实施例还可以取消条码识别器，以节省成本。
79.实施例四：
80.如图4所示，本实施例与实施例二的区别在于，将对中装置放置在图像识别器之后，件烟姿态自适应调整输送方法步骤做相应调整，具体为：件烟对中和条码识别执行顺序对调。
81.本实施例中采用先进行图像识别再进行件烟对中，好处是图像识别程序可以判定当前件烟的类型和姿态，进而精准地控制对中装置的行程，可以避免对中装置上的压力传感器或行程开关失效而造成的件烟损坏，或者直接取消压力传感器和行程开关，取消该反馈控制，直接执行精准对中，节省成本。另外，如果进入分拣的件烟与预设定件烟类型不符，可以直接报警处理，对中装置可不做无用功，利于节能。
82.以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理
解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。