CN102424138A - 一种柱/管状物料的二次包装方法 - Google Patents

Abstract

本发明是对于一种散乱物料，尤其是柱/管状包装的物品进行直接装箱的一种方法。本发明先通过物料整理、物料数据采集、物料分拣、物料整理装箱、装说明书、封箱、后续打包、码垛、缠绕措施工序，用一套震动整理装置，实现对于大批量散乱物料方向的约束整理，提高了控制系统处理物料数据的效率，然后将分拣与整理装箱分成两个环节，在提高装箱效率的同时提升了装箱的质量。本发明对于批量散乱物料的具有很好的适应性，自动化程度很高，并且可以通过适当增加分拣装箱环节来成倍数的提高生产能力。

Description

一种柱/管状物料的二次包装方法

技术领域

本发明是对于一种散乱物料，尤其是柱/管状包装的物料进行二次包装后直接装箱的一种方法。 

背景技术：

目前，柱/管状物料比如香肠，乳化炸药的生产技术非常的成熟，采用自动化生产的效率，单台设备可以达到每分钟可以达到600根以上。这些柱/管状物料从生产设备中出来后，多是散乱摆放的，而且生产厂家为了追求更高的利润一条生产线上会采用多台设备来生产，但是对于这些散乱物料的装袋、或者直接装箱等二次包装过程，多是由人工来完成的，生产效率与前段自动化设备极不匹配，而且，随着目前人工成本逐步上升，生产厂商利润空间得到压缩，此外，在乳化炸药这一危险性较高的行业，人工越多，就意味着更高的风险。综合以上因素，生产商多希望采用自动化设备来实现柱/管状散乱物料的二次包装。但是目前对于柱/管状散乱物料，一般的自动化设备很难满足大生产的需求，这就需要一种新型的自动化包装方法来实现对于柱/管状物料的二次包装。 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种散乱物料的二次包装方法，可以完成批量柱/管状散乱二次包装的需求，以大规模提高散乱物料的二次包装效率，彻底改变目前落后的生产状况。 

本发明的目的是这样实现的：柱/管状物料的二次包装方法包括以下步骤： 

(1)物料整理：物料传输系统将物料传送自由落入物料震动整理机构，经震动整理机构整理后排列在震动整理机构正下方的物料输送系统上，经过震动整理的物料，朝向大体一致，则方向基本与传送带运动方向一致，便于后期的数据处理，即约束药卷的方向性，使药卷的朝向大体一致； 

(2)、物料数据采集：物料输送系统上方的视觉系统，对通过其下方的处于传输过程中的物料进行编码并采集其位姿数据； 

(3)、物料分拣：视觉系统采集的散乱物料位姿信息经控制系统处理后传输给物料分拣机构，物料分拣机构在接收到控制系统传送的物料信息后将物料分拣送入整理装箱装置； 

(4)、物料整理装箱：一组物料经过整理装箱装置的整理后，由整理装箱装置将这组物料一次性抓取，装入整理装箱装置正下方的纸箱输送系统的空白纸箱中； 

(5)、装说明书：向装满物料的纸箱中装入说明书； 

(6)、封箱：由封箱装置对装有物料和说明书的纸箱进行封箱处理，生成成品箱； 

(7)、后续打包、码垛、缠绕措施：封箱完成的成品箱经打包装置打包，码垛装置堆垛，缠绕装置对成品垛缠绕捆绑后，完成整个二次包装流程。 

所述物料震动整理机构：由底座(1)、电机偏心轮组(3)、物料整理箱(2)、弹簧连接机构(4)组成，电机偏心轮组(3)固定在物料整理箱(2)上，物料整理箱(2)的四角通过与底座(1)弹性连接；物料整理箱(2)内安装有高低相间的斜板(5)。 

所述物料输送系统采用网链输送。 

所述视觉系统，包含摄像头、聚光灯与灯罩。 

所述位姿数据，包括物料中心点相对视觉坐标；以及物料与传输方向的夹角。 

所述物料分拣机构主要采用高速搬运机器人/采用3-4自由度并联机器人或码垛机器人或机器人组，各机器人根据控制系统分配给自己的信号进行有选择的对散乱物料进行分拣送入整理装箱装置。 

所述整理装箱装置包含机架①、气缸②、滑行轨道③一个整理机构和一个装箱机构五部分构成，整理机构(A)安装在装箱机构(B)的下方；整理机构主要包含一个小型整理皮带传输带，一个侧挡板，一个前挡板和一个推板组成；传输带(A1)一侧装有支撑墙板(A2)，传输带(A1)另一侧装有推板(A7)；装箱机构主要由一个末端带有一组抓手和一个压板的可上下移动的滑动杆组成。 

抓手是在一个平台(11)装有数个小手指抓手，平台(11)是一个固定座，平台(11)上部为小手指抓手与机械手的连接平台，平台(11)下部是小手指抓手的连接座。 

每个小手指抓手是由一个小气缸(12)，一个吸盘座(13)和一个吸盘(14)构成；每个小气缸(112)固定在平台(11)上部，每个吸盘座(3)安装固定在小气缸(12)的末端，每个吸盘(114)固定在吸盘座(13)上。 

本发明一种柱/管状物料的二次包装方法，先通过一套震动整理装置，实现对于大批量散乱物料方向的约束整理，提高了控制系统处理物料数据的效率，然后将分拣与整理装箱分成两个环节，在提高装箱效率的同时提升了装箱的质量。本发明对于批量散乱物料的具有很好的适应性，自动化程度很高，并且可以通过适当增加分拣装箱环节来成倍数的提高生产能力。 

附图说明：

图1为本发明柱/管状物料的二次包装方法的流程图。 

图2为本发明柱/管状物料的二次包装方法所用装置的结构示意图。 

图3为本发明柱/管状物料的二次包装方法整理过程的示意图。 

图4为本发明柱/管状物料的二次包装方法中使用时物料震动整理机构的立体结构示意图。图4中：底座1、物料整理箱2，电机偏心轮组3、弹性连接机构4、斜板5； 

图5为本发明柱/管状物料的二次包装方法中使用时整理装箱装置的结构示意总图； 

图6为本发明柱/管状物料的二次包装方法中使用时整理装箱装置整理机构A的结构示意图； 

图7为本发明柱/管状物料的二次包装方法中使用时整理装箱装置装箱机构B的结构示意图； 

图5、6、7中各标号依次表示：机架①，气缸②，滑行轨道③，传输带A1，支撑墙板A2，电机A3，侧挡板A4，前挡板A5，前挡板滑杆A6，推板A7，推板气缸A8，推板滑杆A9、滑动座B1，升降杆B2，滑轨B3，平台B4，吸盘B5，压板B6，小气缸B7，同步带固定件B8，电机减速器组B9，驱动轮B10，同步带压轮B11、同步带B12。 

图8为柱/管状物料的二次包装方法中使用时抓手的立体结构示意图。 

图8中：平台11、小气缸12，吸盘座13、吸盘14。 

具体实施方式：

本发明的二次包装方法包括以下步骤： 

1、物料整理：物料传输系统将物料传送自由落入物料震动整理机构，经震动整理机构整理后排列在震动整理机构正下方的物料输送系统上。 

2、物料数据采集：物料输送系统上方的视觉系统，对通过其下方的处于传输过程中的物料进行编码并采集其位姿数据。 

3、物料分拣：视觉系统采集的散乱物料位姿信息经控制系统处理后传输给物料分拣机构，物料分拣机构在接收到控制系统传送的物料信息后将物料分拣送入整理装箱装置。 

4、物料整理装箱：一组物料经过整理装箱装置的整理后，由整理装箱装置将这组物料一次性抓取，装入整理装箱装置正下方的纸箱输送系统的空白纸箱中。 

5、装说明书：向装满物料的纸箱中装入说明书。 

6、封箱：由封箱装置对装有物料和说明书的纸箱进行封箱处理，生成成品箱。 

7、后续打包、码垛、缠绕措施：封箱完成的成品箱经打包装置打包，码垛装置堆垛，缠绕装置对成品垛缠绕捆绑后，完成整个二次包装流程。 

在上述基础上，本发明可以有如下各种实施方式： 

1)、所述物料整理环节中所用的物料震动整理机构：由底座、偏心震动电机、整理箱、弹簧组成。偏心震动电机固定在整理箱上，整理箱的四角通过与底座弹性连接；整理箱是由一组斜板组成。经过震动整理的物料，朝向大体一致(方向基本与传送带运动方向相符)，即约束药卷的方向性，使药卷的朝向大体一致，便于后期的数据处理。 

2)、所述物料整理环节中所用的提到的物料输送系统采用网链输送。 

3)、所述物料数据采集环节中的视觉系统，包含摄像头、聚光灯与灯罩。 

4)、所述物料数据采集环节中提到的位姿数据，包括物料中心点相对视觉坐标；以及物料与传输方向的夹角。 

5)、所述物料分拣环节中的物料分拣机构主要采用高速搬运机器人(采用3-4自由度并联机器人或码垛机器人)或机器人组，各机器人根据控制系统分配给自己的信号进行有选择的对散乱物料进行分拣送入整理装箱装置。 

6)、所述物料整理装箱环节中采用的整理装箱装置包含一个整理机构和一个装箱机构，整理机构主要包含一个小型整理皮带传输系统，一个侧挡板，一个前挡板和一个推板组成；装箱机构主要由一个末端带有一组抓手和一个压板的可上下移动的滑动杆组成。 

如图4所示，震动整理机构在使用时通常位于两条柱/管状产品输送系统的中间，物料整理箱2的上前方是上游散乱柱/管状物料输送系统，该输送系统将散乱柱/管状物料输送到置入/倒入物料整理箱2，电机偏心轮组3带动与机架弹性连接机构4连接的物料整理箱2震动，柱/管状物料失去平衡，通过物料整理箱2内装有高低相间的斜板5让柱/管状物料从斜板之间的空当落下，在落下过程中，物料整理箱2的斜板件会对柱/管状物料进行方向约束，全部都纵向落到传送带上，排列在物料整理箱2正下方的柱/管状产品另一条输送带上，经输送供给后端系统作业。 

如图5、6、7所示，整理装箱装置在使用时，一组(若干个)需装箱的产品经皮带传送或者机构分拣到传输皮带A1上，以后会在3个方向上得到姿态调正或者整理。在传输皮带A1的运动方向上，这组产品在传输皮带A1的带动下向前移动，直到遇到运动前方前挡板A5的阻挡，在皮带A1和前挡板A5的综合总用下，这组产品在皮带方向A1上相互之间靠紧；在垂直于皮带A1的方向上，在侧挡板A4的配合下，推板A7在推板气缸A8的推动下从侧面对这组产品形成一个轻度挤压，使这组产品得到整理；在这组产品的上方，装箱机构B的升降杆B2在同步带B12的带动下向下运动，在小气缸B7的推动下，压板B6给这组产品一个压力，是这组产品在水平方向得到姿态调整的同时在竖直方向上保持姿态。这组产品经过整理后，推板A7与压板B6同时回撤，由装箱机构B上的一组吸盘B5抓取这组产品，然后由传输带A1、支撑墙板A2与电机A3组成的小型传输系统沿着滑行轨道滑动回撤形成空当，由装箱机构将这组产品装入处于整理装箱机构正下方的纸箱中。 

如图6所示，在使用时，本发明高效机械抓手与机械手的末端连接，是机械手的末端执行器。当需要抓取单个产品时，控制系统可以控制任何一个小气缸12伸出一个小手指抓手的吸盘14抓取产品，抓手对于姿态散乱产品的适应由机械手调整高效抓手的姿态来完成；控制系统可以要求高效抓手的所有抓手上吸盘14都抓有产品时再进行装箱、装盘等作业；对于摆放整齐的产品，高效抓手可同时抓取多个产品。 

Claims (9)

1.一种柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)物料整理：物料传输系统将物料传送自由落入物料震动整理机构，经震动整理机构整理后排列在震动整理机构正下方的物料输送系统上，经过震动整理的物料，朝向大体一致，则方向基本与传送带运动方向一致，便于后期的数据处理，即约束药卷的方向性，使药卷的朝向大体一致；

(2)、物料数据采集：物料输送系统上方的视觉系统，对通过其下方的处于传输过程中的物料进行编码并采集其位姿数据；

(3)、物料分拣：视觉系统采集的散乱物料位姿信息经控制系统处理后传输给物料分拣机构，物料分拣机构在接收到控制系统传送的物料信息后将物料分拣送入整理装箱装置；

(4)、物料整理装箱：一组物料经过整理装箱装置的整理后，由整理装箱装置将这组物料一次性抓取，装入整理装箱装置正下方的纸箱输送系统的空白纸箱中；

(5)、装说明书：向装满物料的纸箱中装入说明书；

(6)、封箱：由封箱装置对装有物料和说明书的纸箱进行封箱处理，生成成品箱；

(7)、后续打包、码垛、缠绕措施：封箱完成的成品箱经打包装置打包，码垛装置堆垛，缠绕装置对成品垛缠绕捆绑后，完成整个二次包装流程。

2.根据权利要求1所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于所述物料震动整理机构：由底座(1)、电机偏心轮组(3)、物料整理箱(2)、弹簧连接机构(4)组成，电机偏心轮组(3)固定在物料整理箱(2)上，物料整理箱(2)的四角通过与底座(1)弹性连接；物料整理箱(2)内安装有高低相间的斜板(5)。

3.根据权利要求1所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于所述物料输送系统采用网链输送。

4.根据权利要求1所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于所述视觉系统，包含摄像头、聚光灯与灯罩。 

5.根据权利要求1所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于所述位姿数据，包括物料中心点相对视觉坐标；以及物料与传输方向的夹角。

6.根据权利要求1所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于所述物料分拣机构主要采用高速搬运机器人/采用3-4自由度并联机器人或码垛机器人或机器人组，各机器人根据控制系统分配给自己的信号进行有选择的对散乱物料进行分拣送入整理装箱装置。

7.根据权利要求1所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于所述整理装箱装置包含机架①、气缸②、滑行轨道③一个整理机构和一个装箱机构五部分构成，整理机构(A)安装在装箱机构(B)的下方；整理机构主要包含一个小型整理皮带传输带，一个侧挡板，一个前挡板和一个推板组成；传输带(A1)一侧装有支撑墙板(A2)，传输带(A1)另一侧装有推板(A7)；装箱机构主要由一个末端带有一组抓手和一个压板的可上下移动的滑动杆组成。

8.根据权利要求7所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于抓手是在一个平台(111)装有数个小手指抓手，平台(111)是一个固定座，平台(111)上部为小手指抓手与机械手的连接平台，平台(111)下部是小手指抓手的连接座。

9.根据权利要求8所述的柱/管状物料的二次包装方法，其特征在于每个小手指抓手是由一个小气缸(12)，一个吸盘座(13)和一个吸盘(14)构成；每个小气缸(12)固定在平台(11)上部，每个吸盘座(3)安装固定在小气缸(12)的末端，每个吸盘(14)固定在吸盘座(II3)上。 

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