CN105151353B - 一种全自动智能捡砖装箱系统 - Google Patents

Abstract

一种全自动智能捡砖装箱系统，包括皮带输送装置、链条输送装置、码砖升降机构、第一推料机构、机器视觉系统、码砖机器人、装箱模具、第二推料机构、第三推料机构，机器视觉系统可摄取输送中的瓷砖信息，并根据该信息控制码砖机器人动作，码砖机器人捡取瓷砖并堆叠在码砖升降机构的支承板上，第一推料机构将支承板上的成堆瓷砖推入盒体中，第二推料机构将盒体中的成堆瓷砖推入装箱模具中，第三推料机构将装箱模具中的成堆瓷砖推入箱体，如此可实现自动捡砖、码砖和装箱，有效提高生产效率、降低劳动强度。

Description

一种全自动智能捡砖装箱系统

技术领域

本发明涉及一种瓷砖生产领域，尤其涉及一种自动捡砖装箱系统。

背景技术

瓷砖的需求量日益增大，生产量也随着迅速增加。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，由于瓷砖包装工序多，流程长，给机械化生产带来很大困难。现有的瓷砖包装主要靠人工或半自动化生产生产线，劳动强度大，效率低，且工作环境恶劣，人们迫切需要自动化生产线从繁重的劳动中解脱出来。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种全自动捡砖装箱系统，可实现自动捡砖、码砖和装箱。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：包括

皮带输送装置,具有横向布置的皮带，用于接收并输送砖块；

链条输送装置，具有横向布置且间歇式输送的链条，链条上间隔设置有多个用存放成堆砖块的盒体；

码砖升降机构，具有平行相对的两第一侧板、设置在两第一侧板之间的支承板和驱动支承板升降移动的升降机构；

第一推料机构，用于将堆叠在支承板上的成堆砖块推入盒体中；

机器视觉系统，设置在皮带上方，用于摄取皮带上的砖块信息；

码砖机器人，与机器视觉系统连接，可根据机器视觉系统提供的砖块信息，抓取皮带上的砖块并堆叠在码砖升降机构的支承板上；

装箱模具，可在装料位置和卸料位置之间移动，用于接收从盒体被推出的成堆砖块；

第二推料机构，用于在装料位置将盒体中的成堆砖块推入装箱模具中；

第三推料机构，用于在卸料位置将装箱模具中的成堆砖块推入箱体中。

进一步的，本发明还包括翻箱装置，具有可在装箱位置和取箱位置之间移动的移动座、可翻转地铰接在移动座上的箱体支架、驱动箱体支架翻转动作的第一驱动件和驱动移动座移动的移动机构，所述箱体支架具有相互垂直的背架和底架，当移动座在取箱位置，箱体支架翻转至使背架水平布置以接受空箱体或释放满箱体，当移动座在装箱位置，箱体支架翻转至使背架垂直布置使箱体能够接受从所述装箱模具被推出的成堆砖块。

进一步的，本发明还包括辊子输送装置，具有横向间隔布置的输送辊子，用于接收并输送箱体；阻挡机构，具有可在阻挡和释放箱体的位置之间动作的挡板和驱动挡板动作的第二驱动件，水平布置的所述背架可收拢至输送辊子之间的间隙中，挡板阻挡箱体使之处于所述背架上方；推箱吸附机构，具有设置在底架上可吸住空箱体的真空吸盘、可推动空箱体移动至可被真空吸盘吸附的推板和连接驱动推板移动的气缸。

进一步的，所述移动机构包括纵向水平布置的丝杆、固定在移动座上且与丝杆螺纹套接的螺母和驱动丝杆转动的第一电机。

进一步的，本发明还包括沿辊子输送装置的输送方向依次布置的箱体成型机、自动封箱机和自动打带机。

进一步的，所述盒体具有沿纵向前后相对的进、出口；所述装箱模具可在装料位置和卸料位置之间横向移动，所述装箱模具具有沿纵向前后相对的进、出口。

进一步的，所述升降机构包括垂直布置的丝杆、螺纹套设在丝杆上的螺母和驱动螺母转动的第二电机，所述支承板与丝杆联动；所述第一、第二、第三推料机构均包括沿纵向水平布置的丝杆、螺纹套设在丝杆上的螺母、驱动螺母转动的第三电机和与丝杆联动的推板。

进一步的，本发明还包括装砖检测机构，包括铰接在每个所述盒体底部的摆动杆、设置在摆动杆与所述盒体底部之间的复位弹簧、设置在所述第一推料机构相对的盒体下方用于检测摆动杆摆动情况的第一传感器、设置在所述第二推料机构相对的盒体下方用于检测摆动杆摆动情况的第二传感器，摆动杆可被砖块下压而摆动，第一推料机构与第一传感器连接，可根据第一传感器信号而动作，第二推料机构与第二传感器连接，可根据第二传感器信号而动作。

进一步的，所述链条上设置有可适应至少两种规格砖块的至少两种规格的盒体，不同规格盒体的摆动杆位置不同，相应的第一、第二传感器均包括与不同规格盒体的摆动杆相配合的至少两个。

进一步的，本发明还包括设置在所述第一、第二推料机构相对的所述盒体上方用于限制所述盒体晃动的定位机构，该定位机构包括可上下移动的压块和驱动压块上下移动的垂直移动机构，压块形成有用于钳制所述盒体顶部的凹槽。

本发明具有如下有益效果：

机器视觉系统可摄取输送中的瓷砖信息并根据该信息生成捡砖指令，码砖机器人可根据捡砖指令捡取瓷砖并堆叠在码砖升降机构的支承板上，支承板可根据码转数量逐渐下降直至达到目标位置，第一推料机构将支承板上的成堆瓷砖推入盒体中，盒体被链条输送装置输送至装箱模具的装料位置，第二推料机构将盒体中的成堆瓷砖推入装箱模具中，装箱模具可接收多个盒体中的成堆瓷砖，然后装箱模具移动至卸料位置，第三推料机构将装箱模具中的成堆瓷砖推入箱体中，如此，就可以实现自动化的捡砖、码砖和装箱，有效提高装箱效率、降低劳动强度；翻箱装置可接收箱体、翻转箱体并使箱体的开口与装箱模具的出口对接，从而使第三推料机构可准确地将装箱模具中的成堆瓷砖推入箱体中。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为皮带输送装置、链条输送装置、码砖机器人、第一推料机构和码砖升降机构的相对位置和结构示意图。

图3为图2的局部放大图。

图4为链条输送装置的侧向局部放大图。

图5为盒体和码砖升降机构的局部俯视图。

图6为第二推料机构、链条输送装置和装箱模具的相对位置和结构示意图。

图7为第三推料机构、装箱模具和翻箱装置的相对位置和结构示意图，移动座处于取箱位置。

图8为第三推料机构、装箱模具和翻箱装置的相对位置和结构示意图，移动座处于装箱位置。

图9为辊子输送装置和箱体支架的相对位置和结构示意图，背架水平布置。

具体实施方式

参照图1至图9所示，一种全自动智能捡砖装箱系统，包括皮带输送装置11、链条输送装置12、直线模组13、辊子输送装置14、码砖升降机构8、机器视觉系统(图中未示出)、码砖机器人2、装箱模具4、第一推料机构84、第二推料机构31、第三推料机构32、翻箱装置5、装砖检测机构、箱体成型机61、自动封箱机62和自动打带机63。

皮带输送装置11包括横向间隔布置的两输送辊、张紧在两输送辊之间的环形皮带111和驱动输送辊转动的伺服电机，该皮带111的载物段横向水平延伸用于接收并输送砖块A。

链条输送装置12包括横向间隔布置的两链轮轴、间隔设置在链轮轴上的两链轮、张紧在两链轮轴的相对链轮之间的两环形链条121和驱动链轮轴转动的电机，链条121横向水平布置，两链条121之间设置有横向间隔布置的多个盒体7，盒体7包括连接在两链条121之间的底板71和连接在底板71且平行相对的两第二侧板72，两第二侧板72沿纵向延伸使盒体7形成沿纵向前后相对的进出口，在第一、第二推料机构84、31相对的盒体7上方设置有用于定位盒体7的定位机构，该定位机构包括可上下移动的压块74和驱动压块74上下移动的气缸73，压块74形成有用于钳制盒体7顶部的凹槽741。

辊子输送装置14用于接收并输送箱体B，包括横向间隔布置的输送辊子141和通过传动机构驱动输送辊子141转动的电机；箱体成型机61、自动封箱机62和自动打带机63沿辊子输送装置14的输送方向依次布置，箱体成型机61可制作用于包装砖块的箱体B并输入辊子输送装置14，自动封箱机62用于对装满砖块的箱体B进行胶布密封，自动打带机63用于对胶布密封后的箱体B进行束带紧固。

码砖升降机构8包括平行相对且沿纵向延伸的两第一侧板81、设置在两第一侧板81之间的支承板82、驱动支承板82升降移动的升降机构83，升级机构83包括固定设置的螺母座831、垂直布置的丝杆834、通过轴承可转动地设置在螺母座831上且套设在丝杆834上的螺母832、与丝杆834平行联动的直线导轨833、驱动螺母832转动的伺服电机835，直线导轨833的滑块固定在螺母座831上，支承板82连接在丝杆834上端。

第一推料机构84，用于将堆叠在支承板82上的成堆砖块推入盒体7中，包括固定设置的螺母座841、纵向水平布置的丝杆843、通过轴承可转动地设置在螺母座841上且套设在丝杆843上的螺母842、与丝杆843平行联动的直线导轨844、驱动螺母841转动的伺服电机845和设置在丝杆843前端的推板85，直线导轨844的滑块固定在螺母座841上。

机器视觉系统设置在皮带111上方，具有摄像装置，可摄取皮带111上的砖块信息并反馈给码转机器人2，其中，砖块信息包括砖块位置坐标、砖块质量是否合格等信息；码砖机器人2设置在皮带111上方并与机器视觉系统连接，可根据机器视觉系统提供的砖块信息进行动作，当目标砖块A质量合格无破损时，码砖机器人2则根据该目标砖块A的位置坐标信息，抓取的该目标砖块A并堆叠在码砖升降机构8的支承板82上；当目标砖块A的破损不合格时，码砖机器人2则不抓取该目标砖块A，在这里码砖机器人2可以采用具有负压吸盘的并联式机器人，如蜘蛛手机器人；为了提高码砖效率，可设置多台码砖机器人2，并为每台码砖机器人2配设至少一个码砖升降机构8。

装箱模具4由底板、顶部和两侧板围成，具有沿纵向前后相对的进、出口，装箱模具4的出口端缩口处理使之便于伸入箱体B中，装箱模具4的进口端扩口处理使之便于接收砖块；直线模组13横向水平布置，装箱模具4设置在直线模组13的滑座上，可被直线模组13驱动在装料位置和卸料位置之间横向移动，用于接收从盒体7被推出的成堆砖块A，直线模组13采用伺服电机驱动。

第二推料机构31用于在装料位置将盒体7中的成堆砖块A推入装箱模具4中，第三推料机构32用于在卸料位置将装箱模具4中的成堆砖块A推入箱体B中，第二、第三推料机构31、32的结构与第一推料机构83基本相同，在这里不再详细说明。

翻箱装置5包括可在装箱位置和取箱位置之间移动的移动座51、通过枢转轴533可翻转地铰接在移动座51上的箱体支架53、驱动箱体支架53翻转动作的气缸54和驱动移动座51移动的移动机构52，箱体支架53具有相互垂直的背架531和底架532，当移动座51在取箱位置，箱体支架53翻转至使背架531水平布置以接受空箱体B或释放满箱体B，当移动座51在装箱位置，箱体支架53翻转至使背架531垂直布置，使箱体B能够接受从装箱模具4被推出的成堆砖块A，背架531包括若干平行间隔排列的支承杆5311，当背架531水平布置可收拢至输送辊子141之间的间隙中；移动机构52包括纵向水平布置的丝杆522、固定在移动座51上且与丝杆522螺纹套接的螺母、驱动丝杆522转动的电机521和用于支承和引导移动座51直线运动的导轨。

设置阻挡机构和推箱吸附机构，使箱体支架53能够准确接收并固定箱体B。

该阻挡机构包括可在阻挡和释放箱体B的位置之间动作的挡板55和驱动挡板55动作的气缸，具体的挡板55可在相邻两输送辊子141之间伸缩运动，水平布置的背架531收拢至输送辊子141之间的间隙中，挡板55阻挡箱体B使之处于背架531上方；推箱吸附机构包括设置在底架532上可吸住空箱体的风琴式真空吸盘5321、可推动空箱体B移动至可被风琴式真空吸盘5321吸附的推板572和连接驱动推板572移动的气缸571，推板572通过导向杆574和导向套573可相对底架532移动地设置在辊子输送装置14的机架上，气缸571的缸体固定在辊子输送装置14的机架上，其活塞杆与推板572连接，风琴式真空吸盘5321可在箱体支架53翻转过程中吸住空箱体B。

翻箱装置5的具体工作方式为：移动机构52驱动移动座51移动至取箱位置,如图7所示，气缸54驱动箱体支架53翻转，使其背架531收拢在输送辊子141之间的间隙中，辊子输送装置14向前输送空箱体B，当空箱体B输送至水平布置的背架531上方并被挡板55阻挡，气缸571驱动推板572横向推动空箱体B，使空箱体B与底架532贴合，风琴式真空吸盘5321吸住空箱体B，然后气缸54驱动箱体支架53翻转，使背架531垂直布置使箱体B能够接受砖块A，移动机构52驱动移动座51移动至装箱位置，如图8所示，第三推料机构32将装箱模具4中的砖块A推入箱体B中，然后移动座51移动至取箱位置，气缸54驱动箱体支架53翻转至使背架531水平布置，使装满砖块A的箱体B支承在输送辊子141上，辊子输送装置14将满箱体B向前输送。

装砖检测机构包括通过枢转轴92铰接在每个盒体7底板71底部的摆动杆91、套设在枢转轴92上且两端作用在摆动杆91与底板71之间的扭簧93、设置在第一推料机构84相对的盒体7下方用于检测摆动杆91摆动情况的第一传感器、设置在第二推料机构31相对的盒体7下方用于检测摆动杆91摆动情况的第二传感器，底板71形成有供摆动杆91上端穿过的让位孔711，摆动杆91上端可被砖块A下压而摆动，第一推料机构84的控制器与第一传感器连接，可根据第一传感器信号而动作，第二推料机构31的控制器与第二传感器连接，可根据第二传感器信号而动作。链条121上设置有可适应两种规格砖块的两种规格的盒体7，这里的规格主要是砖块的宽度，两种规格盒体7的摆动杆91的安装位置不同，相应的第一传感器包括与两种规格盒体7的摆动杆91相配合的两个第一接近开关941、942；相应的第二传感器包括与两种规格盒体7的摆动杆91相配合的两个第二接近开关951、952；即第一接近开关941用于检测第一规格的盒体7，第一接近开关942用于检测第二规格的盒体7，第一、第二规格的盒体7分别用于盛放不同宽度的砖块A。

具体工作方式为：皮带输送装置11接收砖块A并向前输送，机器视觉系统可摄取皮带111上的砖块信息，并根据砖块信息生成控制指令，码砖机器人2根据控制指令动作吸取相应位置的砖块A，并放置到码砖升降机构8的支承板82上，同时升降机构83驱动支承板82下降一个砖块厚度的距离，如此循环直至支承板82上堆叠预设数量的砖块A，链条输送装置12间歇式向前输送盒体7，当第一接近开关941检测到盒体7内无砖块为空盒体7，且与该盒体7相对的支承板82上堆叠了预设数量的砖块A，定位机构对盒体7进行定位，第一推料机构84的推板85动作将支承板82上的成堆砖块A推入盒体7中；当第二接近开关951检测到盒体7中装满了砖块A且装箱模具4被直线模组13驱动至装料位置，第二推料机构31的推板311动作将盒体7中的成堆砖块A推入装箱模具4中，装箱模具4需要两至三盒体7的砖块A才可装满，因此，装箱模具4的装料位置通常设置两至三个；当装箱模具4装满砖块A后，直线模组13驱动装箱模具4移动至卸料位置，在这之前翻箱装置5已接收空箱体B并使空箱体B处于可接收砖块A的状态，第三推料机构32的推板321动作将装箱模具4中的砖块A推入空箱体B中，然后翻箱装置5的移动座51移动至取箱位置，气缸54驱动箱体支架53翻转至使背架531水平布置，使装满砖块的箱体B支承在输送辊子141上，辊子输送装置14将满箱体B向前输送，并在导向机构的引导下进入自动封箱机中62进行封箱，并在封箱后由辊子输送装置14继续向前输送，进入自动打带机63中进行束带固定。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：包括

皮带输送装置,具有横向布置的皮带，用于接收并输送砖块；

链条输送装置，具有横向布置且间歇式输送的链条，链条上间隔设置有多个用于存放成堆砖块的盒体；

码砖升降机构，具有平行相对的两第一侧板、设置在两第一侧板之间的支承板和驱动支承板升降移动的升降机构；

第一推料机构，用于将堆叠在支承板上的成堆砖块推入盒体中；

机器视觉系统，设置在皮带上方，用于摄取皮带上的砖块信息；

码砖机器人，与机器视觉系统连接，可根据机器视觉系统提供的砖块信息，抓取皮带上的砖块并堆叠在码砖升降机构的支承板上；

装箱模具，可在装料位置和卸料位置之间移动，用于接收从盒体被推出的成堆砖块；

第二推料机构，用于在装料位置将盒体中的成堆砖块推入装箱模具中；

第三推料机构，用于在卸料位置将装箱模具中的成堆砖块推入箱体中；

所述盒体具有沿纵向前后相对的进、出口；所述装箱模具可在装料位置和卸料位置之间横向移动，所述装箱模具具有沿纵向前后相对的进、出口；

还包括装砖检测机构，包括铰接在每个所述盒体底部的摆动杆、设置在摆动杆与所述盒体底部之间的复位弹簧、设置在所述第一推料机构相对的盒体下方用于检测摆动杆摆动情况的第一传感器、设置在所述第二推料机构相对的盒体下方用于检测摆动杆摆动情况的第二传感器，摆动杆可被砖块下压而摆动，第一推料机构与第一传感器连接，可根据第一传感器信号而动作，第二推料机构与第二传感器连接，可根据第二传感器信号而动作。

2.根据权利要求1所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：还包括翻箱装置，具有可在装箱位置和取箱位置之间移动的移动座、可翻转地铰接在移动座上的箱体支架、驱动箱体支架翻转动作的第一驱动件和驱动移动座移动的移动机构，所述箱体支架具有相互垂直的背架和底架，当移动座在取箱位置，箱体支架翻转至使背架水平布置以接受空箱体或释放满箱体，当移动座在装箱位置，箱体支架翻转至使背架垂直布置使箱体能够接受从所述装箱模具被推出的成堆砖块。

3.根据权利要求2所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：还包括辊子输送装置，具有横向间隔布置的输送辊子，用于接收并输送箱体；阻挡机构，具有可在阻挡和释放箱体的位置之间动作的挡板和驱动挡板动作的第二驱动件，水平布置的所述背架可收拢至输送辊子之间的间隙中，挡板阻挡箱体使之处于所述背架上方；推箱吸附机构，具有设置在底架上可吸住空箱体的真空吸盘、可推动空箱体移动至可被真空吸盘吸附的推板和连接驱动推板移动的气缸。

4.根据权利要求2所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：所述移动机构包括纵向水平布置的丝杆、固定在移动座上且与丝杆螺纹套接的螺母和驱动丝杆转动的第一电机。

5.根据权利要求2所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：还包括沿辊子输送装置的输送方向依次布置的箱体成型机、自动封箱机和自动打带机。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：所述升降机构包括垂直布置的丝杆、螺纹套设在丝杆上的螺母和驱动螺母转动的第二电机，所述支承板与丝杆联动；所述第一、第二、第三推料机构均包括沿纵向水平布置的丝杆、螺纹套设在丝杆上的螺母、驱动螺母转动的第三电机和与丝杆联动的推板。

7.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：所述链条上设置有可适应至少两种规格砖块的至少两种规格的盒体，不同规格盒体的摆动杆位置不同，相应的第一、第二传感器均包括与不同规格盒体的摆动杆相配合的至少两个。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动智能捡砖装箱系统，其特征在于：还包括设置在所述第一、第二推料机构相对的所述盒体上方用于限制所述盒体晃动的定位机构，该定位机构包括可上下移动的压块和驱动压块上下移动的垂直移动机构，压块形成有用于钳制所述盒体顶部的凹槽。