CN107738930B - 一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，主要由移动式龙门架、传送带、斜坡输送带、升降式供货台、真空吸盘机械手以及车辆识别装置构成，本发明对平板车、工程车等不同车辆的卸料位置加以区分，合理安排物料位置，实现有限空间最大化利用，有效的避免了因人工操作而造成的物料安排不合理所导致的空间不合理利用、因路况导致物料掉落等缺陷；从传送带到供货台之间设置吐包装置，精准控制料包在吐包之后的运动，使吐包和装车节拍一致，控制系统精准控制龙门的行走运动、供货台的升降运动、真空机械抓手的升降运动和平动取货、码垛，达到高效率自动化装车效果。

Description

一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机

技术领域

本发明涉及装车设备领域，尤其是涉及一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机。

背景技术

目前装车行业为高危型，重体力行业，其劳动强度高，对人的危害大，劳动效率低，而且目前“用工荒”的压力巨大。装车行业的自动化势在必行。

为了弥补国内自动化装车行业的缺陷，本发明将激光测距仪自动化检测设备与机器人技术相结合，通过对车辆的智能识别，确定最优码垛垛型，通过精确控制龙门机构的行走和悬置真空吸盘机械手的移动，实现袋装物料精准码垛，通过精确控制供货台升降，提高装车效率。从而实现全自动智能化高速装车。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，主要由移动式龙门架、传送带、斜坡输送带、升降式供货台、真空吸盘机械手以及车辆识别装置构成，所述移动式龙门架滑动安装在龙门架移动轨道上，其中龙门架移动轨道呈左右水平走向；传送带通过机架安装在移动式龙门架的下方位置，其中移动式龙门架呈左右水平输送向；斜坡输送带与升降式供货台均设于传送带的正上方位置，且斜坡输送带的机架右端与升降式供货台的左端部铰接连接，斜坡输送带的机架左端采用铰链铰接连接传送带的机架上，此时传送带上的物料经斜坡输送带的转移后输送至升降式供货台上；所述升降式供货台的上表面呈水平结构，且升降式供货台的前边均安装有导轮，所述导轮滑轮嵌入在供货台升降导轨上，供货台升降导轨呈竖直设置，且供货台升降导轨固定焊接在移动式龙门架上；所述移动式龙门架上采用螺栓固定有供货台提升伺服电机，且供货台提升伺服电机的电机轴上固定套接有链轮，所述链轮上啮合连接有提升链条，所述提升链条的另一端经转向链轮转向后固定在升降式供货台的左右侧边位置，转向链轮通过转轴活动安装在移动式龙门架上，通过提升链条的作用带动升降式供货台上下升降，此时升降式供货台上升时，斜坡输送带的倾斜角度则会相应的得到提升；所述升降式供货台的上方位置设有真空吸盘机械手，利用真空吸盘机械手对升降式供货台上的物料进行抓取；所述真空吸盘机械手的顶面中心位置连接有真空吸盘机械手驱动装置，其中真空吸盘机械手驱动装置从上至下依次由前后向行走装置、机械抓手升降装置以及机械抓手转动装置构成，其中行走装置主要由行走电机构成，其中移动式龙门架的顶部设有前后水平走向的移动轨道，行走电机的输出端固定接有行走轮，且所述行走轮嵌入安装在移动轨道内，通过行走电机带动行走轮转动，从而实现行走电机沿着移动轨道前后向移动；机械抓手升降装置主要由电动缸、气缸或油缸构成，机械抓手升降装置固定在行走装置上，且机械抓手升降装置的输出端竖直朝下设置，且机械抓手升降装置的输出端的底部固定连接机械抓手转动装置，机械抓手转动装置主要由转动电机构成，转动电机的电机轴通过螺栓以及法兰固定连接真空吸盘机械手，此时真空吸盘机械手在移动式龙门架的作用下实现水平向移动，同时在真空吸盘机械手驱动装置的作用下实现转动、升降以及前后向移动，此时利用真空吸盘机械手驱动装置配合真空吸盘机械手可以实现物料的抓取以及码垛。

作为本发明进一步的方案：所述车辆识别装置所述智能识别系统主要由二维激光扫描仪、云台传动机构、云台支架和云台零点开关构成，所述二维激光扫描仪采用螺栓固定在云台传动机构，云台传动机构主要由减速电机构成，云台传动机构固定在云台支架上，且二维激光扫描仪的外围处设有云台零点开关和云台限位开关，云台零点开关主要由光电传感器构成，云台限位开关由电磁传感器组成，利用云台传动机构驱动云台做水平前后竖直轴运动，从而实现二维激光扫描仪配合OpengL对车厢底座进行三维重建；所述车辆识别装置接通讯连接工控机，其中工控机接运动控制卡，所述运动控制卡连接伺服控制器。

作为本发明进一步的方案：所述伺服控制器接移动式龙门架、传送带、斜坡输送带、升降式供货台以及真空吸盘机械手上的伺服电机。

作为本发明进一步的方案：所述工控机还接有激光对射传感器。

作为本发明进一步的方案：所述传送带的输入端安装有压包机。

本发明的有益效果：本发明对平板车、工程车等不同车辆的卸料位置加以区分，合理安排物料位置，实现有限空间最大化利用，有效的避免了因人工操作而造成的物料安排不合理所导致的空间不合理利用、因路况导致物料掉落等缺陷；从传送带到供货台之间设置吐包装置，精准控制料包在吐包之后的运动，使吐包和装车节拍一致，控制系统精准控制龙门的行走运动、供货台的升降运动、真空机械抓手的升降运动和平动取货、码垛，达到高效率自动化装车效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中控制系统的局部结构框图。

图3是本发明中控制系统的组成框图。

图中：1-传送带、2-斜坡输送带、3-移动式龙门架、4-龙门架移动轨道、5-升降式供货台、6-供货台升降导轨、7-真空吸盘机械手驱动装置、8-真空吸盘机械手、9-压包机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，主要由移动式龙门架3、传送带1、斜坡输送带2、升降式供货台5、真空吸盘机械手8以及车辆识别装置构成，所述移动式龙门架3滑动安装在龙门架移动轨道4上，其中龙门架移动轨道4呈左右水平走向；传送带1通过机架安装在移动式龙门架3的下方位置，其中移动式龙门架3呈左右水平输送向；斜坡输送带2与升降式供货台5均设于传送带1的正上方位置，且斜坡输送带的机架右端与升降式供货台5的左端部铰接连接，斜坡输送带的机架左端采用铰链铰接连接传送带1的机架上，此时传送带1上的物料经斜坡输送带2的转移后输送至升降式供货台5上；所述升降式供货台5的上表面呈水平结构，且升降式供货台5的前边均安装有导轮，所述导轮滑轮嵌入在供货台升降导轨6上，供货台升降导轨6呈竖直设置，且供货台升降导轨6固定焊接在移动式龙门架3上；所述移动式龙门架3上采用螺栓固定有供货台提升伺服电机，且供货台提升伺服电机的电机轴上固定套接有链轮，所述链轮上啮合连接有提升链条，所述提升链条的另一端经转向链轮转向后固定在升降式供货台5的左右侧边位置，转向链轮通过转轴活动安装在移动式龙门架3上，通过提升链条的作用带动升降式供货台5上下升降，升降式供货台5上升时，斜坡输送带2的倾斜角度则会相应的得到提升，此时控制系统需根据斜坡高度的改变调整斜坡输送带电机旋转速度，以使斜坡供货速度和装载速度相匹配；所述升降式供货台5的上方位置设有真空吸盘机械手8，利用真空吸盘机械手8对升降式供货台5上的物料进行抓取；所述真空吸盘机械手8的顶面中心位置连接有真空吸盘机械手驱动装置7，其中真空吸盘机械手驱动装置7从上至下依次由前后向行走装置、机械抓手升降装置以及机械抓手转动装置构成，其中行走装置主要由行走电机构成，其中移动式龙门架3的顶部设有前后水平走向的移动轨道，行走电机的输出端固定接有行走轮，且所述行走轮嵌入安装在移动轨道内，通过行走电机带动行走轮转动，从而实现行走电机沿着移动轨道前后向移动；机械抓手升降装置主要由电动缸、气缸或油缸构成，机械抓手升降装置固定在行走装置上，且机械抓手升降装置的输出端竖直朝下设置，且机械抓手升降装置的输出端的底部固定连接机械抓手转动装置，机械抓手转动装置主要由转动电机构成，转动电机的电机轴通过螺栓以及法兰固定连接真空吸盘机械手8，此时真空吸盘机械手8在移动式龙门架的作用下实现水平向移动，同时在真空吸盘机械手驱动装置7的作用下实现转动、升降以及前后向移动，此时利用真空吸盘机械手驱动装置7配合真空吸盘机械手8可以实现物料的抓取以及码垛。

所述车辆识别装置由二维激光扫描仪、云台传动机构、云台支架和云台零点开关构成，所述二维激光扫描仪采用螺栓固定在云台传动机构，云台传动机构主要由减速电机构成，云台传动机构固定在云台支架上，且二维激光扫描仪的外围均设有云台零点开关和云台限位开关，云台零点开关主要由光电传感器构成，云台限位开关主要要电磁传感器组成。利用云台传动机构驱动云台做水平前后竖直轴运动，从而实现二维激光扫描仪配合OpengL对车厢底座进行三维重建，从而实现二维激光扫描仪配合OpengL对车厢底座进行三维重建；所述车辆识别装置接通讯连接工控机，其中工控机接运动控制卡，所述运动控制卡连接伺服控制器。

所述伺服控制器接移动式龙门架3、传送带1、斜坡输送带2、升降式供货台5以及真空吸盘机械手8上的伺服电机。

所述工控机还接有激光对射传感器。

所述传送带1的输入端安装有压包机9。

本发明的工作原理是：驾驶员到财务缴费取卡，卡里存储装车吨位信息，驾驶员将车驶入装载等候区域后，现场刷卡。袋状物料装车机器人车辆识别与控制系统开始初始化，初始化完成之后，激光扫描仪开始扫描，激光扫描传感器悬置于龙门横梁上，扫描数据以以太网通信传输到工控机的车辆识别与定位系统，操作人员对扫描数据进行判断，如果正确则开始让工控机进行数据处理，如果错误重新扫描数据。

扫描数据处理完成之后，将数据通过485通信传输到工控机上，设备的开始、停止与回零系统启动龙门移动伺服电机，将龙门移动至初始装车位置。即车厢前端码垛极限位置。同时随动供货台根据货车底盘高度调整至初始最佳高度。

真空吸盘机械手按照系统规划开始码垛。码垛时，真空吸盘机械手从供货台抓取料袋后沿车宽前后向移动，根据码垛规划，调整料包姿态。在垂直距离1000mm高空处，真空吸盘机械手解除负压，料袋靠重力垂直落下。沿着车宽前后方向每装完一行，龙门沿水平方向移动一包料袋宽度的距离。吐包机处按照码垛速度，吐放料包。使码垛速度和吐包速度一致。吐包机处安装激光对射计数器，当物料从中间经过，计数器加1，通过动力与编码器专用线缆与控制系统通信，达到系统约定装载吨位后，吐包机不再吐包，计数量传至控制系统，供货台末端装有激光对射计数器，通过动力与编码器专用线缆与控制面板通信，数量实时显示到控制面板上。计量装载量，当装载量达到装载需求时，机械手回位后停止动作，系统响铃，装载完毕。

装完一层后，龙门沿水平方向逆向移动，此时为防止供货台斜坡和料包相向运动产生抵触，吐包机根据龙门移动速度调整吐包数量，避免供货台斜坡前积压料包。

每装完一层后，供货台向竖直轴方向移动一袋料包厚度的距离，同时真空吸盘机械手也沿竖直轴向上移动一袋料包距离，以保持机械手竖直向位移不变，缩短抓取货物时间，提高抓取效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，主要由移动式龙门架、传送带、斜坡输送带、升降式供货台、真空吸盘机械手以及车辆识别装置构成，其特征在于，所述移动式龙门架滑动安装在龙门架移动轨道上，其中龙门架移动轨道呈左右水平走向；传送带通过机架安装在移动式龙门架的下方位置，其中移动式龙门架呈左右水平输送向；斜坡输送带与升降式供货台均设于传送带的正上方位置，且斜坡输送带的机架右端与升降式供货台的左端部铰接连接，斜坡输送带的机架左端采用铰链铰接连接传送带的机架上；所述升降式供货台的上表面呈水平结构，且升降式供货台的前边均安装有导轮，所述导轮滑轮嵌入在供货台升降导轨上，供货台升降导轨呈竖直设置，且供货台升降导轨固定焊接在移动式龙门架上；所述移动式龙门架上采用螺栓固定有供货台提升伺服电机，且供货台提升伺服电机的电机轴上固定套接有链轮，所述链轮上啮合连接有提升链条，所述提升链条的另一端经转向链轮转向后固定在升降式供货台的左右侧边位置，转向链轮通过转轴活动安装在移动式龙门架上；所述升降式供货台的上方位置设有真空吸盘机械手；所述真空吸盘机械手的顶面中心位置连接有真空吸盘机械手驱动装置，其中真空吸盘机械手驱动装置从上至下依次由前后向行走装置、机械抓手升降装置以及机械抓手转动装置构成，其中行走装置主要由行走电机构成，其中移动式龙门架的顶部设有前后水平走向的移动轨道，行走电机的输出端固定接有行走轮，且所述行走轮嵌入安装在移动轨道内；机械抓手升降装置主要由电动缸、气缸或油缸构成，机械抓手升降装置固定在行走装置上，且机械抓手升降装置的输出端竖直朝下设置，且机械抓手升降装置的输出端的底部固定连接机械抓手转动装置，机械抓手转动装置主要由转动电机构成，转动电机的电机轴通过螺栓以及法兰固定连接真空吸盘机械手；所述车辆识别装置所述智能识别系统主要由二维激光扫描仪、云台传动机构、云台支架和云台零点开关构成，所述二维激光扫描仪采用螺栓固定在云台传动机构，云台传动机构主要由减速电机构成，云台传动机构固定在云台支架上，且二维激光扫描仪的外围多处均设有云台零点开关，云台零点开关主要由光电传感器构成；所述车辆识别装置接通讯连接工控机，其中工控机接运动控制卡，所述运动控制卡连接伺服控制器。

2.根据权利要求1所述的龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，其特征在于，所述伺服控制器接移动式龙门架、传送带、斜坡输送带、升降式供货台以及真空吸盘机械手上的伺服电机。

3.根据权利要求1所述的龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，其特征在于，所述工控机还接有激光对射传感器。

4.根据权利要求1所述的龙门式可升降供货台袋装物料智能装车机，其特征在于，所述传送带的输入端安装有压包机。

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