CN111071579A - 卷装自动检测包装系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷装自动检测包装方法，包括：卷装上线步骤，确定卷装规格，将符合规格要求的卷装进行上线，并将卷装信息存储至控制装置的存储模块；等级检测步骤，检测该卷装的重量和外观以标定等级，对该存储模块内的卷装信息进行更新；卷装堆栈步骤，将卷装堆栈为卷装垛，根据该卷装信息对满垛的卷装垛生成满板垛信息，并将该满板垛信息存储至该存储模块；满垛包装步骤，根据该满板垛信息对该满板垛贴标，以及进行打带及裹膜包装。本发明通过对卷装自动检测、自动堆栈和自动包装，有效提高了化纤生产中堆栈包装的自动化程度和生产效率，极大降低了劳动者的劳动强度，节约了生产的人力成本。

Description

卷装自动检测包装系统和方法

技术领域

本发明涉及化纤生产技术领域，特别是涉及一种卷装自动检测包装的系统和方法。

背景技术

随着全球化纤生产进一步向中国转移，中国已经成为世界最大的化纤生产国。中国化纤产量占据全球总量的60％以上。我国化纤工业持续快速发展，综合竞争力明显提高，全面完成了规划的各项目标任务，有力推动和支撑了纺织工业和相关产业的发展，在世界化纤产业中的地位与作用进一步提升。2013 年我国化纤产量继续保持增长，全年共完成产量4122万吨，同比增长7.9％。 2014年化纤行业毛利率达10.06％。随着世界经济的复苏和发展，在国际纺织品服装市场需求继续保持增长趋势的带动下，化纤工业作为纺织品服装的原料产业也将继续保持增长态势，我国化纤及其制品凭借较为明显的国际竞争优势，国际市场还有继续扩大的空间。同时，随着国内人民生活水平进一步改善，也将直接拉动化纤产品消费的增加。由此可见，未来我国化纤行业前景依然看好。

然而国内化纤的生产工艺仍停留在全手工的运送包装模式，即人工将成型的卷装挂到纱车上，再将纱车推到下一工序位置如检测区域、仓储区域等，随着化纤产量的日益增大，这种全人工的生产模式人力成本高，对卷装损伤几率大，生产效率低，在自动化设备普及的今天很难再维持下去。为提高化纤生产的效率，减小人力资源浪费，控制人工成本，实现化纤生产、储运过程的自动化一直是业界研究的重要方向。

现有技术“丝饼包膜输送循环系统”(申请公布号：CN105599955A)，提出一种丝饼包膜输送循环系统，通过设置喂入机器人、包膜装置、抓取装置、输送装置及贮存装置等装置，以解决现有技术中丝饼包膜输送循环系统输送轨道长，占地面积大的技术问题；现有技术“一种锦纶DTY丝饼包装系统”(申请公布号：CN108715256A)，提供一种锦纶DTY丝饼包装系统，通过智能搬运车能将泡沫板进行搬运输送操作，运输车将泡沫板送来后直接通过第三输送机和智能搬运车就能将泡沫板输送到丝饼包装流水线上，再通过转运装置、第一输送机、第二输送机能将木栈板、泡沫板、锦纶DTY丝饼进行叠层排放，从而进行包装操作。

发明内容

为实现化纤卷装自动化等级检测和堆栈包装，本发明公开了一种卷装自动检测包装方法。

具体来说，本发明涉及的卷装自动检测包装方法，包括：卷装上线步骤，确定卷装规格，将符合规格要求的卷装进行上线，并将卷装信息存储至控制装置的存储模块；等级检测步骤，检测该卷装的重量和外观以标定等级，对该存储模块内的卷装信息进行更新；卷装堆栈步骤，将卷装堆栈为卷装垛，根据该卷装信息对该卷装垛中的满板垛生成满板垛信息，并将该满板垛信息存储至该存储模块；满垛包装步骤，根据该满板垛信息对该满板垛贴标，以及进行打带及裹膜包装。

进一步的，该卷装堆栈步骤具体包括：底板放置步骤，在底板工位抓取底板，并放置于堆栈工位的栈板上；卷装放置步骤，在该待堆栈工位抓取多个该卷装，放置于该堆栈工位的底板或隔板上形成卷装垛，并在隔板工位抓取隔板放置于该卷装垛上；满垛判断步骤，判断该卷装垛是否满垛，当该卷装垛为满板垛时，进行顶板放置步骤，反之则再次执行卷装放置步骤；顶板放置步骤，当该卷装垛为满板垛时，抓取顶板放置于该满板垛上，生成满板垛信息并传送给该存储模块。

进一步的，该满垛包装步骤还包括：整垛称重步骤，对该满板垛进行贴标之前，对该满板垛进行整垛称重，并根据称重结果更新该存储模块中的满板垛信息。

进一步的，该等级检测步骤还包括：卷装套袋步骤，对检测为达到指定等级的卷装套袋；降等下线步骤，对检测为未达到指定等级的卷装进行下线，并补充对应数量的卷装进行卷装上线步骤。

进一步的，该卷装堆栈步骤还包括：半板垛下线步骤，若该批卷装所堆栈的最后一个卷装垛未堆满，则将该卷装垛标定为半板垛，将该半板垛进行下线。

进一步的，该方法还包括：满垛下线步骤，将完成包装的满板垛进行下线，存入满板库或进入物流环节。

本发明还涉及一种可读存储介质，存储有可执行指令，该可执行指令用于执行前述的卷装自动检测包装方法。

本发明还涉及一种卷装自动检测包装系统，包括：自动输送装置，包括连接的上线区、堆栈区和下线区，用于将卷装由该上线区输送至该堆栈区，以及将满板垛由该堆栈区输送至该下线区；自动检测装置，设置于该上线区与堆栈区之间，用于对该卷装进行等级检测；自动堆栈装置，设置于该堆栈区，用于通过自动堆栈装置将该卷装堆叠为卷装垛；自动包装装置，设置于该堆栈区与该下线区之间，用于对满板垛进行打带、裹膜包装，以及根据满板垛信息对该满板垛进行贴标；以及控制装置，分别通讯连接该自动输送装置、该自动检测装置、该自动堆栈装置和该自动包装装置，包括如前述的可读存储介质，该控制装置调取并执行该可读存储介质中的可执行指令，以控制对该卷装的检测操作、堆栈操作和对满板垛的包装操作，以及获取卷装信息和该满板垛信息；其中，该满板垛为满垛状态的卷装垛。

进一步的，该控制装置包括：输送控制模块，用于控制对该卷装和该满板垛进行输送；检测控制模块，用于控制对该卷装进行等级检测并将降等卷装下线；堆垛控制模块，用于控制对该卷装进行堆栈；包装控制模块，用于控制对该满板垛进行包装；存储模块，用于获取、存储并更新卷装信息，以生成并更新该满板垛信息。

进一步的，该自动堆栈装置具体包括：龙门堆栈机器人，用于通过分别抓取包装板和该卷装，依次堆叠为卷装垛；包装板推送装置，用于将包装板推送至该龙门堆栈机器人的堆栈工位或包装板抓取工位。

进一步的，该包装板推送装置包括：第一接驳车，用于将该包装板上线，连接于辅材准备区与包装板缓存轨道之间；包装板缓存轨道，用于缓存该包装板；第二接驳车，用于将该包装板由该包装板缓存轨道输送至包装板推送轨道，连接于该包装板缓存轨道与该包装板推送轨道之间；包装板推送轨道，用于推送该包装板至龙门堆栈机器人操作工位；第三接驳车，用于将包装板模具进行回流，连接于包装板推送轨道和模具回流轨道之间；模具回流轨道，用于将包装板模具进行回流；该第一接驳车、第二接驳车和第三接驳车为有轨穿梭小车。

进一步的，该包装板包括栈板、底板、隔板和顶板，其中该底板和该隔板放置于模具中输送至该自动堆栈装置的包装板抓取工位；该包装板缓存轨道，包括并行的栈板缓存轨道、隔板缓存轨道、底板缓存轨道和顶板缓存轨道；该包装板推送轨道，包括并行的栈板推送轨道、隔板推送轨道、底板推送轨道和顶板推送轨道。

进一步的，该输送子系统包括输送轨道、卷装托盘，该输送轨道为辊道，其中该卷装放置于该卷装托盘上通过该输送轨道进行移动。

进一步的，该存储模块包括识别模块和识别芯片，该识别模块分别设置于该输送轨道入口和岔口，及该自动检测装置内、该自动自动堆栈装置内和该自动包装装置内，该识别芯片设置于该卷装托盘内，并与该卷装托盘的当前卷装绑定，该识别模块用于对该卷装进行实施跟踪和识别。

进一步的，自动检测装置包括外径自动检测装置、卷装自动称重装置、外观自动检测装置、卷装缓存轨道和降等卷装下线轨道，其中该外径自动检测装置用于对卷径外径进行检测，该卷装自动称重装置用于对该卷装进行重量检测，该外观自动检测装置用于对该卷装进行外观检测，该卷装缓存轨道用于按照卷装等级缓存符合等级要求卷装，该降等卷装下线轨道用于对降等卷装进行下线操作。

优选的，该自动检测装置还包括卷装套袋装置，用于对检测为合格的卷装进行套袋。

优选的，该自动包装装置包括打带装置、贴标装置和裹膜装置。

优选的，该自动包装装置还包括整垛称重装置，用于在对该满板垛打带和裹膜包装之前，称取该满板垛的重量。

附图说明

图1是本发明的一种卷装自动检测包装系统结构示意图。

图2是本发明的一种卷装自动检测包装系统的控制装置示意图。

图3是本发明的一种卷装自动检测包装系统的卷装托盘结构示意图。

图4是本发明的一种卷装自动检测包装系统工艺流程示意图。

图5是本发明的一种卷装自动检测包装方法流程图。

图6是本发明的一种卷装自动检测包装方法的包装板自动推送方法流程图。

图7、图8是本发明的一种卷装自动检测包装系统的自动堆栈装置结构示意图。

图9是本发明的一种卷装自动检测包装系统的自动堆栈装置提升机构结构示意图。

图10是本发明的一种卷装自动检测包装系统的自动堆栈装置垂直导向机构机构结构示意图。

其中，附图标记为：

1：自动输送装置 11：输送轨道

12：卷装托盘 2：自动检测装置

21：外径自动检测装置 22：卷装自动称重装置

23：外观自动检测装置 24：卷装套袋装置

25：卷装缓存轨道 26：降等卷装下线轨道

3：自动堆栈装置 30：龙门堆栈机器人

311：立柱 312：横梁

313：滑轨 321：第一行走机构

322：第一提升机构 322-1：提升驱动机构

322-2：提升轮 322-3：提升带

323-1：主轨道 323-2：副轨道

323：第一垂直导向机构 324：卷装聚集机构

325：卷装抓手 331：第二行走机构

332：第二提升机构 333：第二垂直导向机构

334：包装板抓手 340：抓手控制机构

351：隔板 352：底板

353：顶板 354：栈板

355：包装板模具 361：第一接驳车

362；第二接驳车 363：第三接驳车

371：栈板缓存轨道 372：栈板推送轨道

373：隔板缓存轨道 374：隔板推送轨道

375：底板缓存轨道 376：底板推送轨道

377：顶板缓存轨道 378：顶板推送轨道

379：模具回流轨道 4：自动包装装置

41：整垛称重装置 42：贴标装置

43：打带装置 44：裹膜装置

5：控制装置 51：输送控制模块

52：检测控制模块 53：堆栈控制模块

54：包装控制模块 55：存储模块

56：识别模块 57：识别芯片

61：卷装 62：卷装垛

71：抓丝机械手 72：丝车

8：流转库

P1：上线区 P2：堆栈区

P3：包装区 P4：下线区

P5：辅材准备区 P21：堆栈工位

P22：卷装抓取工位 P23：隔板抓取工位

P24：底板抓取工位 P25：顶板抓取工位

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步的详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一种实施例，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明提出一种卷装自动检测包装系统，包括：自动输送装置，包括连接的上线区、堆栈区和下线区，用于将卷装由该上线区输送至该堆栈区，以及将满板垛由该堆栈区输送至该下线区；自动检测装置，设置于该上线区与堆栈区之间，用于对该卷装进行等级检测；自动堆栈装置，设置于该堆栈区，用于将该卷装堆叠为卷装垛；自动包装装置，设置于该堆栈区与该下线区之间，用于对满板垛进行打带、裹膜包装，以及根据满板垛信息对该满板垛进行贴标；以及控制装置，分别连接该自动输送装置、该自动检测装置、该自动堆栈装置和该自动包装装置，用于控制对该卷装的检测操作、堆栈操作和对满板垛的包装操作，以及获取卷装信息，生成该满板垛信息；其中，该满板垛为满垛状态的卷装垛。

本发明的卷装自动检测包装系统中，控制装置包括：输送控制模块，用于控制对该卷装和该满板垛进行输送；检测控制模块，用于控制对该卷装进行等级检测并将降等卷装下线；堆垛控制模块，用于控制对该卷装进行堆栈；包装控制模块，用于控制对该满板垛进行包装；存储模块，用于获取、存储并更新卷装信息，以生成并更新该满板垛信息。

本发明的卷装自动检测包装系统中，自动堆栈装置具体包括：龙门堆栈机器人，用于通过分别抓取包装板和该卷装，依次堆叠为卷装垛；包装板推送装置，用于将包装板推送至该龙门堆栈机器人的堆栈工位或包装板抓取工位。该包装板包括底板、隔板和顶板，其中该底板用于放置在栈板与该卷装垛之间以支撑该卷装垛，该隔板用于分隔该卷装垛中相邻两层的卷装，该顶板放置于该满板垛的顶部以覆盖该满板垛。

本发明的卷装自动检测包装系统中，包装板推送装置包括：第一接驳车，用于将该包装板上线，连接于辅材准备区与包装板缓存轨道之间；包装板缓存轨道，用于缓存该包装板；第二接驳车，用于将该包装板由该包装板缓存轨道输送至包装板推送轨道，连接于该包装板缓存轨道与该包装板推送轨道之间；包装板推送轨道，用于推送该包装板至龙门堆栈机器人操作工位；第三接驳车，用于将包装板模具进行回流，连接于包装板推送轨道和模具回流轨道之间；模具回流轨道，用于将包装板模具进行回流；该第一接驳车、第二接驳车和第三接驳车为有轨穿梭小车。

进一步的，该包装板包括栈板、底板、隔板和顶板，其中该底板和该隔板放置于模具中输送至该自动堆栈装置的包装板抓取工位；该包装板缓存轨道，包括并行的栈板缓存轨道、隔板缓存轨道、底板缓存轨道和顶板缓存轨道；该包装板推送轨道，包括并行的栈板推送轨道、隔板推送轨道、底板推送轨道和顶板推送轨道。

本发明的卷装自动检测包装系统中，自动包装装置还包括半板垛下线装置，用于对该半板垛进行下线操作。

本发明的卷装自动检测包装系统中，输送子系统包括输送轨道、卷装托盘，该输送轨道为辊道，其中该卷装放置于该卷装托盘上通过该输送轨道进行移动。

本发明的卷装自动检测包装系统中，存储模块包括识别模块和识别芯片，该识别模块分别设置于该输送轨道入口和岔口，及该自动检测装置内、该自动自动堆栈装置内和该自动包装装置内，该识别芯片设置于该卷装托盘内，并与该卷装托盘的当前卷装绑定，该识别模块用于对该卷装进行实施跟踪和识别。

本发明的卷装自动检测包装系统中，自动检测装置包括外径自动检测装置、卷装自动称重装置、外观自动检测装置、卷装缓存轨道和降等卷装下线轨道，其中该外径自动检测装置用于对卷径外径进行检测，该卷装自动称重装置用于对该卷装进行重量检测，该外观自动检测装置用于对该卷装进行外观检测，该卷装缓存轨道用于按照卷装等级缓存符合等级要求卷装，该降等卷装下线轨道用于对降等卷装进行下线操作。

本发明的卷装自动检测包装系统中，该自动包装装置包括打带装置、贴标装置和裹膜装置；还包括整垛称重装置，用于在对该满板垛打带和裹膜包装之前，称取该满板垛的重量。

本发明还提出一种卷装自动检测包装方法，采用前述的卷装自动检测包装系统对卷装进行自动检测包装，该方法包括：卷装上线步骤，确定卷装规格，将符合规格要求的卷装进行上线操作，并将卷装信息存储至控制装置的存储模块；等级检测步骤，检测该卷装的重量和外观以标定等级，下线降等卷装，对该存储模块内的卷装信息进行更新；卷装输送步骤，将该卷装输送至待堆栈工位；底板放置步骤，在底板工位抓取底板，并放置于堆栈工位的栈板上；卷装放置步骤，在该待堆栈工位抓取多个该卷装，放置于该堆栈工位的底板或隔板上形成卷装垛；满垛判断步骤，判断该卷装垛是否满垛，当该卷装垛为满板垛时，进行顶板放置步骤，反之则执行隔板放置步骤；顶板放置步骤，当该卷装垛为满板垛时，抓取顶板放置于该满板垛上，该存储模块生成满板垛信息，将该满板垛输送至包装工位；隔板放置步骤，在隔板工位抓取隔板放置于该卷装垛上，并再次执行卷装放置步骤；满垛贴标步骤，根据该满板垛信息，对该包装工位的满板垛进行贴标；满垛包装步骤，对处于该包装工位的满板垛进行打带和裹膜包装。

其中，满垛包装步骤还包括：半板垛下线步骤，在该顶板放置步骤与该满垛贴标步骤之间，对半板垛进行下线处理；整垛称重步骤，在该顶板放置步骤与该满垛贴标步骤之间，对该满板垛进行整垛称重，并根据称重结果更新该满板垛信息。

图1是本发明的一种卷装自动检测包装系统结构示意图。如图1所示，本发明的卷装自动检测包装系统包括自动输送装置、自动检测装置、自动堆栈装置、自动包装装置和控制装置5，并按照各装置的设置位置划分出上线区P1、堆栈区P2、包装区P3和下线区P4。其中自动输送装置包括输送轨道11和卷装托盘12，输送轨道11将卷装61从上线区P1输送至堆栈区P2，以进行卷装堆栈操作，并将卷装垛从堆栈区P2输送至包装区P3，以进行卷装垛包装操作，再将完成包装的卷装垛输送至下线区P4。

具体来说，于上线区P1，抓丝机械手71从纱车72上依次抓取卷装61，并放置于空置的卷装托盘12上；输送轨道11为辊道，卷装61放置在卷装托盘12上，由输送轨道11进行输送。

自动检测装置设置于上线区P1和堆栈区P2之间，包括外径自动检测装置 21、卷装自动称重装置22、外观自动检测装置23、卷装套袋装置24，以及卷装缓存轨道25和降等卷装下线轨道26，其中外径自动检测装置21、卷装自动称重装置22、外观自动检测装置23用于对卷装61进行等级检测，包括卷装外径检测、卷装重量检测和卷装外观检测，确定卷装61的等级，例如将卷装 61的等级标识为B级、A级、AA(A2)级、AAA(A3)级等，当卷装61的等级满足要求，如根据客户要求选取A、A2、A3或以上等级的卷装，由卷装套袋装置24对其进行套袋，以防止卷装61因被污染或脱丝而降等，并按照卷装等级，将卷装61缓存对应的卷转缓存轨道25上，在进行卷装堆栈时，将同等级卷装输送至自动堆栈装置，如卷装61的等级不满足要求，如B级或以下等级的卷装，则由降等卷装下线轨道26进行下线处理，降等卷装下线后可以人工/自动装箱，或进行回收处理，本发明并不以此为限。

自动堆栈装置设置于堆栈区P2，用于将卷装61堆栈为卷装垛62，卷装垛 62满垛时为满板垛，当这一批卷装的最后一些卷装不够码满一个卷装垛时，形成的未满板卷装垛为半板垛，半板垛通过输送轨道11经包装区P3向下线区 P4输送进行下线；自动堆栈装置包括龙门堆栈机器人30、多部接驳车、多条包装板缓存轨道和包装板推送轨道，以及一条模具回流轨道，其中接驳车包括第一接驳车361、第二接驳车362和第三接驳车363，第一接驳车361用于将包装板输送至包装板缓存轨道以进行上线，包装板缓存轨道包括栈板缓存轨道371、隔板缓存轨道373、底板缓存轨道375和顶板缓存轨道377，包装板包括隔板351、底板352、顶板353和栈板354，栈板354为堆栈卷装垛62的底座，底板352为轻质泡沫塑料材质，放置于栈板354上，用于保护卷装61不与栈板354接触以防止卷装降等，隔板351也为轻质泡沫塑料材质，放置于每一层卷装之间，以隔开各层卷装防止卷装相互摩擦碰撞而降等，顶板353为纸质，放置于卷装垛的顶部以保护卷装；由于底板352和隔板351均为轻质泡沫塑料材质，所以在包装板上线时，底板352和隔板351是放置于包装板模具355 中进行上线操作的；第一接驳车361每次承载一种包装板，并将其输送至对应的包装板缓存轨道，如将拆盘后的单个栈板输送至栈板缓存轨道，将放置于包装板模具355中的多个隔板351输送至隔板缓存轨道等，每条包装板缓存轨道可以缓存多个包装板；第二接驳车362用于将包装板缓存轨道上的包装板输送至包装板推送轨道，包装板推送轨道包括栈板推送轨道372、隔板推送轨道374、底板推送轨道376和顶板推送轨道378，第二接驳车362每次从包装板缓存轨道上承载一种包装板，并将其输送至对应的包装板推送轨道，如将单个栈板输送至栈板推送轨道372，将一叠多个顶板353输送至顶板推送轨道378 等，每条包装板推送轨道同时可以推送一个包装板(包装板模具355)或一叠顶板353；第三接驳车363用于将龙门堆栈机器人进行堆栈操作时抓空的包装板模具355输送至模具回流轨道379；包装板模具355经模具回流轨道379返回辅材准备区，也可以通过其他方式返回辅材准备区。于本发明的实施例中，模具回流轨道379与第二接驳车362接驳，通过第二接驳车362将包装板模具 355输送至输送轨道11，并由一段输送轨道11将包装板模具355输送至与第一接驳车361接驳，由第一接驳车361将包装板模具355输送至辅材准备区，如此一来，在保证卷装堆栈包装效率的前提下，可以减少设备数量，提高设备的使用率。包装板缓存轨道和包装板推送轨道可采用辊道，也可以采用有轨穿梭小车(Rail Guided Vehicle，RGV)，第一接驳车361、第二接驳车362和第三接驳车363可采用自动引导无人车(Automated Guided Vehicle，AGV)，也可以采用RGV，本发明并不以此为限。

自动包装装置设置于包装区P3，包括整垛称重装置41、贴标装置42、打带装置43和裹膜装置44，分别用于对成为满板垛的卷装垛62进行称重、贴标、打带、和裹膜包装；完成包装的满板垛由输送轨道13输送至下线区P4，在下线区P4进行码垛和入库操作，进入流转库8；未堆满一垛的卷装垛为半板垛，半板垛也由输送轨道11输送并经过自动包装装置，最终送至下线区P4，下线的半板垛存放于指定位置，可以等下一次同一型号/等级的卷装上线时堆栈补齐并再次进行包装操作。于本发明的实施例中，为满足包装板模具355 回流与卷装垛62共用输送轨道11的要求，卷装垛62在完成裹膜包装后，由输送轨道11进行输送，中间由第二接驳车362进行接驳，并在输送轨道11的末端与第一接驳车361接驳，并由第一接驳车361输送至下线区P4，第一接驳车361为多辆，其中至少一辆第一接驳车361用于输送包装板，至少一辆第一接驳车361用于输送卷装垛62，且所有第一接驳车361互为备份。

控制装置5分别与自动输送装置1、自动检测装置2、自动堆栈装置3和自动包装装置4通讯连接，用于控制整个卷装自动检测包装流程，以及获取卷装信息，以生成满板垛信息。

图2是本发明的一种卷装自动检测包装系统的控制装置示意图。如图2 所示，卷装自动检测包装系统的控制装置包括：输送控制模块51、检测控制模块52、堆栈控制模块53、包装控制模块54、存储模块55、识别模块56和识别芯片(RFID)57，其中，输送控制模块51用于控制对卷装和卷装垛的输送操作；检测控制模块52用于控制对卷装进行等级检测，以确定卷装的等级，控制对合格的卷装进行套袋操作并将不合格的降等卷装下线；堆垛控制模块 53用于控制对卷装进行堆栈操作，以及控制包装板的上线操作，并将卷装垛信息发送给存储模块55；包装控制模块54用于控制对满板垛进行打带、裹膜、贴标等包装操作；存储模块55则用于从识别模块56获取装信息，并存储及更新卷装信息，以及从自动自动堆栈装置3获取满板垛信息，并通过自动包装装置4获得的整车称重信息更新满板垛信息，以进行满板垛的贴标操作；识别模块56分别设置于自动输送装置1的入口和岔口，及自动检测装置2、自动自动堆栈装置3和自动包装装置4内，识别芯片57设置于每个卷装托盘内，并与卷装托盘的当前卷装绑定，识别模块56和识别芯片57用于对卷装进行实施跟踪和识别。

图3是本发明的一种卷装自动检测包装系统的卷装托盘结构示意图。如图 3所示，卷装托盘12内部设置有识别芯片57，卷装61放置于卷装托盘12的顶部，部分卷装托盘12插入卷装61中心的空心纸管内，以固定卷装61。

图4是本发明的一种卷装自动检测包装系统工艺流程示意图。如图4所示，具体工艺流程包括：

1、满丝车上线，进入上线区，通过抓丝机械手分别抓取满丝车A面和B 面挂载的卷装，并将卷装依次放置于卷装托盘上，由输送轨道输送至自动检测装置；

2、通过自动检测装置的外径自动检测装置对卷装外径进行检测操作，如卷装外径不符合要求(不合格)则作为降等卷装，如符合要求，通过自动检测装置的卷装自动称重装置对卷装进行称重检测操作，如卷装重量不符合要求 (不合格)则作为降等卷装，如符合要求，通过自动检测装置的卷装外检装置对卷装进行外观检测操作，如卷装外观不符合要求(不合格)则作为降等卷装，如符合要求，对卷装进行套袋操作，并由输送轨道输送至堆栈区；降等卷装通过降等卷装下线装置进行下线处理；

3、包装板上线，通过堆栈区的自动堆栈装置对卷装进行堆栈操作，将其堆栈为卷装垛；其中形成的卷装垛满垛时为满板垛，未满垛时为半板垛；由输送轨道将卷装垛输送至自动包装装置；

4、通过自动包装装置的整垛称重装置对满板垛进行称重，并分别通过打带装置、贴标装置和裹膜装置对满板垛进行打带、贴标和裹膜；由输送轨道将满板垛输送至下线区；半板垛则由输送轨道直接输送至下线区；

5、在下线区，将完成包装的满板垛进行堆垛，并存入流转库(进入物流环节)或满板库，半板垛则存放于指定位置。

图5是本发明的一种卷装自动检测包装方法流程图。如图5所示，本发明的卷装自动检测包装方法具体包括：

步骤S1，卷装上线，确定卷装规格，对挂载符合规格要求卷装的满丝车，通过抓丝机械手分别抓取满丝车A面和B面挂载的卷装，并将卷装依次放置于卷装托盘上，由输送轨道输送至自动检测装置；

步骤S2读取每个上线卷装对应的卷装信息，并将卷装信息存储至控制装置的存储模块；

步骤S3，对卷装进行等级检测，检测卷装的外径、重量和外观以标定等级；若卷装等级符合要求，即卷装检测达到指定等级，标定为合格卷装，则进行步骤S31；若卷装等级不符合要求，即卷装检测未达到指定等级，标定为降等卷装，则进行步骤S32；

步骤S31，对合格卷装进行套袋；

步骤S32，对降等卷装进行下线，并补充对应数量的卷装再次进行步骤S1；于本发明实施例中，采用降等卷装达到一定数量后再进行补充模式，例如降等卷装数量达到一辆满丝车挂载卷装的数量后，再调取一辆挂载符合规格要求卷装的满丝车进行上线操作，也可以进行随下线随补充模式，即下线一个降等卷装，抓丝机械手及从等待的满丝车上抓取一个卷装上线，本发明并不以此为限；此外，于本发明的实施例中，降等卷装采用人工下线方式，即输送轨道将降等卷装输送至卷装下线位置，并由操作者手工搬离降等卷装，也可以采用自动下线方式，例如进行降等卷装的包装，或挂回丝车送至指定位置，或进行回收再利用；

步骤S4，根据标定的等级对存储模块内对应的卷装信息进行更新；

步骤S5，卷装堆栈步骤，将卷装堆栈为卷装垛；具体包括：

步骤S51，在底板工位抓取底板，并放置于堆栈工位的栈板上；

步骤S52，在该待堆栈工位抓取多个该卷装，放置于该堆栈工位的底板或隔板上形成卷装垛，并在隔板工位抓取隔板放置于该卷装垛上；

步骤S53，判断该卷装垛是否满垛，当该卷装垛为满垛时，进行顶板放置步骤，反之则再次执行卷装放置步骤；

步骤S54，抓取顶板放置于该卷装垛上，形成满板垛；

步骤S55，若该批卷装所堆栈的最后一个卷装垛未堆满，则将该卷装垛标定为半板垛，将该半板垛进行下线；

步骤S6，根据该卷装信息对该卷装垛中的满板垛生成满板垛信息，并将该满板垛信息存储至该存储模块

步骤S7，对满板垛进行整垛称重，并根据称重结果更新存储模块中的满板垛信息。

步骤S8，根据满板垛信息对满板垛进行贴标、打带及裹膜包装。

步骤S9，将完成包装的满板垛进行下线，存入满板库或进入物流环节。

本发明的自动堆栈装置采用了接驳车与轨道混合模式进行包装板的输送，图6是本发明的一种卷装自动检测包装方法的包装板自动推送方法流程图。如图6所示，本发明的包装板自动推送方法具体包括：

步骤S501，在辅材准备区将包装板拆包，并堆放为指定形态，例如栈板拆包为单个栈板，以便逐一输送至堆栈工位进行卷装堆栈操作，顶板为纸质，则将多个顶板堆放为整齐的一叠，以在堆栈时方便包装板抓取机构进行抓取，隔板和底板均为轻质泡沫塑料材质，为防止进入包装板抓取工位时出现偏差，本发明采用了包装板模具，将多个(一组)隔板、多个(一组)底板和多个(一组)顶板分别放入包装板模具内进行输送及抓取；也可以仅将多个(一组)隔板和多个(一组)底板分别放入包装板模具内进行输送及抓取；

步骤S502，第一接驳车承载包装板，包括单个的栈板、处于包装板模具中的底板、处于包装板模具中的隔板和处于包装板模具中的顶板中的一种，并将承接的包装板输送至对应的包装板缓存轨道，如将单个的栈板输送至栈板缓存轨道等；

步骤S503，包装板缓存轨道缓存个多对应类型的包装板，缓存的数量根据操作场地的大小而设置的包装板缓存轨道长度，以及需要堆栈的卷转数量所决定；

步骤S504，第二接驳车根据堆栈需求，从指定类型的包装板缓存轨道上承接指定类型包装板，并输送至对应的包装板推送轨道；

步骤S505，包装板推送轨道将包装板推送至对应工位，例如栈板推送轨道将单个的栈板推送至堆栈工位，隔板推送轨道将放置于包装板模具内的多个 (一组)隔板推送至隔板抓取工位等；

步骤S506，龙门堆栈机器人进行卷装堆栈操作，当包装板被抓空或用空 (如栈板堆满卷装后输送至下一工序)时，判断未堆栈卷装情况及抓空的包装板情况，若已无未堆栈卷装，则进行步骤S512，若有未堆栈卷装，则当栈板或/和定顶板为空时，进行步骤S504，再次推送栈板，当底板或/和隔板或/和顶板为空时，进行步骤S507；

步骤S507，隔板推送轨道或底板推送轨道将空的包装板模具输送给第三接驳车，进行步骤S508，同时空出隔板抓取工位或/和底板抓取工位或/和顶板抓取工位，以进行步骤S504，再次推送装有隔板或/和底板或/和顶板的包装板模具；

步骤S508，第三接驳车将空的包装板模具输送至模具回流轨道；

步骤S509，第二接驳车从模具回流轨道承接空的包装板模具，输送至回流包装板模具和输送卷装垛共用的输送轨道；

步骤S510，共用的输送轨道将空的包装板模具输送给第一接驳车，并由第一接驳车将空的包装板模具返回辅材准备区；

步骤S511，判断是否完成堆栈任务(是否还有未堆栈的卷装)，若未完成堆栈任务，则进行步骤S501，再次向包装板模具中放置多个(一组)隔板或多个(一组)底板，若完成堆栈任务，则进行步骤S512；

步骤S512，堆栈任务完成，龙门堆栈机器人对应的包装板抓取工位上的和包装板缓存轨道上的包装板及包装板模具返回辅材准备区，已返回辅材准备区的包装板模具不再放置隔板或/和底板或/和顶板。

下面结合具体实施例对本发明的卷装自动检测包装系统做进一步描述。

于本发明的具体实施例，旨在将来自丝车库的满丝车上单个卷装包装成 3×3×8的立体卷装垛，也可以其他形式卷装垛，例如是每层为2×3或5×5的多层形式。自动输送装置包括输送轨道(辊道)，每个卷装托盘中安装有唯一的识别芯片，和当前上线的卷装逐一绑定，辊道的各个岔口和关键位置安装有控制装置的识别模块(例如是芯片识别阅读器)，以此完实现卷装位置的实时跟踪和识别，并且每锭卷装都和满板垛的批号进行绑定，因此包装完成以后的卷装也可以全程追溯。

上线区的设备主要有丝车、抓丝机械手构成，丝车放置于回转台上。当有卷装包装任务时，丝车库自动向上线区发送满丝车，上线区有读码器对上线的满丝车进行验证，符合当前包装规格的满丝车才允许上线。上线包装的具体流程为：总控下达包装任务后，穿梭车将从丝车库出库的满丝车运输到回转台，抓丝机械手先抓取丝车A面的卷装，并放置于卷装托盘上，进入自动输送装置；抓取完成以后回转台转动180度，抓丝机械手继续抓取B面卷装。待整车抓完后，空车下线，进行下一台丝车的卷装抓取操作。

称重外检作业的主要设备为自动检测装置，包括外径自动检测装置、卷装自动称重装置和外观自动检测装置(例如是外检机)。卷装由辊道输送通过自动称重装置和外检机，自动完成卷装外径、重量和外观检测，不合格的卷装会被降等后自动剔除，自动剔除的卷装随空卷装托盘循环到人工下线处由人工抱走处理，系统自动从丝车库调出一定量的卷装补充到当前任务中，以确保满垛，未抓完的丝车自动回库等候下次任务。

合格的卷装被平均分配到两个套袋机中，逐个自动套上塑料薄膜袋。

完成套袋的卷装由辊道上的分流装置自动输送到堆栈区并形成3×3一批的排列；自动堆栈装置负责完成堆栈操作，堆栈顺序为栈板、底板、卷装一层、隔板一层，放8层卷装8层隔板一层顶板。

满垛后由两个打带机横纵2×3共计打6道捆包带。主要设备有侧式打带机，穿剑式打带机，自动贴标机。捆包完成以后由自动贴标机完成贴标，标签包含整垛卷装的规格、重量、批号、日期等信息。未满垛则自动退到半板下线口由人工处理。

满垛打标完成后，被输送到裹膜机处进行缠膜。裹膜后的满板垛整体结构稳定，能够抵抗一定的外力，方便转运和运输。并且薄膜可以有效防止卷装被其他异物污染。

母托盘由成品库穿梭车输送在拆盘机处，拆盘机将整垛母托盘拆开成单个托盘，由栈板输送机输送到叠盘处，叠盘机将满板垛挑起，从下方放入母托盘，完成叠盘工作。叠盘之后丝垛由穿梭车送到流转库入口，由堆垛机入库。

图7、图8是本发明的一种卷装自动检测包装系统的自动堆栈装置结构示意图。如图7、图8所示，自动堆栈装置包括龙门架体、卷装抓取机构、包装板抓取机构和抓手控制机构；其中龙门架体包括横梁312和支撑该横梁的立柱 311；横梁312上设置有滑轨313；卷装抓取机构包括第一行走机构321、第一提升机构322、第一垂直导向机构323、卷装聚集机构324和卷装抓手325，其中第一行走机构321采用齿轮齿条加导轨滑块模式，设置于滑轨313上，并在堆栈工位P21与卷装抓取工位P22之间沿水平方向移动；第一提升机构322 和第一垂直导向机构323，设置于第一行走机构321上；卷装聚集机构324，通过第一垂直导向机构323与第一行走机构321活动连接，并通过第一提升机构322的驱动进行铅垂方向移动；卷装抓手325，设置于卷装聚集机构324上；包装板抓取机构包括第二行走机构331、第二提升机构332、第二垂直导向机构333和包装板抓手334，其中第二行走机构331，设置于滑轨313上，并在堆栈工位P21与隔板抓取工位P23、底板抓取工位P24、顶板抓取工位P25之间沿水平方向移动；第二提升机构332和第二垂直导向机构333，设置于第二行走机构313上；包装板抓手334，通过第二垂直导向机构333与第二行走机构331活动连接，并通过第二提升机构332的驱动进行铅垂方向移动；抓手控制机构340，与卷装抓取机构和包装板抓取机构通讯连接。

图9是本发明的一种卷装自动检测包装系统的自动堆栈装置提升机构结构示意图。如图9所示，第一提升机构采用卷绕提升吊带模式，包括提升驱动机构322-1、提升轮322-2和提升带322-3，提升驱动机构322-1采用伺服电机或其他动力形式，带动提升轮322-2旋转，以收回或放出提升带322-3；卷绕提升吊带模式可以降低设备成本，减小设备噪声，且便于维修更换。第二提升机构与第一提升机构具有相同的结构，故此处不再赘述。

图10是本发明的一种卷装自动检测包装系统的自动堆栈装置垂直导向机构机构结构示意图。如图10所示，第一垂直导向机构为两级轨道模式，以减小设备的垂直方向总高度，第一垂直导向机构包括主轨道323-1和副轨道 323-2，副轨道323-2与主轨道323-1活动连接，并可沿主轨道323-1进行铅垂方向滑动，副轨道323-2的下端与卷装聚集机构324固定连接，主轨道323-1 与第一行走机构321活动连接，当第一提升机构将卷装聚集机构324向上提升时，副轨道323-2逐渐沿主轨道323-1向上滑动，且主轨道323-1也向上滑动，通过主轨道323-1和副轨道323-2的限位对卷装聚集机构324的提升进行导向，当第一提升机构将卷装聚集机构324向下释放时亦然。第二垂直导向机构与第一垂直导向机构具有相同的结构，区别仅在于，第二垂直导向机构的副轨道下端与包装板抓手固定连接，故此处不再赘述。

具体来说，自动堆栈装置为卷装抓取机构和包装板抓取机构共用龙门架体。请再次参阅图8，卷装抓取机构和包装板抓取机构可分别实现水平和垂直两轴运动，水平方向上有隔板抓取工位P23，底板抓取工位P24，顶板抓取工位P25，堆栈工位P21，卷装抓取工位P22。垂直方向上卷装抓手在卷装抓取工位上有固定的卷装垂直抓取位置，卷装抓手在堆栈工位P21释放卷装时则根据已堆栈的层数，确定卷装垂直释放位置；包装板抓手则是根据距离传感器，测量包装板(隔板、底板、顶板)的距离，以判断抓取包装板是否下降到位，在堆栈工位释放包装板时则根据已堆栈的层数，确定包装板垂直释放位置。堆栈的操作流程是包装板抓手向堆栈工位放一层底板，卷装抓手向堆栈工位放一层卷装，包装板抓手再向堆栈工位放一层隔板，依次循环，直到堆栈到要求层数后，最后包装板抓手再向堆栈工位放一层顶板。

包装板抓手为吸盘结构，吸盘带有弹簧，保证在包装板抓手与包装板充分接触，又不至于弄坏板材，包装板抓手在抓取包装板时，通过激光测距仪检测距离包装板的距离，当测到吸盘与包装板压上后，吸盘吸真空，吸起包装板，提升，运动到堆栈工位，下降到对应层的位置，释放真空，完成包装板抓取放置。卷装抓手为手机气缸模式，卷装抓手移动到纱团抓取工位后，下降至卷装垂直抓取位置，通过手指气缸，抓取卷装，然后提升，卷装聚集机构通过气缸纵向横向收缩，使卷装收拢，水平运行到堆栈工位，然后下降到相应堆栈层位，手指气缸释放卷装完成堆栈，然后卷装抓手上升，卷装聚集机构纵向横向推开。等待下一轮卷装抓取操作。

本发明实施例还提供一种可读存储介质。本发明的可读存储介质存储有可执行指令，可执行指令被控制装置的处理器执行时，实现上述卷装自动检测包装方法。本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如处理器)完成，所述程序可以存储于可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本发明实施例不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种卷装自动检测包装方法，其特征在于，包括：

卷装上线步骤，确定卷装规格，将符合规格要求的卷装进行上线，并将卷装信息存储至控制装置的存储模块；

等级检测步骤，检测该卷装的重量和外观以标定等级，对该存储模块内的卷装信息进行更新；

卷装堆栈步骤，将卷装堆栈为卷装垛，根据该卷装信息对满垛的卷装垛生成满板垛信息，并将该满板垛信息存储至该存储模块；

满垛包装步骤，根据该满板垛信息对该满板垛贴标，以及进行打带及裹膜包装。

2.如权利要求1所述的卷装自动检测包装方法，其特征在于，该卷装堆栈步骤具体包括：

底板放置步骤，在底板工位抓取底板，并放置于堆栈工位的栈板上；

卷装放置步骤，在该待堆栈工位抓取多个该卷装，放置于该堆栈工位的底板或隔板上形成卷装垛，并在隔板工位抓取隔板放置于该卷装垛上；

满垛判断步骤，判断该卷装垛是否满垛，当该卷装垛为满垛时，进行顶板放置步骤，反之则再次执行卷装放置步骤；

顶板放置步骤，抓取顶板放置于该卷装垛上形成满板垛，生成满板垛信息并传送给该存储模块。

3.如权利要求1所述的卷装自动检测包装方法，其特征在于，该满垛包装步骤还包括：

整垛称重步骤，对该满板垛进行贴标之前，对该满板垛进行整垛称重，并根据称重结果更新该存储模块中的满板垛信息。

4.如权利要求1所述的卷装自动检测包装方法，其特征在于，该等级检测步骤还包括：

卷装套袋步骤，对检测为达到指定等级的卷装套袋；

降等下线步骤，对检测为未达到指定等级的卷装进行下线，并补充对应数量的卷装进行卷装上线步骤。

5.如权利要求1所述的卷装自动检测包装方法，其特征在于，该卷装堆栈步骤还包括：

半板垛下线步骤，若该批卷装所堆栈的最后一个卷装垛未堆满，则将该卷装垛标定为半板垛，将该半板垛进行下线。

6.如权利要求1所述的卷装自动检测包装方法，其特征在于，还包括：

满垛下线步骤，将完成包装的满板垛进行下线，存入满板库或进入物流环节。

7.一种可读存储介质，存储有可执行指令，该可执行指令用于执行如权利要求1～6任一项所述的卷装自动检测包装方法。

8.一种卷装自动检测包装系统，其特征在于，包括：

自动输送装置，包括连接的上线区、堆栈区和下线区，用于将卷装由该上线区输送至该堆栈区，以及将卷装垛由该堆栈区输送至该下线区；

自动检测装置，设置于该上线区与堆栈区之间，用于对该卷装进行等级检测；

自动堆栈装置，设置于该堆栈区，用于将该卷装堆叠为卷装垛；

自动包装装置，设置于该堆栈区与该下线区之间，用于对满板垛进行打带、裹膜包装，以及根据满板垛信息对该满板垛进行贴标；

控制装置，分别通讯连接该自动输送装置、该自动检测装置、该自动堆栈装置和该自动包装装置，包括如权利要求7所述的可读存储介质，该控制装置调取并执行该可读存储介质中的可执行指令，以控制对该卷装的检测操作、堆栈操作和对满板垛的包装操作，以及获取卷装信息和该满板垛信息；

其中，该满板垛为满垛状态的卷装垛。

9.如权利要求8所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该控制装置包括：

输送控制模块，用于控制对该卷装和该卷装垛进行输送；

检测控制模块，用于控制对该卷装进行等级检测并将降等卷装下线；

堆垛控制模块，用于控制对该卷装进行堆栈；

包装控制模块，用于控制对该满板垛进行包装；

存储模块，用于获取、存储并更新卷装信息，获取该满板垛信息并传送给该自动包装装置以进行贴标操作。

10.如权利要求8所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该自动堆栈装置具体包括：

龙门堆栈机器人，用于通过分别抓取包装板和该卷装，依次堆叠为卷装垛；

包装板推送装置，用于将包装板推送至该龙门堆栈机器人的堆栈工位或包装板抓取工位。

11.如权利要求10所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该包装板推送装置包括：

第一接驳车，用于将该包装板上线，连接于辅材准备区与包装板缓存轨道之间；

包装板缓存轨道，用于缓存该包装板；

第二接驳车，用于将该包装板由该包装板缓存轨道输送至包装板推送轨道，连接于该包装板缓存轨道与该包装板推送轨道之间；

包装板推送轨道，用于推送该包装板至龙门堆栈机器人操作工位；

第三接驳车，用于将包装板模具进行回流，连接于包装板推送轨道和模具回流轨道之间；

模具回流轨道，用于将包装板模具进行回流；

该第一接驳车、第二接驳车和第三接驳车为有轨穿梭小车。

12.如权利要求11所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该包装板包括栈板、底板、隔板和顶板，其中该底板、该隔板和该顶板放置于模具中输送至该自动堆栈装置的包装板抓取工位；

该包装板缓存轨道，包括并行的栈板缓存轨道、隔板缓存轨道、底板缓存轨道和顶板缓存轨道；

该包装板推送轨道，包括并行的栈板推送轨道、隔板推送轨道、底板推送轨道和顶板推送轨道。

13.如权利要求9所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该自动输送装置包括输送轨道、卷装托盘，该输送轨道为辊道，其中该卷装放置于该卷装托盘上通过该输送轨道进行移动。

14.如权利要求13所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该存储模块包括识别模块和识别芯片，该识别模块分别设置于该输送轨道的入口和岔口，及该输送轨道对应在该自动检测装置、该自动自动堆栈装置和该自动包装装置的位置处，该识别芯片设置于该卷装托盘内，并与该卷装托盘的当前卷装绑定，该识别模块用于对该卷装进行实施跟踪和识别，并向该存储模块提供该卷装信息。

15.如权利要求8所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该自动检测装置包括外径自动检测装置、卷装自动称重装置、外观自动检测装置、卷装缓存轨道和降等卷装下线轨道，其中该外径自动检测装置用于对卷径外径进行检测，该卷装自动称重装置用于对该卷装进行重量检测，该外观自动检测装置用于对该卷装进行外观检测，该卷装缓存轨道用于按照卷装等级缓存符合等级要求卷装，该降等卷装下线轨道用于对降等卷装进行下线操作。

16.如权利要求15所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该自动检测装置还包括卷装套袋装置，用于对检测为合格的卷装进行套袋。

17.如权利要求8所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该自动包装装置包括打带装置、贴标装置和裹膜装置。

18.如权利要求17所述的卷装自动检测包装系统，其特征在于，该自动包装装置还包括整垛称重装置，用于在对该满板垛打带和裹膜包装之前，称取该满板垛的重量，并将重量信息传送至该控制装置以更新该满板垛信息。

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