[发明专利]一种码垛方法及码垛装置

权利要求书

1.一种码垛方法，用于将多个尺寸一致的长方体状的箱子码放至一矩形的托盘上，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1、获取托盘的长宽信息，获取箱子的长宽信息；

步骤S2、执行算法，获得所有满足算法中约束条件的码垛方案，并记录每一个方案结果；其中，算法中的约束条件根据预设的处理模型设定；

步骤S3、通过Umax目标函数获取上述获得的码垛方案中码垛数量最多的方案，其中Umax目标函数根据预设的处理模型设定；

所述预设的处理模型如下：

算法的目标函数为：

且为整数，i为可能的方案个数；

约束方程为：

其中，矩形托盘的横向长度为L，纵向宽度为B；箱子的长边为l，宽边为b；以托盘的四个顶点为起点将托盘划分为4个子区域，分别规定每个子区域箱子的放置方式如下：以托盘左下角顶点为起点，横轴方向向右，纵轴方向向上，横向放置箱子，箱子的放置列数为x1，每列数量为y1；以托盘右下角顶点为起点，横轴方向向左，纵轴方向向上，纵向放置箱子，箱子的放置列数为x2，每列数量为y2；以托盘右上角顶点为起点，横轴方向向左，纵轴方向向下，横向放置箱子，箱子的放置列数为x3，每列数量为y3；以托盘左上角顶点为起点，横轴方向向右，纵轴方向向下，纵向放置箱子，箱子的放置列数为x4，每列数量为y4；数学符号[]表示取不大于其中数字的最大整数；

所述算法包括：

（1）输入托盘的尺寸L和B；输入需要码放的长方体状箱子的长边l和宽边b；

（2）x₁、x₃、y₁、y₃初始值设置为0；

（3）x₂、x₄、y₂、y₄通过约束方程中的公式计算得到，x₁、x₃、y₁、y₃每次执行后加1，通过、、、判断是否跳出循环，得到所有码垛方案组合；

（4）通过下面两个公式剔除掉一部分方案，并记录所有剩余码垛方案；

，

，

（5）通过目标函数Umax获取码垛数量最多的方案。

2.根据权利要求1所述的码垛方法，其特征在于，还包括一控制变量“减去箱数N”，通过定义减去箱数这个参数对输出方案进行调整；N默认为0，N修改为大于0的整数时，算法重新执行，获得Umax-N的所有方案。

3.根据权利要求1或2所述的码垛方法，其特征在于，还包括可视化方法，所述可视化方法包括：

步骤S4、获取托盘的长宽信息，获取箱子的长宽信息，获取码垛方案；

步骤S5、计算码垛方案中箱子摆放在托盘上水平方向和竖直方向所需的最小长度；

步骤S6、分情况判定水平方向和竖直方向所需的最小长度；

步骤S7、通过获得的水平方向和竖直方向所需的最小长度，分别计算水平方向箱子的摆放起点和终点，以及竖直方向箱子的摆放起点和终点，获得码垛方案在4个子区域的顶点坐标；

步骤S8、以箱子的长宽等距离取点，通过起始点和箱子长宽画出每一个箱子的位置，获得可视化的码垛图。

4.根据权利要求3所述的码垛方法，其特征在于，所述步骤S5包括：获取水平方向所需的最小长度Lg，Lg由Lg1、Lg2、Lg3、Lg4决定；Lg1为第一和第二子区域摆放箱子在水平方向所需的最小长度，Lg2为第一和第三子区域摆放箱子在水平方向长度的直接加和，Lg3为第二和第四子区域摆放箱子在水平方向长度的直接加和，Lg4为第三和第四子区域摆放箱子在水平方向所需的最小长度；其次，获取竖直方向所需最小长度设为Wd，Wd由Wd1、Wd2、Wd3、Wd4决定；Wd1为第一和第四子区域摆放箱子在竖直方向所需的最小长度，Wd2为第一和第三子区域摆放箱子在竖直方向上的直接加和，Wd3为第二和第三子区域摆放箱子在竖直方向所需的最小长度，Wd4为第二和第四子区域摆放箱子在竖直方向的直接加和。