CN109607221B - 一种拼装式泡棉码垛拆垛设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，包括：用于传送泡棉的皮带流水线；皮带流水线侧面的码放工装，码放工装包括用于泡棉与硬质压板交叉码放的混合码放工装，以及硬质压板单独码放的硬质压板码放工装；皮带流水线侧面的机械手，机械手包括在皮带流水线和混合码放工装间转运泡棉的泡棉抓取机械手，以及在硬质压板码放工装和混合码放工装间转运硬质压板的硬质压板抓取机械手；检测系统和控制系统。码垛和拆垛的设备通过机械手、码放工装、各种传感器和控制系统的协调配合工作，实现了泡棉的快速码垛和拆垛；与此同时，用户可以根据实际生产要求，利用脚轮移动机械手和码放工装，结合皮带流水线自由组合拼装该设备，对泡棉进行码垛或者拆垛。

Description

一种拼装式泡棉码垛拆垛设备

技术领域

本发明涉及一种码垛拆垛设备，尤其涉及一种用于泡棉工业化生产中泡棉和硬质压板交替码放或者抓取的拼装式泡棉码垛拆垛设备。

背景技术

泡棉是塑料粒子发泡过的材料，简称泡棉。泡棉分为PU泡棉，防静电泡棉，导电泡棉，EPE，防静电EPE，PORON，CR，EVA，架桥PE，SBR，EPDM等。泡棉具有有弹性、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等一系列特点，主要用来减震，具有封闭作用，在日常生活和工业生产中，已被广泛的使用。

在泡棉的工业化生产过程中裁切工序后，需要将裁切好的泡棉码成垛，用于后续的工序中，但是由于泡棉具有柔性和一定的黏连性，如果只是依次堆叠，会造成泡棉堆叠不平整；由于泡棉属于多孔性结构，如果依次堆叠，采用吸盘抓取时，会造成多个泡棉同时被抓取，因此需要将泡棉和硬质压板交叉顺次码放到工装上，硬质压板的作用是使泡棉平整，并使泡棉之间压实，利于泡棉的堆叠，并使泡棉在热固化时，起到隔离相邻泡棉的作用。硬质压板的材料可以是玻璃板、铝板等密度较高、表面光滑、熔点在150℃以上的材料，硬质压板的单片质量是单片泡棉质量的10倍左右。现有的泡棉码垛设备自动化码垛的速度不足，难以满足实际生产需要，且不能和拆垛设备共用同一套设备。

在泡棉码垛后，需要将码成垛的泡棉固化，然后将硬质压板和泡棉交叉码放工装上的泡棉单独抓取出来，拆分成单片的泡棉进行信息喷印。然而，现有的泡棉拆垛设备自动化码垛的速度不足，难以满足实际生产需要，功能单一，不易与生产线上下游工序衔接。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，该设备既可以对泡棉进行码垛，也可以进行拆垛，集泡棉码垛和拆垛功能于一身，使用时可以根据实际需求快速自由组合拼装该设备，完成对泡棉的码垛和拆垛。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，包括：

用于传送泡棉的皮带流水线。在码垛工序中，此皮带流水线上传送的泡棉为泡棉激光裁切后的单片泡棉；在拆垛工序中，此皮带流水线上传送的泡棉为该设备机械手拆成的单片泡棉，传送到后续的工序中。

皮带流水线侧面的码放工装，所述码放工装包括用于泡棉与硬质压板交叉码放的混合码放工装，以及硬质压板单独码放的硬质压板码放工装；将泡棉和/或硬质压板码成垛，对码成的垛提升或者下降，供机械手抓取或者码放。

皮带流水线侧面的机械手，所述机械手包括在皮带流水线和混合码放工装间转运泡棉的泡棉抓取机械手，以及在硬质压板码放工装和混合码放工装间转运硬质压板的硬质压板抓取机械手，对泡棉进行码垛或者拆垛。

检测系统，所述检测系统用于检测所述泡棉码垛拆垛设备的运行状态，并将检测信息发送给控制系统。

控制系统，所述控制系统用于接收检测系统的信息，并控制泡棉码垛拆垛设备的运行。

所述码放工装和机械手的底端均设有可移动和固定的装置，用于码放工装和机械手的移动和固定，快速拼装泡棉码垛拆垛设备。

进一步的是，所述混合码放工装和硬质压板码放工装均包括码放框架、提升机构和工装底板，所述码放框架和提升机构均设置在工装底板上。码放框架用于将泡棉和/或硬质压板码成垛；提升机构用于将码放工装内码成垛的泡棉和/或硬质压板进行提升或者下降，供机械手抓取或者码放。

所述码放框架包括挡板和码放底板，多块挡板安装在码放底板上并围成码放空间，码放空间底端设置有工装底座，泡棉和/或硬质压板码放在码放空间的工装底座上；所述码放底板两侧设置有把手，便于将空的或者已经码放完毕的码放框架从码放工装整体卸下，进行后续的生产工序。

所述提升机构包括第一电机、第一减速机、线性模组和叉架，所述第一电机的动力输出端固定连接第一减速机，所述第一减速机的输出端固定连接线性模组，所述线性模组的滑块连接叉架，所述叉架的撑杆伸入码放框架内部。第一电机高速转动，第一减速机将高速转动降为低速转动并传输给线性模组，线性模组将转动转化为叉架的上下运动，将叉架上的泡棉和/或硬质压板进行提升或者下降，供机械手抓取或者码放。

进一步的是，所述混合码放工装和硬质压板码放工装均还包括抬升机构和码放框架到位机构。

所述抬升机构包括抬升底板、矩形钢和抬升顶板，所述抬升底板安装在工装底板上，所述矩形钢连接抬升底板和抬升顶板，所述抬升顶板上滑动安装所述码放底板。抬升机构将码放底板和工装底板的间距抬升，即将码放底板上的工装底座和码放框架相对于工装底板抬升一段距离，便于与线性模组配合，线性模组连接的叉架的行程最低位低于工装底座，方便叉架插入工装底座内，进而便于将已码成垛的码放框架整体安装在工装底板上，供机械手抓取。

所述码放框架到位机构包括定位块和与定位块配合的定位板，所述定位块设置在码放底板上，所述定位板设置在抬升顶板上。在安装时，将码放底板在抬升顶板上滑动，当定位块触碰到定位板后，表明码放底板到了安装位置，再与抬升顶板的侧定位边对齐，将码放框架固定安装在抬升顶板上。

进一步的是，所述挡板包括档棍和挡板前面板，所述档棍的底端通过螺栓安装在码放底板上，档棍的前端连接挡板前面板，所述档棍的材料为铝，所述挡板前面板为PVC材料。档棍和挡板前面板由两种不同硬度的材料制成，档棍用于固定挡板，形成码放空间，因此为硬度相对较高的铝材料；挡板前面板直接与泡棉或硬质压板接触，固定其码成的垛，防止倾倒，但是又不能损伤泡棉或硬质压板，因此为硬度较低的PVC材料，防止泡棉或硬质压板在转运的过程中其他设备冲撞到码放工装，将泡棉或硬质压板撞碎。

所述工装底板上设置有线性模组安装板，所述线性模组安装在所述线性模组安装板上，将线性模组固定在工装底板上；优选的，线性模组安装板后端和工装底板间还可设有加强筋，固定住工装底板上的线性模组安装板。

进一步的是，所述泡棉抓取机械手位于皮带流水线和混合码放工装间，相互转运泡棉，所述硬质压板抓取机械手位于硬质压板码放工装和混合码放工装间，相互转运硬质压板。

泡棉抓取机械手和硬质压板抓取机械手均包括机械手底板、立柱、分度器、第二电机、第二减速机、旋转臂、薄型气缸和气旋式非接触吸盘。

所述立柱竖直设置在机械手底板上，所述分度器安装在立柱的顶端，所述第二电机的动力输出端固定连接第二减速机的输入轴，所述第二减速机的输出轴固定连接分度器的输入轴，所述旋转臂安装在分度器的输出轴上，旋转臂的前端安装薄型气缸，所述薄型气缸的输出端通过连接轴连接气旋式非接触吸盘。

工作时，第二电机高速转动，第二减速机将高速转动降为低速转动并传分度器，分度器将连续转动变为间歇转动，带动旋转臂间歇旋转，旋转臂前端的薄型气缸工作，带动吸盘吸取泡棉或硬质压板，简单方便的对泡棉或硬质压板进行了抓取。吸盘为气旋式非接触吸盘，相对于以往的吸附力大、造成泡棉损伤的真空吸盘，这种吸盘可专门针对泡棉类带有气孔的样本，具有较好的吸附能力，可避免吸取过程中对泡棉造成损伤。

进一步的是，所述立柱设置有两根，两根立柱与机械手底板间均设有支架，增强立柱与机械手底板连接的紧固；所述两根立柱间设有加强板，使两根立柱固定连接为一体，防止相互晃动影响其上的部件；两根立柱的顶面安装有分度器垫板，所述分度器安装在分度器垫板上，便于了立柱支撑其上的分度器、第二电机和第二减速机等。

所述分度器上贯穿设置有气管过孔，所述旋转臂的上表面上设有气管卡槽，所述分度器垫板上设有与气管过孔正对的气管孔，所述分度器垫板下表面设有气管压块，气管压块上设有气管固定孔，气管依次穿过气管固定孔、气管孔、气管过孔和气管卡槽后连接气旋式非接触吸盘的气管接口。通过这种设置方式，使气管连接在气旋式非接触吸盘的气管接口上，气管不会随着旋转臂的转动而绕成一团，造成气管破裂损坏。

进一步的是，所诉检测系统包括正向限位传感器、负向限位传感器、零点检测传感器和到位传感器。

所述正向限位传感器和负向限位传感器分别安装在线性模组连接的滑块的上下极限位处，防止线性模组带动的叉架运行越界；所述零点检测传感器安装在线性模组连接的滑块的初始位置，用于线性模组的初始化，即叉架的初始位置；所述线性模组的滑块上设置有遮挡所述正向限位传感器、负向限位传感器和零点检测传感器的挡片，当挡片上下运动到正向限位传感器、负向限位传感器或者零点检测传感器上时，传感器接收到叉架的运动信号，将信号传输给控制系统处理。所述到位传感器与薄型气缸并列安装在旋转臂的末端；对旋转臂旋转定位并对泡棉或者硬质压板计数，具体实现方法：通过检测泡棉和硬质压板的有无和传感器的高电平信号实现对泡棉或者硬质压板计数，即当旋转臂末端运动到皮带流水线、混合码放工装或硬质压板码放工装正上方位置时，若有泡棉或者硬质压板，电平输出为1，无泡棉或者压硬质压板时，电平输出为0。

上述的正向限位传感器、负向限位传感器和零点检测传感器为遮光式传感器，遮光式传感器上设置有一U型槽，当挡片在U型槽内滑动，遮挡光线时，遮光式传感器发射信号。到位传感器采用反射式激光传感器对泡棉或者硬质压板计数，每个机械手旋转臂末端的到位传感器发射信号，表示有一个泡棉或者硬质压板，控制系统对其计数，控制系统最终对这几个计数进行对比，确定硬质压板和泡棉最终的数量。

进一步的是，所述控制系统包括工业控制计算机和PLC，所述工业控制计算机与PLC信号连接，工业控制计算机为上位机，PLC为下位机；PLC与检测系统信号连接，包括与正向限位传感器、负向限位传感器、零点检测传感器和到位传感器信号连接；PLC分别与码放工装和机械手内的电机和薄型气缸信号连接，包括与第一电机、第二电机和薄型气缸信号连接，控制第一电机、第二电机和薄型气缸的启停。工作时，PLC控制电机和薄型气缸的运行，电机和薄型气缸运行带动该设备进行泡棉的码垛和拆垛，在工作的同时，各种传感器获得设备的运行状态并传给工业控制计算机，实现泡棉和硬质压板计数和运动越界限位报警等功能并显示在工业控制计算机的液晶屏幕上。PLC上传数据于工业控制计算机，便于工业控制计算机将各种数据进行处理与显示；操作人员可以通过工业控制计算机设置各种参数，并将设置的参数下载到PLC中，使设备按照设定的参数运行。

进一步的是，所述皮带流水线包括机架和传送带，所述传送带安装在机架顶端，传送带由传送电机通过链条驱动，所述传送带的输入端设置有接料盘，所述机架由铝材或者不锈钢搭建而成，优选的，所述机架由铝材搭建而成。码垛时，皮带流水线的进料端与裁切工序的出料口直接相连；拆垛时，皮带流水线的出料端与信息喷印设备的机械手直接相连。皮带流水线能够将经过裁切的泡棉或者拆垛后的泡棉按照一定的顺序、距离间隔从左到右顺次传送，输送到泡棉抓取机械手或者后续的信息喷印机械手所处工位，完成泡棉的码垛与拆垛。

进一步的是，所述可移动和固定的装置为脚轮，所述脚轮设置在码放工装的工装底板和机械手的机械手底板底端，所述脚轮包括滚轮和固定支撑。脚轮为高度可调的移动式脚轮，移动时，旋回固定支撑利用滚轮进行移动；工作时，将固定支撑支起即可，简单方便的对码放工装和机械手进行了移动和固定，使用户可以根据实际需求，利用皮带流水线、机械手和码放工装自由组合拼装该设备，完成对泡棉的码垛和拆垛。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种自动化程度高，用于对泡棉进行码垛和拆垛的设备，通过机械手、码放工装、各种传感器和控制系统协调配合工作，实现了泡棉的快速码垛和拆垛；在码垛时，机械手抓取硬质压板和泡棉，将硬质压板和泡棉交叉码放到混合码放工装上；在拆垛时，将混合码放工装上的硬质压板和泡棉依次抓取码放到硬质压板码放工装和皮带流水线上，集泡棉码垛和拆垛功能于一身，与此同时，用户可以根据实际生产要求，利用脚轮移动机械手和码放工装，结合皮带流水线快速自由组合拼装该设备，对泡棉进行码垛或者拆垛。

本发明提供的泡棉码垛拆垛设备中的码放工装，第一电机高速转动，第一减速机将高速转动降为低速转动并传输给线性模组，线性模组将转动转化为叉架的上下运动，将叉架上的泡棉和/或硬质压板进行提升或下降，供机械手抓取或者码放；另外，码放工装安装方便，通过将码放底板在抬升顶板上滑动，当定位块触碰到定位板后，再与抬升顶板的侧定位边对齐，将码放框架固定安装在抬升顶板上，当码放工装码放满后，将码放框架卸下，安装空的码放框架即可，使泡棉和/或硬质压板成垛堆放，便于后序工序的操作。

本发明提供的泡棉码垛拆垛设备中的机械手，通过第二电机高速转动，第二减速机将高速转动降为低速转动并传分度器，分度器将连续转动变为间歇转动，带动旋转臂间歇旋转，旋转臂前端的薄型气缸工作，带动吸盘吸取泡棉或硬质压板，简单方便的对泡棉或硬质压板进行了抓取；吸盘为气旋式非接触吸盘，相对于以往的吸附力大、造成泡棉损伤的真空吸盘，这种吸盘可专门针对泡棉类带有气孔的样本，具有较好的吸附能力，可避免吸取过程中对泡棉造成损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的混合码放工装或者硬质压板码放工装示意图；

图3为本发明的混合码放工装或者硬质压板码放工装的侧视图；

图4为本发明的提升机构结构示意图；

图5为本发明的码放框架结构示意图；

图6为本发明的挡板结构示意图；

图7为本发明的抬升机构结构示意图；

图8为本发明的泡棉抓取机械手或者硬质压板抓取机械手结构示意图；

图9为图8中的A部分放大图；

图10为本发明的皮带流水线结构示意图；

图11为本发明的脚轮结构示意图；

图12为实施例2的俯视图；

图13为实施例3的俯视图；

图14为实施例4的结构示意图；

图15为实施例4的俯视图；

图16为实施例5的俯视图；

图17为实施例6的结构示意图；

图18为实施例6的俯视图；

图中：1、皮带流水线；1-1、机架；1-2、传送带；1-3、接料盘；2、码放工装；21、混合码放工装；22、硬质压板码放工装；2-1、码放框架；2-11、挡板；2-12、码放底板；2-13、工装底座；2-14、把手；2-15、档棍；2-16、挡板前面板；2-2、提升机构；2-21、第一电机；2-22、第一减速机；2-23、线性模组；2-24、叉架；2-25、滑块；2-26、撑杆；2-27、挡片；2-3、工装底板；2-31、线性模组安装板；2-4、抬升机构；2-41、抬升底板；2-42、矩形钢；2-43、抬升顶板；2-5、码放框架到位机构；2-51、定位块；2-52、定位板；3、机械手；31、泡棉抓取机械手；32、硬质压板抓取机械手；3-1、机械手底板；3-2、立柱；3-21、支架；3-22、加强板；3-3、分度器；3-31、气管过孔；3-4、第二电机；3-5、第二减速机；3-6、旋转臂；3-61、气管卡槽；3-7、薄型气缸；3-8、气旋式非接触吸盘；3-9、分度器垫板；3-91、气管压块；4-1、正向限位传感器；4-2、负向限位传感器；4-3、零点到位传感器；5、脚轮；5-1、滚轮；5-2、固定支撑。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，如图1所示，包括：用于传送泡棉的皮带流水线1；皮带流水线1侧面的码放工装2，码放工装2包括用于泡棉与硬质压板交叉码放的混合码放工装21，以及硬质压板单独码放的硬质压板码放工装22；皮带流水线1侧面的机械手3，机械手3包括在皮带流水线1和混合码放工装21间转运泡棉的泡棉抓取机械手31，以及在硬质压板码放工装22和混合码放工装21间转运硬质压板的硬质压板抓取机械手32；检测系统，检测系统用于检测泡棉码垛拆垛设备的运行状态，并将检测信息发送给控制系统；控制系统，控制系统用于接收检测系统的信息，并控制泡棉码垛拆垛设备的运行。

码放工装

如图2-7所示，混合码放工装21和硬质压板码放工装22均包括码放框架2-1、提升机构2-2和工装底板2-3，码放框架2-1和提升机构2-2均设置在工装底板2-3上。

码放框架2-1包括挡板2-11和码放底板2-12，多块挡板2-11安装在码放底板2-12上并围成码放空间，码放空间底端设置有工装底座2-13，码放底板2-12两侧设置有把手2-14。

提升机构2-2包括第一电机2-21、第一减速机2-22、线性模组2-23和叉架2-24，第一电机2-21的动力输出端固定连接第一减速机2-22，第一减速机2-22的输出端固定连接线性模组2-23，线性模组2-23的滑块2-25连接叉架2-24，叉架2-24的撑杆2-26伸入码放框架2-1内部。码放工装的底端设有可移动和固定的装置。

本发明中，第一电机2-21，选用选用型号为KINCO出产的SMH40S-0010。电机功率：100W，额定扭矩：0.32 N.m，额定转速：3000 r/min，转动惯量：0.059kg.cm2，重量：0.8kg，机身长：110.8mm，编码器：增量式2500ppr光电编码器，不带抱闸。

本发明中，第一减速机2-22，选用型号为APEX出产的ABR090 - 045 - S2 - P2，传动比1：45。

本发明中，线性模组2-23，选用型号为Figunes出产的FHC175-5-PC_650。采用电机内置方式，最高速度为：12.5mm/s，导程：5mm，行程：650mm，反复定位精度：±0.02mm，定位精度：0.02mm，伺服电机：400W，减速机：1：20。

作为本发明的优化方案，混合码放工装21和硬质压板码放工装22均还包括抬升机构2-4和码放框架到位机构2-5；

抬升机构2-4包括抬升底板2-41、矩形钢2-42和抬升顶板2-43，抬升底板2-41安装在工装底板2-3上，矩形钢2-42连接抬升底板2-41和抬升顶板2-43，抬升顶板2-43上滑动安装码放底板2-12；

码放框架到位机构2-5包括定位块2-51和与定位块配合的定位板2-52，定位块2-51设置在码放底板2-12上，定位板2-52设置在抬升顶板2-43上。

作为本发明的优化方案，挡板2-11包括档棍2-15和挡板前面板2-16，档棍2-15的底端通过螺栓安装在码放底板2-12上，档棍2-15的材料为铝，挡板前面板2-16为PVC材料；工装底板2-3上设置有线性模组安装板2-31，线性模组2-23安装在线性模组安装板2-31上。

机械手

如图8和9所示，泡棉抓取机械手31位于皮带流水线1和混合码放工装21间，硬质压板抓取机械手32位于硬质压板码放工装22和混合码放工装21间；泡棉抓取机械手31和硬质压板抓取机械手32均包括机械手底板3-1、立柱3-2、分度器3-3、第二电机3-4、第二减速机3-5、旋转臂3-6、薄型气缸3-7和气旋式非接触吸盘3-8；

立柱3-2竖直设置在机械手底板3-1上，分度器3-3安装在立柱3-2的顶端，第二电机3-4的动力输出端固定连接第二减速机3-5的输入轴，第二减速机3-5的输出轴固定连接分度器3-3的输入轴，旋转臂3-6安装在分度器的输出轴上，旋转臂3-6的前端安装薄型气缸3-7，薄型气缸3-7的输出端通过连接轴连接气旋式非接触吸盘3-8。机械手3的底端设有可移动和固定的装置。

本发明中，分度器3-3选用型号为江东劲尔出产的分度器JE-80DF，该类分度器自带有第二电机3-4和第二减速机3-5。输出静扭矩：202N.m，输出动扭矩：56N.m，输出转速100r/min，定位精度≤30sec，重复定位精度±30sec，重量：50kg，第二减速机3-5的减速比1：25。

本发明中，吸盘选用Chelic的PBT-50型号的气旋式非接触真空吸盘，材料：硅胶，圆形吸盘直径φ=50，真空度：-50kPa时，理论吸力为100N，安全系数选取8，实际吸力为：100/8=12.5N＞玻璃重量：0.349kg×10=3.49N。

本发明中，薄形气缸3-7选用型号为ACE32X30S_30_+_CS1-E-2，AirTAC公司生产。行程为30mm；气管直径：6mm；缸径：32mm。

作为本发明的优化方案，立柱3-2设置有两根，两根立柱3-2与机械手底板3-1间均设有支架3-21，两根立柱3-2间设有加强板3-22，两根立柱3-2的顶面安装有分度器垫板3-9，分度器3-3安装在分度器垫板3-9上。

江东劲尔出产的分度器JE-80DF自带有气管过孔3-31，旋转臂3-6的上表面上设有气管卡槽3-61，分度器垫板3-9上设有与气管过孔3-31正对的气管孔，分度器垫板3-9下表面设有气管压块3-91，气管压块3-91上设有气管固定孔，气管依次穿过气管固定孔、气管孔、气管过孔3-31和气管卡槽3-61后连接气旋式非接触吸盘3-8的气管接口。

检测系统

如图4所示，所诉检测系统包括正向限位传感器4-1、负向限位传感器4-2、零点检测传感器4-3和到位传感器。

正向限位传感器4-1和负向限位传感器4-2分别安装在线性模组2-23连接的滑块的上下极限位处，零点检测传感器4-3安装在线性模组2-23连接的滑块的初始位置，线性模组2-23的滑块2-25上设置有遮挡所述正向限位传感器4-1、负向限位传感器4-2和零点检测传感器4-3的挡片2-27，到位传感器与薄型气缸3-7并列安装在旋转臂3-6的末端。本实施例中，正向限位传感器4-1、负向限位传感器4-2和零点检测传感器4-3选用型号为OMRON EE-SX675P的传感器；到位传感器选用型号为OMRON E3Z-D82的传感器。

控制系统

本发明中，控制系统包括工业控制计算机和PLC，工业控制计算机为上位机，PLC为下位机，工业控制计算机与PLC信号连接，工业控制计算机与检测系统的传感器信号连接，PLC分别与码放工装2和机械手3内的电机和薄型气缸信号连接。

本发明中，PLC采用KINCO K4系列的PLC对该设备进行控制，工业控制计算机选用型号为BPT-15F-N82的工业控制计算机，工业控制计算机连接有液晶屏幕。

该控制系统能够按照生产节拍的要求，调节各自由度位移速度、设定位移量，并能按照设定好的生产节拍自动执行；通过各种传感器获取系统运行状态，实现泡棉和硬质压板计数和运动越界限位报警等功能并显示在工业控制计算机的液晶屏幕上。

皮带流水线

如图10所示，皮带流水线1包括机架1-1和传送带1-2，传送带1-2安装在机架1-1顶端，传送带1-2由传送电机通过链条驱动，传送带1-2的输入端设置有接料盘1-3，机架1-1由铝材搭建而成。

码垛时，皮带流水线的进料端与裁切工序的出料口直接相连；拆垛时，皮带流水线的出料端与信息喷印设备的机械手直接相连。皮带流水线能够将经过裁切的泡棉或者拆垛后的泡棉按照一定的顺序、距离间隔从右到左顺次传送，输送到泡棉抓取机械手或者后续的信息喷印机械手所处工位，完成泡棉的码垛与拆垛。

皮带流水线2的具体参数如下：

产品名称：皮带线

产品型号：HH-00108

产品规格：600*5000*1000mm，尺寸可定制

传送带宽200mm，传送带传动总宽300mm，高850mm，长1500mm。

脚轮

如图2、8和11所示，可移动和固定的装置为脚轮5，脚轮5设置在码放工装2的工装底板2-3和机械手3的机械手底板3-1底端，所述脚轮5包括滚轮5-1和固定支撑5-2。脚轮选用型号为K-100HB2-AF-40-EP的脚轮，该种类型的脚轮上设置有滚轮5-1和固定支撑5-2。

实施例2

本实施例将实施例1中的设备用于泡棉的码垛，如图12所示，本实施例中，皮带流水线布置在裁切工位的后端，裁切好的泡棉安装一定的顺序、距离间隔从左向右依次传送，皮带流水线1的上侧设置有一个泡棉抓取机械手31，泡棉抓取机械手31的上侧设置有一个混合码放工装21，混合码放工装21的右侧依次设置有一个硬质压板抓取机械手32和一个硬质压板码放工装22，上述机械手和码放工装均通过脚轮进行移动并固定，组合拼装成本实施例的泡棉码垛设备。

为了更好的理解本实施例，下面对本实施例的工作流程作一次完整的阐述：

首先需要工装到位，工装到位包括硬质压板码放工装22到位和混合码放工装21到位。

硬质压板码放工装22到位：首先将硬质压板码放工装22的码放框架2-1推送至抬升顶板2-43上，将码放框架2-1在抬升顶板2-43上滑动，当定位块2-51触碰到定位板2-52后，将码放底板2-12与抬升顶板2-43的侧定位边（即图7中抬升顶板2-43的左侧边的凸起）对齐并固定硬质压板码放工装22；然后将线性模组2-23连接的叉架2-24下放到码放空间最底端；最后将硬质压板由人工放置到硬质压板码放工装22的叉架2-24上。

硬质压板码放工装22到位后，需要将硬质压板提升：在硬质压板码放工装22内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向上运动，提升硬质压板至硬质压板抓取机械手32的工作平面。

混合码放工装21到位：与硬质压板码放工装22到位类似，区别之处在于混合码放工装21为空的码放工装，此工装的线性模组2-23连接的叉架2-24初始位置位于最上端机械手3的工作平面上。

工装到位后，设备按照如下步骤对泡棉进行码垛：

1、硬质压板拾取。在硬质压板抓取机械手32内，控制系统控制第二电机3-4高速转动，第二减速机3-5将高速转动降为低速转动并传分度器3-3，分度器3-3将连续转动变为间歇转动，带动旋转臂3-6间歇旋转，旋转臂3-6从默认位置运动到硬质压板码放工装22正上方①，薄形气缸3-7动作，气旋式非接触吸盘3-8吸取硬质压板。

2、硬质压板到位。硬质压板抓取机械手32的旋转臂3-6将硬质压板从硬质压板码放工装22正上方①，转运到混合码放工装21正上方②后，放下硬质压板，然后硬质压板抓取机械手32的旋转臂3-6撤回硬质压板码放工装22的正上方①从新抓取硬质压板。

3、硬质压板垛上移，在硬质压板码放工装22内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向上运动，使得硬质压板垛上升一个硬质压板的高度。

4、硬质压板-泡棉垛下移。在混合码放工装21内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向下运动，使得硬质压板-泡棉垛下降一个硬质压板的高度。

5、泡棉拾取。在泡棉抓取机械手31内，旋转臂3-6从默认位置运动到传送带1-2传送泡棉的正上方③，薄形气缸3-7动作，气旋式非接触吸盘3-8吸取泡棉，泡棉拾取时间慢于硬质压板拾取1s。

6、泡棉到位。泡棉抓取机械手31的旋转臂3-6将泡棉从传送带1-2传送泡棉的正上方③，转运到混合码放工装21正上方②，放下泡棉后，泡棉抓取机械手31的旋转臂3-6撤回传送带1-2传送泡棉的正上方③从新抓取泡棉。

7、硬质压板-泡棉垛下移。在混合码放工装21内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向下运动，使得硬质压板-泡棉垛下降一个泡棉的高度。

正常工作时，设备按设定工作时序自动工作：硬质压板拾取→硬质压板到位→硬质压板垛上移→硬质压板-泡棉垛下移→（泡棉拾取 [泡棉拾取晚硬质压板拾取1s ]）→泡棉到位→硬质压板-泡棉垛下移，重复以上步骤，完成对泡棉和硬质压板的交叉码垛。当混合码放工装21码放满后，卸下从新换上空的混合码放工装21，当硬质压板码放工装22上的硬质压板抓取完后，卸下从新换上码放好的硬质压板码放工装22。

在上述步骤中，检测系统的各种传感器获得设备的运行状态并传给控制系统，实现泡棉和硬质压板计数和运动越界限位报警等功能并显示在工业控制计算机的液晶屏幕上。

实施例3

本实施例将实施例1中的设备用于泡棉的拆垛，如图13所示，本实施例中，皮带流水线1的上侧设置有一个泡棉抓取机械手31，泡棉抓取机械手31的上侧设置有一个混合码放工装21，混合码放工装21的右侧依次设置有一个硬质压板抓取机械手32和一个硬质压板码放工装22，上述机械手和码放工装均通过脚轮进行移动并固定，组合成本实施例的泡棉拆垛设备。

为了更好的理解本实施例，下面对本实施例的工作流程作一次完整的阐述：

首先需要工装到位，工装到位包括混合码放工装21到位和硬质压板码放工装22到位。

混合码放工装21到位：首先将线性模组2-23连接的叉架2-24下放到最底端；然后将混合码放工装21的码放框架2-1推送至抬升顶板2-43上（码放框架2-1内已经成垛码放硬质压板和泡棉），将码放框架2-1在抬升顶板2-43上滑动，使叉架2-24插入到混合码放工装21的工装底座2-13内；最后将定位块2-51与定位板2-52对齐，码放底板2-12与抬升顶板2-43的侧定位边对齐，对其后，用螺栓固定码放框架2-1。

混合码放工装21到位后，需要将硬质压板-泡棉垛提升：在混合码放工装21内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向上运动，提升硬质压板和泡棉至硬质压板抓取机械手32的工作平面。

硬质压板码放工装22到位：与混合码放工装21到位类似，区别之处在于硬质压板码放工装22为空的码放工装，此工装线性模组2-23连接的叉架2-24初始位置位于最上端机械手3的工作平面上。

工装到位后，设备按照如下步骤对泡棉进行拆垛：

1、硬质压板拾取。在硬质压板抓取机械手32内，控制系统控制第二电机3-4高速转动，第二减速机3-5将高速转动降为低速转动并传分度器3-3，分度器3-3将连续转动变为间歇转动，带动旋转臂3-6间歇旋转，旋转臂3-6从默认位置运动到混合码放工装21正上方①，薄形气缸3-7动作，气旋式非接触吸盘3-8吸取硬质压板。

2、硬质压板码放。硬质压板抓取机械手22的旋转臂3-6将硬质压板从混合码放工装21正上方①，转运到硬质压板码放工装22正上方②，放下硬质压板后，硬质压板抓取机械手32的旋转臂3-6撤回混合码放工装21正上方①从新抓取硬质压板。

3、硬质压板-泡棉垛上移。在混合码放工装21内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向上运动，使得硬质压板-泡棉垛上升一个硬质压板的高度。

4、硬质压板垛下移。在硬质压板码放工装22内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向下运动，使得硬质压板垛下降一个硬质压板的高度。

5、泡棉拾取。在泡棉抓取机械手31内，旋转臂3-6从默认位置运动到混合码放工装21的正上方①，薄形气缸3-7动作，气旋式非接触吸盘3-8吸取泡棉，泡棉拾取时间慢于硬质压板拾取1s。

6、泡棉码放。泡棉抓取机械手31的旋转臂3-6将泡棉从混合码放工装21的正上方①，转运到传送带1-2传送泡棉的正上方③，放下泡棉后，泡棉抓取机械手31的旋转臂3-6撤回混合码放工装21的正上方①从新抓取泡棉。

7、硬质压板-泡棉垛上移。在混合码放工装21内，控制系统控制第一电机2-21高速转动，第一减速机2-22将高速转动降为低速转动并传输给线性模组2-23，线性模组2-23将转动转化为叉架2-24的向上运动，使得硬质压板-泡棉垛上升一个泡棉的高度。

正常工作时，设备按设定工作时序自动工作：硬质压板拾取→硬质压板码放→硬质压板-泡棉垛上移→硬质压板垛下移→（泡棉拾取 [泡棉拾取晚硬质压板拾取1s]）→泡棉码放→硬质压板-泡棉垛上移，重复以上步骤，完成对硬质压板-泡棉垛的拆垛，将拆成后的泡棉和硬质压板单独码放。当硬质压板码放工装22上码放满后，卸下从新换上空的硬质压板码放工装22，当混合码放工装21的硬质压板和泡棉抓取完后，卸下从新换上需要拆垛的混合码放工装21。

在上述步骤中，检测系统的各种传感器获得设备的运行状态并传给控制系统，实现泡棉和硬质压板计数和运动越界限位报警等功能并显示在工业控制计算机的液晶屏幕上。

实施例4

本实施例用于泡棉地码垛，在实施例2的基础上，皮带流水线1的下侧增加了一组码垛设备：一个泡棉抓取机械手31，泡棉抓取机械手31下侧的一个混合码放工装21，混合码放工装21右侧的一个硬质压板抓取机械手32和一个硬质压板码放工装22，如图14和15所示。

本实施例中的机械手和码放工装均通过脚轮进行移动并固定，组合成本实施例的泡棉码垛设备。本实施例中皮带流水线1上下两侧的机械手和码放工装均对皮带流水线1上的泡棉进行码垛，码垛的原理和流程均与实施例2相同。

实施例5

本实施例用于泡棉地拆垛，在实施例3的基础上，皮带流水线1的下侧增加了一组拆垛设备：一个泡棉抓取机械手31，泡棉抓取机械手31下侧的一个混合码放工装21，混合码放工装21右侧的一个硬质压板抓取机械手32和一个硬质压板码放工装22，如图14和16所示。

本实施例中的机械手和码放工装均通过脚轮进行移动并固定，组合成本实施例的泡棉拆垛设备。本实施例中皮带流水线1用于传送皮带流水线1上下两侧的泡棉抓取机械手31抓取的泡棉，拆垛的原理和流程均与实施例3相同。

实施例6

本实施例用于泡棉地拆垛，在实施例3的基础上，皮带流水线1的下侧增加了一个泡棉抓取机械手31，一个用于码放泡棉抓取机械手31抓取泡棉的混合码放工装21，如图17和18所示，皮带流水线1上侧设备用于拆垛，下侧设备用于拆垛后的泡棉码放。

本实施例中的机械手和码放工装均通过脚轮进行移动并固定，组合成本实施例的泡棉拆垛设备。本实施例中皮带流水线1用于传送皮带流水线1上侧的泡棉抓取机械手31抓取的泡棉，泡棉传送后被皮带流水线1下侧的泡棉抓取机械手31抓取，转运到下侧的混合码放工装21内码放。皮带流水线1上侧的拆垛原理和流程与实施例3相同，下侧的泡棉码垛原理和流程与实施例3中硬质压板码放工装码放硬质压板的原理和流程相同。

上述实施例通过对码垛拆垛设备整体的设置以及对各重要部件的选型，组装成了本发明的码垛拆垛设备，使本发明运用在泡棉的工业生产中，泡棉码垛拆垛的速度得到了提高，满足了实际生产需要。

另外，本发明设置有脚轮，便于设备的移动，与现存的其它设备配套，还可完成泡棉生产中的其他工序；码放工位可以根据实际进行细分，上述实施例设有3、4和5个码放工位；此设备每个工装之间仍有较多的空间，便于加装硬质压板垛和泡棉硬质压板交叉垛等智能物流转运系统，实现泡棉生产的智能化，进一步提高泡棉的生产效率，同时也便于实现设备的升级换代。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，包括：

用于传送泡棉的皮带流水线（1）；

皮带流水线（1）侧面的码放工装（2），所述码放工装（2）包括用于泡棉与硬质压板交叉码放的混合码放工装（21），以及硬质压板单独码放的硬质压板码放工装（22）；

皮带流水线（1）侧面的机械手（3），所述机械手（3）包括转运泡棉的泡棉抓取机械手（31），以及转运硬质压板的硬质压板抓取机械手（32）；

检测系统，所述检测系统用于检测所述泡棉码垛拆垛设备的运行状态，并将检测信息发送给控制系统；

控制系统，所述控制系统用于接收检测系统的信息，并控制泡棉码垛拆垛设备的运行；

所述码放工装（2）和机械手（3）的底端均设有可移动和固定的装置；

所述皮带流水线（1）、码放工装（2）、机械手（3）、检测系统、控制系统均在泡棉码垛和拆垛工序中共用；

所述混合码放工装（21）和硬质压板码放工装（22）均包括码放框架（2-1）、提升机构（2-2）和工装底板（2-3），所述码放框架（2-1）和提升机构（2-2）均设置在工装底板（2-3）上；

所述码放框架（2-1）包括挡板（2-11）和码放底板（2-12），多块挡板（2-11）安装在码放底板（2-12）上并围成码放空间，码放空间底端设置有工装底座（2-13），所述码放底板（2-12）两侧设置有把手（2-14）；

所述提升机构（2-2）包括第一电机（2-21）、第一减速机（2-22）、线性模组（2-23）和叉架（2-24），所述第一电机（2-21）的动力输出端固定连接第一减速机（2-22），所述第一减速机（2-22）的输出端固定连接线性模组（2-23），所述线性模组（2-23）的滑块（2-25）连接叉架（2-24），所述叉架（2-24）的撑杆（2-26）伸入码放框架（2-1）内部；

所述泡棉抓取机械手（31）位于皮带流水线（1）和混合码放工装（21）间，所述硬质压板抓取机械手（32）位于硬质压板码放工装（22）和混合码放工装（21）间；

泡棉抓取机械手（31）和硬质压板抓取机械手（32）均包括机械手底板（3-1）、立柱（3-2）、分度器（3-3）、第二电机（3-4）、第二减速机（3-5）、旋转臂（3-6）、薄型气缸（3-7）和气旋式非接触吸盘（3-8）；

所述立柱（3-2）竖直设置在机械手底板（3-1）上，所述分度器（3-3）安装在立柱（3-2）的顶端，所述第二电机（3-4）的动力输出端固定连接第二减速机（3-5）的输入轴，所述第二减速机（3-5）的输出轴固定连接分度器（3-3）的输入轴，所述旋转臂（3-6）安装在分度器（3-3）的输出轴上，旋转臂（3-6）的前端安装薄型气缸（3-7），所述薄型气缸（3-7）的输出端通过连接轴连接气旋式非接触吸盘（3-8）；

所述立柱（3-2）设置有两根，两根立柱（3-2）与机械手底板（3-1）间均设有支架（3-21），所述两根立柱（3-2）间设有加强板（3-22），两根立柱（3-2）的顶面安装有分度器垫板（3-9），所述分度器（3-3）安装在分度器垫板（3-9）上；

所述分度器（3-3）上贯穿设置有气管过孔（3-31），所述旋转臂（3-6）的上表面上设有气管卡槽（3-61），所述分度器垫板（3-9）上设有与气管过孔（3-31）正对的气管孔，所述分度器垫板（3-9）下表面设有气管压块（3-91），气管压块（3-91）上设有气管固定孔，气管依次穿过气管固定孔、气管孔、气管过孔（3-31）和气管卡槽（3-61）后连接气旋式非接触吸盘（3-8）的气管接口。

2.根据权利要求1所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所述混合码放工装（21）和硬质压板码放工装（22）均还包括抬升机构（2-4）和码放框架到位机构（2-5）；

所述抬升机构（2-4）包括抬升底板（2-41）、矩形钢（2-42）和抬升顶板（2-43），所述抬升底板（2-41）安装在工装底板（2-3）上，所述矩形钢（2-42）连接抬升底板（2-41）和抬升顶板（2-43），所述抬升顶板（2-43）上滑动安装所述码放底板（2-12）；

所述码放框架到位机构（2-5）包括定位块（2-51）和与定位块配合的定位板（2-52），所述定位块（2-51）设置在码放底板（2-12）上，所述定位板（2-52）设置在抬升顶板（2-43）上。

3.根据权利要求2所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所述挡板（2-11）包括档棍（2-15）和挡板前面板（2-16），所述档棍（2-15）的底端通过螺栓安装在码放底板（2-12）上，档棍（2-15）的前端连接挡板前面板（2-16），所述档棍（2-15）的材料为铝，所述挡板前面板（2-16）为PVC材料；

所述工装底板（2-3）上设置有线性模组安装板（2-31），所述线性模组（2-23）安装在所述线性模组安装板（2-31）上。

4.根据权利要求3所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所诉检测系统包括正向限位传感器（4-1）、负向限位传感器（4-2）、零点检测传感器（4-3）和到位传感器；

所述正向限位传感器（4-1）和负向限位传感器（4-2）分别安装在线性模组（2-23）连接的滑块的上下极限位处，所述零点检测传感器（4-3）安装在线性模组（2-23）连接的滑块的初始位置，所述线性模组（2-23）的滑块（2-25）上设置有遮挡所述正向限位传感器（4-1）、负向限位传感器（4-2）和零点检测传感器（4-3）的挡片（2-27），所述到位传感器与薄型气缸（3-7）并列安装在旋转臂（3-6）的末端。

5.根据权利要求4所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所述控制系统包括工业控制计算机和PLC，所述工业控制计算机与PLC信号连接，PLC分别与检测系统、码放工装（2）和机械手（3）信号连接。

6.根据权利要求5所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所述皮带流水线（1）包括机架（1-1）和传送带（1-2），所述传送带（1-2）安装在机架（1-1）顶端，传送带（1-2）由传送电机通过链条驱动，所述传送带（1-2）的输入端设置有接料盘（1-3），所述机架（1-1）由铝材或者不锈钢搭建而成。

7.根据权利要求6所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所述可移动和固定的装置为脚轮（5），所述脚轮（5）设置在码放工装（2）的工装底板（2-3）和机械手（3）的机械手底板（3-1）底端，所述脚轮（5）包括滚轮（5-1）和固定支撑（5-2）。

8.根据权利要求6所述的一种拼装式泡棉码垛拆垛设备，其特征在于，所述机架（1-1）由铝材搭建而成。

Images