混合入料的控制方法和混合入料系统

技术领域

本发明实施例涉及生产制造执行系统技术领域，尤其涉及一种混合入料的控制方法和混合入料系统。

背景技术

现有原材料库的入料方式比较单一，大部分采用有序入料方式，该方式要求物料有序规则，也就是要求人工将产品码放整齐有序后，再通过抽屉、托盘或者弹夹等方式入料，该入料方式会造成大量的人力资源浪费。目前也有采用机器人无序入料方式，由机器进行筛选入料，但该入料方式的作业效率很低。因此，需要对现有的入料方式进行改进，在减少人力资源浪费的基础上提高作业效率。

发明内容

本发明实施例提供一种混合入料的控制方法和混合入料系统，在兼顾入料设备入料需求的基础上，减少人力资源的浪费，提高入料设备的作业效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种混合入料的控制方法，其包括：

获取订单信息和入料设备状态；其中，所述订单信息包括订单排队数量，所述入料设备状态包括空闲状态和繁忙状态；

根据所述订单信息和所述入料设备状态，确定入料设备的入料方式；其中，所述入料方式包括有序入料和无序入料；

根据所述入料方式控制入料设备进行入料。可选地，确定入料设备的入料方式的方法包括：

判断所述订单排队数量是否大于等于1；

若是，则控制所述入料设备执行所述有序入料；

若否，则判断所述入料设备是否处于繁忙状态；

若是，则控制所述入料设备执行所述有序入料；

若否，则控制所述入料设备执行所述无序入料。

可选地，在控制所述入料设备执行所述无序入料之前，还包括：

获取所述入料设备的原材料库位状态；

判断所述原材料库位状态是否为满载；

若是，则重新确定所述入料设备的入料方式；

若否，则控制所述入料设备执行所述无序入料。

可选地，在控制所述入料设备执行所述无序入料之前，还包括：

采集历史订单信息；

根据所述历史订单信息，确定入料的不同种类物料的入料顺序；

控制所述入料设备根据所述入料顺序执行所述无序入料。

可选地，所述入料设备包括多种原材料库位、多种物料托盘、有序入料滑道以及机械臂；控制所述入料设备进行所述有序入料的方法，包括：

控制所述机械臂将每一所述原材料库位中空载的所述物料托盘移至所述原材料库位外；

控制所述机械臂获取所述有序入料滑道中的所述物料托盘中的物料信息，并根据所述物料信息判断物料种类；

根据所述物料种类，控制所述机械臂将所述物料托盘放置于对应种类的所述原材料库位。

可选地，所述入料设备还包括无序入料滑道、柔性振动盘以及3D摄像头；

控制所述入料设备进行所述无序入料的方法，包括：

控制所述无序入料滑道给所述柔性振动盘输送物料；

控制所述3D摄像头实时获取所述柔性振动盘中每一所述物料的位资信息；

根据所述位资信息，判断是否有符合抓取条件的物料；

若无，则根据所述位资信息控制所述柔性振动盘振动；

若有，则控制所述机械臂抓取所述物料，并放置于对应的所述原材料库位中非满载的所述物料托盘内。

可选地，所述位资信息包括位置数据、姿势数据以及放置角度数据。

可选地，判断是否有符合抓取条件的物料的方法包括：

判断所述位置数据是否在预设抓取位置范围内；

若是，则判断所述姿势数据是否与预设姿势数据相同；

若是，则控制所述机械臂根据所述角度数据抓取所述物料。

第二方面，本发明实施例还提供了一种混合入料系统，其包括：入料设备和混合入料的控制设备；

所述混合入料的控制设备用于上述实施例提出的任意所述的混合入料的控制方法。

本发明实施例通过获取订单信息(订单排队数量)和入料设备状态(空闲状态或繁忙状态)，能够获知当前入料设备需要入料的物料量和当前入料设备的繁忙状态，便于为后续选择合适的入料方式控制入料设备的入料，以提高入料设备的入料效率或减少人力资源的投入。根据订单信息和入料设备状态，确定入料设备的入料方式。当确定的入料方式为有序入料时，可以人机协同上料，大幅提高入料设备的入料效率。当确定的入料方式为无序入料时，上料设备自动上料，可以减少人力资源的投入。综上可知，本发明提出的混合入料的控制方法，可以根据生产的实际情况(订单信息和入料设备状态)，控制入料设备将有序上料和无序上料结合起来，在兼顾入料设备入料需求的基础上，减少人力资源的浪费，提高入料设备的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种入料设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种混合入料的控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种确定入料设备的入料方式的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种确定入料设备的入料方式的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种确定入料设备的入料方式的方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种入料设备的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种控制入料设备进行有序入料的方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种控制入料设备进行无序入料的方法的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种判断是否有符合抓取条件的物料的方法的流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种混合入料系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的“包括”及其的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为现有技术提供的一种入料设备的结构示意图，如图1所示，该入料设备包括：物料托盘10、原材料库位20、机械臂30以及入料滑道40。其中，该入料设备采用有序入料。

具体地，图1所示的入料设备的入料过程为：机械臂30首先将原材料库位20中空载的物料托盘10抓取出原材料库位20。人工将物料有序摆放入机械臂30取出的物料托盘10中，并在在物料托盘10放满物料后，人工将物料托盘10放入料滑道40。当入料滑道40将载满物料的物料托盘10输送到一定位置范围内时，机械臂30抓取物料托盘10并将物料托盘10放置于原材料库位20。

显然上述过程适用于需要大量入料的情况，但是在入料设备所需入料的物料较少时，需要等原材料库位20中出现空的物料托盘10时，入料设备执行有序入料，在此期间会浪费大量的人力资源。

对此，本发明提出了一种混合入料的控制方法，以在兼顾入料设备入料需求的基础上，减少人力资源的浪费，提高入料设备的作业效率。

图2为本发明实施例提供的一种混合入料的控制方法的流程示意图，本实施例可适用于需要对入料设备进行入料控制的情况，该方法可以由混合入料的控制设备来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。该方法具体包括如下步骤：

S110、获取订单信息和入料设备状态；其中，订单信息包括订单排队数量，入料设备状态包括空闲状态和繁忙状态。

其中，订单信息为客户下单的单据数量和单据记录的内容，根据订单信息可以获知客户的订单排队数量和每一订单设备需要使用的物料量，便于后续选择合适的入料方式控制入料设备的入料，以提高入料设备的工作效率。入料设备状态是根据当前入料设备的运行情况判断的，获取入料设备状态可以判断当前的入料方式是否需要调整，以提高入料设备的入料效率或减少人力资源的投入。

具体地，订单信息包括订单排队数量；入料设备状态包括空闲状态和繁忙状态。

其中，入料设备停止运行，则入料设备处于空闲状态；入料设备正在运行，则入料设备处于繁忙状态。获取到订单信息中包括的订单排队数量，可以获知当前入料设备需要入料的物料量，从而可以根据当前的实际需料情况灵活地选择入料设备的入料方式。由此可以在入料设备需要入料的物料量较大或入料设备处于繁忙状态时，所选择的入料方式可以提高入料设备入料的工作效率；在入料设备需要入料的物料量较小并且入料设备处于空闲状态时，所选择的入料方式可以减小人力资源的投入。

S120、根据订单信息和入料设备状态，确定入料设备的入料方式；其中，入料方式包括有序入料和无序入料。

具体地，有序入料为人工为入料设备的入料滑道添加有序放置的物料，入料设备只需负责将物料放入对应的原材料库位，由此可知有序入料为人机协同上料，可以大幅提高入料设备的入料效率。无序入料为入料设备自动上料，自动对物料进行分拣，并将不同种类的物料放入对应的原材料库位，从而减小人力资源的投入。

示例性的，当根据订单信息获知所需物料量较大或入料设备状态为繁忙状态时，控制入料设备进行有序入料，以提高入料设备的入料效率。当根据订单信息获知所需物料量较小并且入料设备状态为空闲状态时，控制入料设备切换为无序入料，即控制入料设备自动上料，从而减少人力资源的投入。

S130、根据入料方式控制入料设备进行入料。

具体地，控制入料设备进行有序入料，实现人机协同上料，以提高入料设备的入料效率。控制入料设备进行无序入料，即控制入料设备自动上料，从而减少人力资源的投入。

本发明实施例通过获取订单信息(订单排队数量)和入料设备状态(空闲状态或繁忙状态)，能够获知当前入料设备需要入料的物料量和当前入料设备的繁忙状态，便于为后续选择合适的入料方式控制入料设备的入料，以提高入料设备的入料效率或减少人力资源的投入。根据订单信息和入料设备状态，确定入料设备的入料方式。当确定的入料方式为有序入料时，可以人机协同上料，大幅提高入料设备的入料效率。当确定的入料方式为无序入料时，上料设备自动上料，可以减少人力资源的投入。综上可知，本发明提出的混合入料的控制方法，可以根据生产的实际情况(订单信息和入料设备状态)，控制入料设备将有序上料和无序上料结合起来，在兼顾入料设备的入料需求的基础上，减少人力资源的浪费，提高入料设备的作业效率。

示例性地，图3为本发明实施例提供的一种确定入料设备的入料方式的方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，对确定入料设备的入料方式的方法进行进一步细化说明：

S210、判断订单排队数量是否大于等于1；若是，则执行S220，若否，则执行S230。

其中，根据订单排队数量可以判断当前是否需要大量入料，以此为依据可以获知当前入料是以提高入料设备的工作效率为主，还是以减少人力资源为主来确定控制入料设备执行恰当的入料方式。

S220、控制入料设备执行有序入料。

S230、判断入料设备是否处于繁忙状态；若是，则执行S220，若否，则执行S240。

S240、控制入料设备执行无序入料。

综上可知，当有订单排队或入料设备处于繁忙状态时，说明入料设备此时需要入料的物料量较大，需要控制入料设备执行有序入料，进入人机协同入料，可以提高入料设备的入料效率。当无订单排队并且当前入料设备处于空闲状态时，说明入料设备此时需要入料的物料量较小，可以控制入料设备自动上料，从而减少人力资源的投入。

示例性地，图4为本发明实施例提供的另一种确定入料设备的入料方式的方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，对确定入料设备的入料方式的方法进行进一步细化说明：

S310、判断订单排队数量是否大于等于1；若是，则执行S320，若否，则执行S330。

S320、控制入料设备执行有序入料。

S330、判断入料设备是否处于繁忙状态；若是，则执行S320，若否，则执行S340。

S340、获取入料设备的原材料库位状态。

其中，原材料库位状态包括满载状态和非满载状态。原材料库位状态为满载状态，说明此时原材料库位每一库位均放置有物料，显然此时入料设备无需进行入料。原材料库位状态为非满载状态，说明此时原材料库位有库位可以继续放置物料，显然此时入料设备可以进行入料。

S350、判断原材料库位状态是否为满载；若是，则执行S310，若否，则执行S360。

S360、控制入料设备执行无序入料。

综上可知，在控制入料设备执行无序入料前，检测并判断原材料库位状态，可以防止在原材料库位满载状态，入料设备继续往原材料库位放置物料的情况发生，从而增强入料设备运行的稳定性。

示例性地，图5为本发明实施例提供的另一种确定入料设备的入料方式的方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，对确定入料设备的入料方式的方法进行进一步细化说明：

S410、判断订单排队数量是否大于等于1；若是，则执行S420，若否，则执行S430。

S420、控制入料设备执行有序入料。

S430、判断入料设备是否处于繁忙状态；若是，则执行S420，若否，则执行S440。

S440、获取入料设备的原材料库位状态。

S450、判断原材料库位状态是否为满载；若是，则执行S410，若否，则执行S460。

S460、采集历史订单信息。

其中，采集历史订单信息主要可以获取到历史订单信息包括的用户下单的物料种类和每种物料的数量。

S470、根据历史订单信息，确定入料的不同种类物料的入料顺序。

具体地，根据历史订单信息可以采集到用户下单的物料种类喜好以及下单物料种类的大体数量，可以根据上述信息通过机器学习的方式，捕捉用户的喜好，确定入料的不同种类物料的入料顺序。当多种物料同时缺料时，可以优先补充用户最喜欢种类的物料，进一步提高入料设备的作业效率。

S480、控制入料设备根据入料顺序执行无序入料。

综上可知，在控制所述入料设备执行无序入料前，根据历史订单信息，可以了解用户喜好，并根据用户喜好确定入料的顺序。由此，可以控制入料设备根据入料顺序执行无序入料，在一定程度上提高了入料设备的作业效率。

图6为本发明实施例提供的一种入料设备的结构示意图，如图6所示，入料设备包括多种原材料库位11、多种物料托盘22、有序入料滑道33以及机械臂44，无序入料滑道55、柔性振动盘66以及垂直设置于柔性振动盘66上方的3D摄像头。

其中，盛满物料的物料托盘22可以通过机械臂44放置于原材料库位11中，原材料库位11中空载的物料托盘22可以通过机械臂44移移至原材料库位11外。有序入料滑道33可以输送人工补满物料的物料托盘22，无序入料滑道55可以给柔性振动盘66输送物料，柔性振动盘66用于调整物料在柔性振动盘66中的位置和姿态，3D摄像头可以采集物料在柔性振动盘66中的位置和姿态等信息。

此外，物料的种类可以有多种，原材料库位11的种类可以有多种，物料托盘22的种类也可以有多种，由此每一种类的物料需要放置于与其对应种类的物料托盘22中，每一种类的物料托盘22需要放置于与其对应种类的原材料库位11中。

示例性的，图7为本发明实施例提供的一种控制入料设备进行有序入料的方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，对控制入料设备进行有序入料的方法进行进一步细化说明：

S510、控制机械臂将每一原材料库位中空载的物料托盘移至原材料库位外。

具体地，入料设备中只有当原材料库位中的物料用完或者用至很少的时候，机械臂才会自动将空的托盘移至库外。其中，控制入料设备进行有序入料，当原材料库位中检测到有空的物料托盘时，便会控制机械臂将每一原材料库位中空载的物料托盘移至原材料库位外。由此，便于人机协同入料，等待人工将物料补满物料托盘，机械臂将补满物料的物料托盘再次放入原材料库位，从而提高入料设备的入料效率。

S520、控制机械臂获取有序入料滑道中的物料托盘中的物料信息，并根据物料信息判断物料种类。

其中，机械臂上安装有摄像头，摄像头通过视觉识别获取放置在有序入料滑道上的物料托盘中的物料信息。示例性地，物料信息包括物料的形状和颜色。不同种类的物料具有不同的颜色和形状，由此可以根据物料信息判断物料种类。

S530、根据物料种类，控制机械臂将物料托盘放置于对应种类的原材料库位。

综上，通过上述过程，有序入料可以实现机协同入料，提高入料设备的入料效率以及入料准确率。

示例性的，图8为本发明实施例提供的一种控制入料设备进行无序入料的方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，对控制入料设备进行无序入料的方法进行进一步细化说明：

S610、控制无序入料滑道给柔性振动盘输送物料。

S620、控制3D摄像头实时获取柔性振动盘中每一物料的位资信息。

具体地，位资信息包括位置数据、姿势数据以及放置角度数据。

示例性地，位置数据包括物料在物料托盘的坐标、与相邻物料之间的间距以及与柔性振动盘边缘距离等。姿势数据包括物料的俯视图数据等。放置角度数据包括物料的边与柔性振动盘的边之间的夹角等。

S630、根据位资信息，判断是否有符合抓取条件的物料；若是，则执行S650，若否，则执行S640。

S640、根据位资信息控制柔性振动盘振动。

S650、控制机械臂抓取物料，并放置于对应的原材料库位中非满载的物料托盘内。

综上，通过上述过程，无序入料可以实现上料设备自动上料，从而减少人力资源的投入。

示例性地，每一物料托盘中可以放置6种物料。入料设备进行有序入料花费的时间约花费31s，具体为：控制机械臂将空物料托盘移至原材料库位外的时间约为5s+人工将物料补满物料托盘并将物料托盘放入有序入料滑道的时间约为10s+机械臂视觉识别物料种类的时间约为1s+机械臂将物料托盘放入相应的原材料库位的时间约为5s。

入料设备进行无序入料花费的时间约花费48s，具体为：(柔性振动盘每次振动使物料符合抓取条件的时间约为5s+每次控制机械臂将一个物料放入物料托盘的时间约为3s)*6。

通过对比我们可以看出，第一种方式效率较高，但需要人工参与，第二种方式不需要人力资源，但效率较低。由此，本方案可以根据生产的实际情况(订单信息和所述入料设备状态)，控制入料设备将有序上料和无需上料结合起来，在兼顾入料设备的入料需求的基础上，减少人力资源的浪费，提高入料设备的作业效率。

具体地，图9为本发明实施例提供的一种判断是否有符合抓取条件的物料的方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，对判断是否有符合抓取条件的物料的方法进行进一步细化说明：

S710、判断位置数据是否在预设抓取位置范围内；若是，则执行S720，若否，则执行S740。

其中，预设抓取位置范围为预先设置的抓取位置范围。

S720、判断姿势数据是否与预设姿势数据相同；若是，则执行S730，若否，则执行S740。

其中，预设姿势数据为预先设置的物料俯视图。

S730、控制机械臂根据角度数据抓取物料。

S740、根据位资信息控制柔性振动盘振动。

图10为本发明实施例提供的一种混合入料系统的结构示意图，如图10所示，混合入料系统包括：入料设备和混合入料的控制设备；混合入料的控制设备用于执行本发明任意实施例提供的混合入料的控制方法，因此具有本发明实施例提供的混合入料的控制方法的有益效果，此处不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。