CN103350906B - 一种码垛机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种码垛机，特别适用于袋装流体物料的自动码垛。包括位于上层平台的用于将产品自动导向的顺袋导向机构、用于自动排层整合产品的排层编组机构、用于对产品进行二次整合的分层推袋机构和用于对产品进行二次排气的压平排气机构；位于下层平台的用于将产品振匀压平的振平压实机构、用于升降垛盘的垛盘升降机构、用于存储托盘的托盘仓、用于托盘自动输出的托盘输出机构、用于垛盘自动输出的垛盘输出机构和用于控制执行元件的全线电气控制系统；以及爬坡输送机构。本发明在适用于普通物料的常规自动码垛作业的前提下，更能够适用于流体物料的高速自动码垛，达到安全、可靠、环保、垛形美观整齐的效果，实现了全部自动化作业。

Description

一种码垛机

技术领域

本发明涉及一种码垛机，特别适用于袋装流体物料的自动码垛。

背景技术

目前，普通码垛机只适用于含气量较少、堆积密度较大、袋子形状较好的颗粒或粉体物料的自动码垛。流体物料由于装袋后袋形蓬松、形状不整、叠摞易滑落、且会产生包装物粉尘泄漏，现有的普通码垛机不适用于流体物料的自动码垛。

现有技术中流体物料均采用人工码垛，缺点是用人量多、人工劳动强度大，污染工作环境、严重影响工作人员的身心健康等现实问题。

综上所述，开发一款不但适用于普通物料的常规自动码垛作业，更能适用于流体物料的自动码垛已成为必然。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种码垛机。该码垛机可很好地实现袋装流体物料的全自动码垛操作，达到安全、可靠、环保、垛形美观整齐的效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种码垛机，包括位于上层平台的用于将产品自动导向的顺袋导向机构、用于自动排层整合产品的排层编组机构、用于对产品进行二次整合的分层推袋机构和用于对产品进行二次排气的压平排气机构；位于下层平台的用于将产品振匀压平的振平压实机构、用于升降垛盘的垛盘升降机构、用于存储托盘的托盘仓、用于托盘自动输出的托盘输出机构、用于垛盘自动输出的垛盘输出机构和用于控制执行元件的全线电气控制系统；以及爬坡输送机构，其中

所述爬坡输送机构一端与所述振平压实机构连接、另一端固定连接于所述上层平台，所述顺袋导向机构紧靠所述爬坡输送机构固定连接于所述上层平台的一端，所述排层编组机构紧靠所述顺袋导向机构，所述分层推袋机构紧靠所述排层编组机构，所述压平排气机构安装于所述分层推袋机构上部，所述垛盘升降机构位于所述分层推袋机构的下部，所述托盘输出机构紧靠所述垛盘升降机构的一侧，所述垛盘输出机构紧靠所述垛盘升降机构另一侧，所述托盘仓紧靠所述托盘输出机构。

本发明的有益效果是：在适用于普通物料的常规自动码垛作业的前提下，更能够适用于流体物料的高速自动码垛，达到安全、可靠、环保、垛形美观整齐的效果，实现了全部自动化作业。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述振平压实机构包括振平输送机、及紧靠所述振平输送机的压实输送机，所述振平输送机包括第一支架、位于所述第一支架上的输送方辊、传动连接所述输送方辊的链条、及位于所述输送方辊下方且驱动所述链条的振平输送电机，所述压实输送机包括第二支架、固定在所述第二支架上的下层皮带输送机、固定在所述下层皮带输送机上的固定支架，通过固定链条连接于所述固定支架上的上层压实输送机、连接于所述固定支架上的上层输送机高度调节手轮、安装在所述下层皮带输送机下方的下层皮带输送机电机、安装在所述上层压实输送机上方的上层输送电机。

采用上述进一步方案的有益效果是，用于包装袋进行第一次整形排气，通过调节上下两层输送机的间隔，上下两层输送带的对向输送，实现包装袋振匀、压平、排气。

进一步，所述顺袋导向机构包括安装在第三支架上的双侧导向夹持板，与双侧导向夹持板连接的导向控制气缸、导向输送机、安装在导向输送机上方中间位置的无动力转向装置，驱动导向输送机的输送机电机。

采用上述进一步方案的有益效果是，用于将包装按照排层顺序自动导向，无需转向的包装袋按排层要求左右导向顺次通过。

进一步，所述排层编组机构包括水平输送机和斜坡输送机，所述水平输送机由左右对称的两个输送机构成、所述斜坡输送机由左右对称的两个输送机构成，所述输送机包括防滑辊筒、传动连接所述防滑辊筒的链条、及驱动所述链条的左侧输送电机和右侧输送电机。

采用上述进一步方案的有益效果是，用于按垛层要求进行排层，对垛层进行第一次整合，自动将垛层输送至码垛托盘即升降机工位。

进一步，所述分层推袋机构包括分层滑板机构、分层滑板驱动电机、位于分层滑板机构上方的分层挡板机构、分层挡板驱动气缸、及分层推袋挡板机构。

采用上述进一步方案的有益效果是，用于对垛层进行四面分向第二次整合，由四面推板组成，推板由气缸驱动，分别两对向同时动作。

进一步，所述压平排气机构包括纵格压平机构、驱动所述纵格压平机构的压平驱动气缸、以及升降平衡机构。

采用上述进一步方案的有益效果是，分层推袋机构将四面整合推袋的同时，压平排气机构对垛层进行上下施压、排气。

进一步，所述垛盘升降机构包括位于所述垛盘升降机构底部的下层输送机、驱动所述下层输送机的下层输送电机、安装在所述垛盘升降机构顶部的升降传动主轴、驱动升降传动主轴的升降驱动电机、升降传动链条、及固定于升降传动链条上的升降托板。

采用上述进一步方案的有益效果是，垛盘升降机构用于对空托盘的提升以及垛盘的逐层下降。

进一步，所述托盘输出机构包括托盘输出等待输送机，位于所述托盘输出等待输送机上的托盘，紧靠所述托盘输出等待输送机的托盘仓，位于所述托盘仓内的翻转插板机构、托盘顶升机构和链条输送机，及链条输送机输送电机。

采用上述进一步方案的有益效果是，托盘仓用于多个托盘的同时存储，托盘输出机构根据码垛指令每次输出单个托盘，垛盘输送机用于垛盘的自动输出。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明振平压实机构结构示意主视图；

图4为本发明振平压实机构结构示意俯视图；

图5为本发明顺袋导向机构结构示意主视图；

图6为本发明顺袋导向机构结构示意俯视图；

图7为本发明排层编组机构结构示意主视图；

图8为本发明排层编组机构结构示意俯视图；

图9为本发明分层推袋机构和压平排气机构结构示意主视图；

图10为本发明分层推袋机构和压平排气机构结构示意俯视图；

图11为本发明垛盘升降机构结构示意主视图；

图12为本发明托盘仓和托盘输出机构结构示意主视图。

在图中，1、振平压实机构，1-1、输送方辊，1-2、振平输送电机，1-3、下层皮带输送机，1-4、上层压实输送机，1-5、固定支架，1-6、上层输送机高度调节手轮，1-7、固定链条，1-8、下层皮带输送机电机，1-9、上层输送电机，1-10、第一支架，1-11、第二支架，1-12、链条，2、爬坡输送机构，3、顺袋导向机构，3-1、双侧导向夹持板，3-2、导向控制气缸，3-3、第三支架，3-4、无动力转向装置，3-5、导向输送机，3-6、输送机电机，4、排层编组机构，4-1、水平输送机，4-2、斜坡输送机，4-3、右侧输送电机，4-4、左侧输送电机，5、分层推袋机构，5-1、分层挡板机构，5-2、分层挡板驱动气缸，5-3、分层滑板机构，5-4、分层滑板驱动电机，5-5、分层推袋挡板机构，6、压平排气机构，6-1、压平驱动气缸，6-2、升降平衡机构，6-3、纵格压平机构，7、垛盘升降机构，7-1、下层输送机，7-2、下层输送电机，7-3、升降托板，7-4、升降传动链条，7-5、升降传动主轴，7-6、升降驱动电机，8、托盘仓，9、托盘输出机构，9-1、托盘输出等待输送机，9-2、翻转插板机构，9-3、托盘顶升机构，9-4、链条输送机，9-5、链条输送机输送电机，10、垛盘输出机构，11、全线电气控制系统，12、托盘，13、垛盘，14、下层平台，15、上层平台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，一种码垛机，包括位于上层平台15的顺袋导向机构3、排层编组机构4、分层推袋机构5和压平排气机构6；位于下层平台14的振平压实机构1、垛盘升降机构7、托盘仓8、托盘输出机构9、垛盘输出机构10和全线电气控制系统11；以及爬坡输送机构2。

如图3和图4所示，所述振平压实机构1包括振平输送机、及紧靠所述振平输送机的压实输送机，所述振平输送机由输送方辊1-1组成凸凹不平的输送平面，安装在第一支架1-10上，输送方辊1-1之间由链条1-12传动连接，由振平输送电机1-2驱动；所述压实输送机包括下层皮带输送机1-3和上层压实输送机1-4，下层皮带输送机安装在第二支架1-11上、由下层输送机电机驱动1-8，上层压实输送机1-4固定在固定支架1-5上，由固定链条1-7来固定，通过上层输送机高度调节手轮1-6调节固定链条1-7，来实现调节上层压实输送机1-4与下层皮带输送机1-3之间的间隔，上层压实输送机1-4由上层输送电机1-9来驱动。通过振匀、排气的包装袋，通过压实输送机时，通过上层压实输送机与下层输送机的反向输送，将料袋内抖出的气体进行碾压、排挤、压实。

所述爬坡输送机构2一端与所述振平压实机构1连接、另一端固定连接于所述上层平台15。

如图5和图6所示，所述顺袋导向机构3紧靠所述爬坡输送机构2固定连接于上层平台15的一端，所述顺袋导向机构3包括双侧导向夹持板3-1、导向控制气缸3-2、无动力转向装置3-4、导向输送机3-5、输送机电机3-6。其中双侧导向夹持板3-1安装在第三支架3-3上，与导向控制气缸3-2直接连接，通过导向控制气缸3-2限位来控制导向夹持板3-1导向的A、B、C、D、E导向的位置，无动力转向装置3-4安装在导向输送机3-5上方的中间位置，导向输送机3-5由输送机电机3-6驱动。

由爬坡输送机2输送来的包装袋，通过固定于第三支架3-3上的光电开关检测包装袋的来料输送，双侧导向夹持板3-1处于中间位置，当包装袋前段进入双侧导向夹持板3-1位置时，根据编组排层控制系统的需要，当包装袋需要右侧纵向顺袋时，包装袋由导向控制气缸3-2控制双侧导向夹持板3-1至A导向位置，由导向输送机3-5顺袋在该位置直接向前输送；当包装袋需要右侧横向排布时，包装袋由导向控制气缸3-2控制双侧导向夹持板3-1至B导向位置，包装袋经导向输送机3-5输送至无动力转向装置3-4，包装袋在输送过程中经无动力转向装置3-4的阻挡后垂直转向，由纵向顺袋输送变为横向输送，完成包装袋的转向；同样在左侧顺袋纵向为E导向位置，横向转向为D导向位置，按程序依次为右侧2袋顺袋纵向输送，左侧3袋横向转向输送，右侧3袋横向转向输送，左侧2袋顺袋纵向输送，每5袋为一层，计数完毕将包装袋输送至排层编组机构4。

如图7和图8所示，所述排层编组机构4紧靠所述顺袋导向机构3，所述排层编组机构4包括水平输送机4-1和斜坡输送机4-2，所述水平输送机4-1和斜坡输送机4-2均是由防滑辊筒组成，防滑辊筒之间由链条连接传动。水平输送机4-1和斜坡输送机4-2均分为左侧和右侧两个独立的输送机，分别由左侧输送电机4-4和右侧输送电机4-3驱动。当左侧输送机为2纵向包装袋时，右侧为3横向包装袋；当左侧输送机为3横向包装袋时，右侧为2纵向包装袋，以此为排层编组规律。

经顺袋导向机构3顺袋或转向输送过来的包装袋，分为左右两侧横向和纵向输送，以每层5袋为例，第一袋为纵向右侧输送，排层编组机构4首先将第一袋包装袋输送至水平输送机4-1等待，第二包装袋输送来时向前输送，第一包装袋到达斜坡输送机4-2至挡板位置，第二包装袋在水平输送机4-1位置，此时右侧输送机停止，左侧第三袋横向输送包装袋输送至水平输送机4-1位置等待，第四袋包装袋输送来时，左侧输送机向前一个位置，当第五袋包装袋输送来时，第三、第四包装袋输送至斜坡输送机4-2至挡板位置，第五袋停留在左侧水平输送机位置，此时控制系统以计数五袋每层，左右两侧输送机同时将五袋包装袋同时加速向前输送，将包装袋之间间隔缩短，斜坡输送机4-2将排层输送至分层推袋机构。

如图9和图10所示，所述分层推袋机构5紧靠所述排层编组机构4，所述分层推袋机构5包括分层滑板机构5-3、位于分层滑板机构5-3上方的分层挡板机构5-1、分层挡板驱动气缸5-2、分层滑板机构5-3安装于导轨上，导轨通过链条传动，由滑板驱动电机5-4驱动，分层推袋挡板机构5-5分四面安装在垛盘四周机体上，由气缸驱动，分别由四面向垛层推进。

当每一垛层排层完毕，控制系统给定垛层整层向前快输送信号，分层挡板驱动气缸5-2动作，驱动分层挡板机构5-1向上动作，留出垛层通过的空间。同时安装于排层编组机构4下方的分层滑板机构5-3随垛层同时向前动作，垛层准确的输送在分层滑板机构5-3，分层滑板机构5-3安装于导轨上，导轨通过链条传动，由分层滑板驱动电机5-4驱动。分层滑板机构5-3承载垛层输送至由升降机构提升上来的垛盘13位置，分层滑板机构5-3停止。分层推袋挡板机构5-5分四面安装在垛盘13四周机体上，由气缸驱动，分别由四面向垛层推进，将垛层四周整齐，并固定垛层位置，同时分层滑板机构5-3由控制系统回退运动，从垛层下面撤出，退回原来位置，垛层经四面整形后准确的置于垛盘13之上。

所述压平排气机构6安装于所述分层推袋机构5上部，所述压平排气机构包括纵格压平机构6-3、驱动所述纵格压平机构6-3的压平驱动气缸6-1、以及升降平衡机构6-2。当分层推袋机构5从四面将置于托盘12上的垛层聚拢推包固定垛层的同时，纵格压平机构6-3由压平驱动气缸6-1驱动向下动作，对垛层由上而下进行施压。压平机构设计为纵格结构，有利于向下施压时，包装袋内气体的排出，使垛层表面平整。

如图11所示，所述垛盘升降机构7位于所述分层推袋机构5的下部，包括下层输送机7-1、下层输送电机7-2、升降托板7-3、升降传动链条7-4、升降传动主轴7-5、升降驱动电机7-6。下层输送机7-1为辊筒结构，通过皮带传动，由下层输送电机7-2驱动。升降托板7-3为纵向齿状结构，当升降托盘下降到下限位置时，置于下层输送机7-1输送滚筒间隙之中，达到升降托板7-3上平面与下层输送机7-1输送平面在同一水平面。升降传动主轴7-5安装在升降机构机架顶部，升降传动主轴7-5两端轴承分别安装链轮，另一组链轮安装在升降机底部，两组链轮之间由升降传动链条7-4连接，升降托板7-3固定于升降传动链条7-4上，通过升降驱动电机7-6驱动主轴传动实现升降托板7-3的升降。

空托盘输送至升降托板7-3，通过光电检测控制信号，升降托板7-3上升至上限高位，每码放一层垛盘13，升降托板7-3下降一个垛层高度，通过控制系统，垛盘13码放完毕，升降托板7-3下降至下限位置，垛盘13下降至下层输送机7-1输送平面，此时下层输送机电机7-2开启，垛盘13输送至出垛工位。

如图12所示，所述托盘输出机构9紧靠所述垛盘升降机构7，所述托盘输出机构9包括托盘仓8、翻转插板机构9-2、托盘顶升机构9-3、链条输送机9-4、托盘输出等待输送机9-1。人工或叉车将多只托盘12放置于托盘仓8内，其中托盘12存储量可为10-15只，在最底部托盘12位置安装翻转插板机构9-2，该机构为直角结构，由链条输送机输送电机9-5驱动翻转，向内翻转时，插板插入第二层托盘12插孔，再由托盘顶升机构9-3将第二层以上托盘12顶起，与第一层托盘12产生一定间隙，由链条输送机9-4将第一层托盘12输出，链条输送机9-4由电机驱动，输送至托盘等待输送机9-1，此时托盘顶升机构9-3下降，第二层托盘12放置于第一层托盘12，翻转插板机构9-2向外翻转，从托盘12插孔中抽出。托盘输出等待工位的托盘，等待升降机构信号，当升降机构中垛盘13下降并输出后，等待托盘被输送至升降机构。

所述全线电气控制系统对输入信号进行采集、输出控制信号驱动执行元件，人机触摸界面操作，保障系统高速精准稳定运行，并设有多级保护，故障报警，紧急停机。

工作原理：码垛机分为上下两层，导向、编组、排层、码垛、排气在上层高位完成，单袋压实、托盘存储、输送、垛盘输送在低位下层完成，其中托盘及垛层的衔接由升降机构完成。各机构通过电气控制系统由PLC控制完成，协调各机构按程序完成整个系统的工作过程。具体工作流程为：包装完毕的成品包装袋经输送机水平输送至振平压实机构1将包装袋内物料振匀压实并进行第一次整形排气，由爬坡输送机构2将包装袋爬坡提升输送至上层高位码垛区域，顺袋导向机构3将包装袋按照排层顺序自动导向顺袋，无需转向的包装袋按排层要求向左或向右导向顺次通过，需要转向的包装袋由导向机构输送至无动力转向装置3-4，按垛层要求顺袋导向完毕的单层垛层顺次输送至排层编组机构4将垛层进行第一次整合，推送至垛盘升降机构7提升的空托盘位置，由分层推袋机构5对垛层进行第二次整合，垛层四面设有挡板同时向内推送包装袋，使垛层四周码放整齐，同时压平排气机构6对整合的垛层进行上下施压，进行垛层的压实排气，使垛层的上下平面整齐，便于下一垛层的码放。托盘仓8进行多个托盘的同时存储，由托盘输出机构9根据码垛指令每次输出单个托盘，输送至垛盘升降机构7，空托盘提升与排层编组机构4相衔接，将排层编组完毕的垛层码放在托盘12上，每完成一个垛层，垛盘13下降一个垛层工位，直至码垛完毕，垛盘13下降至垛盘输送机构10平面，垛盘13自动输出，由叉车对垛盘13进行储运。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种码垛机，其特征在于，包括位于上层平台(15)的用于将产品自动导向的顺袋导向机构(3)、用于自动排层整合产品的排层编组机构(4)、用于对产品进行二次整合的分层推袋机构(5)和用于对产品进行二次排气的压平排气机构(6)；位于下层平台(14)的用于将产品振匀压平的振平压实机构(1)、用于升降垛盘(13)的垛盘升降机构(7)、用于存储托盘(12)的托盘仓(8)、用于托盘(12)自动输出的托盘输出机构(9)、用于垛盘(13)自动输出的垛盘输出机构(10)和用于控制执行元件的全线电气控制系统(11)；以及爬坡输送机构(2)，其中

所述爬坡输送机构(2)一端与所述振平压实机构(1)连接、另一端固定连接于所述上层平台(16)，所述顺袋导向机构(3)紧靠所述爬坡输送机构(2)固定连接于所述上层平台(15)的一端，所述排层编组机构(4)紧靠所述顺袋导向机构(3)，所述分层推袋机构(5)紧靠所述排层编组机构(4)，所述压平排气机构(6)安装于所述分层推袋机构上部，所述垛盘升降机构(7)位于所述分层推袋机构(5)的下部，所述托盘输出机构(9)紧靠所述垛盘升降机构(7)的一侧，所述垛盘输出机构(10)紧靠所述垛盘升降机构(7)另一侧，所述托盘仓(8)紧靠所述托盘输出机构(9)；

所述分层推袋机构(5)包括分层滑板机构(5-3)、分层滑板驱动电机(5-4)、位于分层滑板机构(5-3)上方的分层挡板机构(5-1)、分层挡板驱动气缸(5-2)、及分层推袋挡板机构(5-5)。

2.根据权利要求1所述的码垛机，其特征在于，所述振平压实机构(1)包括振平输送机、及紧靠所述振平输送机的压实输送机，所述振平输送机包括第一支架(1-10)、位于所述第一支架(1-10)上的输送方辊(1-1)、传动连接所述输送方辊(1-1)的链条(1-12)、及位于所述输送方辊(1-1)下方且驱动所述链条(1-12)的振平输送电机(1-2)，所述压实输送机包括第二支架(1-11)、固定在所述第二支架(1-11)上的下层皮带输送机(1-3)、固定在所述下层皮带输送机(1-3)上的固定支架(1-5)，通过固定链条(1-7)连接于所述固定支架(1-5)上的上层压实输送机(1-4)、连接于所述固定支架(1-5)上的上层输送机高度调节手轮(1-6)、安装在所述下层皮带输送机(1-3)下方的下层皮带输送机电机(1-8)、安装在所述上层压实输送机(1-4)上方的上层输送电机(1-9)。

3.根据权利要求2所述的码垛机，其特征在于，所述顺袋导向机构(3)包括安装在第三支架(3-3)上的双侧导向夹持板(3-1)，与双侧导向夹持板(3-1)连接的导向控制气缸(3-2)、导向输送机(3-5)、安装在导向输送机(3-5)上方中间位置的无动力转向装置(3-4)，驱动导向输送机(3-5)的输送机电机(3-6)。

4.根据权利要求3所述的码垛机，其特征在于，所述排层编组机构(4)包括水平输送机(4-1)和斜坡输送机(4-2)，所述水平输送机(4-1)由左右对称的两个输送机构成、所述斜坡输送机(4-2)由左右对称的两个输送机构成，所述输送机包括防滑辊筒、传动连接所述防滑辊筒的链条、及驱动所述链条的左侧输送电机(4-4)和右侧输送电机(4-3)。

5.根据权利要求4所述的码垛机，其特征在于，所述压平排气机构(6)包括纵格压平机构(6-3)、驱动所述纵格压平机构(6-3)的压平驱动气缸(6-1)、以及升降平衡机构(6-2)。

6.根据权利要求5所述的码垛机，其特征在于，所述垛盘升降机构(7)包括位于所述垛盘升降机构(7)底部的下层输送机(7-1)、驱动所述下层输送机(7-1)的下层输送电机(7-2)、安装在所述垛盘升降机构(7)顶部的升降传动主轴(7-5)、驱动升降传动主轴(7-5)的升降驱动电机(7-6)、升降传动链条(7-4)、及固定于升降传动链条(7-4)上的升降托板(7-3)。

7.根据权利要求6所述的码垛机，其特征在于，所述托盘输出机构(9)包括托盘输出等待输送机(9-1)，位于所述托盘输出等待输送机(9-1)上的托盘(12)，紧靠所述托盘输出等待输送机(9-1)的托盘仓(8)，位于所述托盘仓(8)内的翻转插板机构(9-2)、托盘顶升机构(9-3)和链条输送机(9-4)，及链条输送机输送电机。