CN113277325A - 一种自动码垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化码垛技术领域，尤其是指一种自动码垛系统，包括送料单元、托纸结构、码垛机器人以及码垛工位，所述送料单元用于上料待码垛的物品，所述托纸结构用于承托隔纸；所述码垛机器人用于拾起物品和隔纸，并把隔纸和物品先后放至所述多工位。本发明由送料单元对物品进行上料，经由码垛机器人先拾起物品在托盘上码满一层后，在送料单元备料的过程中，把隔纸移送至码垛工位处，再由码垛机器人将隔纸放在物品上，实现了自动化按照“隔纸‑物品‑隔纸‑物品”这一顺序进行码垛，提升了效率且成本不高。

Description

一种自动码垛系统

技术领域

本发明涉及自动化码垛技术领域，尤其是指一种自动码垛系统。

背景技术

目前，国内书刊码垛还处于人工搬运的状况，由于书刊上十本堆叠在一起的重量很大，搬运困难，此工作难以招到稳定人员，故市场急需一款可以自动码垛的设备用于替代人工。市场上已有的码垛设备都是采用机器人配合夹具使用，效率低下，且成本高昂，印刷企业大多承担不起。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种自动码垛系统，能够实现自动化码垛的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种自动码垛系统，包括送料单元、托纸结构、码垛机器人以及码垛工位，所述送料单元用于上料待码垛的物品，所述托纸结构用于承托隔纸；所述码垛机器人用于拾起物品和隔纸，并把隔纸和物品先后放至所述多工位。

进一步的，所述送料单元包括传输机构以及升降机构，所述传输机构用于把待码垛的物品进行上料，所述升降机构用于驱动所述传输机构上升。

更进一步的，所述升降机构包括升降架、升降驱动件、升降传动件以及多个升降件，多个升降件均与所述传输机构连接，多个升降件均可升降地设置于所述升降架，所述升降驱动件经所述升降传动件以驱动多个升降件同时升降。

优选的，所述升降传动件包括主动轮、传动带、多个传动轮以及多个传动螺母，传动轮与传动螺母一一对应同步传动，多个升降件均为螺杆，所述升降驱动件用于驱动所述主动轮转动，所述主动轮经所述传动带带动多个传动轮同时转动，传动螺母与升降件一一螺接。

更进一步的，所述送料单元还包括用于对待码垛的物品进行换向的换向机构，所述换向机构包括换向升降驱动件、换向驱动件以及换向托件，所述换向托件设置有所述传输机构，所述换向升降驱动件用于驱动所述换向托件升降，所述换向驱动件用于驱动所述换向托件水平转动。

进一步的，所述码垛机器人包括驱动机构、本体、均设置于所述本体的拾件机构以及拾纸机构，所述驱动机构用于驱动所述本体移动，所述拾件机构用于夹起物品，所述拾纸机构用于拾起隔纸。

更进一步的，所述拾件机构包括托件结构、拾件驱动件以及定位件，所述托件结构设置于所述本体，所述拾件驱动件用于驱动所述定位件靠近或者远离所述托件结构，所述托件结构用于托住物品，所述定位件用于把物品固定至所述托件结构。

优选的，所述托件结构还包括托板以及托件驱动件，所述托件驱动件用于驱动所述托板前后移动，所述托板用于突伸至物品底部并托住物品。

更进一步的，所述拾纸机构包括拾纸驱动件以及多个第一吸取件，多个吸取件均设置于所述本体的底部，所述拾纸驱动件用于驱动多个第一吸取件升降，多个吸取件均用于与隔纸抵触。

优选的，所述拾纸机构还包括两个分别设置于所述本体两侧的延伸结构，延伸结构包括翻转件、延伸驱动件以及多个第二吸取件，翻转件转动设置于所述本体，延伸驱动件用于驱动翻转件翻转，多个第二吸取件均设置于翻转件；当翻转件翻转至与所述本体的底部平行时，第二吸取件与隔纸抵触。

本发明的有益效果：本发明由送料单元对物品进行上料，经由码垛机器人先拾起物品在托盘上码满一层后，在送料单元备料的过程中，把隔纸移送至码垛工位处，再由码垛机器人将隔纸放在物品上，实现了自动化按照“隔纸-物品-隔纸-物品”这一顺序进行码垛，提升了效率且成本不高。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的送料单元的示意图。

图3为本发明的升降机构的示意图。

图4为图3的A处放大图。

图5为本发明的换向机构的示意图。

图6为本发明的码垛机器人的示意图。

图7为本发明的码垛机器人隐去驱动机构后示意图。

图8为本发明托件结构的示意图。

图9为本发明的延伸结构的示意图。

附图标记：1—送料单元，2—码垛机器人，3—托纸结构，4—码垛工位，5—安全围栏，11—传输机构，12—升降机构，13—换向机构，21—驱动机构，22—本体，23—拾件机构，24—拾纸机构，25—水平转动机构，121—升降架，122—升降驱动件，123—升降传动件，124—升降件，125—主动轮，126—传动带，127—传动轮，128—传动螺母，131—换向升降驱动件，132—换向驱动件，133—换向托件，221—让位槽，231—托件结构，232—拾件驱动件，233—定位件，234—托板，235—托件驱动件，236—插入斜面，237—让位孔，241—拾纸驱动件，242—第一吸取件，243—吸盘，244—继电器，245—延伸结构，246—横移结构，247—压纸结构，2451—翻转件，2452—延伸驱动件，2453—第二吸取件，2461—横移驱动件，2462—横移件，2463—导向件，2471—压纸弹片，2472—压纸轮。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图9所示，本发明提供的一种自动码垛系统，包括送料单元1、托纸结构3、码垛机器人2以及码垛工位4，所述送料单元1用于上料待码垛的物品，所述托纸结构3用于承托隔纸；所述码垛机器人2用于拾起物品和隔纸，并把隔纸和物品先后放至所述多工位。具体的，该托纸结构3可为一个架子，用于放置一叠隔纸，而码垛工位4则优选为支撑架，用于在码垛完成以后通过叉车等方式能够对物品进行转移。

在对书刊之类的物品进行码垛时，通常是需要在彼此叠放的物品之间通过隔纸进行分隔，以保证该彼此叠放的物品不会发生粘连。而本发明相较于现有技术，能够实现对于物品与隔纸的同时拾起和移送，具体为：工作时，由送料单元1把待码垛的物品进行传输上料，在移送至特定位置时，由码垛机器人2动作，先自送料单元1拾起物品，然后码垛机器人2把物品移送至码垛工位4(此时码垛工位已经铺有一张隔纸)；此时送料单元1依然在上料下一批物品时，因此该码垛机器人2会移动至托纸结构3处拾起一张隔纸，并把隔纸放在码垛工位4的物品上，然后码垛机器人2再到送料单元1拾起下一批的物品并码放在码垛工位4上；通过不断重复上述过程，能够合理利用送料单元1上料的真空期，由码垛机器人2实现取纸并把隔纸放在物品上，能够提升效率并降低成本。

当然，本发明的码垛机器人2还可以先取物品后取纸，然后在移动至码垛工位4时先放下隔纸后放下物品，通过上述动作一样能够实现自动码垛的效果。

具体的，在使用时本发明还设置有安全围栏5，使得本发明的码垛动作均在安全围栏5内进行，避免人员误入本发明的区域内而导致安全事故的发生。为了便于查阅，图1中的安全围栏5部分做了隐藏，实际上安全围栏5均与图示般围住本发明。

在本实施例中，所述送料单元1包括传输机构11以及升降机构12，所述传输机构11用于把待码垛的物品进行上料，所述升降机构12用于驱动所述传输机构11上升。

该传输机构11优选为传输辊结构，属于常规的结构，在此不再赘述；而在传输机构11把物品传输至特定位置时，由升降机构12根据物品的高度，驱动整个传输机构11进行上升或者下降，以适应码垛机器人2的取料，便于码垛机器人2在下降高度基本不变的前提下也能够顺利拾起不同高度的物品。相较于让码垛机器人2调整下降的高度，本发明通过传输机构11的升降来进行高度调整，其动作更稳定。

具体的，所述升降机构12包括升降架121、升降驱动件122、升降传动件123以及多个升降件124，多个升降件124均与所述传输机构11连接，多个升降件124均可升降地设置于所述升降架121，所述升降驱动件122经所述升降传动件123以驱动多个升降件124同时升降。

实际使用时，所述升降传动件123包括主动轮125、传动带126、多个传动轮127以及多个传动螺母128，传动轮127与传动螺母128一一对应同步传动(优选为两者同心设置)，传动轮127与传动螺母128均可转动设置在升降架121上；多个升降件124均为螺杆，所述升降驱动件122用于驱动所述主动轮125转动，所述主动轮125经所述传动带126带动多个传动轮127同时转动，传动螺母128与升降件124一一螺接。

优选的，该升降驱动件122主要由电机和减速机构成，使得升降的动作更为平稳，即升降机构12的动作如下：升降驱动件122动作以驱动主动轮125进行转动，由主动轮125带动传动带126动作，而使得多个传动轮127发生转动，由于传动螺母128与传动轮127是同步转动的，因此传动螺母128也会随之发生转动，使得与传动螺母128螺接的升降件124进行升降，从而达到了让传输机构11升降的效果。

具体的，所述送料单元1还包括用于对待码垛的物品进行换向的换向机构13，所述换向机构13包括换向升降驱动件131、换向驱动件132以及换向托件133，所述换向托件133设置有所述传输机构11，所述换向升降驱动件131用于驱动所述换向托件133升降，所述换向驱动件132用于驱动所述换向托件133水平转动。即物品被传输时摆放的方向不一定准确，而本发明则通过换向机构13的设置，即在需要对物品进行换向时，由传输机构11把物品传输至换向托件133正上方，再由换向升降驱动件131驱动换向托件133上升并托起物品，使得物品暂时脱离传输机构11；然后由换向驱动件132驱动换向托件133进行水平转动，实现对于物品进行水平转动的效果；在换向完成以后，换向升降驱动件131驱动换向托件133复位，即可完成对于物品的换向并让物品重新落在传输机构11上。

实际使用时，换向驱动件132由气缸与转动件构成，即通过气缸前后动作的方式带动转动件发生转动，以使得与转动件连接的换向托件133进行转动；而换向升降驱动件131则为多个气缸，以保证换向托件133的升降更为稳定性，避免物品发生掉落。

此外，为了避免换向托件133与传输机构11发生干涉，因此换向托件133的形状为十字状，而在换向托件133处的传输辊则如图所示由两根短辊代替，两根短棍之间的位置用于对换向托件133两侧进行让位，而换向托件133的另外两侧则是在相邻辊的间隙中。

实际使用时，该驱动机构21为三轴机构，用于驱动本体22进行上、下、左、右、前、后六个方向移动，属于常规结构也可实现的动作，因此不对其进行过多限定；而在需要码垛时，由驱动机构21驱动本体22移动至物品处，由拾件机构23把物品上下夹起并托住，然后驱动机构21驱动本体22移动至隔纸放置处，由拾纸机构24把隔纸拾起，此时隔纸位于物品的下方；再由驱动机构21驱动本体22移动至码垛位置，由拾纸机构24把隔纸放下，然后拾件机构23动作，把物品放在隔纸上，实现了一次码垛动作；而后续的动作这是把下一隔纸放在物品上，然后再把下一物品放在该下一隔纸上，实现了自动化码垛的效果。

在本实施例中，所述拾件机构23包括托件结构231、拾件驱动件232以及定位件233，所述托件结构231设置于所述本体22，所述拾件驱动件232用于驱动所述定位件233靠近或者远离所述托件结构231，所述托件结构231用于托住物品，所述定位件233用于把物品固定至所述托件结构231。拾件驱动件232为电缸或者气缸。即在需要拾起物品时，由托件结构231伸出并托住物品底部，然后拾件驱动件232驱动定位件233下降，使得定位件233能够与物品抵触抵触，通过定位件233与托件结构231配合实现夹住物品底部和顶部的效果。

具体的，所述托件结构231还包括托板234以及托件驱动件235，所述托件驱动件235用于驱动所述托板234前后移动，所述托板234用于突伸至物品底部并托住物品。实际使用时，该托件驱动件235为电缸或者气缸，即在不同状态下，托板234位于本体22的底部；当本体22移动至物品的一侧时，由托件驱动件235驱动托板234伸出，使得托板234移动至物品的底部并托住物品，达到了托住物品的效果。

优选的，所述托板234远离所述托件驱动件235的一端设置有插入斜面236，所述插入斜面236用于插入物品底部并把物品引导至所述托板234。该斜面用于让托板23434更好地插入到物品底部，随着托板234被推出而移动至物品底部，直至物品被完全托住，避免对物品表面造成损伤。

在本实施例中，所述拾纸机构24包括拾纸驱动件241以及多个第一吸取件242，多个吸取件均设置于所述本体22的底部，所述拾纸驱动件241用于驱动多个第一吸取件242升降，多个吸取件均用于与隔纸抵触。

实际使用时，第一吸取件242包括吸盘243以及继电器244，所述本体22底部设置有让位槽221，吸盘243位于所述本体22内并经所述让位槽221突伸至所述本体22底部外；吸盘243经继电器244用于外接负压源。即吸盘243与隔纸进行接触以后，由继电器244打开吸盘243与负压源之间的通道，使得吸盘243能够通入负压气体而实现对于隔纸的吸起，保证了拾起隔纸的稳定性。

具体的，所述拾件机构23设置有多个让位孔237，让位孔237用于所述拾件机构23拾起物品时对第一吸取件242让位。该让位孔237设置在托板234上，即托板234由托件驱动件235驱动而伸出并托住物品以后，吸盘243才能够对准让位孔237，保证了吸盘243仅能够在托板234托住物品时下降而与隔纸接触，并在放下隔纸而缩回本体22内时，托板234才能够复位而放下隔纸，从而保证了本发明物品与隔纸交替取放的效果。

具体的，所述拾纸机构24还包括两个分别设置于所述本体22两侧的延伸结构245，延伸结构245包括翻转件2451、延伸驱动件2452以及多个第二吸取件2453，翻转件2451转动设置于所述本体22，延伸驱动件2452用于驱动翻转件2451翻转，多个第二吸取件2453均设置于翻转件2451；当翻转件2451翻转至与所述本体22的底部平行时，第二吸取件2453与隔纸抵触。

即隔纸的宽度可能会较大，此时为了保证隔纸在移动过程中不会发生飘动，并且保证隔纸在放下时不会发生折叠。本发明通过在本体22两侧分别设置延伸结构245，由延伸结构245配合第一吸取件242对隔纸进行吸取，保证隔纸尽可能保持平整地被拾起进行移送。该翻转件2451在不需要拾起隔纸时，则是翻转至与本体22抵触，以避免跟其他结构发生碰撞。

实际使用时，该延伸驱动件2452为电缸或者气缸，且第二吸取件2453的结构与第一吸取件242的结构大致相同。即拾纸机构24动作如下：在需要拾起隔纸时，由延伸驱动件2452驱动翻转件2451翻转至水平状态，使得第二吸取件2453与隔纸先接触并吸住，实现对于隔纸的第一次定位；然后由拾纸驱动件241驱动第一吸取件242下降，使得第一吸取件242下降至与隔纸抵触，从而吸住隔纸的中间位置，达到了把隔纸保持平整地拾起的效果。

优选的，延伸结构245还包括横移结构246，横移结构246包括横移驱动件2461、横移件2462以及导向件2463，导向件2463设置于翻转件2451，横移驱动件2461用于驱动横移件2462沿着导向件2463移动，多个第二吸取件2453均设置于横移件2462。在翻转件2451翻转至水平状态时，横移驱动件2461还需要驱动横移件2462前/后移动，以使得第二吸取件2453的吸取位置与第一吸取件242的吸取位置错开，使得本发明能够拾起面积更大的隔纸。

在实际使用时，该横移结构246的数量为两个，多个第二吸取件2453分别设置于两个横移结构246的横移件2462；两个横移驱动件2461分别驱动两个横移件2462往彼此相反的方向移动。

即一个延伸结构245具有两个横移结构246，两个横移结构246的导向件2463彼此平行，而两个横移件2462则是彼此的动作相反，使得两者在需要拾起隔纸至分别向前和向后移动，使得第二吸取件2453的分布更广，以便于拾起面积更大的隔纸。

在本实施例中。该本体22与三轴驱动机构21之间可设置有水平转动机构25，该水平转动机构25用于驱动本体22进行水平转动，从而能够调整本体22的位置，使得对于物品以及隔纸的拾取更为精准。

具体的，该翻转件2451上还设置有压纸结构247，压制结构包括压纸弹片2471和转动设置于压纸弹片2471的压纸，即在第二吸取件2453吸住隔纸前，由压纸轮2472压住隔纸以避免隔纸发生形变；而在第二吸取件2453松开隔纸后，由于翻转件2451需要复位，此时隔纸可能会与第二吸取件2453之间依然存在一定的粘力，由于由压纸轮2472的设置，使得隔纸被限位而无法随着翻转件2451翻转而动作，保证了隔纸的平整；此外，压纸弹片2471的设置，主要用于让压制轮与隔纸接触后，具有一定的缓冲形成而避免导致隔纸破裂。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动码垛系统，其特征在于：包括送料单元、托纸结构、码垛机器人以及码垛工位，所述送料单元用于上料待码垛的物品，所述托纸结构用于承托隔纸；所述码垛机器人用于拾起物品和隔纸，并把隔纸和物品先后放至所述多工位。

2.根据权利要求1所述的自动码垛系统，其特征在于：所述送料单元包括传输机构以及升降机构，所述传输机构用于把待码垛的物品进行上料，所述升降机构用于驱动所述传输机构上升。

3.根据权利要求2所述的自动码垛系统，其特征在于：所述升降机构包括升降架、升降驱动件、升降传动件以及多个升降件，多个升降件均与所述传输机构连接，多个升降件均可升降地设置于所述升降架，所述升降驱动件经所述升降传动件以驱动多个升降件同时升降。

4.根据权利要求3所述的自动码垛系统，其特征在于：所述升降传动件包括主动轮、传动带、多个传动轮以及多个传动螺母，传动轮与传动螺母一一对应同步传动，多个升降件均为螺杆，所述升降驱动件用于驱动所述主动轮转动，所述主动轮经所述传动带带动多个传动轮同时转动，传动螺母与升降件一一螺接。

5.根据权利要求2所述的自动码垛系统，其特征在于：所述送料单元还包括用于对待码垛的物品进行换向的换向机构，所述换向机构包括换向升降驱动件、换向驱动件以及换向托件，所述换向托件设置有所述传输机构，所述换向升降驱动件用于驱动所述换向托件升降，所述换向驱动件用于驱动所述换向托件水平转动。

6.根据权利要求1所述的自动码垛系统，其特征在于：所述码垛机器人包括驱动机构、本体、均设置于所述本体的拾件机构以及拾纸机构，所述驱动机构用于驱动所述本体移动，所述拾件机构用于夹起物品，所述拾纸机构用于拾起隔纸。

7.根据权利要求6所述的自动码垛系统，其特征在于：所述拾件机构包括托件结构、拾件驱动件以及定位件，所述托件结构设置于所述本体，所述拾件驱动件用于驱动所述定位件靠近或者远离所述托件结构，所述托件结构用于托住物品，所述定位件用于把物品固定至所述托件结构。

8.根据权利要求7所述的自动码垛系统，其特征在于：所述托件结构还包括托板以及托件驱动件，所述托件驱动件用于驱动所述托板前后移动，所述托板用于突伸至物品底部并托住物品。

9.根据权利要求6所述的自动码垛系统，其特征在于：所述拾纸机构包括拾纸驱动件以及多个第一吸取件，多个吸取件均设置于所述本体的底部，所述拾纸驱动件用于驱动多个第一吸取件升降，多个吸取件均用于与隔纸抵触。

10.根据权利要求9所述的自动码垛系统，其特征在于：所述拾纸机构还包括两个分别设置于所述本体两侧的延伸结构，延伸结构包括翻转件、延伸驱动件以及多个第二吸取件，翻转件转动设置于所述本体，延伸驱动件用于驱动翻转件翻转，多个第二吸取件均设置于翻转件；当翻转件翻转至与所述本体的底部平行时，第二吸取件与隔纸抵触。

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