CN103662768B - 一种箱装药品的机械码垛方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物流领域，提供了一种可以替代人工码垛的、稳定的、成本低廉，且方便维护的箱装药品的机械码垛方法及设备。利用输送辊将生产线传送出的箱装药品理顺、调向，排成列；利用移载装置将排成列的箱装药品依次移到缓存辊道，形成阵列；利用移载装置将排成阵列的箱装药品一次性由缓存辊道移到码垛装置的底盘上；码垛装置的底盘运动至托盘的正上方适当高度位置，阻挡机构落下，挡住箱装药品阵列的一边；码垛装置的底盘向阻挡机构一侧运动，箱装药品阵列在阻挡机构的阻止下，依次落入托盘中。本发明提供的方法和设备可以实现药箱的自动码垛，能够大幅度降低操作者码垛劳动强度，设备运行稳定，造价低廉且方便维护。
Description
技术领域
本发明涉及物流领域，尤其涉及一种医药物流领域箱装药品的机械码垛方法及设备。
背景技术
药品由生产线灌装、封存、包装完毕后需对药品做装箱处理，装箱完成后需要将箱装药品规则码放在托盘上以便仓储。
目前通用的箱装药品码垛的方式有两种：一是采用人工码垛的方式。对装箱完成后的箱式药品进行码垛。人工码垛效率低，操作者劳动强度大，药品易破损。二是采用带有吸盘的机器人码垛。机器人码垛效率高，降低了操作者的劳动强度，但是其成本较高。由于采用真空吸附原理需要定期更换滤芯，后期维护成本高，维护不方便。
发明内容
为克服人工码垛和机器人码垛的缺点，本发明提供了一种可以替代人工码垛的、稳定的、成本低廉，且方便维护的箱装药品的机械码垛方法及设备。
本发明的总体构思是：
利用输送辊将生产线传送出的箱装药品理顺、调向，排成列；
利用移载装置将排成列的箱装药品依次移到缓存辊道，形成阵列；
利用移载装置将排成阵列的箱装药品一次性由缓存辊道移到码垛装置的底盘上；
码垛装置的底盘运动至托盘的正上方适当高度位置，阻挡机构落下，挡住箱装药品阵列的一边；
码垛装置的底盘向阻挡机构一侧运动，箱装药品阵列在阻挡机构的阻止下，依次落入托盘中；
重复以上步骤，依次码垛其余几层，直至装满托盘。
本发明包含输送装置，移载装置，码垛装置。
整体码垛流程：生产线封装完成的药箱经过输送装置的输送并进行姿势矫正，缓存在输送辊道上，缓存到一定数目后由移载装置将药箱推到码垛装置的底盘上，码垛装置底盘可以上下、左右移动，底盘活动到托盘的垂直上方指定高度时停止运动，固定在框架上的阻挡机构落下，阻挡药箱，底盘移动时由于有阻挡装置的阻挡，底盘上的药箱留在托盘上。出于码垛后的药箱稳定性考虑，每层药箱应该有特定的不同的组合方式，药箱在经过输送装置时，应该有转向机构对药箱进行转向处理，通过程序的控制转向的药箱和未转向的药箱可以成一定方式的组合方式以方便后期码垛作业。
工作原理
本发明包含输送装置，移载装置，码垛装置。针对各装置分别说明其工作原理。
1.输送装置
输送装置的作用是输送由生产线封装完成的药箱，对其进行靠边整理和转向矫正，并缓存特定排列方式的药箱。
输送装置由输送机构，靠边机构，转向机构以及缓存机构组成。
输送机构是由电动滚筒驱动的若干滚筒平行布置而成，电动滚筒转动时，药箱可在整个输送机构上移动；
靠边机构是由电动滚筒驱动的若干长度不一与输送方向成一定夹角的滚筒布置而成，药箱经过靠边机构时向输送一侧贴齐；
转向机构由气缸驱动转向架构成，需要时气缸带动转向架前伸可以对运动的药箱进行转向。
缓存机构由若干无动力滚筒组成，其作用是与输送机构一起累积一层数目的药箱，然后由移载装置整体推入到码垛装置的底盘上。
2.移载装置
移载装置的作用是将缓存于输送装置上的药箱推入码垛装置的底盘上。
移载装置由移载机构组成。
移载机构由电机驱动同步带带动移载平台移动，移载平台通过滑块可以在滑轨上往复运动，移动平台上固定有拨爪可以将药箱移载到缓存机构和码垛装置上。
3.码垛装置
码垛装置的作用是将移载装置推入的药箱码放在托盘上。
码垛装置由竖直运动机构，水平运动机构以及阻挡机构构成。
竖直运动机构与水平运动机构均是由电机驱动的，通过同步带传动的直线运动机构；
阻挡机构是气缸驱动的摆臂机构。接货时码垛装置底盘与缓存机构高度相同，移载装置将药箱推入码垛装置后底盘通过水平移动机构和竖直运动机构移动到托盘正上方的适当高度，阻挡机构落下阻挡住药箱，底盘向阻挡机构一侧水平移动，药箱依次落在托盘上，底盘上药箱码放完成后，码垛装置重复上述工作过程，进行下一层的码垛。
综上所述，一种箱装药品的机械码垛方法，其特征是包括：
利用输送机构，靠边机构，转向机构将生产线传送出的箱装药品理顺、调向，排成列；
利用移载装置将排成列的箱装药品依次移到缓存辊道，形成阵列；
利用移载装置将排成阵列的箱装药品一次性由缓存辊道移到码垛装置的底盘上；
码垛装置的底盘运动至托盘的正上方适当高度位置，阻挡机构落下，挡住箱装药品阵列的一边，底盘一侧的夹紧机构对箱装药品阵列夹紧整齐；
码垛装置的底盘向阻挡机构一侧运动，箱装药品阵列在阻挡机构的阻止下，依次落入托盘中；
重复以上步骤，依次码垛其余几层，直至装满托盘。
一种箱装药品的机械码垛设备，其特征是包括输送装置，移载装置，码垛装置：
输送装置由输送机构，靠边机构，转向机构以及缓存机构组成；
移载装置由移载机构组成；
码垛装置由竖直运动机构，水平运动机构、底盘，以及阻挡机构和夹紧机构组成。
所述输送机构是由电动滚筒驱动的滚筒组平行布置而成；
靠边机构是由电动滚筒驱动的一组长度不一，与输送方向成一定夹角的滚筒布置而成；
转向机构由设置在靠边机构一侧气缸驱动的转向架构成；
缓存机构由一组无动力滚筒组成。
所述移载机构包括：
滑轨上往复运动的移载平台，移载平台上固定安装的拨爪，以及带动移载平台的电机同步带驱动机构。
所述码垛装置的竖直运动机构与水平运动机构是由电机驱动的同步带传动的直线运动机构，水平运动机构固定连接用于码垛的底盘。
所述底盘一侧设置可以将移载到底盘上的箱装药品夹紧的气动夹紧机构。
所述夹紧机构由气缸支撑板上的气缸，连接气缸活塞杆的夹紧板组成。
阻挡机构是由气缸驱动的摆臂机构组成，机架安装在水平运动机构的水平支撑板上。
本发明提供的方法和设备可以实现药箱的自动码垛，能够大幅度降低操作者码垛劳动强度，设备运行稳定，造价低廉且方便维护。
附图说明
附图1本发明的设备整体结构图。
附图2输送装置以及移载装置的结构示意图。
附图3图2中A部位转向机构放大示意图。
附图4移载装置的结构示意图。
附图5竖直运动机构结构示意图。
附图6水平移动机构结构示意图
附图7阻挡机构结构示意图。
附图8码垛过程示意图。
附图9码垛过程示意图。
图中：
1.输送装置
1-1.输送机构、1-2.靠边机构、1-3.转向机构、1-3-1.气缸、1-3-2.气缸固定板、1-3-3.转向架、1-4.缓存机构。
2.移载装置
2-1.移载框架、2-2.移载机构、2-2-1.移载电机、2-2-2.主动同步带轮、2-2-3.电机支撑板、2-2-4.同步带、2-2-5.导向轮、2-2-6.移载平台、2-2-7.导向架、2-2-8.从动同步带轮、2-3.拨爪。
3.码垛装置
3-1.竖直运动机构、3-1-1.电机、3-1-2.电机链轮、3-1-3.链轮组、3-1-4.铰支座、3-1-5.链条、3-1-6.立柱、3-1-7.导向轮、3-1-8.竖直运动平台、3-1-9.配重块、3-2.水平运动机构、3-2-1.底盘、3-2-2.水平支撑板、3-2-3.直线滑轨、3-2-4.直线滑块、3-2-5.导向轮、3-2-6.电机、3-2-7.同步带压板、3-2-8.同步带、3-2-9.螺钉、3-3.阻挡机构、3-3-1.阻挡固定架、3-3-2.阻挡支撑架、3-3-3.摆臂轴、3-3-4.带座轴承、3-3-5.气缸、3-3-6.尼龙辊、3-3-7.尼龙辊铰支架、3-4.夹紧机构、3-4-1.气缸、3-4-2.气缸支撑板、3-4-3.夹紧板。
4.药箱。
具体实施方式
结合附图说明工作流程：
本发明包含输送装置1，移载装置2，码垛装置3。针对各装置分别说明介绍其组成及其工作原理。
1.输送装置
输送装置1的作用是输送由生产线封装完成的药箱4，对其进行靠边整理和转向矫正，并缓存特定排列方式的药箱。输送装置由输送机构1-1，靠边机构1-2，转向机构1-3以及缓存机构1-4组成。输送机构1-1是由电动滚筒1-1-1驱动的若干无动力滚筒1-1-2平行布置而成，电动滚筒1-1-1转动时，可以驱动整个输送机构1-1运动，药箱4可在整个输送机构1-1上移动；靠边机构1-2是由电动滚筒驱动的若干长度不一的与输送方向成一定夹角的滚筒布置而成，药箱4经过靠边机构1-2时向输送装置1一侧贴齐，从而达到整理药箱姿态的目的；转向机构1-3由气缸1-3-1驱动转向架1-3-3构成，转向架1-3-3安装在气缸1-3-1伸缩杆前端，气缸1-3-1通过气缸固定板1-3-2固定在输送装置1上。不需要对药箱4进行转向动作时，气缸1-3-1回程，转向架1-3-3不会接触到输送的药箱4，需要时气缸1-3-1带动转向架1-3-3前伸可以对运动的药箱4进行转向；缓存机构1-4由若干无动力滚筒1-1-2组成，其作用是与输送机构1-1一起累积一层数目的药箱4，然后由移载装置2整体推入到码垛装置3的底盘3-2-1上。
2.移载装置
移载装置2的作用是将缓存于输送装置1上的药箱4推入码垛装置3的底盘上。移载装置2由移载框架2-1、移载机构2-2和拨爪2-3组成。移载机构2-2由移载电机2-2-1驱动，移载电机2-2-1通过电机支撑板2-2-3固定在移载框架2-1上，移载电机2-2-1轴端固定有主动同步带轮2-2-2，主动同步带轮2-2-2与铰支的从动同步带轮2-2-8通过同步带2-2-4连接，带动移载平台2-2-6固在同步带2-2-4上，移载电机2-2-1转动时，同步带2-2-4带动移载平台2-2-6移动，移载平台2-2-6上布置有若干竖直放置和水平布置的导向轮2-2-5，导向轮2-2-5通过与导向架2-2-7的配合可使移载平台2-2-6连同固定于其上的拨爪2-3稳定的做水平移载运动
3.码垛装置
码垛装置3的作用是将移载装置2推入的药箱4码放在托盘上。码垛装置由竖直运动机构3-1，水平运动机构3-2，阻挡机构3-3以及夹紧机构3-4构成。
如图5竖直运动机构原理图所示：
竖直运动机构3-1主要由电机3-1-1，电机链轮3-1-2，链轮组3-1-3，铰支座3-1-4，链条3-1-5，立柱3-1-6，导向轮3-1-7，竖直运动平台3-1-8以及配重块3-1-9构成。
电机3-1-1以及铰支座3-1-4固定在立柱3-1-6上，电机3-1-1轴端固定有电机链轮3-1-2，电机链轮3-1-2通过链条3-1-5与链轮组3-1-3其中一小链轮连接，链轮组3-1-3两个链轮通信并铰支在铰支座3-1-4上。与链轮组3-1-3另一链轮相连接的链条3-1-5两端分别连接有导向的配重块3-1-9以及竖直运动平台3-1-8，竖直运动平台3-1-8水平和垂直方向固定有若干导向轮3-1-7，导向轮3-1-7与立柱3-1-6配合可以对竖直运动平台3-1-8进行很好的导向。
图6水平移动机构原理图所示：
水平运动机构3-2类似于移载机构2-2工作原理，均是由电机通过同步带传动机构带动平台往复运动，由于受到较大的倾覆力矩，水平运动机构3-2采用了不同的导向布置。水平导向由直线运动单元导向，直线运动单元由固定在底盘3-2-1上的直线滑块与固定在水平支撑板3-2-2配合而成，竖直导向由若干铰支在底盘3-2-1上的导向轮3-2-5构成。螺钉3-2-9穿过同步带压板3-2-7将同步带3-2-8与底盘3-2-1连为一个整体，当电机3-2-6转动时底盘3-2-1跟随同步带3-2-8做水平移动。由于底盘3-2-1采用了上凹形设计，水平运动机构3-2可移动到更低的位置，使得本设备高度小、结构紧凑。
夹紧机构3-4由气缸3-4-1伸缩杆端部连接夹紧板3-4-3而成，气缸3-4-1通过气缸支撑板3-4-2固定在底盘3-2-1上，通过气缸3-4-1伸缩杆的伸缩，夹紧机构3-4可夹紧放松药箱4。
图7阻挡机构机构图所示：
阻挡机构3-3由阻挡固定架3-3-1，阻挡支撑架3-3-2，摆臂轴3-3-3，带座轴承3-3-4，气缸3-3-5，尼龙辊3-3-6以及尼龙辊铰支架3-3-7构成。摆臂轴3-3-3两端通过带座轴承3-3-4铰支在阻挡支撑架3-3-2上，气缸3-3-5一端与阻挡支撑架3-3-2铰接，一端与摆臂轴3-3-3铰接，尼龙辊铰支架3-3-7与摆臂轴3-3-3固定为一体，尼龙辊3-3-6铰支在尼龙辊铰支架3-3-7上，当气缸3-3-5做伸缩运动时，尼龙辊铰支架3-3-7带动尼龙辊3-3-6做起落运动。
图1设备整体结构图，图5竖直运动机构原理图，图6水平移动机构原理图以及图7阻挡机构机构图所示：
水平支撑板3-2-2固定在竖直运动平台3-1-8上，通过竖直运动平台3-1-8竖直运动水平运动机构3-2也能一起做竖直运动。
阻挡机构3-3通过阻挡固定架3-3-1固定在水平支撑板3-2-2，当水平运动机构3-2带动底盘3-2-1相对于水平支撑板3-2-2运动时，阻挡机构3-3相对于水平支撑板3-2-2保持静止。
工作流程：
整体码垛流程：生产线封装完成的药箱4经过输送装置1的输送并进行姿势矫正，缓存在输送辊道上，缓存到一定数目后由移载装置2将药箱4推到码垛装置3的底盘3-2-1上，码垛装置3的底盘3-2-1可以上下、左右移动，出于稳定性的考虑底盘3-2-1移动时夹紧机构3-4将成层的药箱4夹紧。底盘3-2-1活动到托盘的垂直上方指定高度时停止运动，阻挡机构3-3落下，阻挡药箱4，底盘3-2-1向后水平移动时，由于有阻挡装置3-3的阻挡，底盘3-2-1上的药箱4留在托盘上完成一层码垛。出于码垛后的药箱跺稳定性考虑，每层药箱应该有特定的不同的组合方式，药箱在经过输送装置1时，转向机构1-3对药箱4进行转向处理，通过程序的控制转向的药箱和未转向的药箱可以成一定方式的组合方式以方便后期码垛作业。
1.药箱姿势矫正过程：
图1设备整体结构图，图2输送装置以及移载装置以及图3转向机构示意图所示：
药箱4以特定的姿势由生产线进入输送装置1，由于靠边机构1-2的作用向输送装置1一侧靠齐，当不需要对药箱4进行转向时，转向机构1-3不动作，药箱4按着整理后的姿态进入输送机构1-1，当需要对药箱4进行转向动作时，转向机构1-3动作，气缸伸缩杆1-3-1前伸带动转向架1-3-3向前运动，当药箱4碰触到转向架1-3-3时，药箱4做转向运动，转向完成后进入输送机构1-1。
2.药箱移载缓存：
图1设备整体结构图，图2输送装置以及移载装置，图4移载装置原理图，图8码垛过程示意图以及图9码垛过程示意图所示：
当指定数目和排列顺序的药箱4缓存在输送机构1-1时，移载装置2通过移载机构2-2带动拨爪2-3对药箱4进行水平移载，将药箱4推入缓存机构1-4，此时药箱4后端对齐。通过连续3次的移载动作，在缓存机构1-4和输送机构1-1形成一整层药箱4。
3.药箱码垛：
图1设备整体结构图，图5竖直运动机构原理图，图6水平移动机构原理图，图7阻挡机构机构图以及图9码垛过程示意图所示：
当缓存机构1-4和输送机构1-1形成一整层药箱4时，底盘3-2-1运动到与输送机构1-1高度相同的位置，移载装置2的拨爪2-3一次将缓存的药箱4推入底盘3-2-1上，此时阻挡机构3-3气缸3-3-5做回程运动，带动尼龙辊3-3-6上升以方便药箱4通过，通过竖直运动机构3-1以及水平运动机构3-2的运动，底盘3-2-1承载药箱4向前水平移动，夹紧机构3-4气缸3-4-1前伸，带动夹紧板3-4-3将药箱4夹紧，底盘3-2-1承载药箱4活动到托盘的垂直上方指定高度时停止运动，阻挡机构3-3气缸3-3-5做推程运动，带动尼龙辊3-3-6下降，阻挡药箱4，底盘3-2-1向后水平移动时，由于有阻挡装置3-3的阻挡以及底盘3-2-1上表面为倾斜面，底盘3-2-1上的药箱4容易的留在托盘上完成一层码垛。出于码垛后的药箱跺稳定性考虑，每层药箱应该有特定的不同的组合方式，这种排列方式通过输送装置1以及移载装置2实现。
Claims (9)
1.一种箱装药品的机械码垛方法，其特征是包括：
利用输送机构，靠边机构，转向机构将生产线传送出的箱装药品理顺、调向，排成列；
利用移载装置将排成列的箱装药品依次移到缓存辊道，形成阵列；
利用移载装置将排成阵列的箱装药品一次性由缓存辊道移到码垛装置的底盘上；
码垛装置的底盘运动至托盘的正上方适当高度位置，阻挡机构落下，挡住箱装药品阵列的一边，底盘一侧的夹紧机构对箱装药品阵列夹紧整齐；
码垛装置的底盘向阻挡机构一侧运动，箱装药品阵列在阻挡机构的阻止下，依次落入托盘中；
重复以上步骤，依次码垛其余几层，直至装满托盘。
2.一种箱装药品的机械码垛设备，其特征是包括输送装置，移载装置，码垛装置：
输送装置由输送机构，靠边机构，转向机构以及缓存机构组成；
移载装置由移载机构组成，所述移载机构包括滑轨上往复运动的移载平台，移载平台上固定安装的拨爪，以及带动移载平台的电机同步带驱动机构，电机轴端固定同步带轮，同步带轮与铰支的从动同步带轮通过同步带连接，移载平台固定在同步带上；
码垛装置由竖直运动机构，水平运动机构、底盘，以及阻挡机构和夹紧机构组成。
3.根据权利要求2所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是所述输送机构是由电动滚筒驱动的滚筒组平行布置而成。
4.根据权利要求2所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是靠边机构是由电动滚筒驱动的一组长度不一，与输送方向成一定夹角的滚筒布置而成。
5.根据权利要求2所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是转向机构由设置在靠边机构一侧气缸驱动的转向架构成。
6.根据权利要求2所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是缓存机构由一组无动力滚筒组成。
7.根据权利要求2所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是所述码垛装置的竖直运动机构与水平运动机构是由电机驱动的同步带传动的直线运动机构，水平运动机构固定连接用于码垛的底盘。
8.根据权利要求7所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是所述底盘一侧设置可以将移载到底盘上的箱装药品夹紧的夹紧机构，所述夹紧机构由气缸支撑板上的气缸，连接气缸活塞杆的夹紧板组成。
9.根据权利要求2所述的箱装药品的机械码垛设备，其特征是阻挡机构是由气缸驱动的摆臂机构组成，机架安装在水平运动机构的水平支撑板上。
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