CN103144803A - 装箱伺服控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的装箱伺服控制系统，包括：控制单元，发出信号控制各装置；进料装置，控制单元通过控制进料电机来完成进料；传输装置，控制单元通过分别控制两台传输电机转动，使产品模具进入装载区、卸载区和等待装载区；抓取装置，收到控制单元发出的抓取信号，对卸载区的产品进行抓取并放置箱子中；传感装置，安装在传输装置和抓取装置上，将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置产品模具和抓取装置的所处位置。本发明公开的装箱伺服控制系统及对应的方法，机械自动化程度高，所需人力少，降低了生产成本、提高了生产效率且装箱数量准确。

Description

装箱伺服控制系统及方法

技术领域

本发明涉及包装机械设备领域，具体涉及装箱伺服控制系统及方法。

背景技术

在产品的生产加工过程中，产品（如雪糕、肥皂等）生产加工完成后，需要在包装机上进行包装后需再通过输送线输送到装箱处进行装箱，从产线到装箱这一过程的完成目前主要依赖于人工完成，通过人力将包装后的产品从产线上取下装箱并计数，在实际生产过程中，这种方式存在如下问题：（1）生产线生产速度较快，每条生产线需配备多名工人进行装箱，生产成本较高；（2）工人长时间工作易疲劳，装箱计数容易出错导致多装或少装的情况；（3）人工装箱，生产效率较低。

发明内容

本发明旨在给出一种装箱伺服控制系统及方法，以达到生产效率较高、计数准确、且机械自动化程度高从而使生产成本较低的目的。  

本发明所述的装箱伺服控制系统，包括：

控制单元，接收传感装置的反馈信号，并发出相应信号控制进料装置进料、传输装置输送、抓取装置抓取或停止抓取；

进料装置，包含两条以上的进料输送带，由两台以上进料电机分别带动，其中速度为V1的第一进料输送带与速度为V0的产线输送带对接，速度为V2的第二进料输送带与传输装置装载区上的产品模具对接，控制单元控制进料电机使V0>V1且V2>V1，控制单元发出信号通过控制进料电机的启动或者停转来完成进料或者暂停进料；

传输装置，由两台传输电机分别带动的两组皮带并排安装，每组皮带上安装一组产品模具，控制单元发出信号通过分别控制两台传输电机转动，使产品模具进入装载区、卸载区和等待装载区；

抓取装置，收到控制单元发出的抓取信号，对卸载区的产品进行抓取并放置对应箱子中，收到停止抓取信号后停止抓取；

传感装置，与控制单元相连，安装在传输装置和抓取装置上，将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置产品模具和抓取装置所处位置。

本发明所述的装箱伺服控制方法，包含以下顺序的步骤：

A、控制单元发出允许进料信号，控制进料电机使与速度为V0的产线输送带对接的第一进料输送带速度为V1，与传输装置装载区上的产品模具对接的第二进料输送带速度为V2，使V0>V1且V2>V1；

B、安装在传输装置的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置的第一个产品模具是否正对进料装置的第二进料输送带：

若满足，并且控制单元发出装载信号，则传输电机带动装载区皮带上的产品模具转动，产品进行装载，装载区每转动一个产品模具所需的时间与下一个产品进从料输送带到达装载区的时间相等；

若不满足，控制单元控制传输电机转动进行调整直至满足；

C、一组产品模具装载完成，安装在传输装置的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断卸载区是否空闲：

若空闲，控制单元控制传输电机带动卸载区的产品模具进入等待装载区，控制另一传输电机带动装载区完成装载的产品模具进入卸载区，向进料装置和传输装置分别发出允许进料和装载信号，

若繁忙，控制单元分别向进料装置和传输装置发出暂停进料和暂停装载信号；

D、若卸载区繁忙，安装在抓取装置上的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断抓取装置的位置并发出相应的抓取信号，控制抓取装置对卸载区的产品进行抓取并放置在对应箱子中；

E、控制单元判断满箱后发出停止抓取信号，抓取装置停止抓取。

本发明所述的装箱伺服控制系统及方法，产品进入第一进料输送带后， 产品之间没有间隙，因V2大于V1，故进入第二条输送带之后产品之间等间距，通过控制带动装载区皮带的传输电机和进料电机的转速，使装载区每转动一个产品模具所需的时间与下一个产品由第二进料输送带到达装载区的时间相等，每个产品与产品模具一一对应，从而完成产品编组，装置过程中和装载完成后，根据安装在传输装置上的传感装置的反馈信号，控制单元判断产品模具上产品模具所处的位置，由此判断装载区第一个产品模具是否正对进料装置第二进料输送带、卸载区是否空闲，抓取装置统一抓取并放置箱子中，整个过程机械化程度高完成，大幅减少所需人力，生产成本降低，生产效率较高，同时通过控制单元内置程序设置抓取装置放置产品的次数，从而完成计数，同人工计数相比，准确性大大提升，解决了人工装箱多装或少装的问题。

附图说明

图1所述装箱伺服控制方法流程图。

图2所述装箱伺服控制系统及方法对应装置图。

图3为图2进料装置部分放大图。

图4为图2传输装置俯视放大图。

图5为图2传输装置侧视放大图。

图6为图2输箱装置俯视放大图。

图7为图2传输装置侧视放大图。

图8为图2抓取装置放大图。

具体实施方式

实施例一，如图1

装箱伺服控制系统，包括：

控制单元，接收传感装置的反馈信号，并发出相应信号控制进料装置1进料、传输装置2输送、抓取装置3抓取或停止抓取；

进料装置1，包含两条以上的进料输送带，由两台以上进料电机5分别带动，其中速度为V1的第一进料输送带与速度为V0的产线输送带对接，速度为V2的第二进料输送带与传输装置2装载区6上的产品模具7对接，控制单元控制进料电机5使V0>V1且V2>V1，控制单元发出信号通过控制进料电机5的启动或者停转来完成进料或者暂停进料；

传输装置2，由两台传输电机8分别带动的两组皮带并排安装，每组皮带上安装一组产品模具7，控制单元发出信号通过分别控制两台传输电机8转动，使产品模具7进入装载区6、卸载区9和等待装载区10；

抓取装置3，收到控制单元发出的抓取信号，对卸载区9的产品进行抓取并放置对应箱子中，收到停止抓取信号后停止抓取；

传感装置，与控制单元相连，安装在传输装置2和抓取装置3上，将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置2产品模具7和抓取装置3所处位置。

对应的装箱伺服控制方法，包含以下顺序的步骤：

A、控制单元发出允许进料信号，控制进料电机5使与速度为V0的产线输送带对接的第一进料输送带速度为V1，与传输装置2装载区6上的产品模具7对接的第二进料输送带速度为V2，使V0>V1且V2>V1；

B、安装在传输装置2的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置2的第一个产品模具7是否正对进料装置1的第二进料输送带：

若满足，并且控制单元发出装载信号，则传输电机8带动装载区6皮带上的产品模具7转动，产品进行装载，装载区6每转动一个产品模具7所需的时间与下一个产品进从料输送带到达装载区6的时间相等；

若不满足，控制单元控制传输电机转动进行调整直至满足；

C、一组产品模具7装载完成，安装在传输装置2的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置2的卸载区9是否空闲：

若空闲，控制单元控制传输电机8带动卸载区9的产品模具7进入等待装载区10，控制另一传输电机8带动装载区6完成装载的产品模具7进入卸载区9，向进料装置1和传输装置2分别发出允许进料和装载信号，

若繁忙，控制单元分别向进料装置1和传输装置2发出暂停进料和暂停装载信号；

D、若卸载区9繁忙，安装在抓取装置3上的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断抓取装置3的位置并发出相应的抓取信号，控制抓取装置3对卸载区9的产品进行抓取并放置在对应箱子中；

E、控制单元判断满箱后发出停止抓取信号，抓取装置（3）停止抓取。

实施例二，如图2、3、4、5、6、7、8

装箱伺服控制系统，与实施例一相比有以下不同：

进料装置1第一进料输送带和第二进料输送带之间设置一条速度为V3的第三进料输送带，V1<V3<V2，进料装置1分为三段，分三步对产品之间间隙的调整，更加有利于控制单元控制进料电机5和传输电机8的转动使装载区6每转动一个产品模具7所需的时间与下一个产品进从料输送带到达装载区6的时间相等；

传输装置2设置第三台传输电机8带动一组皮带，并与其他皮带并排安装，皮带上安装一组产品模具7，且在装载区6和卸载区9之间设置等待卸载区12，使卸载区9空闲时能立即将等待卸载区12装载完成的产品模具7传至卸载区9卸载，减少了等待时间，提高了生产效率；

进料装置1前端设置传感装置和剔除装置，与控制单元连接，传感装置为光电传感器，当检测到产品为连包或空包时，控制单元发出剔除命令，控制剔除装置剔除，剔除装置为高压喷嘴，解决了实际生产中产品空包或连包装入箱中的问题；

该系统含有三个进料装置1及对应的传输装置2，抓取装置3对三个卸载区6的产品进行抓取，提高了生产效率；

该系统还包含与控制单元相连的人机界面，用于显示当前操作流程的状态、错误警报，完成设置参数动作，并且将各装置设置的正确参数一键保存，免除繁琐参数的输入，下次使用时直接使用自动模式即可；

该系统还包含输箱装置4，收到控制单元发出的输箱信号，输箱电机11带动输箱带运转，使箱子到达抓取装置3放置产品的对应位置，代替了人工搬箱运箱，生产效率较高且进一步降低了人工成本；

抓取装置3放置产品的箱子对应位置设置有传感装置，与控制单元相连，传感装置将信号反馈至控制单元，控制单元由此判断箱子是否到位，若没到位则抓取装置3停止抓取动作。

其余与实施例一相同。

其对应的装箱伺服控制方法，包含以下顺序的步骤：

A、首次使用时通过人机界面和控制单元将各装置设置的初始参数一键保存，下次使用时选用自动模式即可；

B、控制单元通过设置在进料装置1前端的传感装置的反馈信号判断产品是否连包或空包，若出现则控制剔除装置将该产品剔除；

C、控制单元发出允许进料信号，分别控制三个进料装置1的进料电机5使与速度为V0的产线输送带对接的第一进料输送带速度为V1，与第二传输装置2装载区6上的产品模具7对接的进料输送带速度为V2，第三进料输送带速度为V3，使V0>V1且V1<V3<V2；

D、分别安装在三个传输装置2的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置2的第一个产品模具7是否正对进料装置1的第二进料输送带：

若满足，并且控制单元发出装载信号，则传输电机8带动装载区6皮带上的产品模具7转动，产品进行装载，装载区6每转动一个产品模具7所需的时间与下一个产品进从料输送带到达装载区6的时间相等；

若不满足，控制单元控制传输电机转动进行调整直至满足；

E、一组产品模具7装载完成，安装在传输装置2的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断三个传输装置2的等待卸载区12是否空闲：

若等待卸载区12空闲，控制单元控制传输电机8带动装载区6的产品模具7进入等待卸载区12，然后控制单元继续判断卸载区9是否空闲，若空闲控制单元控制另一传输电机8带动卸载区9的产品模具7进入等待装载区10，控制第三个传输电机8带动装载区6完成装载的产品模具7进入卸载区9，向进料装置1和传输装置2分别发出允许进料和装载信号，若繁忙，则不做动作；

若等待卸载区12繁忙，控制单元分别向进料装置1发出暂停进料、暂停剔除信号，向传输装置2发出暂停装载信号；

F、若卸载区9繁忙，控制单元发出抓取信号，控制抓取装置对三个传输装置2卸载区9的产品进行抓取并放置在输箱装置4传送来的对应箱子中；

G、控制单元判断满箱后发出停止抓取信号，抓取装置3停止抓取，同时输箱电机11启动，满箱输送出去，下一组空箱输送到对应位置。

Claims (10)

1.装箱伺服控制系统，其特征在于，包含：

控制单元，接收传感装置的反馈信号，并发出相应信号控制进料装置（1）进料、传输装置（2）输送、抓取装置（3）抓取或停止抓取；

进料装置（1），包含两条以上的进料输送带，由两台以上进料电机（5）分别带动，其中速度为V1的第一进料输送带与速度为V0的产线输送带对接，速度为V2的第二进料输送带与传输装置（2）装载区（6）上的产品模具（7）对接，控制单元控制进料电机（5）使V0>V1且V2>V1，控制单元发出信号通过控制进料电机（5）的启动或者停转来完成进料或者暂停进料；

传输装置（2），由两台传输电机（8）分别带动的两组皮带并排安装，每组皮带上安装一组产品模具（7），控制单元发出信号通过分别控制两台传输电机（8）转动，使产品模具（7）进入装载区（6）、卸载区（9）和等待装载区（10）；

抓取装置（3），收到控制单元发出的抓取信号，对卸载区（9）的产品进行抓取并放置对应箱子中，收到停止抓取信号后停止抓取；

传感装置，与控制单元相连，安装在传输装置（2）和抓取装置（3）上，将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置（2）产品模具（7）和抓取装置（3）所处位置。

2.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，该系统还包含输箱装置（4），收到控制单元发出的输箱信号，输箱电机（11）带动输箱带运转，使箱子到达抓取装置（3）放置产品的对应位置。

3.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，所述的第一进料输送带和第二进料输送带之间设置的第三进料输送带速度V3满足：V1<V3<V2。

4.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，所述的传输装置（2）设置第三台传输电机（8）带动一组皮带，并与其他皮带并排安装，且在装载区（6）和卸载区（9）之间设置等待卸载区（12）。

5.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，所述的进料装置（1）前端设置传感装置和剔除装置，与控制单元连接。

6.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，所述的抓取装置放置产品的箱子对应位置设置有传感装置，与控制单元相连。

7.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，所述的进料装置（1）为一个以上，对应的传输装置（2）也为一个以上，抓取装置（3）对多个传输装置（2）卸载区（9）的产品进行抓取、放置。

8.根据权利要求1所述的装箱伺服控制系统，其特征在于，其还包括与控制单元相连的人机界面，显示当前操作流程的状态、错误警报，完成设置参数动作。

9.装箱伺服控制方法，包含以下顺序的步骤：

A、控制单元发出允许进料信号，控制进料电机（5）使与速度为V0的产线输送带对接的第一进料输送带速度为V1，与传输装置（2）装载区（6）上的产品模具（7）对接的第二进料输送带速度为V2，使V0>V1且V2>V1；

B、安装在传输装置（2）的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置（2）的第一个产品模具（7）是否正对进料装置（1）的第二进料输送带：

若满足，并且控制单元发出装载信号，则传输电机（8）带动装载区（6）皮带上的产品模具（7）转动，产品进行装载，装载区（6）每转动一个产品模具（7）所需的时间与下一个产品进从料输送带到达装载区（6）的时间相等；

若不满足，控制单元控制传输电机转动进行调整直至满足；

C、一组产品模具（7）装载完成，安装在传输装置（2）的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断卸载区（9）是否空闲：

若空闲，控制单元控制传输电机（8）带动卸载区（9）的产品模具（7）进入等待装载区（10），控制另一传输电机（8）带动装载区（6）完成装载的产品模具（7）进入卸载区（9），向进料装置（1）和传输装置（2）分别发出允许进料和装载信号，

若繁忙，控制单元分别向进料装置（1）和传输装置（2）发出暂停进料和暂停装载信号；

D、若卸载区（9）繁忙，安装在抓取装置（3）上的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断抓取装置（3）的位置并发出相应的抓取信号，控制抓取装置（3）对卸载区（9）的产品进行抓取并放置在对应箱子中；

E、控制单元判断满箱后发出停止抓取信号，抓取装置（3）停止抓取。

10.根据权利要求9所述的装箱伺服控制方法，包含以下顺序的步骤：

A、首次使用时通过人机界面和控制单元将各装置设置的初始参数一键保存，下次使用时选用自动模式即可；

B、控制单元通过设置在进料装置（1）前端的传感装置的反馈信号判断产品是否连包或空包，若出现则控制剔除装置将该产品剔除；

C、控制单元发出允许进料信号，分别控制三个进料装置（1）的进料电机（5）使与速度为V0的产线输送带对接的进料输送带速度为V1，与传输装置（2）装载区（6）上的产品模具（7）对接的进料输送带速度为V2，中间的进料输送带速度为V3，使V0>V1且V1<V3<V2；

D、分别安装在三个传输装置（2）的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断传输装置（2）的第一个产品模具（7）是否正对进料装置（1）的第二进料输送带：

若满足，并且控制单元发出装载信号，则传输电机（8）带动装载区（6）皮带上的产品模具（7）转动，产品进行装载，装载区（6）每转动一个产品模具（7）所需的时间与下一个产品进从料输送带到达装载区（6）的时间相等；

若不满足，控制单元控制传输电机转动进行调整直至满足；

E、一组产品模具（7）装载完成，安装在传输装置（2）的传感装置将信号反馈给控制单元，控制单元根据反馈信号判断三个传输装置（2）的等待卸载区（12）是否空闲：

若等待卸载区（12）空闲，控制单元控制传输电机（8）带动装载区（6）的产品模具（7）进入等待卸载区（12），然后控制单元继续判断卸载区（9）是否空闲，若空闲控制单元控制另一传输电机（8）带动卸载区（9）的产品模具（7）进入等待装载区（10），控制第三个传输电机（8）带动装载区（6）完成装载的产品模具（7）进入卸载区（9），向进料装置（1）和传输装置（2）分别发出允许进料和装载信号，若繁忙，则不做动作；

若等待卸载区（12）繁忙，控制单元分别向进料装置（1）发出暂停进料、暂停剔除信号，向传输装置（2）发出暂停装载信号；

F、若卸载区（9）繁忙，控制单元发出抓取信号，控制抓取装置对三个传输装置（2）卸载区（9）的产品进行抓取并放置在输箱装置（4）传送来的对应箱子中；

G、控制单元判断满箱后发出停止抓取信号，抓取装置（3）停止抓取，同时输箱电机（11）启动，满箱输送出去，下一组空箱输送到对应位置。

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