CN105035428A - 一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备，包括依次设置的：用于检测瓷砖类型及花色并生成一反馈信号的视觉外观检测机构；设有多个分选区域，并根据反馈信号将同一花色的瓷砖输送流入同一分选区域的定位机构；将定位机构内同一分选区域的瓷砖取出并按固定数量及规定正反面要求堆垛的堆垛机构；将堆垛后的瓷砖进行包装的自动包装机构；以及根据视觉外观检测机构的反馈信号，将自动包装机构输出的包装好的瓷砖按花色取出摆放在不同区域的六轴机械手。本发明可以实现在输送不停机的情况下进行连续分类、堆垛及包装，大大节省分类时间，提高效率，并节省人工及降低劳动强度，而且设备的结构大为简化，成本得到进一步降低。

Description

一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备
技术领域
本发明涉及瓷砖包装领域,具体是指一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备。
背景技术
目前，瓷砖的需求量日益增大，生产量也随着迅速增加。在瓷砖从窑炉烧结出来后，通过会有多种花色，需要安排大量的人力去区分分选。而且由于瓷砖属于易碎品，在瓷砖加工完成之后，为避免运输和储存过程中的破碎和划伤，均需对瓷砖进行包装。现有的瓷砖包装主要靠人工或半自动化生产生产线，需要人工将瓷砖放好，人工送纸、放包角、折边、码垛等。由于是人工作业，劳动强度大，效率低，且工作环境恶劣，而且瓷砖包装工序多，流程长，给机械化生产带来很大困难。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种降低人工劳动强度，效率高且成本低的用于瓷砖分选与包装的自动化设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备，包括依次设置的：
用于检测瓷砖类型及花色并生成一反馈信号的视觉外观检测机构；
设有多个分选区域，并根据反馈信号将同一花色的瓷砖输送流入同一分选区域的定位机构；
将定位机构内同一分选区域的瓷砖取出并按固定数量及规定正反面要求堆垛的堆垛机构；
将堆垛后的瓷砖进行包装的自动包装机构；
以及根据视觉外观检测机构的反馈信号，将自动包装机构输出的包装好的瓷砖按花色取出摆放在不同区域的六轴机械手。
作为本发明的一种改进，所述视觉外观检测机构与定位机构之间还设有根据机械视觉检测系统反馈信号，对不同花色瓷砖进行分类并在视觉外观检测机构流出的瓷砖边缘进行喷码的条形码喷码机。
作为本发明的再一种改进，所述视觉外观检测机构之前还设有用于检测瓷砖形变状态的平面度检测机构。
具体的，所述定位机构包括第一输送机构，所述堆垛机构包括第二输送机构，第一输送机构的后端设有用于将瓷砖逐片间歇停住并定位的瓷砖阻挡机构，所述第一输送机构与第二输送机构之间设有将第一输送机构后端的瓷砖夹持升起并在夹持升起后带动瓷砖旋转与平移的夹持旋转机械手；所述第二输送机构的前端设有用于接收夹持旋转机械手平移输入的瓷砖并等待堆垛的抬料平台机构。
具体的，所述自动包装机构包括通过输送带依次连接的：用于将瓷砖输入到输送带的瓷砖输入机构；用于将瓷砖四周边角位置与纸皮折边重合对齐的拍砖机构；用于将角码插入瓷砖四周边角位置的下角机构；以及用于将包装纸箱沿折线折起的折边机构，所述拍砖机构还连接有用于向拍砖机构自动输入包装纸箱的下纸机构。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
本发明可以实现在输送不停机的情况下进行连续分类、堆垛及包装，大大节省分类时间，提高效率，并节省人工及降低劳动强度，而且设备的结构大为简化，成本得到进一步降低。
附图说明
图1为本发明定位机构及堆垛机构的立体结构示意图。
图2为平面度检测机构、视觉外观检测机构、条形码喷码机的结构示意图。
图3为定位机构、堆垛机构的立体结构示意图。
图4为定位机构、堆垛机构的主视图。
图5为第一夹持机构的立体结构示意图。
图6为自动包装机构的俯视方向结构示意图。
图7为拍砖机构的结构示意图。
图8为下纸机构的结构示意图。
图9为下角机构的结构示意图。
图10为第一推动机构、接料组件及第二推动机构的结构示意图。
图11为折边机构的立体结构示意图。
图12为图11中A部分的局部放大图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备，包括依次设置的：
用于检测瓷砖类型及花色并生成一反馈信号的视觉外观检测机构1；
设有多个分选区域201，并根据反馈信号将同一花色的瓷砖输送流入同一分选区域的定位机构2；
将定位机构2内同一分选区域的瓷砖取出并按固定数量及规定正反面要求堆垛的堆垛机构3；
将堆垛后的瓷砖进行包装的自动包装机构4；
以及根据视觉外观检测机构的反馈信号，将自动包装机构输出的包装好的瓷砖按花色取出摆放在不同区域的六轴机械手5。通过上述结构，瓷砖烧结完成后，即可进入本瓷砖分选与包装的自动化设备，依次进行智能化的花色区分及堆垛，堆垛完成后，进行自动包装，包装后通过六轴机械手按花色取出摆放在不同包装区域。
结合图1与图2，所述视觉外观检测机构1与定位机构4之间还设有根据机械视觉检测系统反馈信号，对不同花色瓷砖进行分类并在视觉外观检测机构流出的瓷砖边缘进行喷码的条形码喷码机6。通过条形码喷码机在瓷砖上喷上条形码，可以标出该瓷砖的制造厂家、商品名称、生产日期等许多信息，从而实现防伪及产品质量追溯作用。
所述视觉外观检测机构1之前还设有用于检测瓷砖形变状态的平面度检测机构7。所述平面度检测机构采用本领域公知的技术产品即可。工作时，未分花色的瓷砖流入，瓷砖经过滚筒皮带水平放置，平稳流入平面度检测机构的检测区域，平面度检测机构7内装五个红外线高度检测仪，检测瓷砖釉面上的一水平线上高低差，检测瓷砖的平面凹凸度(包括对角线、边凸边凹最大差值)，判定产品是否超标，判定优等品的等级，并且允许调节变形度的超标值和绝对超标值，不达要求的瓷砖产品会直接流入分选机构(图中未示出)，最终流入不良品区域。
如图3，所述定位机构2包括第一输送机构201，所述堆垛机构3包括第二输送机构301，第一输送机构201的后端设有用于将瓷砖逐片间歇停住并定位的瓷砖阻挡机构202，所述第一输送机构201与第二输送机构301之间设有将第一输送机构后端的瓷砖夹持升起并在夹持升起后带动瓷砖旋转与平移的夹持旋转机械手8；所述第二输送机构301的前端设有用于接收夹持旋转机械手6平移输入的瓷砖并等待堆垛的抬料平台机构302。通过瓷砖阻挡机构将第一输送机构的瓷砖阻挡定位，定位后通过夹持旋转机械手将瓷砖夹持升起，同时在夹持升起过程中按要求对瓷砖的正面或背面进行调节更换，最终平移堆垛在抬料平台机构上，整个过程无需人员参与，降低工人的劳动强度，整个翻转过程连续且机械化自动完成，并降低人工成本并提高生产效率。
结合图3与图4，所述瓷砖阻挡机构202包括挡板2021及定位装置2022，所述挡板2021设置在第一输送机构2022的中部，所述挡板2022的底部连接有驱动挡板上下运动的第一升降气缸2023；所述定位装置2022包括安装在垂直于第一输送机构传动方向上的两侧边的抬料平台板20221，所述抬料平台板20221的底部连接有驱动抬料平台板上下运动的第二升降气缸20222。通过上述结构，在瓷砖进入第一输送机构201、后端的工位后，挡板阻挡瓷砖，对瓷砖限位，两边的抬料平台板4021抬起瓷砖，以供夹持旋转机械手将瓷砖夹持升起。
所述夹持旋转机械手8包括夹持机架801、第一摆动臂802、第二摆动臂803、第一夹持机构804及第二夹持机构805，所述第一摆动臂802、第二摆动臂803与夹持机架801铰接，所述第一摆动臂802、第二摆动臂803与夹持机架801之间还设有用于驱动第一摆动臂802、第二摆动臂803相对夹持机架801同步左右摆动的摆动驱动机构810，所述第一夹持机构804、第二夹持机构805分别设置在第一摆动臂802、第二摆动臂803的顶端，所述第一夹持机构804、第二夹持机构805上分别设有第一同步轮806、第二同步轮807，所述第一同步轮806、第二同步轮807通过皮带808连接有用于驱动第一夹持机构、第二夹持机构同步旋转的旋转驱动机构809。
如图5，所述第一夹持机构804包括夹头8041、转轴8042、轴套8043、轴承8044、气缸固定板8045及夹持气缸8046，所述气缸固定板8045固定在第一摆动臂802上，所述气缸8046安装在气缸固定板8045上，所述夹持气缸8046的活塞杆与转轴8042同轴固定连接，所述轴承8044固定安装于气缸固定板8045上，轴承8044套接于转轴8042上，所述轴套8043套接于转轴8042上，所述第一同步轮806套接在轴套8043上，所述夹头8041固定安装在轴套8043的前端。第二夹持机构805与第一夹持机构804采用相同机械构造及配置，通过上述结构，夹持气缸8046驱动夹头8041前后运动实现对瓷砖的夹持与松开，而在旋转驱动机构809动作时，又能通过同步轮带动转轴8042旋转，实现对瓷砖在夹持升起过程中按要求对瓷砖的正面或背面进行调节更换。
本实施例中，所述抬料平台机构6与设置在第一输送机构2与的瓷砖阻挡机构的机械原理一致，其动作过程刚好相反，此处不再赘述。
如图6，所述自动包装机构4包括通过输送带依次连接的：用于将瓷砖输入到输送带的瓷砖输入机构401；用于将瓷砖四周边角位置与纸皮折边重合对齐的拍砖机构402；用于将包装角码插入瓷砖四周边角位置的下角机构403；以及用于将包装纸箱沿折线折起的折边机构404，所述拍砖机构还连接有用于向拍砖机构自动输入包装纸箱的下纸机构405。
本实施例中，所述瓷砖输入机构1可以采用动力驱动装置驱动输送皮带来实现，所述动力驱动装置可以采用电机及传动轮实现，其为本领域常见的输送设备，此处不再赘述。
本实施例中，所述折边机构404之后还依次设有用于将纸皮折起后对瓷砖与纸皮的横向通过包装绳进行横向束缚的第一自动打带机406、将瓷砖与纸皮旋转90度角的旋转设备407以及用于将纸皮折起后对瓷砖与纸皮的纵向通过包装绳进行束缚的第二自动打带机408。其中，所述第一自动打带机、旋转设备、第二自动打带机可以采用本领域公知的技术产品。通过上述结构，实现瓷砖在纸皮折起后自动打带，进一步节省人力，降低包装成本。
如图7，所述拍砖机构402包括拍砖支架4021，所述拍砖支架4021上设有用于将瓷砖与包装纸箱从拍砖支架4021上抬起的抬料组件4022，以及在瓷砖与包装纸箱抬起后推动瓷砖四周与纸皮折边重合对齐的推料组件4023，所述抬料组件4022设置在拍砖支架4021的中部，所述推料组件4023围绕设置在抬料组件4022的周边，所述下纸机构405与拍砖支架4021左右相邻设置。
其中，抬料组件4022、推料组件4023均包括推料气缸及与推料气缸连接的推块，所述推块为平面状，所述推块的前部还安装有转轮，所述转轮上安装有缓冲胶。
如图8，所述下纸机构405包括下纸支架4051，所述下纸支架倾斜设置，所述下纸支架4051上设有包装纸箱传送带4052、位于包装纸箱传送带4052两侧的挡板4053及用于给包装纸箱传送带提供驱动力的驱动机构(图中未示出)，所述下纸支架4051上还设有用于吸取包装纸箱以使包装纸箱与包装纸箱传送带贴合的抽风机构，所述抽风机构布置有朝向包装纸箱传送带4052的抽风口4054，所述下纸支架4051的底端设有一用于在包装纸箱传送带驱动最底层包装纸箱向下传动时阻挡最底层以上层次包装纸箱的纸箱阻挡机构4055。通过上述结构，通过在下纸支架的包装纸箱传送带放置包装纸箱后，若瓷砖预进入拍砖支架时，抽风机构的抽风口吸取包装纸箱与包装纸箱传送带贴合，同时由纸箱阻挡机构对最底层以上层次包装纸箱进行阻挡，准确将最底层的包装纸箱送入拍砖支架内。
本实施例中，所述抽风机构包括风机(图中未示出)、风管(图中未示出)及抽风支架4056，所述风机的进风口通过风管与抽风支架连接，所述抽风口4054设置在抽风支架上，所述抽风支架的两端固定在下纸支架501上并穿设于传送带4052中间。
作为一种实施方式，所述纸箱阻挡机构4055包括两端连接在下纸支架的压纸滚筒40551及挡纸支架40552，所述压纸滚筒40551中心固定有转轴，转轴的端部连接有滚筒电机(图中未示出)，所述压纸滚筒40551的外周表面布置有压纸滚轮40553；所述挡纸支架40552上穿设有用于阻挡最底层包装纸箱以上层次包装纸箱的挡纸阻挡块40554。在抽风机构的抽风口吸取包装纸箱与包装纸箱传送带贴合时，该滚筒电机带动转轴转动，从而使压纸滚轮避开最底层的包装纸箱，在该包装纸箱完全落下后，滚筒电机又带动转轴转动，使压纸滚轮与最底层的包装纸箱相抵，阻挡其立即滑落，直至后工序操作完成再重复以上动作。
为了使运行顺畅，减少阻力，所述下纸支架4051的最顶端设有用于托住包装纸箱顶端边角的托纸滚筒4057，所述托纸滚筒4057的两端通过轴承安装在下纸支架4051上。
如图9、图10，所述下角机构403包括下角支架4035，所述下角支架上设有用于容纳及装入统一方向的角码的装角盒子4031，所述装角盒子4031底部设有出料口，所述出料口设有用于将角码从装角盒子4031单个推出的第一推动机构4032，所述推动机构的下方设有用于接角码的接料组件4033，所述接料组件4033上设有与角码“V”型轮廓形状相似的容置空间，所述接料组件4033连接有用于将接料组件内的角码推入瓷砖边角的第二推动机构4034。
所述第一推动机构4032包括第一气缸40321及第一气缸固定板40322，所述第一气缸40321固定安装在第一气缸固定板40322上，所述第一气缸40321的活塞杆上连接有压板固定块40323，所述压板固定块40323上设有下角压板40324，所述下角压板40324加工有与角码形状相似的V形槽，所述第一气缸40322垂直设置，所述下角压板40324设置在出料口中上部。通过上述结构，在角码在重力的作用下到达出料口位置时，第一气缸带动下角压板下降，下角压板带动一个角码落在接料组件上，实现从装角盒子内自动取料。
本实施中，所述第二推动机构4034包括与接料组件4033相连的第二气缸40341，所述第二气缸40341水平设置。通过上述结构，第二气缸带动接料组件向瓷砖的四个角位置运动，推动角码到瓷砖边角位置后复位。
本实施例中，所述装角盒子4031设有4个，所述4个装角盒子分别对应设置在下角支架4035对应瓷砖的四个角位置。
如图11与图12，所述折边机构404包括折纸支架4041及位于折纸支架4041内侧的一组导轨4042，所述折纸支架4041内设有用于将瓷砖和待折边的包装纸箱向前驱动的输送机构4043，所述瓷砖位于包装纸箱上且放置于中心位置，所述包装纸箱包括底板位于底板左右两侧的左右折边及位于前后两侧的前后折边，所述导轨4042上设有用于将包装纸箱左右折边向中心方向折入的导向块4044，所述折纸支架1还设有用于将前后折边向中心方向折入的折边折弯装置4045。
所述折边折弯装置4045包括折边气缸40451、气缸支架40452、杆座40453、折弯导杆组件，所述气缸支架40451、杆座40453固定在折纸支架4041上，所述折边气缸40451通过气缸连接件与折弯导杆组件连接，折弯导杆组件包括端盖板40454、连杆40455及长轴滚轮40456，端盖板40454螺栓连接在所述连杆40455的两端，所述端盖板40454为弧形，所述端盖板40454一端套置在杆座40453上并与杆座40453形成铰接，所述端盖板40454另一端通过螺栓与长轴滚轮40456的两端固定连接。由于所述端盖板为弧形，在气缸驱动折弯导杆组件动作时，长轴滚轮推动前后折边完成折边的向中心方向折起。
具体的，所述导向块4044包括设置在导轨的两内侧相向设置的第一导向块40441和第二导向块40442，第一导向块40441、第二导向块40442均包括前段、中段及后段，其中，所述前段从中段的前端斜向延伸并与之连接，并且第一导向块与第二导向块在前段的夹角逐渐较小，所述后段与所述中段的后端连接，所述中段、后段设有呈L形状的弧形导向槽。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于，包括依次设置的：
用于检测瓷砖类型及花色并生成一反馈信号的视觉外观检测机构；
设有多个分选区域，并根据反馈信号将同一花色的瓷砖输送流入同一分选区域的定位机构；
将定位机构内同一分选区域的瓷砖取出并按固定数量及规定正反面要求堆垛的堆垛机构；
将堆垛后的瓷砖进行包装的自动包装机构；
以及根据视觉外观检测机构的反馈信号，将自动包装机构输出的包装好的瓷砖按花色取出摆放在不同区域的六轴机械手。
2.根据权利要求1所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述视觉外观检测机构与定位机构之间还设有根据机械视觉检测系统反馈信号，对不同花色瓷砖进行分类并在视觉外观检测机构流出的瓷砖边缘进行喷码的条形码喷码机。
3.根据权利要求1所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述视觉外观检测机构之前还设有用于检测瓷砖形变状态的平面度检测机构。
4.根据权利要求1所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述定位机构包括第一输送机构，所述堆垛机构包括第二输送机构，第一输送机构的后端设有用于将瓷砖逐片间歇停住并定位的瓷砖阻挡机构，所述第一输送机构与第二输送机构之间设有将第一输送机构后端的瓷砖夹持升起并在夹持升起后带动瓷砖旋转与平移的夹持旋转机械手；所述第二输送机构的前端设有用于接收夹持旋转机械手平移输入的瓷砖并等待堆垛的抬料平台机构。
5.根据权利要求4所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述瓷砖阻挡机构包括挡板及定位装置，所述挡板设置在第一输送机构的中部，所述挡板的底部连接有驱动挡板上下运动的第一升降气缸；所述定位装置包括安装在垂直于第一输送机构传动方向上的两侧边的抬料平台板，所述抬料平台板20221的底部连接有驱动抬料平台板上下运动的第二升降气缸。
6.根据权利要求5所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述夹持旋转机械手包括夹持机架、第一摆动臂、第二摆动臂、第一夹持机构及第二夹持机构，所述第一摆动臂、第二摆动臂与夹持机架铰接，所述第一摆动臂、第二摆动臂与夹持机架之间还设有用于驱动第一摆动臂、第二摆动臂相对夹持机架同步左右摆动的摆动驱动机构，所述第一夹持机构、第二夹持机构分别设置在第一摆动臂、第二摆动臂的顶端，所述第一夹持机构、第二夹持机构上分别设有第一同步轮、第二同步轮，所述第一同步轮、第二同步轮通过皮带连接有用于驱动第一夹持机构、第二夹持机构同步旋转的旋转驱动机构。
7.根据权利要求1所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述自动包装机构包括通过输送带依次连接的：用于将瓷砖输入到输送带的瓷砖输入机构；用于将瓷砖四周边角位置与纸皮折边重合对齐的拍砖机构；用于将角码插入瓷砖四周边角位置的下角机构；以及用于将包装纸箱沿折线折起的折边机构，所述拍砖机构还连接有用于向拍砖机构自动输入包装纸箱的下纸机构。
8.根据权利要求7所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述拍砖机构包括拍砖支架，所述拍砖支架上设有用于将瓷砖与包装纸箱从拍砖支架上抬起的抬料组件，以及在瓷砖与包装纸箱抬起后推动瓷砖四周与纸皮折边重合对齐的推料组件，所述抬料组件设置在拍砖支架的中部，所述推料组件围绕设置在抬料组件的周边，所述下纸机构与拍砖支架左右相邻设置。
9.根据权利要求8所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述下纸机构包括下纸支架，所述下纸支架倾斜设置，所述下纸支架上设有包装纸箱传送带、位于包装纸箱传送带两侧的挡板及用于给包装纸箱传送带提供驱动力的驱动机构，所述下纸支架上还设有用于吸取包装纸箱以使包装纸箱与包装纸箱传送带贴合的抽风机构，所述抽风机构布置有朝向包装纸箱传送带的抽风口，所述下纸支架的底端设有一用于在包装纸箱传送带驱动最底层包装纸箱向下传动时阻挡最底层以上层次包装纸箱的纸箱阻挡机构。
10.根据权利要求9所述的用于瓷砖分选与包装的自动化设备，其特征在于：所述纸箱阻挡机构包括两端连接在下纸支架的压纸滚筒及挡纸支架，所述压纸滚筒中心固定有转轴，转轴的端部连接有滚筒电机，所述压纸滚筒的外周表面布置有压纸滚轮；所述挡纸支架上穿设有用于阻挡最底层包装纸箱以上层次包装纸箱的挡纸阻挡块。
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