[发明专利]一种矩形物料的打包系统及其工作方法

权利要求书

1.一种矩形物料的打包系统，其特征在于，包括控制机构、加工机构、检测打包机构和输送机构；

所述加工机构用于将原材料加工成各矩形物料；所述输送机构用于将原材料输送至加工机构中进行加工，并将加工形成的各矩形物料输出至输送机构尾端的检测平台；

所述检测打包机构用于检测各矩形物料的位置和姿态信息，并将各矩形物料打包成包裹；所述检测打包机构包括支撑架及设在其上的打包执行机构、码垛区、工业相机和激光器，所述激光器为所述工业相机提供光源，所述工业相机用于拍摄各矩形物料的表面图像，并传输至控制机构进行处理，控制机构进行码垛算法处理，进行包裹布局，计算出各矩形物料的码放区域，以及抓放矩形物料的先后顺序；所述打包执行机构用于将各矩形物料在码垛区打包成包裹；

所述控制机构与加工机构、检测打包机构、输送机构连接，并控制打包系统运行；

其中，上文所述包裹布局的过程为：

步骤（1）布局底层：选取所有未打包矩形物料中长宽尺寸之和最大的矩形物料A作为当前包裹的底层；

步骤（2）布局中间层：

步骤（a）选取与底层宽度尺寸相同的矩形物料布局在中间层，若不存在与底层宽度尺寸相同的矩形物料，转到步骤（b）；若与底层宽度尺寸相同的矩形物料沿底层长度方向尺寸之和小于底层长度，则先将这些与底层宽度尺寸相同的矩形物料布局到当前包裹的中间层，然后转到步骤（b）；若与底层宽度尺寸相同的矩形物料沿底层长度方向尺寸之和大于底层长度，采用动态规划的方法求取作最合适的矩形物料组合，使选取的矩形物料沿底层长度方向尺寸之和最接近底层长度，之后转到步骤（3）；如果布局完与底层宽度尺寸相同的矩形物料之后第二层还有剩余空间，则转到步骤（b）；

步骤（b）给定可布局区域位置和尺寸，采用贪心算法布局剩余区域：首先选取剩余区域可容纳的最大矩形物料B进行布局，然后将最大矩形物料B所占据的宽度和剩余可布局长度作为布局子层，采用贪心算法在布局子层不断根据最大矩形物料B的寻找规则寻找可布局矩形物料，直至不能布局为止；其中最大矩形物料B的定义为：矩形物料长度和宽度尺寸分别小于剩余区域的长度和宽度尺寸或宽度和长度尺寸，同时矩形物料的长宽尺寸之和在未打包的矩形物料中最大；

步骤（c）从步骤（b）给定的剩余区域中去除所述布局子层及最大矩形物料B的布局区域，定义为新的可布局区域，重复步骤（b），直至无法找到可布局的矩形物料位置，转到步骤（3）；

步骤（3）布局包裹的顶层：根据当前包裹高度判定是否超出限制，没有超出限制先寻找和底层大小相同的矩形物料作为顶层，如果没有满足要求的矩形物料转步骤（a）布局顶层；超出限制则该包裹布局结束；之后转步骤（1）开始布局新的包裹，直至所有矩形物料布局完毕。

2.根据权利要求1所述的矩形物料的打包系统，其特征在于，所述打包执行机构为桁架机器人，所述桁架机器人具有四个自由度，包括X/Y/Z三个平动自由度和一个沿Z轴用于矩形物料旋转的旋转自由度。

3.根据权利要求1所述的矩形物料的打包系统，其特征在于，所述打包系统还包括矩形物料缓存架，所述矩形物料缓存架设在所述检测平台的一侧。

4.根据权利要求1所述的矩形物料的打包系统，其特征在于，所述加工机构、输送机构设有两套。

5.根据权利要求3所述的矩形物料的打包系统，其特征在于，所述加工机构、输送机构设有两套。