CN110386302A - 单元物料配送多规格纸箱装箱方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单元物料配送多规格纸箱装箱设备与方法，由退台式立体仓储系统向纸箱站台供应纸箱，使用直角机器人按订单大小要求自动拣配纸箱；配送纸箱单侧封箱自动成型机将纸箱站台上的纸箱向下游传送，并在传送过程中将纸箱的底侧开口密封；翻转输送机将纸箱翻转为顶侧开口朝上的姿态；积放式纸箱输送机将纸箱输送至自动装箱输送机站台；通过两轴机器人自动装箱机组，由单元物料订单输送机站台向纸箱中装填单元物料；配送订单实纸箱输送机将装填有单元物料的纸箱向下游输送；自动封箱机将纸箱的顶侧开口予以密封。本发明可根据订单的不同，自动选择不同规格的纸箱，并在纸箱中码放相应数量的单元物料，实现全自动控制，适应性强，还提高了工作效率。

Description

单元物料配送多规格纸箱装箱方法及设备

技术领域

本发明属于自动化物流设备技术领域，具体涉及单元物料配送分拣领域的 多规格纸箱装箱工艺方法及设备，特别是卷烟配送订单的多规格装箱工艺方法 及其设备。

背景技术

目前，随着我国现代流通机制的建立，物流产业发展非常迅速，对现代技 术的应用也越来越普及，追求集光、机、电、信息技术为一体的、高效率的自 动化物流系统成为现代化物料产业发展的方向。物流配送中心的建设，实现了 物流业务的高效率，也实现了物流成本的有效降低。但是，依然有一些环节， 还没有得到科学、合理的解决，如卷烟配送中心的订单包件问题，长期以来， 一直采用热缩膜包装技术，这种包装技术存在①能耗高，普遍采用隧道式加热 方式，能耗高，其功率超过28kW；②成本高，据实际调查，平均每个包件不 含人工工资、不含能耗成本、不含设备折旧成本，超过1.1元；③不环保，热 缩膜不能及时降解，造成白色污染。

本发明基于节能、成本、环保三方面的因素，重新思考配送中心单元物料 订单的包装问题，提供系统的解决方案。

发明内容

本发明的目的是将单元物料配送的订单包件设计为多种规格的包装形式， 采用多种规格的配送订单纸箱，在计算机系统的支持下，智能地进行订单包件 的包装。单元物料的配送订单多规格纸箱包装工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：

退台式立体仓储系统位于纸箱站台的上游位置的一侧，存储不同规格的纸 箱垛，自动拣货直角机器人根据订单信息向纸箱站台供应适应规格的纸箱，并 能够将压扁的纸箱抖开呈长方形；

配送纸箱单侧封箱自动成型机与所述纸箱站台相接，能够将纸箱站台上的 纸箱向下游传送，并能够在传送过程中将纸箱的底侧开口密封；

翻转输送机位于配送纸箱单侧封箱自动成型机的下游位置，能够将纸箱翻 转为顶侧开口朝上的姿态；

积放式纸箱输送机与所述翻转输送机相接，能够将纸箱输送至自动装箱输 送机站台；

单元物料订单输送机站台位于自动装箱输送机站台的一侧，两轴机器人自 动装箱机组根据订单信息向位于单元物料订单输送机站台上的纸箱中装填相 应数量的单元物料；

配送订单实纸箱输送机与所述单元物料订单输送机站台相接，能够将装填 有单元物料的纸箱向下游输送；

在配送订单实纸箱输送机的传送路径设有自动封箱机，能够将纸箱的顶侧 开口予以密封。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其中：在配送订单包件输送机 的输送路径上设有自动贴标机。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其中：所述自动拣货直角机器 人包括水平纵向右导轨运动副，水平横向导轨运动副，水平纵向左导轨运动副， 右边支撑立柱，自动取货吸盘，支撑梁，垂向固定立柱，垂向运动机构，以及 左边支撑立柱；

其中：两个右边支撑立柱与两个左边支撑立柱置于退台式立体仓储系统的 外侧四角位置，水平纵向右导轨运动副跨置于两个右边支撑立柱的顶端，并用 支撑梁加固，水平纵向左导轨运动副跨置于两个左边支撑立柱的顶端，并用支 撑梁加固，水平横向导轨运动副跨置于水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导 轨运动副之间，使水平横向导轨运动副能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立 柱与所述水平横向导轨运动副固定连接而能够同步移动，垂向运动机构可垂向 滑移地与垂向固定立柱连接，自动取货吸盘固定在垂向运动机构的下端，并带 有气动自动吸附机构。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其中：所述退台式立体仓储系 统具有仓储系统支撑立柱，护栏，退台限位固定机构，自动滚珠链板输送机， 退台限位机构，输送机取货站台，以及限位挡块；

其中：多件自动滚珠链板输送机叠置，以供放置不同规格的单元物料订单 包件纸箱垛，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送 机后退一个单元物料订单包件纸箱的长度；每件自动滚珠链板输送机由各自的 仓储系统支撑立柱支撑，在每件自动滚珠链板输送机的通道两侧都装有护栏， 并在每件自动滚珠链板输送机的末端配置有输送机取货站台，输送机取货站台 的输送速度比自动滚珠链板输送机快，在每件自动滚珠链板输送机的末端上方 设有退台限位机构或者退台限位固定机构，在输送机取货站台的末端设有限位 挡块。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其中：所述配送纸箱单侧封箱 自动成型机包括输送机支架，输送机辊道，外支撑框架，顶支撑框架，前侧盖 板，驱动电机，自动胶带封箱器支撑机构，全自动胶带封箱器，下覆盖板旋转 推封机构，右覆盖板旋转推封机构，左覆盖板旋转推封机构，上覆盖板旋转推 封机构，以及顶部压护机构；

其中，输送机辊道布置在输送机支架上，在驱动电机的作用下，能够将两 端开口朝向两侧的纸箱向下游运送；外支撑框架、顶支撑框架构成的支撑部件 与输送机支架固定成一体；

所述输送机辊道具有封箱节点，在封箱节点的侧面设有下覆盖板旋转推封 机构，右覆盖板旋转推封机构，左覆盖板旋转推封机构以及上覆盖板旋转推封 机构，在封箱节点的顶部设有顶部压护机构；

在封箱节点的下游处的输送机辊道的侧面设有全自动胶带封箱器，全自动 胶带封箱器通过自动胶带封箱器支撑机构安装在外支撑框架与顶支撑框架构 成的支撑部件上。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其中：所述配送订单纸箱自动 翻转输送机包括翻转输送机支架，翻转驱动缸机构，翻转板，带导向条的皮带 输送机，以及翻转驱动电机；

其中：带导向条的皮带输送机安装在翻转输送机支架上，由安装在翻转输 送机支架一侧的翻转驱动电机驱动运转；所述带导向条的皮带输送机与所述配 送纸箱单侧封箱自动成型机的下游相接，使进入带导向条的皮带输送机的纸箱 的底侧朝向与带导向条的皮带输送机的输送方向相同；翻转板身部与带导向条 的皮带输送机枢接，一端与翻转驱动缸机构相接，另一端能够在水平位置与竖 直位置之间往复摆动，翻转板的该另一端在向上摆动过程中，能够将底侧朝前 的纸箱翻转成底侧朝下、顶侧朝上的状态。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其中：所述两轴机器人自动装 箱机组包括站台右限位机构，两轴机器人支撑机架，自动取货吸盘，取货吸盘 气动控制阀，吸盘垂向升降机构，两轴机器人垂向运动副及固定机构，两轴机 器人水平横向运动副及支撑横梁，以及站台左限位机构；

其中，站台右限位机构、站台左限位机构分别安装在自动装箱输送机站台 两侧，两轴机器人支撑机架支撑了两轴机器人水平横向运动副及支撑横梁，两 轴机器人垂向运动副及固定机构安装在两轴机器人水平横向运动副及支撑横 梁上并能够沿横向移动；吸盘垂向升降机构安装在两轴机器人垂向运动副及固 定机构上并能够沿垂向移动；数个自动取货吸盘安装在吸盘垂向升降机构的下 端，并通过相同数量的取货吸盘气动控制阀独立控制。

一种单元物料配送多规格纸箱装箱方法，其特征是包括：

通过自动拣货直角机器人，由退台式立体仓储系统拾取压扁的纸箱，将纸 箱抖开后供应至纸箱站台；

配送纸箱单侧封箱自动成型机将纸箱站台上的纸箱向下游传送，并在传送 过程中将纸箱的底侧开口密封；

翻转输送机将纸箱翻转为顶侧开口朝上的姿态；

积放式纸箱输送机将纸箱输送至自动装箱输送机站台；

通过两轴机器人自动装箱机组，由单元物料订单输送机站台向纸箱中装填 单元物料；

配送订单实纸箱输送机将装填有单元物料的纸箱向下游输送；

自动封箱机将纸箱的顶侧开口予以密封。

所述的单元物料配送多规格纸箱装箱方法，其中：退台式立体仓储系统供 应不同规格的纸箱，自动拣货直角机器人根据订单要求自动拾取相应规格的纸 箱；两轴机器人自动装箱机组根据订单要求，将相应数量的单元物料拾取到该 纸箱。

本发明以多规格纸箱为配送载体，与目前所使用的配送订单包件工艺相比 较，有效地改变了目前单元物料配送订单热缩膜包件能耗高、成本高、不环保 的现状，管理方便、同样也适用于其他单元物料的配送订单包装，具有以下特 点。

(1)整个系统的能耗有效降低，特别地，就卷烟配送订单包件而言，本 发明的总功率7kW左右，仅为传统工艺的四分之一；

(2)订单包件的成本有效降低，特别地，卷烟配送订单包件可有效地从 每件1.1元降低到每件0.8元，每件降低0.3元，假设每个卷烟物流配送中心每 天10000个包件，就可以节约成本3000元，我国目前有1000多个卷烟物流配 送中心，其效益显著；

(3)彻底改变塑料热缩膜的应用而造成的白色污染状态，采用纸箱进行 配送，成为绿色配送经济，而且，如果稍加管理，纸箱可以循环利用，进一步 促进配送成本的降低；

本发明能广泛应用到卷烟、医药、日用消费品、洗涤用品等多种物流配送 中心单元化物料的订单包件的包装领域，适用范围广。

附图说明

图1为单元物料多规格配送订单纸箱包装工艺图；

图2a-图2c为1～10单元物料订单包件的前视图、俯视图与立体图；

图2d-图2f为11～15单元物料订单包件的前视图、俯视图与立体图；

图2g-图2i为16～20单元物料订单包件的前视图、俯视图与立体图；

图2j-图2l为21～25单元物料订单包件的前视图、俯视图与立体图；

图3a-图3d分别1～10单元物料、11～15单元物料、16～20单元物料以及 21～25单元物料配送订单包件纸箱结构(压扁)；

图4为单元物料配送订单多规格纸箱装箱系统平面图；

图5a、图5b分别自动拣货直角机器人俯视图与立面图；

图6a、图6b分别为退台式立体仓储系统平面图与系统立面图；

图6c为另一种退台式立体仓储系统的平面图；

图7a、图7b分别为卷烟配送订单烟箱退台式立体仓储系统平面图与立面 图；

图8a配送订单纸箱自动成型机平面图；

图8b-图8d分别为图8的A-A、B-B、C-C剖面图；

图8e、图8f分别为右覆盖板旋转推封机构动作示意图；

图8g、图8h分别为左覆盖板旋转推封机构动作示意图；

图9a、图9b分别为翻转输送机结构的俯视图与正视图；

图9c、图9d分别为图9a的A-A及B-B剖视图；

图10为两轴机器人自动装箱机组平面图；

图11a为两轴机器人结构正视图；

图11b为图10的A-A剖视图；

图12a为双订单输送线三轴机器人自动装箱机组平面图；

图12b为退台式双层输送订单单元物料两轴机器人自动装箱机组正视图。

附图标记说明：1-纸箱站台；2-自动拣货直角机器人；3-退台式立体仓储 系统；4-配送纸箱单侧封箱自动成型机；5-翻转输送机；6-积放式纸箱输送机； 7-自动装箱输送机站台；8和8′-单元物料订单输送机站台；9-两轴机器人自动 装箱机组；10-配送订单实纸箱输送机；11-自动封箱机；12-配送订单包件输送 机；13-自动贴标机；14-配送订单包件缓存输送机；

201-水平纵向右导轨运动副；202-水平横向导轨运动副；203-水平纵向左 导轨运动副；204-右边支撑立柱(前后对称各一件)；205-自动取货吸盘；206- 支撑梁；207-垂向固定立柱；208-垂向运动机构；209-左边支撑立柱(前后对 称各一件)；

301-仓储系统支撑立柱；302-护栏；303-退台限位固定机构；304-自动滚 珠链板输送机；305-退台限位机构；306-输送机取货站台；307-限位挡块；

卷烟配送订单烟箱退台式立体仓储及拣货系统T3，T301-卷烟配送订单烟 箱仓储系统支撑立柱；T302-卷烟配送订单烟箱护栏；T303-卷烟配送订单烟箱 退台限位固定机构；T304-卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机；T305-卷烟 配送订单烟箱退台限位机构；T306-卷烟配送订单烟箱输送机取货站台；T307- 卷烟配送订单烟箱限位挡块；

401-输送机支架；402-输送机辊道；403-外支撑框架；404-顶支撑框架； 405-前侧盖板；406-驱动电机；407-自动胶带封箱器支撑机构；408-全自动胶 带封箱器；409-下覆盖板旋转推封机构；410-右覆盖板旋转推封机构；411-左 覆盖板旋转推封机构；412-上覆盖板旋转推封机构；413-顶部压护机构；

501-翻转输送机支架；502-翻转驱动缸机构；503-翻转板；504-带导向条 的皮带输送机；505-翻转驱动电机；

901-站台右限位机构；902两轴机器人支撑机架；903-自动取货吸盘；904- 取货吸盘气动控制阀；905-自动取货吸盘垂向升降机构；906-两轴机器人垂向 运动副及固定机构；907-站台左限位机构；908-两轴机器人水平横向运动副及 支撑横梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限 制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

首先，合理设计配送订单多规格纸箱。特别地，如图2a-图2l、图3a-图 3d所示，将单元订单包件设计为1～10、11～15、16～20、21～25等四种单元物 料订单包件纸箱；按纸箱的结构将不同规格的纸箱压扁，形成1～10、11～15、 16～20、21～25等四种单元物料订单包件纸箱的压扁板型；将1～10、11～15、 16～20、21～25等四种单元物料订单包件纸箱的压扁板型按一定的数量堆叠成 垛，如每垛10个，即分别形成1～10、11～15、16～20、21～25等四种单元物料 订单包件纸箱的压扁板型垛，这是单元物料订单包件纸箱仓储的基本物料单 元。

本发明提供的单元物料多规格配送订单纸箱包装工艺方法及设备，其工艺 方法如图1所示，每天订单数据收割以后，计算机系统都要根据订单的大小做 预排成处理，这样做的作用有两大作用，一是拆单、分单，选择合理的单元物 料自动分拣线，应用相应的自动分拣线进行单元物料的分拣配单，分拣出来的 订单单元物料有序放置在主平平带机上进行输送，输送到单元物料订单输送机 站台，等待机器人自动装箱。二是要根据订单的大小虚拟模拟订单包件，确定 合适大小的包装纸箱，并向单元物料订单包件纸箱仓储及机器人拣货系统下达 取货指令。

单元物料订单包件纸箱仓储系统存有多种单元物料订单包件纸箱的压扁 板型垛。单元物料订单包件纸箱机器人拣货系统接到命令后，运动到单元物料 订单包件纸箱站台，机器人自动取单个纸箱，在运动中，将压扁纸箱抖开，放 置到配送纸箱单侧封箱自动成型机外侧的纸箱站台上，站台与纸箱成形机联 动，将纸箱送入纸箱成形机中成形，空纸箱自动胶带封底，继续输送进入翻转 输送机，翻转机构动作向侧面翻转90度，将纸箱直起来，继续输送至纸箱积 放式输送机排队，而后，输送进入订单包件装箱工位-自动装箱输送机站台， 机器人根据订单的结构，抓取装箱相应数量、品规的订单单元物料，装入配送 订单纸箱，这个机器人能够分别抓取1、2、3、4或5个单元的单元物料，多 于5个单元物料的，先按5的倍数抓取单元物料，剩余自动补零，机器人抓取 完相应的订单单元物料装入纸箱后，就形成了订单包件实箱，自动装箱输送机 站台动作，将订单包件实箱输送进配送订单实纸箱输送机，送进自动封箱机， 胶带自动封纸箱顶部，继续输送进配送订单包件输送机，在进入自动贴标机贴 配送标签，然后再输送进配送订单包件缓存输送机缓存，至此，整个工艺完成。

本发明具体结构如下：

如图4所示，从工艺总平面图可看出，单元物料配送订单多规格纸箱装箱 系统工艺设备由纸箱站台1，自动拣货直角机器人2，退台式立体仓储系统3， 配送纸箱单侧封箱自动成型机4，翻转输送机5，积放式纸箱输送机6，自动装 箱输送机站台7，单元物料订单输送机站台8，两轴机器人自动装箱机组9，配 送订单实纸箱输送机10，自动封箱机11，配送订单包件输送机12，自动贴标 机13，以及配送订单包件缓存输送机14构成。

其中，所述退台式立体仓储系统3位于纸箱站台1的上游位置的一侧，通 过自动拣货直角机器人2向纸箱站台1供应纸箱，纸箱站台1上的纸箱通过配 送纸箱单侧封箱自动成型机4的辊道向下游传送，并在传送过程中将纸箱的底 侧开口予以闭合(并用胶条密封)；翻转输送机5位于配送纸箱单侧封箱自动 成型机4的下游位置，用于将纸箱翻转为顶侧开口朝上的姿态，并推送入所述 积放式纸箱输送机6，自动装箱输送机站台7位于所述积放式纸箱输送机6的 下游位置处，单元物料订单输送机站台8位于自动装箱输送机站台7的一侧， 通过两轴机器人自动装箱机组9向位于单元物料订单输送机站台8上的纸箱中 装填单元物料；装填单元物料后的纸箱由配送订单实纸箱输送机10向下游输 送，位于配送订单实纸箱输送机10传送路径上的自动封箱机11将纸箱的顶侧 开口予以密封，密封好的纸箱在配送订单包件输送机12上继续输送，经过自 动贴标机13后进入配送订单包件缓存输送机14。

如图5a、图5b所示，自动拣货直角机器人2由水平纵向右导轨运动副201 (含支撑件)，水平横向导轨运动副202，水平纵向左导轨运动副203(含支 撑件)，右边支撑立柱204(前后两件)，自动取货吸盘205，支撑梁206，垂 向固定立柱207，垂向运动机构208，以及左边支撑立柱209(前后两件)组成。

其中：两个右边支撑立柱204与两个左边支撑立柱209置于退台式立体仓 储系统3的外侧四角位置，水平纵向右导轨运动副201跨置于两个右边支撑立 柱204的顶端，并用支撑梁206加固，水平纵向左导轨运动副203跨置于两个 左边支撑立柱209的顶端，并用支撑梁206加固，水平横向导轨运动副202跨 置于水平纵向右导轨运动副201与水平纵向左导轨运动副203之间，使水平横 向导轨运动副202能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立柱207与所述水平横 向导轨运动副202固定连接而能够同步移动，垂向运动机构208可垂向滑移地 与垂向固定立柱207连接，自动取货吸盘205固定在垂向运动机构208的下端， 带有气动自动吸附机构，从而能够相对垂向固定立柱207作垂向位移，用于自 动拣取、放置多规格订单纸箱。

如图6a、图6b所示，退台式立体仓储系统3由多件仓储系统支撑立柱301， 护栏302(多件)，退台限位固定机构303(多件)，自动滚珠链板输送机304 (多件)，退台限位机构305(多件)，输送机取货站台306(多件)，以及 限位挡块307(多件)组成。

其中：多件自动滚珠链板输送机304叠置，以供放置不同规格的单元物料 订单包件纸箱(例如：1～10、11～15、16～20、21～25四种单元物料订单包件纸 箱)，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退 一个单元物料订单包件纸箱的长度；每件自动滚珠链板输送机304由各自的仓 储系统支撑立柱301支撑，在每件自动滚珠链板输送机304的通道两侧都装有 护栏302，用来保护单元物料配送订单包件纸箱垛在输送时，不会偏出通道； 并在每件自动滚珠链板输送机304的末端配置有输送机取货站台306，输送机 取货站台306的输送速度比自动滚珠链板输送机304快得多，从而使单垛的单元物料配送订单包件纸箱垛与成批的单元物料配送订单包件纸箱垛容易分离； 在每件自动滚珠链板输送机304的末端上方设有退台限位机构305(或者退台 限位固定机构303)，待最前面的单元物料配送订单包件纸箱垛进入输送机取 货站台306后，退台限位机构305(或者退台限位固定机构303)做出伸长动 作，将后续的单元物料配送订单包件纸箱垛拦住；在输送机取货站台306的末 端设有限位挡块307，用于防止单元物料配送订单包件纸箱垛从末端位置掉落。

如图7a、图7b所示的一个较佳实施例，卷烟配送订单烟箱退台式立体仓 储及拣货系统T3，由卷烟配送订单烟箱仓储系统支撑立柱T301(8件)，卷 烟配送订单烟箱护栏T302(8件)，卷烟配送订单烟箱退台限位固定机构T303 (2件)，卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机T304(4件)，卷烟配送订 单烟箱退台限位机构T305(4件)，卷烟配送订单烟箱输送机取货站台T306 (4个)，卷烟配送订单烟箱限位挡块T307(2件)等组成。

由卷烟配送订单烟箱仓储系统支撑立柱T301、卷烟配送订单烟箱自动滚 珠链板输送机T304、卷烟配送订单烟箱输送机取货站台T306等组成通道的卷 烟配送订单烟箱退台式立体仓储系统，其目的是每个通道都装有卷烟配送订单 烟箱护栏T302、卷烟配送订单烟箱退台限位固定机构T303、卷烟配送订单烟 箱退台限位机构T305、卷烟配送订单烟箱限位挡块T307，构成卷烟配送订单 烟箱仓储系统的主体。

使用卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机T304，卷烟配送订单烟箱退 台限位机构T305作用时，构成零压输送，挡住最前面不同规格的卷烟配送订 单烟箱包件纸箱垛，后续的卷烟配送订单烟箱垛可以源源不断的输送进巷道， 护栏T302的作用是保护卷烟配送订单烟箱垛在输送时，不会偏出通道。卷烟 配送订单烟箱输送机取货站台T306的输送速度比自动滚珠链板输送机T304 快得多，从而使单垛的卷烟配送订单烟箱垛与成批的卷烟配送订单烟箱垛分 离，卷烟配送订单烟箱限位挡块T307限制单垛的卷烟配送订单烟箱垛位置， 保障自动拣货直角机器人2的正确作业。

如图8a、图8b-图8d所示，配送纸箱单侧封箱自动成型机4，由输送机支 架401，输送机辊道402，外支撑框架403，顶支撑框架404，前侧盖板405， 驱动电机406，自动胶带封箱器支撑机构407，全自动胶带封箱器408，下覆盖 板旋转推封机构409，右覆盖板旋转推封机构410，左覆盖板旋转推封机构411， 上覆盖板旋转推封机构412，以及顶部压护机构413组成。

其中，如图8a、图8b所示，输送机辊道402布置在输送机支架401上， 在驱动电机406的作用下，将两端开口朝向两侧的纸箱向下游运送；外支撑框 架403、顶支撑框架404构成的支撑部件与输送机支架401固定成一体；

如图8a、图8d所示，所述输送机辊道402具有封箱节点，纸箱运送到封 箱节点时，输送机辊道402暂停，在封箱节点的侧面设有下覆盖板旋转推封机 构409，右覆盖板旋转推封机构410，左覆盖板旋转推封机构411，上覆盖板旋 转推封机构412，在封箱节点的顶部设有顶部压护机构413；下覆盖板旋转推 封机构409，右覆盖板旋转推封机构410，左覆盖板旋转推封机构411，上覆盖 板旋转推封机构412，以及顶部压护机构413均安装在外支撑框架403与顶支 撑框架404构成的支撑部件上；输送机辊道402暂停后，顶部压护机构413向 下伸出并压住纸箱的顶部，防止纸箱变扁，与此同时或者之后，左覆盖板旋转 推封机构411与右覆盖板旋转推封机构410同时动作(如图8e-图8h所示)， 将纸箱的底侧开口处的两个短折叠板向内弯折90度，之后，下覆盖板旋转推 封机构409与上覆盖板旋转推封机构412同时动作，将纸箱的底侧开口处的两 个长折叠板向内弯折90度；弯折动作完成后，顶部压护机构413向上回缩， 输送机辊道402继续前进；

如图8a、图8c所示，在封箱节点的下游处的输送机辊道402的侧面设有 全自动胶带封箱器408，全自动胶带封箱器408通过自动胶带封箱器支撑机构407安装在外支撑框架403与顶支撑框架404构成的支撑部件上；纸箱经过全 自动胶带封箱器408时，全自动胶带封箱器408将两个长折叠板之间的接缝处 用胶带予以密封；

如图9a-图9d所示，配送订单纸箱自动翻转输送机5，由翻转输送机支架 501，翻转驱动缸机构502，翻转板503，带导向条的皮带输送机504，以及翻 转驱动电机505等组成。

其中：带导向条的皮带输送机504安装在翻转输送机支架501上，由安装 在翻转输送机支架501一侧的翻转驱动电机505驱动运转；所述带导向条的皮 带输送机504与所述输送机辊道402的下游垂直相接，使进入带导向条的皮带 输送机504的纸箱的底侧朝向与带导向条的皮带输送机504的输送方向相同； 翻转板503身部与带导向条的皮带输送机504枢接，一端与翻转驱动缸机构502 相接，使其另一端能够在水平位置与竖直位置之间往复摆动，翻转板503的该 另一端在向上摆动过程中，能够将底侧朝前的纸箱翻转成底侧朝下(即顶侧朝 上)的状态。

如图4、图10所示，积放式纸箱输送机6与配送订单纸箱自动翻转输送 机5相接，将纸箱以顶侧朝上的状态继续输送至自动装箱输送机站台7，自动 装箱输送机站台7一侧具有单元物料配送订单输送机站台8，并由两轴机器人 自动装箱机组9将单元物料配送订单输送机站台8上的物料转运至纸箱内。

如图11a、图11b所示，两轴机器人自动装箱机组9由站台右限位机构901， 两轴机器人支撑机架902，自动取货吸盘903，取货吸盘气动控制阀904，吸盘 垂向升降机构905，两轴机器人垂向运动副及固定机构906，两轴机器人水平 横向运动副及支撑横梁908，以及站台左限位机构907等组成。

其中，站台右限位机构901、站台左限位机构907分别安装在自动装箱输 送机站台7两侧，这样保证了纸箱的位置固定，保障了两轴机器人自动装箱机 组9的正确作业；四件两轴机器人支撑机架902支撑了两轴机器人水平横向运 动副及支撑横梁908，两轴机器人垂向运动副及固定机构906安装在两轴机器 人水平横向运动副及支撑横梁908上并能够沿横向移动；吸盘垂向升降机构 905安装在两轴机器人垂向运动副及固定机构906上并能够沿垂向移动；数个 自动取货吸盘903安装在吸盘垂向升降机构905的下端，并通过相同数量的取 货吸盘气动控制阀904独立控制。在本实施例中，具有五个自动取货吸盘903， 可以每次吸取五个单元物料、四个单元物料、三个单元物料、两个单元物料或 一个单元物料。工作时，按照配送订单装箱的数量，首先每次吸取五个单元物 料，最后按四个单元物料、三个单元物料、两个单元物料或一个单元物料补零。

图12a、图12b还给出了机器人自动装箱机组9的变形形式，图12a为双 订单输送线三轴机器人自动装箱机组平面图；图12b为退台式双层订单输送线 两轴机器人自动装箱机组正视图，这两种情况分别对应了订单输送站台8和订 单输送站台8′等两条输送线，图12a为订单输送站台平面布置，图12b为订单 输送线站台垂直布置。

最后，总结本发明具有的特点：

1、本发明的结构简单实用，节约建设成本与维护成本；

2、本发明的配送纸箱垛从后端补货进储存通道，节约仓储空间；

3、本发明的退台式自动化立体仓储系统，由输送机站台构成的退台，能 够方便直角坐标机器人取货。

4、本发明除了本说明书中描述的直角坐标机器人以外，对于其他可以安 装在系统内的不同机器人都可以使用；

5、本发明能广泛应用到化工、烟叶、医药、家具、农产品等多种类规范 包装的单元物料分拣配送中心，适用范围广。

Claims (9)

1.一种单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：

退台式立体仓储系统位于纸箱站台的上游位置的一侧，存储不同规格的纸箱垛，自动拣货直角机器人根据订单信息向纸箱站台供应适应规格的纸箱，并能够将压扁的纸箱抖开呈长方形；

配送纸箱单侧封箱自动成型机与所述纸箱站台相接，能够将纸箱站台上的纸箱向下游传送，并能够在传送过程中将纸箱的底侧开口密封；

翻转输送机位于配送纸箱单侧封箱自动成型机的下游位置，能够将纸箱翻转为顶侧开口朝上的姿态；

积放式纸箱输送机与所述翻转输送机相接，能够将纸箱输送至自动装箱输送机站台；

单元物料订单输送机站台位于自动装箱输送机站台的一侧，两轴机器人自动装箱机组根据订单信息向位于单元物料订单输送机站台上的纸箱中装填相应数量的单元物料；

配送订单实纸箱输送机与所述单元物料订单输送机站台相接，能够将装填有单元物料的纸箱向下游输送；

在配送订单实纸箱输送机的传送路径设有自动封箱机，能够将纸箱的顶侧开口予以密封。

2.根据权利要求1所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：在配送订单包件输送机的输送路径上设有自动贴标机。

3.根据权利要求1所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：所述自动拣货直角机器人包括水平纵向右导轨运动副，水平横向导轨运动副，水平纵向左导轨运动副，右边支撑立柱，自动取货吸盘，支撑梁，垂向固定立柱，垂向运动机构，以及左边支撑立柱；

其中：两个右边支撑立柱与两个左边支撑立柱置于退台式立体仓储系统的外侧四角位置，水平纵向右导轨运动副跨置于两个右边支撑立柱的顶端，并用支撑梁加固，水平纵向左导轨运动副跨置于两个左边支撑立柱的顶端，并用支撑梁加固，水平横向导轨运动副跨置于水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副之间，使水平横向导轨运动副能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立柱与所述水平横向导轨运动副固定连接而能够同步移动，垂向运动机构可垂向滑移地与垂向固定立柱连接，自动取货吸盘固定在垂向运动机构的下端，并带有气动自动吸附机构。

4.根据权利要求1所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：存储多种订单包装纸箱垛的所述的退台式立体仓储系统具有仓储系统支撑立柱，护栏，退台限位固定机构，自动滚珠链板输送机，退台限位机构，输送机取货站台，以及限位挡块；

其中：多件自动滚珠链板输送机叠置，以供放置不同规格的单元物料订单包件纸箱垛，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料订单包件纸箱垛的长度；每件自动滚珠链板输送机由各自的仓储系统支撑立柱支撑，在每件自动滚珠链板输送机的通道两侧都装有护栏，并在每件自动滚珠链板输送机的末端配置有输送机取货站台，输送机取货站台的输送速度比自动滚珠链板输送机快，在每件自动滚珠链板输送机的末端上方设有退台限位机构或者退台限位固定机构，在输送机取货站台的末端设有限位挡块。

5.根据权利要求1所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：所述配送纸箱单侧封箱自动成型机包括输送机支架，输送机辊道，外支撑框架，顶支撑框架，前侧盖板，驱动电机，自动胶带封箱器支撑机构，全自动胶带封箱器，下覆盖板旋转推封机构，右覆盖板旋转推封机构，左覆盖板旋转推封机构，上覆盖板旋转推封机构，以及顶部压护机构；

其中，输送机辊道布置在输送机支架上，在驱动电机的作用下，能够将两端开口朝向两侧的纸箱向下游运送；外支撑框架、顶支撑框架构成的支撑部件与输送机支架固定成一体；

所述输送机辊道具有封箱节点，在封箱节点的侧面设有下覆盖板旋转推封机构，右覆盖板旋转推封机构，左覆盖板旋转推封机构以及上覆盖板旋转推封机构，在封箱节点的顶部设有顶部压护机构；

在封箱节点的下游处的输送机辊道的侧面设有全自动胶带封箱器，全自动胶带封箱器通过自动胶带封箱器支撑机构安装在外支撑框架与顶支撑框架构成的支撑部件上。

6.根据权利要求1所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：所述配送订单纸箱自动翻转输送机包括翻转输送机支架，翻转驱动缸机构，翻转板，带导向条的皮带输送机，以及翻转驱动电机；

其中：带导向条的皮带输送机安装在翻转输送机支架上，由安装在翻转输送机支架一侧的翻转驱动电机驱动运转；所述带导向条的皮带输送机与所述配送纸箱单侧封箱自动成型机的下游相接，使进入带导向条的皮带输送机的纸箱的底侧朝向与带导向条的皮带输送机的输送方向相同；翻转板身部与带导向条的皮带输送机枢接，一端与翻转驱动缸机构相接，另一端能够在水平位置与竖直位置之间往复摆动，翻转板的该另一端在向上摆动过程中，能够将底侧朝前的纸箱翻转成底侧朝下、顶侧朝上的状态。

7.根据权利要求1所述的单元物料配送多规格纸箱装箱设备，其特征在于：所述两轴机器人自动装箱机组包括站台右限位机构，两轴机器人支撑机架，自动取货吸盘，取货吸盘气动控制阀，吸盘垂向升降机构，两轴机器人垂向运动副及固定机构，两轴机器人水平横向运动副及支撑横梁，以及站台左限位机构；

其中，站台右限位机构、站台左限位机构分别安装在自动装箱输送机站台两侧，两轴机器人支撑机架支撑了两轴机器人水平横向运动副及支撑横梁，两轴机器人垂向运动副及固定机构安装在两轴机器人水平横向运动副及支撑横梁上并能够沿横向移动；吸盘垂向升降机构安装在两轴机器人垂向运动副及固定机构上并能够沿垂向移动；数个自动取货吸盘安装在吸盘垂向升降机构的下端，并通过相同数量的取货吸盘气动控制阀独立控制。

8.一种单元物料配送多规格纸箱装箱方法，其特征是包括：

通过自动拣货直角机器人，由退台式立体仓储系统拾取压扁的纸箱，将纸箱抖开后供应至纸箱站台；

配送纸箱单侧封箱自动成型机将纸箱站台上的纸箱向下游传送，并在传送过程中将纸箱的底侧开口密封；

翻转输送机将纸箱翻转为顶侧开口朝上的姿态；

积放式纸箱输送机将纸箱输送至自动装箱输送机站台；

通过两轴机器人自动装箱机组，由单元物料订单输送机站台向纸箱中装填单元物料；

配送订单实纸箱输送机将装填有单元物料的纸箱向下游输送；

自动封箱机将纸箱的顶侧开口予以密封。

9.根据权利要求8所述的单元物料配送多规格纸箱装箱方法，其特征在于：退台式立体仓储系统供应不同规格的纸箱，自动拣货直角机器人根据订单要求自动拾取相应规格的纸箱；两轴机器人自动装箱机组根据订单要求，将相应数量的单元物料拾取到该纸箱。