CN112173729A - 一种袋装肥自动控制码垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种袋装肥自动控制码垛系统，主要涉及袋装肥料码垛设备领域。包括三轴支架模块、连续码垛模块、托盘导向模块，连续码垛模块安装在三轴支架模块上，并包括两个并列插入托盘插槽的回型履带，连续码垛模块包括能够插入托盘插槽的弧形托架，和位于托盘插槽外部的水平托架，托盘从弧形托架落在水平托架上实现在码垛位置的转移。本发明的有益效果在于：它能够实现连续高效的码垛，流程更加顺畅，降低包装成本。

Description

一种袋装肥自动控制码垛系统

技术领域

本发明涉及袋装肥料码垛设备领域，具体是一种袋装肥自动控制码垛系统。

背景技术

肥料多以颗粒袋装肥进行包装和销售，行业除了对于包装标识有相关规范和要求外，对于运输和销售流通环节中的码垛也有规范要求。

随着流水化生产作业的推进，肥料的生产线产量逐步扩大，其末端的包装码垛随着产量的增加，对其效率也提出了更高的要求。人工码垛对于规模化生产已经基本淘汰，现在对于袋装肥料的码垛流程多使用机械手实现自动化抓取和码放，配合传送带和工作区域的设置，实现流水线传送，机械手定点工位码垛，人工驾驶叉车转移托盘的多方位配合作业模式。

然而，袋装肥料对于机械手的码垛方式存在成本、效率、质量上的种种问题。主要由于袋装肥料内部的产品为散料(颗粒)，且包装袋为编织、塑料等柔性材料，在传送带上摊平运输到位置后，所以在码垛的时候使用机械手抓取，袋子柔软必然发生变形，且里面的颗粒料在重力的作用下都向下垂落，造成抓取的时候袋子容易中部垂落，从而造成抓取困难，袋子整体变形造成码放的精确度降低，且放开的过程容易碰到旁边的袋体，造成码放歪斜。同时，由于物料在中部集中和垂落，加剧了包装袋边角上的空和少，使得码放后中间高而鼓，码放多层后，这种中间高的情况很不利于码垛的稳定，影响码垛质量。此外，机械手的成本也较高，使用时运维成本高，且逐个抓取的过程效率也不高，故码垛环节的现状还存在较大的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种袋装肥自动控制码垛系统，它能够实现连续高效的码垛，流程更加顺畅，降低包装成本。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种袋装肥自动控制码垛系统，包括：

三轴支架模块，包括固定在地面的Y轴机构，在所述Y轴机构上设置与其前后滑动配合的X轴机构，在所述X轴机构上设有与其左右滑动配合的Z轴机构，在所述Z轴机构上设有与其升降配合的Z轴滑台；

连续码垛模块，固定安装在升降滑台上，包括两条并列的回型履带，两个回型履带之间的距离与托盘底部配合叉车的插槽间距相对应，所述回型履带的宽度两个所述回型履带同步转动且通过电机精确控制；

托盘导向模块，包括弧形托架和水平托架，所述弧形托架包括两根并列设置的弧形杆，所述弧形杆沿其长度方向安装有第一托轮，所述弧形杆与连续码垛模块近邻的一端翘起为高点，另一端向后水平延伸为低点，所述弧形杆的内端与回型履带位于最低位置时候的顶面高度对应，两根所述弧形杆的间距与托盘的底部配合叉车的插槽距离相对应，所述水平托架包括至少两根并列设置的直杆，所述直杆并列设置于弧形杆之间或外侧，所述直杆沿其长度方向安装有第二托轮，且所述直杆的顶面低于弧形杆末端顶面的距离不超过托盘底面的插槽深度。

还包括输送模块，所述输送模块用于将成品以流水线输送方式逐个向三轴支架模块输送，所述输送模块的末端将成品落下，且末端左右位置位于X轴机构的左右行程范围内，前后位置位于Y轴机构的前后行程范围内。

所述Y轴导轨为并列设置的两根，两个所述Y轴导轨的延伸方向与输送模块的输送方向平行，所述Y轴导轨上沿其长度方向配合有Y轴滑台，所述Y轴滑台的底部安装有与Y轴导轨实现直线行程的导轮；

所述X轴机构包括横跨于Y轴机构上，且与Y轴机构沿Y轴机构的长度方向实现直线往复行程的X轴导轨，所述X轴导轨的两端分别安装固定在同侧的Y轴滑台上，所述X轴导轨上设有沿其长度方向往复直线运行的X轴滑台，所述X轴滑台的侧面端面安装有与X轴导轨实现直线行程的导轮；

所述Z轴机构包括竖直设置的Z轴导轨，所述Z轴导轨的底端固定安装在X轴滑块上，所述Z轴导轨上上下滑动配合有Z轴滑台，其动力及导向结构采用螺杆驱动配合双导向杆导向；所述Z轴滑台上固定有安装杆，所述安装杆用于对连续码垛模块进行固定。

所述连续码垛模块包括机身，所述安装杆的外端固定在机身上，所述机身的左右两侧分别安装有带轮，所述带轮上设有回型履带，所述回型履带的上面和下面平行，所述回型履带通过带轮驱动转动。

所述直杆为三根，所述直杆与弧形杆交替设置。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本装置能够完成码垛的自动化操作，全程码垛和转运托盘不与要人工参与，使用最简单的电机控制技术就可以实现，且不用机械手参与，通过三轴传动、履带、托架这种成本较低的设备代替机械手的高精密设备，在成本上实现了大幅降低。

2、码垛过程为依靠流水线传动到末端的自然落下中，从接触到到完全落下，以及配合后续的产品落下过程中，让回型履带托举托盘在落下的下方，配合下落过程通过空间的移动，实现依次排列码垛，码垛不用对产品进行位置转移，效率很高。

3、下落替代抓取，码放后产品内的颗粒分布更加均匀，有利于实现较为紧实的罗列效果，码垛质量好。

附图说明

附图1是本发明的整体示意图(后侧视角)。

附图2是本发明的整体示意图(前侧视角)。

附图3是本发明的侧面示意图。

附图4是本发明俯视图(此视图对应的运行状态为：当回型履带托举托盘向后运行至要将托盘转移到弧形托架上的对接状态，此状态下当回型履带向后转动，即可将托盘转移到弧形托架上)

附图5是本发明的局部结构示意图。

附图6是本发明托盘导向模块的侧面示意图(弧形托架的前端仰角为了便于分辨和示意适当夸大表达)。

附图中所示标号：

1、Y轴导轨；2、Y轴滑台；3、导轮；4、X轴导轨；5、X轴滑台；6、Z轴导轨；7、Z轴滑台；8、安装杆；9、回型履带；10、带轮；11、弧形杆；12、第一托轮；13、直杆；14、第二托轮；15、支撑脚。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

实施例：一种袋装肥自动控制码垛系统

本系统主要包括三个模块：输送模块、连续码垛模块、三轴支架模块、托盘导向模块

所述输送模块为常见机械，未在附图中示出，其为生产线都会用到的传送带，主要用于将包装好的成品袋装颗粒肥料运输到三轴支架模块的对应位置。

具体在本示例中，建议使用带式输送机，使用输送皮带对肥料成品进行托举和输送，皮带表面与包装袋之间无相对运动，减少对包装袋表面的磨损。同时通过输送机运行中的颤动抖动，能够将平放的化肥包装袋内的颗粒料抖的在袋内更加均匀。

所述三轴支架模块包括：Y轴机构、Z轴机构、X轴机构。

所述Y轴机构包括平行固定在地面上的两个Y轴导轨1，所述Y轴导轨1的延伸方向与输送模块的输送方向平行，所述Y轴导轨1上沿其长度方向配合有Y轴滑台2，所述Y轴滑台2的底部安装有与Y轴导轨1实现直线行程的导轮3；

所述X轴机构包括横跨于Y轴机构上，且与Y轴机构沿Y轴机构的长度方向实现直线往复行程的X轴导轨4，所述X轴导轨4的两端分别安装固定在同侧的Y轴滑台2上，所述X轴导轨4上设有沿其长度方向往复直线运行的X轴滑台5，所述X轴滑台5的侧面端面安装有与X轴导轨4实现直线行程的导轮3；

所述Z轴机构包括竖直设置的Z轴导轨6，所述Z轴导轨6的底端固定安装在X轴滑块上，所述Z轴导轨6上上下滑动配合有Z轴滑台7，其动力及导向结构采用螺杆驱动配合双导向杆导向，具体为一根竖直安装的螺杆，前后两根竖直安装的导向杆，其配合的滑块和丝杠均固定在Z轴滑台7上，所述Z轴滑台7上固定有安装杆8，所述安装杆8用于对连续码垛模块进行固定。

所述连续码垛模块包括机身，所述安装杆8的外端固定在机身上，用于通过三轴支架模块实现对连续码垛模块基于三轴传动上的空间位置带动。

所述机身的左右两侧分别安装有带轮10，所述带轮10上设有回型履带9，所述回型履带9的上面和下面平行，所述回型履带9通过带轮10驱动转动，所述机身内设有驱动组件和控制器，所述驱动组件为用于驱动带轮10的步进电机、电源，所述控制器为与步进电机相配合的控制器。

两个所述回型履带9的转动方向及长度方向与Y轴导轨1一致。

且所述输送模块的传动带的末端位于两个Y轴导轨1之间。

上述结构配合实现以下动作：

通过三轴传动控制连续码垛模块的前后左右和高度的位置控制；

两个回型履带9用于支撑在托盘的底部插槽内，实现与托盘的固定和配合，继而带动托盘前后左右上下的移动位置。

当传送带输送包装成品连续的向X轴导轨4方向输送的时候，到达传送带末端的成品肥料袋自传送带末端落下；

所述回型履带9承载托盘对应的位于传送带末端的下方，包装袋随传送带输送，其外端落在托盘上后，控制托盘沿Y轴向后或者向前运行的同时，控制托盘下落一个包装袋肥料厚度的高度，在上述托盘相对传送带输送落下产品的配合下，肥料成品即可整齐的落在托盘上；

随着输送带不停的输送，反复重复上述下降和伸缩的动作，就能够配合接取多包肥料罗成一摞；如果要水平罗成一排，则每次进行下降一个包装厚度和沿Y轴伸缩的动作后，在再次落下的间隙完成一个水平沿X轴平移一个包装袋宽度的动作，从而实现罗成一排的效果。

通过回型履带9配合支撑托盘进行作业，能够边接取传送带掉下的成品包，边通过相对落下的相对位移实现对肥料包的排列，完成逐排逐层的码垛过程。这个码垛的过程不需要抓取，通过自然落下即可完成，码垛过程也不用转移包装袋，连贯高效，且本装置相比机械手的成本大大降低，效率显著提高，能够在这一环节节约大量的生产成本。

同时，落下的过程快速，且无抓取，包装袋内的颗粒料基本无散乱移动，码垛后的罗列稳定，码垛紧实质量高。

所述托盘导向模块包括弧形托架和水平托架，所述弧形托架包括两根并列设置在Y轴导轨1之间的弧形杆11，所述弧形杆11沿其长度方向安装有第一托轮12，所述弧形杆11与连续码垛模块近邻的一端翘起为高点，另一端向后水平延伸为低点，整个弧形杆11形成相对连续码垛模块内端翘起末端水平的弧形结构，所述弧形杆11的内端与回型履带9位于最低位置时候的高度对应，两根所述弧形杆11的间距与托盘的底部配合叉车的插槽距离相对应，用于支撑在托盘底部的插槽内；

所述水平托架包括三根平列设置的直杆13，所述直杆13均匀设置在弧形杆11的两侧，相对弧形杆11形成间隔结构，所述直杆13沿其长度方向安装有第二托轮14，所述直杆13的下方设有支撑脚15，所述支撑脚15用于放置和固定在地面上，所述直杆13位于弧形杆11的下方，且所述直杆13的顶面低于弧形杆11末端的距离不超过托盘底面的插槽深度。

上述结构配合前述结构实现的动作如下：

当一个托盘码垛完成后，通过三轴传动控制托盘向后(弧形杆11方向)运行，控制两条回型履带9与弧形杆11冲齐且相接，并落到最低端，机身内控制件控制履带向后转动，将托盘逐渐转移到弧形托架上，两根弧形杆11代替回型履带9支撑在托盘地面的插槽内；

通过弧形杆11前端微微翘起的自然弧度(图例中为了明显示意翘起幅度较高，实际翘起角度不大于4度)。

通过重力配合，以及回型履带9向后转移的惯性，托盘继续向后移动，并随着弧形杆11的降低而使得托盘的底面(非插槽部分)落在水平托架上，并依靠惯性继续向后移动一端距离。可在末端设置阻挡物(例如在直杆13末端设置向上的挡块，或额外设置拦挡架)，使托盘停止，或设置一定长度使其自然停止。停止后人工通过叉车转运即可。

由于直杆13将托盘抬高一定高度，且将托盘地面上的插槽暴露，更加方便叉车配合作业。

弧形托架的长度和水平托架的长度都可根据需要设计调整。

托盘导向模块相对三轴支架模块的远近距离和相对位置在车间可调整固定。

Claims (5)

1.一种袋装肥自动控制码垛系统，其特征在于，包括：

三轴支架模块，包括固定在地面的Y轴机构，在所述Y轴机构上设置与其前后滑动配合的X轴机构，在所述X轴机构上设有与其左右滑动配合的Z轴机构，在所述Z轴机构上设有与其升降配合的Z轴滑台；

连续码垛模块，固定安装在升降滑台上，包括两条并列的回型履带，两个回型履带之间的距离与托盘底部配合叉车的插槽间距相对应，所述回型履带的宽度两个所述回型履带同步转动且通过电机控制；

托盘导向模块，包括弧形托架和水平托架，所述弧形托架包括两根并列设置的弧形杆，所述弧形杆沿其长度方向安装有第一托轮，所述弧形杆与连续码垛模块近邻的一端翘起为高点，另一端向后水平延伸为低点，所述弧形杆的内端与回型履带位于最低位置时候的顶面高度对应，两根所述弧形杆的间距与托盘的底部配合叉车的插槽距离相对应，所述水平托架包括至少两根并列设置的直杆，所述直杆并列设置于弧形杆之间或外侧，所述直杆沿其长度方向安装有第二托轮，且所述直杆的顶面低于弧形杆末端顶面的距离不超过托盘底面的插槽深度。

2.根据权利要求1所述一种袋装肥自动控制码垛系统，其特征在于，还包括输送模块，所述输送模块用于将成品以流水线输送方式逐个向三轴支架模块输送，所述输送模块的末端将成品落下，且末端左右位置位于X轴机构的左右行程范围内，前后位置位于Y轴机构的前后行程范围内。

3.根据权利要求2所述一种袋装肥自动控制码垛系统，其特征在于，所述Y轴导轨为并列设置的两根，两个所述Y轴导轨的延伸方向与输送模块的输送方向平行，所述Y轴导轨上沿其长度方向配合有Y轴滑台，所述Y轴滑台的底部安装有与Y轴导轨实现直线行程的导轮；

所述X轴机构包括横跨于Y轴机构上，且与Y轴机构沿Y轴机构的长度方向实现直线往复行程的X轴导轨，所述X轴导轨的两端分别安装固定在同侧的Y轴滑台上，所述X轴导轨上设有沿其长度方向往复直线运行的X轴滑台，所述X轴滑台的侧面端面安装有与X轴导轨实现直线行程的导轮；

所述Z轴机构包括竖直设置的Z轴导轨，所述Z轴导轨的底端固定安装在X轴滑块上，所述Z轴导轨上上下滑动配合有Z轴滑台，其动力及导向结构采用螺杆驱动配合双导向杆导向；所述Z轴滑台上固定有安装杆，所述安装杆用于对连续码垛模块进行固定。

4.根据权利要求3所述一种袋装肥自动控制码垛系统，其特征在于，所述连续码垛模块包括机身，所述安装杆的外端固定在机身上，所述机身的左右两侧分别安装有带轮，所述带轮上设有回型履带，所述回型履带的上面和下面平行，所述回型履带通过带轮驱动转动。

5.根据权利要求1所述一种袋装肥自动控制码垛系统，其特征在于，所述直杆为三根，所述直杆与弧形杆交替设置。

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