CN107601080A - 一种码垛装车系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种码垛装车系统，主要应用于各种工业产成品尤其是爆炸品和危险品生产企业。该码垛装车系统包括过渡输送机、压袋整形输送机、暂停输送机、转位输送机、缓冲输送机、排层装置、装车输送机。本发明提供的码垛装车系统根据车厢的长度、高度、宽度不同和被堆码的包装袋/箱/桶的尺寸设定几种堆码型式，在控制室可视终端即可切换，实现了全自动运行。排层装置可以一次性或分几次完成一层或多层的码垛作业，大大加快了装车效率。整个系统持续运行平稳可靠，没有过度的应力、振动、温升、磨损，适合于各种物料包装后的箱、桶、袋尤其是炸药这种易燃易爆危险品的后续装车作业。

Description

一种码垛装车系统

技术领域

本发明涉及用袋、箱、桶为器皿对各种物料进行包装后的包装袋、包装箱、包装桶自动在运输车板或者车厢里进行全自动码垛装车的系统和方法，尤其是应用于爆炸品和危险品在专用运输车厢里的全自动码垛装车领域。

背景技术

对于爆炸品和危险品生产企业，如何安全高效的装卸运输成品仍是一大难题，例如炸药。炸药除了军工用途外，还应用于中国建设的各个行业，但在炸药生产企业的后续包装成品袋、成品箱、成品桶堆码运输环节，仍然采用人工装卸，这样既置装卸工于危险环境中，不可避免的存在安全隐患，又大大影响装车效率。

即使有些炸药生产企业使用了部分机械自动装运堆码炸药包装，例如现在国内国际市场上出现的所谓最先进的机器人装车码垛(机器人底部安装履带轮开进车厢进行堆码作业)，因为其结构和操作特性(比如机械手的操作需要不时地定位，而定位误差无法达到恒定或理想的精度范围等因素)，先天性地造成了其最后码垛的跺型松散、跺型垮塌(尤其堆垛包装袋情况更加严重)、不密致结实、充填率不高、码跺效率不高。除此之外，需要对作业现场的场地进行改造达到机器人的操作要求，同时车厢的高度宽度也有较多限制，实际上无法实现真正的全自动操作，更无法对于不同规格的运输车和不同规格型号的炸药包装(袋、桶、箱)同时仅采用同一套设备就可进行全自动无人化的高效、安全、密致、美观的全自动码垛装车作业。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种码垛装车系统。该系统包括过渡输送机、暂停输送机、转位输送机、缓冲输送机、排层装置、装车输送机、控制系统，过渡输送机与生产线对接，暂停输送机、转位输送机、缓冲输送机、排层装置、装车输送机依次排列连接，各装置动作联锁、均由控制系统统一控制，其中，排层装置可以根据运输车厢的长度和宽度选择单层(也可根据单件的重量、件数一次码几层)、单排、多排或其他编组型式的排列，伸缩输送机可以一次性地单层或多层、单排或多排、单件或多件、或按其他的编组型式进行码垛摆放。

包装袋/箱/桶经上游生产线输送设备输入进码垛单元的辅助设备，首先与过渡输送机对接，长度根据不同的生产线或者场地决定；暂停输送机主要起到缓冲作用，为后边的转位输送机做好包装袋/箱/桶的暂存；转位输送机作用在于根据不同排层方式，适时调整包装袋/箱/桶的朝向，为后面的排层做好准备；缓冲输送机置于转位输送机和排层装置之间，当后面的排层装置完成一排或一层(也可根据单件的重量和尺寸选择多层、多排或单件或多件)的跺型编组工作后，包装袋/箱/桶将不再往排层装置运送，而是存放在缓冲输送机上，当排层装置重新开始工作时，存放在缓冲输送机上的包装袋/箱/桶运送至排层装置；排层装置作用在于将包装袋/箱/桶按照运输车厢的长度和宽度码成单层(也可根据码跺的单件尺寸和重量选择多层、单排或多排、单件或多件码垛)，整层包装袋/箱/桶的相邻行或件可以横向和竖向交错；装车输送机包括伸缩输送机和升降装置，其作用在于将排层装置码好的单层或多层、单排或多排、单件或多件包装袋/箱/桶输送至运输车辆的车板上或车厢内，逐层码垛装车。特别说明的是，装车输送机因为可以上下、左右、前后三维方向自由运行，根据单件尺寸、几件累计尺寸的单次和当次综合计算、再结合检测开关探测信号，PLC程序控制自动定位接收未经排层装置进行排层的单件包装袋/箱/桶，在车板上或车厢里进行堆码。升降装置和伸缩输送机根据预设的排层、垛型的程序前后、上下、左右将包装物件在车厢逐一进行堆码摆放。

在过渡输送机和暂停输送机之间还可以设置压袋整形输送机，其目的在于使得包装袋或较软的包装物件平整规则，更利于后续的堆码装车作业。压袋整形输送机上的压袋整形装置采用皮带式、托辊式及振动式混合结构。

所述的升降装置上设有位置检测传感器，其作用在于辅助控制系统获取待码垛层高度、伸缩输送机在车厢的长度、宽度和高度点的精准位置等信息(包装箱、桶等较硬的包装件主要以数量跺型经程序验算处理获取精准位置信息，包装袋等较软的包装件需要检测传感器的辅助再经PLC程序验算获取更为精确的上次、当次、下次位置)。

所述的伸缩输送机上同样设置有位置检测传感器，以便于探测和确定悬臂即时的精准位置。同时伸缩输送机还设置有红外线发射装置，通过发射红外线确定车厢边界位置及其他位置信息。

以上各个部件的运动均由PLC程序控制系统完成，针对不同的运输车厢类型(主要是尺寸规格)和不同的包装物件(不同的包装袋/箱/桶的重量、尺寸等信息)，编制不同的控制程序，由控制人员选择。所有监控和操作均可以在远程监控室完成。

该码垛装车系统的工作过程如下：包装袋/箱/桶通过过渡输送机从生产运输线进入码垛装车系统；包装袋/箱/桶在暂停输送机等候进入转位输送机；转位输送机根据控制系统的指令调整包装袋/箱/桶的方向，横向或者竖向；包装袋/箱/桶部分聚集在缓冲输送机，为进入排层装置做准备；根据运输车厢的的长、宽、高度尺寸以及码垛装车需求，从缓冲输送机传送过来的包装袋/箱/桶在排层装置进行单层排列或者单排排列(也可多层、多排或多件排列)；排列好的单层或单排或多层或多排或多件包装袋/箱/桶从排层装置运送至伸缩输送机，升降装置把伸缩输送机升降至待码垛层的高度；伸缩输送机悬臂伸长，把排列好的包装袋/箱/桶运送至车厢最里侧(或上次堆码结束的位置)，伸缩输送机一边收缩悬臂输送机上的推板一边把包装袋/箱/桶放置于车厢内当次堆码起始的位置；伸缩输送机的悬臂缩回至最短，升降装置把伸缩机的高度调整至与排层装置的输送线平齐；当排层装置完成下一次的排层工作后，装车输送机重复以上的装车码垛步骤，直至完成全部装车作业。

在排层过程中，可以通过程序控制，使得同一层相邻两行之间的包装袋/箱/桶的横向竖向交错排列；同一行相邻层之间的包装袋/箱/桶的横向竖向交错排列。

在升降装置上的位置探测器可以实时探测伸缩输送机的高度以及码垛高度，在伸缩输送机托举单层或多层、单排或多排、单件或多件包装袋/箱/桶上升过程中，当探测到伸缩输送机的高度略高于车厢内已码垛完成的包装袋/箱/桶高度时，悬臂前伸开始装车作业。

根据不同的需求，伸缩输送机悬臂可以为一节、二节、三节或者更多。

本发明提供的码垛装车系统，所有装置均由PLC程序控制系统通过程序调配，实现了全自动作业，全程无需人工劳力干预，不但较大地提高了装车效率，节省人工，而且解决了危险品意外安全隐患和粉尘可能对于装卸工的人身安全造成危害的问题。

根据生产量、速度要求或生产安排的特殊要求，排层装置和伸缩输送机在车板上或车厢内可以单件码垛摆放，也可以单排或多排逐层码垛摆放、或一次性的几层码垛摆放，不但装车效率大大提高，而且使得包装袋/箱/桶码垛的更加密致美观，更利于运输。

附图说明

图1为炸药码垛装车系统主视图；

图2为炸药码垛装车系统俯视图；

图3为装车输送机结构图；

其中，1-过渡输送机、2-压袋整形输送机、3-暂停输送机、4-转位输送机、5-缓冲输送机、6-排层装置、7-装车输送机、71-升降装置、72-伸缩输送机

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1、2、3，举例说明。

实施例一

包装袋从生产线输出端进入过渡输送机1，过渡输送机1的长度根据场地大小而定；在过渡输送机1的输出端，有一个包装袋暂存。当压袋整形输送机2完成上一个包装袋的压袋整形后，在过渡输送机1输出端暂存的包装袋进入压袋整形输送机2。压袋整形过的包装袋随着传送带进入暂停输送机3，暂停输送机3只能存放一个包装袋。根据控制系统的指令，转位输送机4把包装袋调整到排层装置6需要的位置。从转位输送机4的输出端传送过来的包装袋通过缓冲输送机5传送至排层装置6，如果排层装置6暂停工作，则从转位输送机4传送过来的包装袋暂存于缓冲输送机5上，待排层装置6重新开始排层作业时，暂存于缓冲输送机5上的包装袋被传送至排层装置5。排层装置5根据控制系统的指令，对于包装袋进行整层的排层码垛工作，当一层码垛完毕，输出至伸缩输送机72。排层完毕的的包装袋通过输送带输送至伸缩输送机72，伸缩输送机72根据控制系统的程序并结合位置传感器实时检测的位置信息，由升降装置71把伸缩输送机72升至待码垛层的位置，伸缩输送机72的悬臂伸出至运输车厢最里侧，边收缩悬臂输送机上的推板装置边推层放置包装件，直至整层放置完毕。当悬臂全部缩回，伸缩输送机72再由升降装置71把位置调整至与排层装置平齐。

车厢尺寸：长10000mm、宽2100mm、高2200mm

包装袋满袋尺寸：长650-850mm、宽400-500mm、高100-200mm

根据以上车厢尺寸和包装袋尺寸，该码垛装车系统的工作效率可达600袋/小时。

实施例二

本实施例中有二种包装箱，①号箱尺寸：长*宽*高＝500mm*400mm*360mm，②号箱的尺寸：长x宽x高＝340*400*320mm；车厢宽度是2100mm，长度是4000mm，高度是2200mm。根据车厢宽度长度尺寸，①号箱的堆码跺型：第一排可以按包装箱长度500mm在车厢宽度方向排4只包装箱，占车厢宽度2000mm，占车厢长度400mm；第二排按照包装箱宽度400mm在车厢宽度方向排5只包装箱，占车厢的宽度2000mm，占车厢的长度500mm；第三排重复第一排的跺型，第四排重复第二排的跺型，以此类推。到第九排时，车厢的长度净空尺寸还有400mm，按第一排跺型再排一排，如果万一尺寸不够第一或第二排的跺型堆码，程序里就空着，剩余空间不再摆放包装箱；②号箱的堆码跺型：第一排按包装箱长度340mm在车厢宽度方向排6只，占车厢宽度方向2040mm，占车厢长度方向400mm；第二排按包装箱的宽度400mm在车厢宽度方向排5只，占车厢宽度方向2000mm，占车厢长度340mm；以此类推，到第十排结束，车厢净长度方向还余300mm，没法再堆码②号规格的包装箱，空余部分不在摆放包装箱。根据车厢的净空高度2200mm，减去伸缩输送机的作业高度≤600mm的要求，码跺高度理论上可堆码至1600mm，①号箱可堆码至4层1440mm高，②号箱可堆码至5层1600mm高，针对这种情况要求，分别编制设计二种程序，切换运行，按触切换开关或在触摸屏上按相应跺型键即可；如果有5种、6种…很多种规格的包装箱或袋或桶(理论上可以有n种，即可切换相应的开关或触摸屏上的键，选择对应的跺型。

以上所举实施例仅为本发明的二种具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种码垛装车系统，包括过渡输送机(1)、暂停输送机(3)、转位输送机(4)、缓冲输送机(5)、排层装置(6)、装车输送机(7)、控制系统，过渡输送机(1)与生产线对接，暂停输送机(3)、转位输送机(4)、缓冲输送机(5)、排层装置(6)、装车输送机(7)依次连接，各装置均由控制系统控制，其特征在于：所述装车输送机(7)包括伸缩输送机(72)和升降装置(71)，所述排层装置(6)可以根据运输车厢的长*宽尺寸单层、多层、单排、多排或单件、多件的排列，伸缩输送机(72)可以在车厢内单件或多件码垛摆放、单排或多排逐层码垛摆放、一次性的单层或多层码垛摆放。

2.如权利要求1所述的码垛装车系统，其特征在于：在过渡输送机(1)和暂停输送机(3)之间安装压袋整形输送机(2)。

3.如权利要求1或2所述的码垛装车系统，其特征在于：伸缩输送机(72)的悬臂可以为一节、二节、三节或更多。

4.如权利要求1或2所述的码垛装车系统，其特征在于：升降装置(71)和伸缩输送机(72)上安装有位置探测器。

5.如权利要求1或2所述的码垛装车系统，其特征在于：伸缩输送机(72)的悬臂上安装有红外线发射装置。

6.如权利要求1或2所述的码垛装车系统，其特征在于：所述控制系统根据包装袋/箱/桶的尺寸、运输车厢长度、高度和宽度的不同，可以通过切换不同堆码跺型的程序控制系统运行。

7.一种运用权利要求1所述码垛装车系统的码垛装车方法，其特征在于包含如下步骤：a、包装袋/箱/桶通过过渡输送机(1)从生产运输线进入炸药码垛装车系统；b、包装袋/箱/桶在暂停输送机(3)等候进入转位输送机(4)；c、转位输送机(4)根据控制系统的指令调整包装袋/箱的方向，横向或者竖向；d、包装袋/箱/桶部分聚集在缓冲输送机(5)，为进入排层装置(6)做准备；e、根据运输车厢的底面积大小，从缓冲输送机传送过来的包装袋/箱/桶在排层装置(6)逐排/逐层排列；f、排列好的单排或多排、单层或多层包装袋/箱/桶从排层装置(6)运送至伸缩输送机(72)，升降装置(71)把伸缩输送机(72)升降至待码垛层的高度；g、伸缩输送机(72)伸长悬臂，把单件或多件、单排或多排、单层或多层包装袋/箱/桶运送至车厢最里侧或者上次堆码结束的位置，伸缩输送机(72)一边收缩悬臂一边把包装袋/箱/桶放置于车厢内；h、伸缩输送机(72)悬臂缩回至最短，升降装置(71)把伸缩输送机(72)的高度调整至与排层装置(6)的输送线平齐；i、重复动作f、g、h，完成装车作业。

8.根据权利要求7所述的码垛装车方法，其特征在于：步骤e在排层过程中横向竖向交错排列，相邻层之间横向竖向交错密致排列，在车箱的宽度和长度方向按最优的跺型排列，用足车厢尺寸。

9.根据权利要求7或8所述的码垛装车方法，其特征在于：步骤f中，待码垛层的高度由升降装置(6)上的探测器和根据预设不同待码的包装袋/箱/桶的跺型计算出最高的码跺高度再经由PLC程序自动控制。