一种物料打标生产线的制作方法

本实用新型涉及自动化生产技术领域，更具体地，涉及物料打标生产线。

背景技术：

物料打标是指对物料进行赋码的过程，通过对物料进行打标，有利于后续跟踪，物料打标包括物料从仓库中运出，运输至生产线进行打标，打标后进行整理等三个子流程。在将物料由仓库运出的子流程中，通常需要人工将物料由仓库转移至推车上并移动至生产线，这一过程常伴随物料在推车上颠簸导致物料损失的问题；而在生产线打标的过程中，由于多由人工完成，因此当打标人员疲惫时，很容易发生漏打标的问题，据统计，通过人工完成打标发生漏打标的几率大概在5％左右；在打标后整理的过程中，通常需要将物料打包放置在物料箱中再运送至其他地方，这一过程同样伴随着物料因颠簸导致物料损失的问题，并且在整个过程中，对于物料是否打标、放置在哪个物料箱并没有记录下来，导致生产厂家对实时产出率、在线质量波动、工艺完整性以及质量追溯等生产现场信息缺乏有效监控。

由此可见，现有的物料打标通常需要在生产线上安排大量员工进行操作，由于缺少电子化的管理，无法对物料打标的过程进行实时有效的监控。

技术实现要素：

本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的物料打标生产线。

根据本实用新型的一个方面，提供一种物料打标生产线，包括PLC控制器和沿物料传输方向依次设置的用于放置物料和成品的立体仓库、堆垛机、机械手以及传送带，所述传送带上沿物料传输方向依次设置二维码打码设备和二维码读码设备。

优选地，所述传送带为U型，所述机械手设置在所述传输带的首端和尾端的连线中心处；所述堆垛机和机械手之间设置两台输送方向相反的滚筒传输设备；

其中，第一滚筒传输设备的传输方向为由堆垛机向机械手传输，第二滚筒传输设备的传输方向为由机械手向堆垛机传输。

优选地，所述传送带上还设置分料设备；其中，所述分料设备设置在所述二维码打码设备和传送带的首端之间。

优选地，所述传送带的尾端设置可升降的挡板，以阻挡物料继续向尾端输送。

优选地，所述第一滚筒传输设备的下游设置上料区域，所述上料区域设置检测电眼。

优选地，所述传送带的下游设置下料区域，其中，所述下料区域和堆垛机之间还设置物料箱以及用于读取物料箱的RFID码的RFID读写器。

优选地，所述传送带上还设置与所述二维码读码设备连接的剔除设备；其中，所述剔除设备设置在所述二维码读码设备和所述RFID读写器之间。

优选地，所述物料打标生产线还包括：显示器，与所述二维码打码设备和RFID读写器连接。

优选地，所述物料打标生产线还包括：PLC控制器，分别与所述机械手、堆垛机、二维码打码设备、分料装置、检测电眼、剔除设备、RFID读写器以及二维码读码设备连接，以控制和记录工作状态。

本实用新型提出的物料打标生产线，通过堆垛机、机械手、二维码打码设备和二维码读码设备，使得堆垛机能够将物料从立体仓库的相应货位中取出，机械手能够准确将物料转移至传送带上，并通过二维码打码设备进行打码以及二维码读码设备进行读码，物料在打标过程中都可以进行电子化的记录，提高了物料转移的安全性以及打码记录的透明性，保证生产现场信息得到有效监控。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的物料打标生产线的结构示意图；

图2为根据本实用新型另一个实施例的物料打标生产线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

为了克服现有技术的上述问题，本实用新型实施例提供一种物料打标生产线，包括沿物料传输方向依次设置的用于放置物料和成品的立体仓库、堆垛机、机械手以及传送带，所述传送带上沿物料传输方向依次设置二维码打码设备和二维码读码设备。

本实施例中立体仓库既用于放置物料也用于放置成品，但可以理解的是，立体仓库将放置物料的区域和放置成品的区域相隔离。在一个可选实施例中，立体仓库用单排组合式货架存放物料和成品。

堆垛机是一种与立体仓库配合使用的工具，通过货叉或串杆攫取、搬运和堆垛或从高层货架上存取单元货物(见单元化运输)的专用起重机。在本实施例中堆垛机可由操作人员规划分拣路径，控制堆垛机到相应的货位取料。

在一个实施例中，机械手用于将堆垛机上的物料转移至传送带上，以及将传送带上的成品转移至堆垛机。

本实施例的工作流程为：

操作人员规划堆垛机的取料路径，堆垛机根据控制命令进行取料并转移至机械手附近，机械手将堆垛机上的物料转移至传送带的首端，物料通过传送带的运输，首先通过二维码打码设备进行打码，之后物料继续输送至二维码读码设备读取物料的二维码信息，并进行保存，随后物料输送至传送带的尾端，机械手将物料转移至物料箱中，当物料箱中物料数目符合要求时，工人将物料箱转移至堆垛机，由堆垛机按照PLC控制器的规划路径把物料箱输送至立体仓库的对应货位。

在上述实施例的基础上，堆垛机、机械手、二维码打码设备以及二维码读码设备均可以由PLC控制器进行控制，PLC控制器根据控制要求，采集机械手、堆垛机、二维码打码设备以及二维码读码设备的电信号，并进行控制。

在一个可选实施例中，堆垛机能够沿X\Y\Z轴方向移动，其中X轴方向与立体仓库的长度方向平行，Y轴方向与立体仓库的深度方向平行，Z轴方向与立体仓库的高度方向平行。堆垛机的X轴方向轨道采用双列18#工字钢轨道，包含调平底板，底板厚15mm，可通过螺杆调节X轴方向轨道的水平，X轴方向的行走装置由伺服电机控制。

在一个可选实施例中，堆垛机Y轴方向由200*200*T10碳钢方通立柱+滚珠丝杠线性模组，行程2米，上银品牌KA系列，最大垂直提升负重90KG。运行速度为4-15米/分钟。

在一个可选实施例中，Z轴(货叉机构)由线性模组及夹持同步带传输机组成。夹持同步带传输机通过模组Z轴方向往复运行，实现夹持放料取料。夹持动力气缸行程30mm。线性模组的行程为1米。

Z轴的取件空间：产品周转箱的长宽高分别为600、400和150mm，产品周转箱放置在货架货位中心，在宽度方向夹取。

在一个可选实施例中，堆垛机的电机选用台湾城邦出品的电机，自带带刹车。根据实际料箱尺寸，简单固定化单控，不含总控，水平运行速度：4－50米(变频调速)；垂直运行速度：4－15米(变频调速)；货叉运行速度：2－20米(变频调速)；承重为10kg。

在一个可选实施例中，PLC控制器为西门子S7-SMART ST60型号，数字量输入模块为西门子EMDT16型号，数字量输出模块为西门子EMDT32型号。

在一个可选实施例中，二维码打码设备选用华工激光的CO2型号的激光打码机，激光波长为10.6um，输出功率不小于20W，额定功率为600W。

在一个可选实施例中，二维码打码设备还配套定位气缸，当物料传送至二维码打码设备处时，定位气缸夹住物料，防止物料抖动影响激光打码效果。激光打码完成后，二维码打码设备发送完成信号，赋予每一件物料唯一的追溯码，并保存追溯码。

在一个可选实施例中，二维码读码设备为康耐视DM100，带IO输入输出以及二维数码可调支架，自带130万像素，二维码动态识读率达到99.9％。

在上述各实施例的基础上，传送带为U型，机械手设置在所述传输带的首端和尾端的连线中心处；所述堆垛机和机械手之间设置两台输送方向相反的滚筒传输设备，其中，第一滚筒传输设备的传输方向为由堆垛机向机械手传输，第二滚筒传输设备的传输方向为由机械手向堆垛机传输。

图1示出了本实用新型实施例的物料打标生产线的结构示意图，如图所示，机械手101与堆垛机102之间设置两台滚筒传输设备103，其中第一滚筒传输设备用于将堆垛机上的物料输送至机械手的夹持范围中，第二滚筒传输设备用于将机械手夹持的成品放置到堆垛机上，堆垛机根据控制指令，将成品输送至立体库中进行存放。传送带104为U型，当机械手将物料放置在传送带104的首端后，物料最终将运输至传送带104的尾端，通过PLC控制器转动一定角度至传送带104的尾端可成功夹持读取二维码的物料(即成品)。这样布局一方面节省了传输带的占地面积，使得机械手只需转动一定角度就可以兼顾上料和下料，另一方面在机械手和堆垛机之间设置滚筒传输设备103，通过设置滚筒传输设备，相比单独设置堆垛机进行物料/成品转移节约了巨大的成本，同时使得立体库不需要靠近机械手布置，增强了打标生产线的适用范围。

在一个可选实施例中，滚筒传输设备采用铝合金桁架，坚固耐用同时质量轻，方便移动，采用双链不锈钢动力滚筒，滚筒的直径为50mm，中心距为127mm。滚筒传输设备的电机减速机支持变频调速功能，采用台达牌VFD015E型号的变频器，额定功率为400W。

在上述各实施例的基础上，传送带上还分料设备；其中，所述分料设备设置在所述二维码打码设备和传送带的首端之间。

需要说明的是，机械手抓取的物料在传送带上形成序列，分料设备既可以由人工进行操作或者根据PLC控制器输出的节拍要求，对传送带上堆积的物品进行逐个分离，以保证下游的二维码打码设备能够逐一对物料进行打标。此外，分料设备还用于阻止物料向下游的传送带移动。例如可以采用深圳翔骏科技有限公司生产的ETH12分料设备。

在上述各实施例的基础上，传送带的尾端设置可升降的挡板，以阻挡物料继续向尾端输送。在具体应用时，根据物料的长度和物料的间隔，在传送带的尾端设置挡板，例如，如果物料的长度为20cm，相邻两个物料的间隔为10cm，并且每通过两个物料下降一次挡板，那么挡板距离传送带末尾的距离可以是：20+10+20＝50cm。

在上述各实施例的基础上，第一滚筒传输设备的下游设置上料区域，所述上料区域设置检测电眼。

需要说明的是，上料区域提供了第一滚筒传输设备至传送带的缓存区，由于滚筒传输设备也可以看作一个流水线，机械手如果每次由滚筒传输设备上抓取物料放置于传送带上，一方面机械手很可能因为抓取不及时导致物料从滚筒传输设备上掉落的问题，另一方面由于物料在滚筒传输设备上是移动的，机械手抓取的成功率会受到影响，因此，通过设置上料区域，使得第一滚筒传输设备上输送的物料最终都汇集在上料区域，通过设置用于检测上料区域是否存在物料的检测电眼，当检测电眼拍摄到上料区域存在物料时，PLC控制器控制机械手从上料区域上抓取物料并放置在传送带上。

在上述各实施例的基础上，传送带的下游设置下料区域，其中，所述下料区域和堆垛机之间还设置物料箱以及用于读取物料箱的RFID码的RFID读写器。

需要说明的是，下料区域和上料区域的功能类似，用于提供传送带与第二滚筒传输设备的缓存区，防止因传送带上的物料传输速度过快导致机械手来不及抓取成品的问题。在下料区域和堆垛机之间设置物料箱，机械手将下料区域的物料放置在物料箱中，之后RFID读写器读取物料箱的箱码，将放入该物料箱中的物料的二维码与该物料箱的RFID码进行绑定，机械手将物料箱放置于滚筒传输设备，滚筒传输设备将物料箱输送至堆垛机，堆垛机根据PLC控制器的指令，将物料箱放置相应的货位。

在上述实施例的基础上，本实施例提供两种生产线的使用模式：

第一种模式：首先在PLC控制器维护物料编号和立库货位的对应关系，根据物料的分拣任务，PLC控制器标记好物料打码规则，之后PLC控制器规划分拣路径，控制堆垛机到立体仓库相应的货位取料，并放至出第一滚筒传输设备上，第一滚筒传输设备将物料输送至上料区域。检测电眼检测到物料后，机械手将物料抓取至U型的传送带。分料设备根据PLC控制器的节拍指令对物料进行分离，保证二维码打码设备逐一打标，激光打码完成后，物料经过读码位置处，二维码读码设备自动读取物料的二维码，传送带将物料输送至尾端，由机械手抓取将其放至下料区域。满箱后，RFID读写器读取箱码，将物料码和箱码绑定，第二滚筒传输设备将物料箱输送至堆垛机，堆垛机将物料箱放至相应的货位。

第二种模式：首先在PLC控制器维护物料编号和立库货位的对应关系，根据物料的分拣任务，PLC控制器标记好物料打码规则，之后PLC控制器规划分拣路径，控制堆垛机到立体仓库相应的货位取料，并放至出第一滚筒传输设备上，第一滚筒传输设备将物料输送至上料区域。检测电眼检测到物料后，机械手将物料抓取至U型的传送带。分料设备根据PLC控制器的节拍指令对物料进行分离，保证二维码打码设备逐一打标，激光打码完成后，物料经过读码位置处，二维码读码设备自动读取物料的二维码，传送带将物料输送至下料区域，人工取走所需的物料。

在上述各实施例的基础上，所述传送带上还设置与所述二维码读码设备连接的剔除设备；其中，所述剔除设备设置在所述二维码读码设备和所述RFID读写器之间。剔除设备用于当二维码读码设备未读取到物料的二维码时，将该物料设备从传送带上剔除，保证传送带尾端出现的所有物料均为含有溯源码的物料。

在上述各实施例的基础上，还包括：显示器，与所述二维码打码设备、RFID读写器连接。二维码打码设备将二维码和RFID码进行实时显示。

实施例1

一种物料打标生产线，如图2所示，包括PLC控制器和沿物料传输方向依次设置的用于放置物料和成品的立体仓库、堆垛机201、两台并排设置的输送方向相反的滚筒传输设备202、机械手203以及传送带204，传送带204上沿物料传输方向依次设置分料设备205、二维码打码设备206、二维码读码设备207、剔除设备208和RFID读写器209。PLC控制器自动规划分拣路径，控制堆垛机201到立体仓库相应的货位取料，堆垛机201根据控制命令进行取料并转移至机械手203的抓取范围内，机械手203将物料抓取至传送带204上，分料设备205根据PLC控制器输出的节拍要求，对传送带上堆积的物品进行逐个分离，以保证下游的二维码打码设备206能够逐一对物料进行打标，二维码读码设备207用于读取物料的二维码，剔除设备208用于将二维码读取设备207未读取成功的物料从传送带204上剔除，在传送带的尾端布置用于装物料的箱体和RFID读写器209，RFID读写器读取物料箱的箱码，将放入该物料箱中的物料的二维码与该物料箱的RFID码进行绑定，机械手203将物料箱放置于滚筒传输设备202上，滚筒传输设备202将物料箱输送至堆垛机201，堆垛机201根据PLC控制器的指令，将物料箱放置相应的货位。

最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。