CN111762531A - 一种多层网状木托盘上料控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多层网状木托盘上料控制系统及方法，包括过桥装配、横移装配和PLC控制系统，横移装配设于过桥装配上且两者滑动连接，横移装配可带动木托盘上下及横向运动，横移装配与PLC控制系统电信号连接。通过PLC控制系统实时检测宽度拉绳编码器和升降拉绳编码器的数据，从而控制调整夹持单元机械手的开口度及升降位置。在机械手下降抓取木托盘的过程中，通过减速位光电开关和停止位光电开关可以判断机械手的位置，并控制进行下一步骤，通过靠近位超声波开关和气动压力继电器，判断木托盘是否已夹紧，确保顺利上料，通过横移激光测距仪、堆垛位接近开关和上料位接近开关的设置，可以在整个上料过程中进行准确定位。

Description

一种多层网状木托盘上料控制系统及方法

技术领域

本发明属于铝带材横切垛板技术领域，具体涉及一种多层网状木托盘上料控制系统及方法。

背景技术

在铝带材精整行业，尤其是板带横切垛板领域，需要使用某种耗材作为包装成品板的底盘。这种底盘具有一次性、耗量大的特点。为了经济性和实用性的原则，需要选择一种廉价且具备足够刚度的耗材。多层网状木托盘制作简单，成本低，因此成为横切机组的必备耗材。

这种多层网状木托盘需要源源不断地准确放置于生产线上以便堆垛不停剪下的成品板。往往每5~20分钟需要放置一次托盘，任务量较重。人力搬运，需要2~4个人重负荷的工作，是最笨拙且人力成本最高的方式；叉车运输相对省力，但需要长期占有1个叉车和叉车司机，相比人力稍优，但是叉车放木托盘位置不准，难以满足工艺要求。这种方式不仅占用了人力物力，增加了人力成本，而且节奏较慢，自动化程度低，还存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层网状木托盘上料控制系统，克服现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种多层网状木托盘上料控制方法，上料定位精确，自动化程度高。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种多层网状木托盘上料控制系统，包括过桥装配、横移装配和PLC控制系统，所述横移装配设于过桥装配上且两者滑动连接，所述横移装配夹持有木托盘，所述横移装配可带动木托盘上下及横向运动，所述横移装配与PLC控制系统电信号连接。

所述横移装配包括横移主体、横梁装配和夹持单元，所述横移主体和夹持单元分别固设在横梁装配的顶部和底部；

所述夹持单元上装有下降位置检测元件和开口度检测元件，所述下降位置检测元件用于检测夹持单元距离木托板的位置；所述横移主体上装有升降位置检测元件，所述过桥装配上装有横移位置检测元件，所述下降位置检测元件、开口度检测元件、升降位置检测元件和横移位置检测元件均与PLC控制系统电信号连接。

所述过桥装配包括立柱、横梁、大框架和小框架，所述横梁设于两根立柱之间形成门式结构，该门式结构为两个，分别设于木托盘堆垛物流输送线路的始端和末端；

所述小框架固设于横梁上，所述大框架设于小框架之间且为两个，分别设于小框架两侧，所述小框架和大框架组成横移装配的行走通道。

所述横移主体包括车体、竖直框架、升降减速电机、齿轮一和横移减速电机，所述竖直框架穿过车体，所述竖直框架与横梁装配固连，所述齿轮一安装在车体内，所述竖直框架一侧安装有齿条一，所述齿轮一与升降减速电机的输出轴连接，所述齿轮一与齿条一啮合，所述横移减速电机与车体的车轮连接；

所述升降位置检测元件包括升降拉绳编码器，所述升降拉绳编码器的本体安装在车体上，拉绳头与竖直框架固连。

所述夹持单元包括悬挂梁、机械手、气缸和齿轮二，所述机械手为两个，分别设于悬挂梁的两侧，所述齿轮二设于悬挂梁的中心，所述齿轮的两侧对称啮合有齿条二，所述齿条二安装在齿条基板上，所述齿条基板安装在机械手上，所述气缸通过气缸支座安装在悬挂梁上，所述气缸活塞杆经气缸接头与机械手连接，所述气缸通过电磁阀与PLC控制系统电信号连接；

所述下降位置检测元件包括减速位光电开关、靠近位超声波开关和停止位光电开关，所述减速位光电开关、靠近位超声波开关和停止位光电开关均设于机械手上且从下至上依次设置，所述开口度检测元件包括宽度拉绳编码器，所述宽度拉绳编码器本体安装在悬挂梁上，拉绳头固设在齿条基板上安装的支架上。

所述横移位置检测元件包括横移激光测距仪、堆垛位接近开关和上料位接近开关，所述过桥装配包括大框架和小框架，所述横移激光测距仪安装在小框架上，所述堆垛位接近开关安装在木托盘堆垛位上方的大框架对应位置上，所述上料位接近开关安装在木托盘上料位上方的大框架对应位置上。

还包括气动压力继电器，所述气动压力继电器设于横梁装配上，所述气动压力继电器连通气缸的气路，所述气动压力继电器与PLC控制系统电信号连接。

所述升降位置检测元件还包括上限位接近开关和下限位接近开关，所述上限位接近开关和下限位接近开关的本体均安装在车体上，所述上限位接近开关和下限位接近开关的感应板分别安装在竖直框架的顶部和底部。

所述开口度检测元件还包括最大开口度接近开关，所述最大开口度接近开关的本体安装在悬挂梁上，感应板安装在气缸接头上。

一种多层网状木托盘上料控制方法，采用多层网状木托盘上料控制系统，包括以下步骤：

步骤1）定义初始位：机械手打开至最大开口度，机械手升至上限位，横移主体的车体移动到木托盘堆垛位；PLC控制系统通过监测宽度拉绳编码器、升降位置检测元件和横移位置检测元件的数值判断是否在初始位，若未处于初始位，继续步骤2），若处于初始位，跳至步骤5）；

步骤2）PLC控制系统发送信号给电磁阀，气缸伸出使机械手打开，PLC控制系统实时监测宽度拉绳编码器的数值，至机械手打开到最大开口度；

步骤3）PLC控制系统控制机械手升至上限位；

步骤4）PLC控制系统控制横移主体移动到木托板堆垛位；

步骤5）PLC控制系统控制机械手下降；

步骤6）机械手下降过程中，PLC控制系统判断减速位光电开关是否被遮挡，下限位接近开关是否有信号，升降位置检测元件是否到达标记的下限位；

步骤7）当PLC控制系统判断升降位置检测元件已到达标记的下限位，减速位光电开关被遮挡，则减速下降，直至监测到停止位光电开关被遮挡时，PLC控制系统发送信号，使机械手停止下降；

步骤8）PLC控制系统控制气缸缩回，当靠近位超声波开关发讯，此时，机械手夹紧一个木托盘，然后PLC控制系统控制机械手升至上限位；

步骤9）PLC控制系统控制车体沿过桥装配横向移动至横移位置检测元件标定的上料位；

步骤10）PLC控制系统控制机械手下降至木托盘物流平台，气缸伸出，此时，机械手松开木托盘，完成上料。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种多层网状木托盘上料控制系统，通过PLC控制系统实时检测宽度拉绳编码器和升降拉绳编码器的数据，从而控制调整夹持单元机械手的开口度及升降位置。在机械手下降抓取木托盘的过程中，通过减速位光电开关和停止位光电开关可以判断机械手的位置，并控制进行下一步骤，通过靠近位超声波开关和气动压力继电器，判断木托盘是否已夹紧，确保顺利上料，通过横移激光测距仪、堆垛位接近开关和上料位接近开关的设置，可以在整个上料过程中进行准确定位。

本发明节约了人力成本，相比人力搬运和叉车运送，该技术方案大大地降低了现场工人的劳动强度，提高生产效率加快生产节奏；激光测距仪的检测精度达0.1mm，远大于人为判断的精度，因此可控制的定位精度更高；自动化程度高，配备了各种检测开关，按照工艺流程要求编程可以达到高度的自动化程度。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是过桥装配的一种实施方式主视图；

图2是过桥装配的一种实施方式左视图；

图3是横移装配的一种实施方式结构示意图；

图4横移主体的一种实施方式主视图；

图5是图4的A-A示意图；

图6是夹持单元的一种实施方式俯视图；

图7 是图6的B-B示意图；

图8是横移装配上各检测元件布置主视图；

图9是横移装配上各检测元件布置左视图；

图10是本发明实施过程俯视图；

图11是本发明实施过程左视图；

图12是本发明控制方法流程图。

图中：

附图标记说明：

1、过桥装配；2、横移装配；3、木托盘；4、立柱；5、横梁；6、小框架；7、大框架；8、木托盘堆垛；9、拖链；10、横移主体；11、横梁装配；12、夹持单元；13、横移拖链；14、车体；15、升降减速电机；16、齿轮一；17、齿条一；18、竖直框架；19、直线导轨副一；20、横移减速电机；21、联轴器；22、主动轴；23、轴承一；24、平键；25、车轮；26、从动轴；27、升降拖链；28、悬挂梁；29、直线导轨副二；30、机械手；31、气缸支座；32、气缸；33、气缸接头；34、齿条基板；35、齿条二；36、齿轮二；37、轴承二；38、减速位光电开关；39、停止位光电开关；40、靠近位超声波开关；41、宽度拉绳编码器；42、最大开口度接近开关；43、气动压力继电器；44、升降拉绳编码器；45、上限位接近开关；46、下限位接近开关；47、横移激光测距仪；48、堆垛位接近开关；49、上料位接近开关；50、木托盘物流平台。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，包括过桥装配1、横移装配2和PLC控制系统，所述横移装配2设于过桥装配1上且两者滑动连接，所述横移装配2夹持有木托盘3，所述横移装配2可带动木托盘3上下及横向运动，所述横移装配2与PLC控制系统电信号连接。

过桥装配1用于承载横移装配2的重量，提供横移和升降的通道；横移装配2用于实现升降、沿过桥装配1横移和木托盘3的夹持及夹持开口度调整；通过PLC控制系统对木托盘3上料过程进行控制，实现上料时横移装配2上升下降、横向移动、上料位及堆垛位的精确定位。

工作过程：

上游木托盘3输送设备输送木托盘堆垛8至过桥装配1下方，PLC控制系统控制横移装配2移动到木托盘堆垛位后停止，然后控制移装配下降夹持住木托盘3，沿过桥装配1横向移动至木托盘物流平台50，完成木托盘3上料。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述横移装配2包括横移主体10、横梁装配11和夹持单元12，所述横移主体10和夹持单元12分别固设在横梁装配11的顶部和底部；

所述夹持单元12上装有下降位置检测元件和开口度检测元件，所述下降位置检测元件用于检测夹持单元12距离木托板的位置；所述横移主体10上装有升降位置检测元件，所述过桥装配1上装有横移位置检测元件，所述下降位置检测元件、开口度检测元件、升降位置检测元件和横移位置检测元件均与PLC控制系统电信号连接。

横移主体10实现横移和升降动作，横梁装配11用于扩展夹持单元12的数量，夹持单元12用于夹持木托盘3。

如图3所示，横移主体10下安装横梁装配11，以便安装夹持单元12。在本实施例中，在夹持单元12的一侧安装有横移拖链13，横移拖链13用于容纳夹持过程中移动的气管、电缆。

下降位置检测元件用于检测夹持单元12距离木托板的位置，当夹持单元12夹持住木托盘3后，PLC控制系统控制横移装配2停止下降；开口度检测元件用于检测夹持单元12的开口度，以确定是否可以进行木托盘3夹持或判断是否已夹紧木托盘3；升降位置检测元件用于检测夹持单元12的上升或下降距离；横移位置检测元件用于检测横移装配2在过桥装配1上的具体位置。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述过桥装配1包括立柱4、横梁5、大框架7和小框架6，所述横梁5设于两根立柱4之间形成门式结构，该门式结构为两个，分别设于木托盘堆垛8物流输送线路的始端和末端；

所述小框架6固设于横梁5上，所述大框架7设于小框架6之间且为两个，分别设于小框架6两侧，所述小框架6和大框架7组成横移装配2的行走通道。

如图1、图2所示，立柱4和横梁5组合提供一种门式结构，方便上游木托盘3输送设备输送木托盘堆垛8；2个横梁5安装于4个立柱4之上，构成了过桥的2个基础框架；2个小框架6分别安装于两侧横梁5之上；2个大框架7安装于2个小框架6之上，构成了行走通道，其上部开口度大于横移装配2的上部的宽度，方便安装和拆卸时吊出。

在本实施例中，大框架7顶部安装有托盘8，所述托盘8上安装有拖链9。

拖链9用于容纳移动的气管、电缆，使其美观、整齐；托盘8用于约束拖链9位置，防止其跑偏过大。

实施例4：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述横移主体10包括车体14、竖直框架18、升降减速电机15、齿轮一16和横移减速电机20，所述竖直框架18穿过车体14，所述竖直框架18与横梁装配11固连，所述齿轮一16安装在车体14内，所述竖直框架18一侧安装有齿条一17，所述齿轮一16与升降减速电机15的输出轴连接，所述齿轮一16与齿条一17啮合，所述横移减速电机20与车体14的车轮25连接；如图4所示。

所述升降位置检测元件包括升降拉绳编码器44，所述升降拉绳编码器44的本体安装在车体14上，拉绳头与竖直框架18固连。

其中，升降减速电机15带制动器，制动器平常处于抱死状态，以保证升降部分不坠落，使用时释放；齿轮安装在升降减速电机15的输出轴上；齿条一17安装在竖直框架18的一侧，用于接受竖直提升力。竖直框架18在上下运动过程中，带动拉绳头运动，实时检测升降距离，同时PLC控制系统实时监测升降拉绳编码器44的位移数据，以便进行相应的控制。

在本实施例中，竖直框架18的另一侧安装有直线导轨副一19，竖直框架18与直线导轨副一19的滑块固连。直线导轨副一19用于竖直框架18的运动导向。其中，直线导轨副一19为封闭式直线导轨副。

实施例5：

在实施例2或4的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述夹持单元12包括悬挂梁28、机械手30、气缸32和齿轮二36，所述机械手30为两个，分别设于悬挂梁28的两侧，所述齿轮二36设于悬挂梁28的中心，所述齿轮的两侧对称啮合有齿条二35，所述齿条二35安装在齿条基板34上，所述齿条基板34安装在机械手30上，所述气缸32通过气缸支座31安装在悬挂梁28上，所述气缸32活塞杆经气缸接头33与机械手30连接，所述气缸32通过电磁阀与PLC控制系统电信号连接；

所述下降位置检测元件包括减速位光电开关38、靠近位超声波开关40和停止位光电开关39，所述减速位光电开关38、靠近位超声波开关40和停止位光电开关39均设于机械手30上且从下至上依次设置，所述开口度检测元件包括宽度拉绳编码器41，所述宽度拉绳编码器41本体安装在悬挂梁28上，拉绳头固设在齿条基板34上安装的支架上。如图9所示。

如图6、图7所示，气缸32为中间耳轴式，其缸体经气缸支座31安装于悬挂梁28，其活塞杆经气缸接头33与机械手30连接，因此气缸32伸出可推动机械手30打开。两侧机械手30分别由对应的气缸32驱动；在两侧机械手30上分别安装齿条基板34，两个齿条基板34上分别安装齿条二35；两个齿条二35与同一齿轮二36啮合，从而保证了齿条二35的同步运动；齿轮轴经轴承二安装于悬挂梁28，齿轮轴同时与两侧齿条啮合，从而保证两侧齿条牵动两侧机械手30同步打开，完成开口度的对称调整。

在本实施例中，悬挂梁28一侧安装有直线导轨副二29，所述悬挂梁28与直线导轨副二29的滑块固连。直线导轨副二29用于机械手30的运动导向。其中，直线导轨副二29为开放式直线导轨副。

在夹持单元12从上限位向下运动夹持木托盘堆垛8中木托盘3的过程中，当减速位光电开关38的光被托盘8顶部遮挡后，减速位光电开关38发讯，PLC控制系统发送信号给升降减速电机15，降低下降速度，然后继续下降，当停止位光电开关39被遮挡后，停止位光电开关39发讯，PLC控制系统发送停止信号给升降减速电机15，停止下降，然后PLC控制系统发送信号给气缸32，使气缸32缩回，在夹紧过程中，靠近位超声波开关40发讯，说明已夹紧木托盘3，同时，通过宽度拉绳编码器41也可实时检测夹持单元12的口度。

实施例6：

在实施例2或4的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述横移位置检测元件包括横移激光测距仪47、堆垛位接近开关48和上料位接近开关49，所述过桥装配1包括大框架7和小框架6，所述横移激光测距仪47安装在小框架6上，所述堆垛位接近开关48安装在木托盘堆垛位上方的大框架7对应位置上，所述上料位接近开关49安装在木托盘3上料位上方的大框架7对应位置上。如图8所示。

横移激光测距仪47用于检测车体14的距离，可以设定车体14横移的外极限和内极限；堆垛位接近开关48用于车体14在达到木托盘堆垛位后，发送信号给PLC控制系统，使车体14停止横移；上料位接近开关49用于车体14在达到木托盘3上料位后，发送信号给PLC控制系统，使车体14停止横移。

实施例7：

在实施例2或3或4或5或6的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，还包括气动压力继电器43，所述气动压力继电器43设于横梁装配11上，所述气动压力继电器43连通气缸32的气路，所述气动压力继电器43与PLC控制系统电信号连接。

当机械手30夹持木托盘3时，气路中有压力，气动压力继电器43检测到压力后，发送信号给PLC控制系统，判断木托盘3已夹紧，然后控制机械手30上升，否则不上升。

气动压力继电器43与靠近位超声波开关40作用相同，确保夹紧木托盘3的双重设置。

实施例8：

在实施例4的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述升降位置检测元件还包括上限位接近开关45和下限位接近开关46，所述上限位接近开关45和下限位接近开关46的本体均安装在车体14上，所述上限位接近开关45和下限位接近开关46的感应板分别安装在竖直框架18的顶部和底部。

在机械手30上升到极限位置后，上限位接近开关45发讯，PLC控制系统控制升降减速电机15停止转动，同理，在机械手30下降到极限位置后，下限位接近开关46发讯，PLC控制系统控制升降减速电机15停止转动。

通过对机械手30的上限位和下限位在升降拉绳编码器44上进行标定，同样可以实现PLC控制系统在机械手30上升至上限位或下降至下限位时，控制升降减速电机15停止转动。上限位接近开关45和下限位接近开关46的设置可以确保升降拉绳编码器44数据不准确时对升降距离的精确定位。

实施例9：

在实施例5的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，所述开口度检测元件还包括最大开口度接近开关42，所述最大开口度接近开关42的本体安装在悬挂梁28上，感应板安装在气缸接头33上。

通过对机械手30的最大开口度在宽度拉绳编码器41上进行标定，同样可以实现PLC控制系统对机械手30最大开口度的判断。

实施例10：

本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制系统，包括过桥装配1、横移装配2和PLC控制系统。过桥装配1用于承载横移装配2的重量，提供横移和升降的通道；横移装配2用于实现升降、沿过桥装配1横移和木托盘3的夹持及夹持开口度调整；通过PLC控制系统对木托盘3上料过程进行控制，实现上料时横移装配2上升下降、横向移动、上料位及堆垛位的精确定位。

上游木托盘3输送设备输送木托盘堆垛8至过桥装配1下方，PLC控制系统控制横移装配2移动到木托盘堆垛位后停止，然后控制移装配下降夹持住木托盘3，沿过桥装配1横向移动至木托盘物流平台50，完成木托盘3上料。如图10和图11所示。

其中，过桥装配1包括立柱4、横梁5、小框架6、大框架7、托盘8和拖链9，如图1和图2所示，2个横梁5安装于4个立柱4之上，构成了过桥的2个基础框架；2个小框架6分别安装于两侧横梁5之上；2个大框架7安装于2个小框架6之上，构成了过桥通道；拖链9用于容纳移动的气管、电缆，使其美观、整齐；托盘8用于约束拖链9位置，防止其跑偏过大。

如图3所示，横移装配2包括横移主体10、横梁装配11、夹持单元12和横移拖链13。横移主体10下安装横梁装配11，以便安装两个夹持单元12，使其可同时处理两个木托盘堆垛8；横移拖链13用于容纳夹持过程中移动的气管、电缆。

横梁装配11上安装有气动压力继电器43，气动压力继电器43连通气缸32的气路，气动压力继电器43与PLC控制系统电信号连接。

如图4所示，横移主体10包括车体14、升降减速电机15、齿轮一16、齿条一17、竖直框架18、封闭式直线导轨副、横移减速电机20、联轴器21、主动轴22、轴承一23、平键24、车轮25、从动轴26和升降拖链27。如图5所示，横移减速电机20通过联轴器21与主动轴22、被动轴连接，车轮25通过平键24与主动轴22、被动轴连接，车体14与主动轴22、被动轴之间通过轴承一23连接。横移减速电机20经联轴器21驱动主动轴22、被动轴转动，主动轴22、被动轴通过平键24驱动车轮25转动，从而使车轮25在大框架7上行走，完成横移动作。

升降减速电机15联结齿轮，齿轮一16与齿条一17啮合，齿条一17把合在竖直框架18上，竖直框架18上安装直线导轨副一19（封闭式直线导轨副）以保证竖直框架18行走保持竖直方向，竖直框架18下安装横梁装配11，横梁装配11下安装两个夹持单元12。升降减速电机15经齿轮一16驱动齿条一17与竖直框架18、横梁装配11、夹持单元12一起升降。升降电机自带制动器，在电机未输出提升力时克服机构本身和木托盘3的重力。

车体14上安装有升降拉绳编码器44本体，拉绳头与竖直框架18固连，升降拉绳编码器44用于实时检测机械手30的上升及下降位移。车体14上还安装有上限位接近开关45和下限位接近开关46，上限位接近开关45和下限位接近开关46的感应板分别安装在竖直框架18的顶部和底部。当机械手30上升至上限位时，下限位接近开关46照在其感应板上，当机械手30下降至下限位时，上限位接近开关45照在其感应板上。

小框架6上安装有横移激光测距仪47，车体14上安装有反射胶贴；大框架7上安装有上料位接近开关49和堆垛位接近开关48。

一侧机械手30上安装有减速位光电开关38、靠近位超声波开关40和停止位光电开关39，且从下至上依次设置，另一对称设置的机械手30上安装有反射板。

如图6和图7所示，夹持单元12包括悬挂梁28、开放式直线导轨副、机械手30、气缸支座31、气缸32、气缸接头33、齿条基板34、齿条、齿轮轴和轴承23。气缸32为中间耳轴式，其缸体经气缸支座31安装于悬挂梁28，其活塞杆经气缸接头33与机械手30连接；因此气缸32伸出可推动机械手30打开。两侧机械手30分别由对应的气缸32驱动；在两侧机械手30上分别安装齿条基板34，两个齿条基板34上分别安装齿条二35；两个齿条二35与同一齿轮二36啮合，从而保证了齿条二35的同步运动；齿轮轴经轴承二23安装于悬挂梁28，齿轮轴同时与两侧齿条二35啮合，从而保证两侧齿条二35牵动两侧机械手30同步打开，完成开口度的对称调整。

悬挂梁28上安装有宽度拉绳编码器41本体，拉绳头固设在齿条基板34上安装的支架上。宽度拉绳编码器41用于实时检测机械手30的开口度。悬挂梁28上还安装有最大开口度接近开关42，感应板安装在气缸接头33上。

横移减速电机20、升降减速电机15、宽度拉绳编码器41、最大开口度接近开关42、减速位光电开关38、靠近位超声波开关40、停止位光电开关39、升降拉绳编码器44、气动压力继电器43、上限位接近开关45、下限位接近开关46、横移激光测距仪47、堆垛位接近开关48和上料位接近开关49均与PLC控制系统电信号连接。

PLC控制系统包括PLC控制器、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块。最大开口度接近开关42、减速位光电开关38、靠近位超声波开关40、停止位光电开关39、限位接近开关、下限位接近开关46、堆垛位接近开关48和上料位接近开关49的信号反馈给PLC控制系统中的数字量输入模块来完成；宽度拉绳编码器41、升降拉绳编码器44的反馈信号均为4~20ma电流信号，模拟量输入模块分别将其模拟信号转换为数字信号并传送给PLC控制器。

实施例11：

本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制方法，采用多层网状木托盘上料控制系统，包括以下步骤：

步骤1）定义初始位：机械手30打开至最大开口度，机械手30升至上限位，横移主体10的车体14移动到木托盘堆垛位；PLC控制系统通过监测宽度拉绳编码器41、升降位置检测元件和横移位置检测元件的数值判断是否在初始位，若未处于初始位，继续步骤2），若处于初始位，跳至步骤5）；

步骤2）PLC控制系统发送信号给电磁阀，气缸32伸出使机械手30打开，PLC控制系统实时监测宽度拉绳编码器41的数值，至机械手30打开到最大开口度；

步骤3）PLC控制系统控制机械手30升至上限位；

步骤4）PLC控制系统控制横移主体10移动到木托板堆垛位；

步骤5）PLC控制系统控制机械手30下降；

步骤6）机械手30下降过程中，PLC控制系统判断减速位光电开关38是否被遮挡，下限位接近开关46是否有信号，升降位置检测元件是否到达标记的下限位；

步骤7）当PLC控制系统判断升降位置检测元件已到达标记的下限位，减速位光电开关38被遮挡，则减速下降，直至监测到停止位光电开关39被遮挡时，PLC控制系统发送信号，使机械手30停止下降；

步骤8）PLC控制系统控制气缸32缩回，当靠近位超声波开关40发讯，此时，机械手30夹紧一个木托盘3，然后PLC控制系统控制机械手30升至上限位；

步骤9）PLC控制系统控制车体14沿过桥装配1横向移动至横移位置检测元件标定的上料位；

步骤10）PLC控制系统控制机械手30下降至木托盘物流平台50，气缸32伸出，此时，机械手30松开木托盘3，完成上料。

实施例12：

在实施例11的基础上，本实施例提供了一种多层网状木托盘上料控制方法，包括以下步骤：

如图12所示，S1. 定义初始位为：机械手30打开至最大开口度，机械手30升至上限位，车体14移动到堆垛位；判断设备是否在初始位，如果处于初始位，则跳至步骤S5；否则，继续下一步；

S2. 机械手30打开至最大开口度接近开关42发讯；

S3. 机械手30上升至上限位接近开关45发讯；

S4. 车体14移动到横移激光测距仪47标定的堆垛范围且堆垛位接近开关48发讯；

S5. 机械手30下降；

S6.判断减速位光电开关38是否被遮挡，下限位接近开关46是否有信号，升降拉绳编码器44是否到达标记的下限范围；

S7. 如果下限位亮起或升降拉绳编码器44达到标记的下限范围，减速位接近开关一直未被遮挡，则停止下降，并跳至步骤S8；如果减速位光电开关38检测到物体，则跳至步骤S9；

S8. 提示“堆垛位无木托盘3”，并跳至步骤S16；

S9. 降低下降速度，并继续下降；

S10. 当停止位光电开关39被遮挡时，停止下降；

S11. 开口度调整气缸32缩回；

S12. 判断靠近位超声波开关40是否发讯，气动压力继电器43是否发讯；

S13. 如果靠近位超声波开关40发讯，且气动压力继电器43发讯，则升起机械手30至上限位，并继续；反之，则跳至步骤S20；

S14. 车体14移动到横移激光测距仪47标定的上料范围且上料位接近开关49发讯；

S15 机械手30下降至升降编码器标记的释放高度；

S16 开口度调整气缸32伸出；

S17 判断最大开口度接近开关42是否发讯；如果是则机械手30升起到上限位；

S18 车体14移动到堆垛位接近开关48发讯且到达激光测距仪标定的堆垛范围；

S19 自动上托盘8正常结束；

S20 中断程序，并报故障提醒。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：包括过桥装配（1）、横移装配（2）和PLC控制系统，所述横移装配（2）设于过桥装配（1）上且两者滑动连接，所述横移装配（2）夹持有木托盘（3），所述横移装配（2）可带动木托盘（3）上下及横向运动，所述横移装配（2）与PLC控制系统电信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述横移装配（2）包括横移主体（10）、横梁装配（11）和夹持单元（12），所述横移主体（10）和夹持单元（12）分别固设在横梁装配（11）的顶部和底部；

所述夹持单元（12）上装有下降位置检测元件和开口度检测元件，所述下降位置检测元件用于检测夹持单元（12）距离木托板的位置；所述横移主体（10）上装有升降位置检测元件，所述过桥装配（1）上装有横移位置检测元件，所述下降位置检测元件、开口度检测元件、升降位置检测元件和横移位置检测元件均与PLC控制系统电信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述过桥装配（1）包括立柱（4）、横梁（5）、大框架（7）和小框架（6），所述横梁（5）设于两根立柱（4）之间形成门式结构，该门式结构为两个，分别设于木托盘堆垛（8）物流输送线路的始端和末端；

所述小框架（6）固设于横梁（5）上，所述大框架（7）设于小框架（6）之间且为两个，分别设于小框架（6）两侧，所述小框架（6）和大框架（7）组成横移装配（2）的行走通道。

4.根据权利要求2所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述横移主体（10）包括车体（14）、竖直框架（18）、升降减速电机（15）、齿轮一（16）和横移减速电机（20），所述竖直框架（18）穿过车体（14），所述竖直框架（18）与横梁装配（11）固连，所述齿轮一（16）安装在车体（14）内，所述竖直框架（18）一侧安装有齿条一（17），所述齿轮一（16）与升降减速电机（15）的输出轴连接，所述齿轮一（16）与齿条一（17）啮合，所述横移减速电机（20）与车体（14）的车轮（25）连接；

所述升降位置检测元件包括升降拉绳编码器（44），所述升降拉绳编码器（44）的本体安装在车体（14）上，拉绳头与竖直框架（18）固连。

5.根据权利要求2所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述夹持单元（12）包括悬挂梁（28）、机械手（30）、气缸（32）和齿轮二（36），所述机械手（30）为两个，分别设于悬挂梁（28）的两侧，所述齿轮二（36）设于悬挂梁（28）的中心，所述齿轮的两侧对称啮合有齿条二（35），所述齿条二（35安装在齿条基板（34）上，所述齿条基板（34）安装在机械手（30）上，所述气缸（32通过气缸支座（31）安装在悬挂梁（28）上，所述气缸（32）活塞杆经气缸接头（33）与机械手（30）连接，所述气缸（32）通过电磁阀与PLC控制系统电信号连接；

所述下降位置检测元件包括减速位光电开关（38）、靠近位超声波开关（40）和停止位光电开关（39），所述减速位光电开关（38）、靠近位超声波开关（40）和停止位光电开关（39）均设于机械手（30）上且从下至上依次设置，所述开口度检测元件包括宽度拉绳编码器（41），所述宽度拉绳编码器（41）本体安装在悬挂梁（28）上，拉绳头固设在齿条基板（34）上安装的支架上。

6.根据权利要求2所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述横移位置检测元件包括横移激光测距仪（47）、堆垛位接近开关（48）和上料位接近开关（49），所述过桥装配（1）包括大框架（7）和小框架（6），所述横移激光测距仪（47）安装在小框架（6）上，所述堆垛位接近开关（48）安装在木托盘堆垛位上方的大框架（7）对应位置上，所述上料位接近开关（49）安装在木托盘（3）上料位上方的大框架（7）对应位置上。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：还包括气动压力继电器（43），所述气动压力继电器（43）设于横梁装配（11）上，所述气动压力继电器（43）连通气缸（32）的气路，所述气动压力继电器（43）与PLC控制系统电信号连接。

8.根据权利要求4所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述升降位置检测元件还包括上限位接近开关（45）和下限位接近开关（46），所述上限位接近开关（45）和下限位接近开关（46）的本体均安装在车体（14）上，所述上限位接近开关（45）和下限位接近开关（46）的感应板分别安装在竖直框架（18）的顶部和底部。

9.根据权利要求5所述的一种多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于：所述开口度检测元件还包括最大开口度接近开关（42），所述最大开口度接近开关（42）的本体安装在悬挂梁（28）上，感应板安装在气缸接头（33）上。

10.一种多层网状木托盘上料控制方法，采用权利要求5所述的多层网状木托盘上料控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）定义初始位：机械手（30）打开至最大开口度，机械手（30）升至上限位，横移主体（10）的车体（14）移动到木托盘堆垛位；PLC控制系统通过监测宽度拉绳编码器（41）、升降位置检测元件和横移位置检测元件的数值判断是否在初始位，若未处于初始位，继续步骤2），若处于初始位，跳至步骤5）；

步骤2）PLC控制系统发送信号给电磁阀，气缸（32）伸出使机械手（30）打开，PLC控制系统实时监测宽度拉绳编码器（41）的数值，至机械手（30）打开到最大开口度；

步骤3）PLC控制系统控制机械手（30）升至上限位；

步骤4）PLC控制系统控制横移主体（10）移动到木托板堆垛位；

步骤5）PLC控制系统控制机械手（30）下降；

步骤6）机械手（30）下降过程中，PLC控制系统判断减速位光电开关（38）是否被遮挡，下限位接近开关（46）是否有信号，升降位置检测元件是否到达标记的下限位；

步骤7）当PLC控制系统判断升降位置检测元件已到达标记的下限位，减速位光电开关（38）被遮挡，则减速下降，直至监测到停止位光电开关（39）被遮挡时，PLC控制系统发送信号，使机械手（30）停止下降；

步骤8）PLC控制系统控制气缸（32）缩回，当靠近位超声波开关（40）发讯，此时，机械手（30）夹紧一个木托盘（3），然后PLC控制系统控制机械手（30）升至上限位；

步骤9）PLC控制系统控制车体（14）沿过桥装配（1）横向移动至横移位置检测元件标定的上料位；

步骤10）PLC控制系统控制机械手（30）下降至木托盘物流平台（50），气缸（32）伸出，此时，机械手（30）松开木托盘（3），完成上料。

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