CN116902580A - 一种多规格卷烟辅料自动配盘设备、方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多规格卷烟辅料自动配盘设备、方法及其系统，其中多规格卷烟辅料自动配盘设备包括两辅料配置机，辅料配置机包括机架部件、平移臂部件、升降臂部件与辅料抓取部件；平移臂部件横向滑动连接于机架部件；升降臂部件竖向滑动连接于平移臂部件；辅料抓取部件纵向滑动连接于升降臂部件；一托盘配置机，托盘配置机包括固定法兰、机械臂与托盘抓取装置，机械臂一端与固定法兰连接，另一端与的托盘抓取装置连接；两辅料配置机相对设置于托盘配置机两侧，若干输送机形成输送带设置于辅料配置机与托盘配置机底部。本发明能替代传统的人工搬运配盘工作，提高生产效率与配盘准确率，降低人工劳动强度。

Description

一种多规格卷烟辅料自动配盘设备、方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种烟草生产技术领域，尤其涉及一种多规格卷烟辅料自动配盘设备、方法及其系统。

背景技术

卷烟厂的卷接包装车间所需的各种辅料品类众多，在使用过程中，由于各种辅料的消耗速度不同、辅料大小形状不同、辅料托盘所能承载的辅料数量不同，且生产机台所能存放辅料的空间无法让每种辅料单独占据一个单一品类的原料托盘，故而需要在一个托盘上放置多种辅料，对辅料进行整合，根据生产中所统计的辅料消耗速度，对分配在同一托盘上的各辅料进行数量上的分配，进而实现在更小的空间内存放更多种类的货物，且辅料消耗的速度接近，同一托盘上的多种辅料可在接近的时间段消耗完毕，进而更换新的辅料托盘。

目前卷烟厂的卷接包装车间所需使用的辅料包含卷烟纸、水松纸、卡纸、封签纸、铝箔纸、软盒小包商标纸、软盒条包商标纸、硬盒小包商标纸、硬盒条包商标纸、小包拉线、条包拉线、小包透明纸、条包透明纸、成型盘纸、醋纤丝束、箱皮等，且针对不同的烟支规格，所对应的辅料尺寸也略有不同，在人工进行分配时，极有可能发生错误。需要一种能够针对盘类、箱类等辅料进行分配、拆垛、码垛、输送，并对辅料托盘和辅料隔板进行堆垛、拆垛、收集、输送的设备及方法，来替代传统的人工搬运配盘工作，提高生产效率与配盘准确率，降低人工劳动强度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种多规格卷烟辅料自动配盘设备、方法及其系统，能替代传统的人工搬运配盘工作，提高生产效率与配盘准确率，降低人工劳动强度。

本发明第一方面在于提供一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，包括：

两辅料配置机，所述辅料配置机包括机架部件、平移臂部件、升降臂部件与辅料抓取部件；所述平移臂部件横向滑动连接于机架部件；所述升降臂部件竖向滑动连接于平移臂部件；所述辅料抓取部件纵向滑动连接于升降臂部件，从而对辅料进行抓取与位置调整后放置；

一托盘配置机，所述托盘配置机用于对托盘或隔板进行抓取与位置调整后放置，所述托盘配置机包括固定法兰、机械臂与托盘抓取装置，所述机械臂一端与固定法兰连接，另一端与所述的托盘抓取装置连接；

若干输送机用于对托盘进行传输，使托盘在不同工位间移动；

两所述辅料配置机相对设置于所述托盘配置机两侧，若干所述输送机形成输送带设置于所述辅料配置机与所述托盘配置机底部。

在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述平移臂部件与所述机架部件连接处设置有第一传动组件；所述升降臂部件与所述平移臂部件连接处设置有第二传动组件；所述辅料抓取部件与所述升降臂部件连接处设置有第三传动组件；所述第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件均为同步带轮传动结构。

在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述辅料抓取部件包括连接组件、爪夹组件与辅料吸盘组件；所述连接组件包括第一连接板、第二连接板与法兰轴，所述第一连接板与所述第二连接板分别设置于法兰轴两端；所述爪夹组件设置于所述第二连接板底部，所述爪夹组件具有若干夹爪，所述爪夹组件的夹爪可外扩或回缩，用于回缩伸入盘状辅料中与外扩进行抓取；所述辅料吸盘组件设置于所述第二连接板侧面，所述辅料吸盘组件包括若干吸盘，所述若干吸盘可伸缩地连接于第二连接板侧面，用于对辅料进行吸附抓取。

在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述托盘抓取装置包括第三支架、抓取组件与托盘吸盘组件；所述抓取组件包括抓手驱动机构、第一抓取机构与第二抓取机构，所述第一抓取机构与所述第二抓取机构分别转动连接于所述第三支架相对的两端，通过所述抓手驱动机构驱动所述第一抓取机构与第二抓取机构相对于所述第三支架旋转，从而使所述第一抓取机构与第二抓取机构端部相互靠近或分离，从而将物料抓取或松开；所述托盘吸盘组件设置于所述第三支架底部，所述托盘吸盘组件包括若干用于吸附物料的吸盘。

在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述第一抓取机构包括转轴与抓手，两所述抓手分别固定于所述转轴两端，所述转轴与第三支架端部转动连接，从而使所述抓手可相对于所述第三支架旋转；

所述抓手驱动机构一端铰接于第三支架，另一端铰接有抓取连杆，所述抓取连杆另一端与所述转轴中部固定，通过所述抓手驱动机构带动转轴正向或反向转动，从而带动连接于转轴两端的抓手转动，实现抓取与松开。

在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述机械臂包括底座组件、第一摆臂组件、第二摆臂组件与第三摆臂组件；所述第一摆臂组件与所述底座组件转动连接，所述第二摆臂组件一端与所述第一摆臂组件铰接，另一端与所述第三摆臂组件铰接，所述第三摆臂组件上转动连接有第二安装法兰，所述第二安装法兰用于安装码垛抓取装置。

在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述输送机包括第四支架、链轮组件、第四导向组件与输送机驱动组件；所述第四导向组件设置于所述第四支架顶部两侧，所述第四导向组件包括链条托板与输送导轨，所述链条托板设置于所述第四支架顶部，所述输送导轨设置于所述链条托板外侧；所述输送机驱动组件包括第三电机、电机调节座与传动轴，所述电机调节座与所述第四支架通过拉槽与紧固件连接，所述第三电机固定于所述电机调节座；所述传动轴转动连接于所述第四支架，所述传动轴上设置有第一传动链轮与第二传动链轮，所述第三电机与所述传动轴之间通过第一传动链轮与传动链条联动；

所述链轮组件包括链条导轮、链条绕轮与链条；两组所述链条导轮分别设置于两所述链条托板两端，两组所述链条绕轮分别安装于所述链条托板下方的两侧，所述链条绕设于所述链条托板表面与所述链条导轮、链条绕轮、第二传动链轮周向。

本发明第二方面提供一种多规格卷烟辅料自动配盘方法，包括以下步骤：

配置步骤S1：提供如本发明第一方面任一项所述的多规格卷烟辅料自动配盘设备与若干穿梭车；

预设步骤S2：根据配盘需求设定配盘模型与配盘数量；其中配盘模型包括各辅料的种类信息、配比信息、位置信息与层数信息；

备料步骤S3：读取配盘模型中的种类信息，根据种类信息提供原料、隔板与托盘，将原料隔板与托盘通过穿梭机进入多规格卷烟辅料自动配盘设备相应工位；

配盘步骤S4：通过托盘配置机抓取托盘放置于所需位置，放置完成输出配料信号；

配料步骤S5：辅料配置机根据配料信号进行配料，基于配盘模型中的配比信息、位置信息与层数信息，抓取相应配比的辅料放置于相应工位的托盘上的相应位置；单层配料完成后通过托盘配置机抓取隔板放置于辅料上层，进行下一层配料，直至完成预设层数，输出取料信息；通过穿梭车将配料完成的辅料托盘运输至固定区域进行存放；

配料步骤S8：重复配盘步骤与配料步骤，直至完成设定的配盘数量，输出完成信息。

本发明第三方面提供一种多规格卷烟辅料自动配盘系统，包括，

执行模块，所述执行模块包括如本发明第一方面任一项所述的多规格卷烟辅料自动配盘设备与若干穿梭车；

配盘模型构建模块，用于接收配盘需求信息，根据配盘需求信息构建配盘模型，其中配盘模型包括各辅料的种类信息、配比信息、位置信息与层数信息；

备料模块，用于根据配盘模型进行分析形成备料任务，将备料任务发送至执行模块；

配盘模块，用于对工位是否有托盘进行识别，并根据识别结构形成配盘任务，将配盘任务发送至执行模块；

配料模块，用于根据配盘模型进行分析形成配料任务，将配料任务发送至执行模块。

在本发明第三方面中，作为一种优选的实施例，还包括，

补料模块，用于对各工位的物料情况进行实时监控，当物料量超出预设区间时形成补料任务，将补料任务发送至执行模块；同时，当各工位辅料种类发生改变时形成更新任务，将更新任务发送至配料模块，对配料任务进行更新；

避让模块，用于监控所述托盘配置机的托盘抓取装置的规划路线，与所述辅料配置机的辅料抓取部件的规划路线，当二者的规划路线发生重合时，形成避让任务，将避让任务发送至执行模块。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明的多规格卷烟辅料自动配盘设备通过设置机架部件为各零部件提供支撑，并起到保护作用，两台辅料配置机的机架部件相对设置使设备在运行时与外界隔绝，避免配盘区域的工作人员因疏忽造成的机械伤害，提高设备安全性能；通过在正交方向上相互滑动连接的平移臂部件、升降臂部件与辅料抓取部件，实现对辅料的多方位调整，并且三个方向的运动各自独立互不干扰；通过在两辅料配置机之间设置托盘配置机，对托盘或隔板进行抓取与放置，充分利用托盘配置机机械臂的活动范围，提高空间利用率；通过在辅料配置机与托盘配置机底部设置输送机对托盘进行传输，使托盘及辅料根据配盘需求在不同工位间移动。本实施例采用自动配盘方式取代人工搬箱码盘工序，提高工作效率，减少劳动力输入，降低操作人员的劳动强度，结构设计紧凑、创新、维修保养简易，结构更为简单，降低成本。

2.本发明的多规格卷烟辅料自动配盘系统通过构建配盘模型，同时对已构建好的配盘模型进行储存于调用，可兼容如各规格成品箱、中空直径不同以及高低不同的纸盘等，进行拆垛、堆垛、运输等工作，兼容性强、工作效率高、智能化程度高。采用自动码垛方式取代人工搬箱码盘工序，提高工作效率，减少劳动力输入，降低操作人员的劳动强度，智能化程度高；系统结构设计紧凑、创新、维修保养简易，占地面积小：使用更少的机械臂来实现更高效的使用方式，降低投资成本；系统内规划辅料码垛分配区与托盘及隔板搬运区，两个工艺流程交叉作业，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的多规格卷烟辅料自动配盘设备的结构示意图；

图2为本发明实施例1的辅料配置机的结构示意图；

图3为本发明实施例1的辅料配置机的部位A的局部结构示意图；

图4为本发明实施例1的托盘配置机的结构示意图；

图5为本发明实施例1的托盘配置机的部位B的局部结构示意图；

图6为本发明实施例1的输送机的结构示意图；

图7为本发明实施例2的多规格卷烟辅料自动配盘方法的工位布置示意图；

图8为本发明实施例2的多规格卷烟辅料自动配盘方法的流程示意图；

图9为本发明实施例3的多规格卷烟辅料自动配盘系统的结构示意图；

图中：100、辅料配置机；110、机架部件；111、机架；112、防护网；115、第一导向组件；116、第一驱动组件；117、第一传动组件；120、平移臂部件；121、第一支架；122、第二导向组件；123、第二驱动组件；124、第二传动组件；130、升降臂部件；131、第二支架；132、第三驱动组件；133、第三传动组件；140、辅料抓取部件；141、连接组件；142、爪夹组件；143、吸盘组件；200、托盘配置机；240、底座组件；241、底座驱动机构；242、底座；250、第一摆臂组件；251、第一摆臂；252、摆臂气缸；253、第一驱动机构；260、第二摆臂组件；261、第二摆臂；262、第一连杆；263、第二驱动机构；270、第三摆臂组件；271、第三摆臂；272、连杆结构；281、第二安装法兰；282、第三驱动机构；210、第三支架；220、抓取组件；221、抓手驱动机构；222、第一抓取机构；223、第二抓取机构；230、托盘吸盘组件；300、输送机；310、第四支架；320、链轮组件；321、链条导轮；322、链条绕轮；330、第四导向组件；331、链条托板；332、输送导轨；340、输送机驱动组件；341、第三电机；342、电机调节座；343、传动轴。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1，

参考图1-6所示的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，包括辅料配置机100、托盘配置机200与输送机300；

辅料配置机100用于对辅料进行抓取与放置，并按照预设的配盘指令对辅料进行配置；辅料配置机100包括机架部件110、平移臂部件120、升降臂部件130与辅料抓取部件140；机架部件110提供连接支撑及防护作用；平移臂部件120滑动连接于机架部件110，从而使平移臂部件120可相对于机架部件110在水平方向上移动，从而对辅料的横向位置进行调整；升降臂部件130滑动连接于平移臂部件120，从而使升降臂部件130可相对于机架部件110在垂直方向上移动，从而对辅料的竖向位置进行调整；辅料抓取部件140滑动连接于升降臂部件130，从而使辅料抓取部件140可相对于机架部件110在水平方向上移动，从而对辅料的纵向位置进行调整；

托盘配置机200用于对托盘或隔板进行抓取与放置，根据配盘需求对托盘进行配置，包括固定法兰、机械臂与托盘抓取装置，所述机械臂一端与固定法兰连接，另一端与所述的托盘抓取装置连接。

输送机300用于对托盘进行传输，使托盘在不同工位间移动。

两辅料配置机100相对设置于托盘配置机200相对两侧，充分利用托盘配置机200机械臂的活动范围，提高空间利用率；若干输送机300设置于辅料配置机100与托盘配置机200底部。

本实施例的多规格卷烟辅料自动配盘设备通过设置机架部件110为各零部件提供支撑，并起到保护作用，两台辅料配置机100的机架部件110相对设置使设备在运行时与外界隔绝，避免配盘区域的工作人员因疏忽造成的机械伤害，提高设备安全性能；通过在正交方向上相互滑动连接的平移臂部件120、升降臂部件130与辅料抓取部件140，实现对辅料的多方位调整，并且三个方向的运动各自独立互不干扰；通过在两辅料配置机100之间设置托盘配置机200，对托盘或隔板进行抓取与放置，充分利用托盘配置机200机械臂的活动范围，提高空间利用率；通过在辅料配置机100与托盘配置机200底部设置输送机300对托盘进行传输，使托盘及辅料根据配盘需求在不同工位间移动。本实施例采用自动配盘方式取代人工搬箱码盘工序，提高工作效率，减少劳动力输入，降低操作人员的劳动强度，结构设计紧凑、创新、维修保养简易，结构更为简单，降低成本。

具体的，机架部件110包括机架111与防护网112。机架111负责支撑整体框架，与防护网112配合，将设备整体与外界隔绝，提高安全性。机架部件110还包括有第一导向组件115、第一驱动组件116与第一传动组件117。第一导向组件115包括相互配合的第一滑轨与第一滑块，为平移臂部件120起到导向与支撑作用，第一滑轨水平固定于机架部件110，第一滑块固定于平移臂部件120；第一传动组件117包括设置于第一滑轨两端的第一主动轮与第一张紧轮，第一主动轮与第一张紧轮外套设有第一同步带，第一张紧轮可调节第一同步带的张紧力度。平移臂部件120通过第一夹紧块与第一同步带连接；第一驱动组件116包括第一电机与第一减速器，第一减速器输出轴与第一主动轮连接，第一电机的动力通过第一减速器进行调整后传递至第一主动轮，从而驱动连接于第一同步带的平移臂部件120在第一滑轨方向上移动，从而带动平移臂部件120相对于机架部件110在水平方向上移动，从而对辅料的横向位置进行调整。

平移臂部件120包括第一支架121、第一支架121起连接支撑作用；上述第一滑块与第一夹紧块均连接于第一支架121；

平移臂部件120还包括第二导向组件122、第二驱动组件123与第二传动组件124；第二导向组件122包括相互配合的第二滑轨与第二滑块，为抓取装置起到导向与支撑作用，第二滑轨竖直固定于第一支架121，第二滑块固定于升降臂部件130；第二传动组件124包括设置于第二滑轨两端的第二主动轮与第二张紧轮，第二主动轮与第二张紧轮外套设有第二同步带，第二张紧轮可调节第二同步带的张紧力度。抓取装置通过第二夹紧块与第二同步带连接；第二驱动组件123包括第二电机与第二减速器，第二减速器输出轴与第二主动轮连接，第二电机的动力通过第二减速器进行调整后传递至第二主动轮，从而驱动连接于第二同步带的抓取装置在第二滑轨方向上移动，从而带动升降臂部件130相对于第一支架121在竖直方向上移动，从而对辅料的竖向位置进行调整。

升降臂部件130包括第二支架131，第三驱动组件132与第三传动组件133；第二支架131为保护壳结构，主要起连接支撑作用、同时对安装于第二支架131内部的零件起保护作用，防污防尘。第二支架131底部设置有第三导向组件，第三导向组件包括第三导轨与第三滑块，第三导轨固定于第二支架131底部，第三滑块固定于辅料抓取部件140，从而将辅料抓取部件140滑动连接于第二支架131底部；由第三驱动组件132提供动力，通过第三传动组件133驱动辅料抓取部件140在导轨方向平移，从而对辅料的水平位置做调整。

具体地，第三传动组件133为同步带轮组件，同步带轮组件具有行程长，结构简单的好处，可以为辅料配盘工作的水平位置移动提供更大的调整范围；具体地，第三传动组件133包括第三主动轮、第三张紧轮、第三从动轮与第三同步带；第三主动轮与第三驱动组件132输出轴联动，第三张紧轮与第三从动轮分别设置于导轨两端，第三同步带上设置有啮合齿，分别与第三主动轮、第三张紧轮、第三从动轮啮合，第三同步带套设于第三主动轮、第三张紧轮与第三从动轮周向，第三张紧轮与第三从动轮之间设置有第三皮带夹紧块，通过第三皮带夹紧块将第一连接板与第三同步带连接；通过第三驱动组件132与第三主动轮联动，使绕设于第三主动轮、第三张紧轮与第三从动轮外部的第三同步带移动，如此带动固定于第三同步带上的辅料抓取部件140往返于第三张紧轮与第三从动轮之间，实现对辅料水平位置的调整。

第三主动轮与第三从动轮之间设置有绕轮，通过设置绕轮增大第三同步带与第三主动轮、第三从动轮的包角，从而增大传动面积，避免打滑，进一步提高了第三传动组件133的稳定。

辅料抓取部件140包括连接组件141、爪夹组件142与辅料吸盘组件143；连接组件141起连接支撑作用，连接组件141包括第一连接板、第二连接板与法兰轴，第一连接板与第二连接板分别设置于法兰轴两端；爪夹组件142设置于第二连接板底部，爪夹组件142具有若干夹爪，爪夹组件142的夹爪可外扩或回缩，用于回缩伸入盘状辅料中与外扩进行抓取；辅料吸盘组件143设置于第二连接板侧面，辅料吸盘组件143包括若干吸盘，若干吸盘可伸缩地连接于第二连接板侧面，用于对辅料进行吸附抓取。

当需要抓取盘类辅料时，吸盘缩回，将爪夹组件142用于伸入盘状辅料中心进行外扩抓取，为了进一步增大抓取力度，可将吸盘伸出对盘状辅料表面进行吸取，通过设置爪夹组件142于辅料吸盘组件143同时作用于盘状辅料，提高抓取装置的抓取力；当需要抓取箱状辅料时，吸盘伸出，使之低于爪夹组件142即可对箱状辅料进行吸取；本实施例的辅料抓取部件140，通过设置第一连接板用于与升降臂部件130进行连接，通过设置法兰轴提供若干吸盘伸缩空间，第二连接板底部与侧面分别设置爪夹组件142与辅料吸盘组件143，能够同时适应对盘状组件与箱状组件的抓取，并且抓持效果好，大大提高了其实用性与稳定性。

进一步的，爪夹组件142包括爪夹保护架、爪夹驱动件、爪夹传动件与夹爪，爪夹传动件包括爪夹主动轮与爪夹从动轮，三个爪夹从动轮均布于爪夹主动轮周向，爪夹从动轮与爪夹主动轮啮合；夹爪偏心设置于爪夹从动轮；爪夹驱动件与爪夹主动轮联动。通过爪夹驱动件向爪夹主动轮输入扭矩，带动三个爪夹从动轮同时转动，从而使爪夹外扩或回缩。爪夹保护架设置于爪夹传动件外部，对爪夹传动件起保护作用。

辅料吸盘组件143，辅料吸盘组件143包括固定件、伸缩件、吸盘座与吸盘；伸缩件通过固定件固定于第二连接板侧面，伸缩件具有伸缩端，伸缩端与吸盘座连接，吸盘座底面固定有若干吸盘，伸缩件可以通过三轴气杆实现，通过伸缩件带动伸缩端的吸盘座伸出或缩回，带动吸盘将辅料吸附或卸除；在本实施例中，通过爪夹组件142的设置，当吸盘缩回至高于夹爪的位置之时，夹爪与辅料表面抵制，限制辅料随吸盘缩回而移动，从而将辅料与吸盘脱离，将其卸除，结构简单，方便快捷。辅料吸盘组件143数量为2，分别设置于第二连接板相对两侧，以此提供更加稳定的吸附效果。

具体地，托盘抓取装置包括第三支架210、抓取组件220与托盘吸盘组件230；

第三支架210主要起连接支撑作用，用于为各零部件提供安装空间。第三支架210重力中心点上设置有第一安装法兰，以便于将码垛抓取装置安装于自动配盘设备之上。

抓取组件220包括抓手驱动机构221、第一抓取机构222与第二抓取机构223，第一抓取机构222与第二抓取机构223分别转动连接于第三支架210相对的两端，通过抓手驱动机构221驱动第一抓取机构222与第二抓取机构223相对于第三支架210旋转，从而使第一抓取机构222与第二抓取机构223端部相互靠近或分离，从而将物料抓取或松开。

托盘吸盘组件230，设置于第三支架210底部，托盘吸盘组件230包括若干均布于第三支架210底部的吸盘，用于吸附物料。

当需要抓取托盘时，通过抓手驱动机构221驱动第一抓取机构222与第二抓取机构223相对于第三支架210旋转使第一抓取机构222与第二抓取机构223端部相互靠近将物料抓取，同时通过托盘吸盘组件230对托盘表面的吸附进行辅助抓取，若干均布于第三支架210底部的吸盘还可限制托盘在第一抓取机构222与第二抓取机构223之间滑动防止掉落；抓取到达指定位置时，通过抓手驱动机构221驱动第一抓取机构222与第二抓取机构223分离，将托盘松开卸除，托盘在重力的作用下自然脱落；当需要抓取相对比较轻薄的纸质或木质隔板时，可单独通过托盘吸盘组件230进行吸附抓取；卸除物料时，隔板有时重量太轻无法克服托盘吸盘组件230的吸附力成功脱落，通过驱动第一抓取机构222与第二抓取机构223反向旋转，第一抓取机构222与第二抓取机构223与隔板抵持，将隔板从托盘吸盘组件230上推落，方便快捷，简单实用。

具体地，第一抓取机构222包括转轴与抓手，两抓手分别固定于转轴两端，转轴与第三支架210端部转动连接，从而使抓手可相对于第三支架210旋转。

在本实施例中，抓手驱动机构221为气缸，气缸一端铰接于第三支架210，另一端铰接有抓取连杆，抓取连杆另一端与转轴中部固定，通过气缸的伸出或缩回，带动转轴正向或反向转动，从而带动连接于转轴两端的抓手转动，实现物料的抓取与松开。

第二抓取机构223与第一抓取机构222结构一致，此处不再赘述。

本实施例的托盘抓取装置通过设置第二抓取机构223与第一抓取机构222，同时配合托盘吸盘组件230进行抓取，能够自适应不同尺寸、重量，不同类型的托盘的抓取。且由多个抓手与吸盘的配合，进一步加强了抓取稳定性，防止抓持过程中物料的滑动或掉落，抓取效果好。同时抓手的设置能够进一步帮助物料卸除，实用性强。

具体地，固定法兰为托盘配置机200提供支撑与安装定位功能，通过固定法兰将托盘配置机200固定于多规格卷烟辅料自动配盘设置，也可增置安装支架进行辅助，本领域技术人员根据实际需求进行实施。

机械臂包括底座组件240、第一摆臂组件250、第二摆臂组件260与第三摆臂组件270；

底座组件240包括底座驱动机构241与底座242，底座242转动连接于固定法兰，连接处形成转动轴，底座驱动机构241具有输出轴，底座驱动机构241输出轴与底座242联动，通过底座驱动机构241提供动力，带动底座242相对于固定法兰旋转，从而对码垛抓取装置的角位置进行调节。

第一摆臂组件250包括第一摆臂251、摆臂气缸252与第一驱动机构253，第一摆臂251两端分别形成第一端部与第二端部，第一端部与底座组件240铰接，铰接处形成铰接轴，铰接轴与转动轴相互垂直；第一驱动机构253具有输出轴，第一驱动机构253输出轴与第一摆臂251联动，通过第一驱动机构253提供动力，带动第一摆臂251相对于底座242旋转，从而对抓取装置的水平位置进行调节。摆臂气缸252设置于第一摆臂251侧面，摆臂气缸252一端第二端部铰接，另一端与底座242组件铰接，通过摆臂气缸252的伸缩提供动力，带动第一摆臂251相对于底座242旋转，进一步为第一摆臂251对于码垛抓取装置的水平位置调节起到定位与辅助作用；通过第一驱动机构253与摆臂气缸252共同作用于第一摆臂251，实现更加精准的调节。

第二摆臂组件260包括第二摆臂261、第一连杆262与第二驱动机构263，第二摆臂261两端分别形成第三端部与第四端部，第三端部与第四端部之间靠近第三端部的位置设置有支撑部，支撑部与第二端部铰接，从而第二摆臂261可相对于第一摆臂251转动，第一连杆262一端与第三端部铰接，另一端与第二驱动机构263联动，由第二驱动机构263提供动力，通过第一连杆262带动第二摆臂261可相对于第一摆臂251绕支撑部转动，从而对码垛抓取装置的高度位置进行调节。

第三摆臂组件270包括第三摆臂271、第三摆臂271；第三摆臂271两端形成第六端部与第七端部，第六端部与第四端部铰接，从而使第三摆臂271可相对于第二摆臂261转动。第三摆臂271包括连杆结构272，连杆结构272包括依次铰接的第二连杆、第三连杆与第四连杆，其中第二连杆端部与底座242铰接，第三连杆中部与第二摆臂261铰接，第四连杆端部与第三摆臂271铰接；通过第三摆臂271的设置，为第三摆臂271受到的第二摆臂261或第一摆臂251相对旋转的角度做出补偿，使在第一摆臂组件250与第二摆臂组件260在对抓取位置调节过程中，第三摆臂271可以始终保持同一角度，使抓取平面始终保持垂直向下的状态。

进一步的，第三摆臂271的第七端部设置有第二安装法兰281与第三驱动机构282，第二安装法兰281转动连接于第七端部，第二安装法兰281用于安装码垛抓取装置，通过将第一安装法兰与第二安装法兰281连接，将码垛抓取装置安装于第七端部，第三驱动机构282与第二安装法兰281联动，通过第三驱动机构282带动第二安装法兰281旋转，从而使码垛抓取装置相对于第三摆臂271转动，对码垛抓取装置的旋转角度进行调节。

本实施例的自动配盘设备，通过设置底座组件240将设备进行安装固定，通过设置第一摆臂组件250、第二摆臂组件260与第三摆臂组件270，第一摆臂组件250与底座组件240转动连接，第二摆臂组件260一端与第一摆臂组件250铰接，另一端与第三摆臂组件270铰接，第三摆臂组件270上转动连接第二安装法兰281，第二安装法兰281用于安装码垛抓取装置，如此对码垛抓取装置的个方位进行调节控制，实现物料的转移。

进一步的，若干输送机300排列设置于辅料配置机100与托盘配置机200底部，用于对辅料及托盘进行承接与运输。

输送机300包括第四支架310、链轮组件320、第四导向组件330与输送机驱动组件340。第四支架310主要起支撑连接作用，第四导向组件330设置于第四支架310顶部两侧，第四导向组件330包括链条托板331与输送导轨332，链条托板331设置于第四支架310顶部，用于引导装载有辅料与托盘移动，并为链条与托盘提供支撑，输送导轨332设置于链条托板331外侧，用于限制托盘向两侧位移，引导托盘向运输方向移动。输送机驱动组件340包括第三电机341、电机调节座342与传动轴343，电机调节座342与第四支架310通过拉槽与紧固件连接，第三电机341固定于电机调节座342；传动轴343转动连接于第四支架310，传动轴343上设置有第一传动链轮与第二传动链轮，第三电机341与传动轴343之间通过第一传动链轮与传动链条联动，通过调节电机调节座342在第四支架310上的第三电机341输出轴位置，从而对传动链条的张紧程度进行调节。

链轮组件320包括链条导轮321、链条绕轮322与链条；两组链条导轮321分别设置于两链条托板331两端，两组链条绕轮322分别安装于链条托板331下方的两侧，链条绕设于链条托板331表面与链条导轮321、链条绕轮322、第二传动链轮周向；链条绕轮322用于增大链条链条与各链轮之间的包角从而增大传动面积，避免打滑，进一步提高了输送机300的稳定性。由输送机驱动组件340提供动力，通过传动轴343驱动两组链条导轮321同步转动，从而带动链条在链条托板331表面平稳运行，链条作用于托盘底部，从而带动托盘上的辅料移动，实现其运输功能。输送导轨332上还设置有光电检测器，实时检测输送机300上的货物存放及运输状态。

本实施例的多规格卷烟辅料自动配盘设备共配备9台输送机300，形成阵列分别设置于两辅料配置机100底部与托盘配置机200底部，从而在两辅料配置机100底部与托盘配置机200底部形成多个工位，通过各工位上的输送机300相互配合，对辅料以及托盘、隔板在不同工位上进行运输，为自动配盘设备提供接收、输出、存放货物的功能。

实施例2，

参考图7-图8所示，本实施例在实施例1的基础上，提供一种多规格卷烟辅料自动配盘方法，具体包括以下步骤，

配置步骤S1：提供如实施例1所述的多规格卷烟辅料自动配盘设备，与用于向多规格卷烟辅料自动配盘设备上料与下料的穿梭车；托盘配置机200底下依次设定为工位B1、工位B2与工位B3；托盘配置机200设置于工位B2上方；在托盘配置机200两侧的辅料配置机100内分别设定工位A1、工位A2、工位A3与工位C1、工位C2、工位C3；其中工位A1、工位B1与工位C1均为输送机300进料方向，工位A3、工位B3与工位C3均为输送机300出料方向；

预设步骤S2：根据配盘需求设定配盘模型与配盘数量；其中配盘模型包括各辅料的种类信息、配比信息、位置信息与层数信息；

备料步骤S3：读取配盘模型中的种类信息，根据种类信息提供原料，将原料通过穿梭机与输送机300进入工位A1、工位A2与工位C1、工位C2；

原料包括托盘、辅料与隔板；其中单一种类的辅料多层摆放于托盘之上，隔板设置于各层辅料之间，起分隔作用，隔板为纸质或者木制隔板；

提供若干托盘，将托盘通过输送机300进入工位B3；

配盘步骤S4：通过托盘配置机200抓取托盘放置于所需位置，放置完成输出配料信号；具体包括：

配盘步骤S4.1：识别工位A3是否有托盘，若有则输出配料信号；若无则输出配盘信号，托盘配置机200根据配盘信号，从工位B3抓取托盘放置于工位A3，执行完成输出配料信号；

配盘步骤S4.2：识别工位C3是否有托盘，若有则输出配料信号；若无则输出配盘信号，托盘配置机200根据配盘信号，从工位B3抓取托盘放置于工位C3，执行完成输出配料信号；

配料步骤S5：辅料配置机100根据配料信号进行配料，基于配盘模型中的配比信息、位置信息与层数信息，抓取相应配比的辅料放置于相应工位的托盘上的相应位置，直至完成预设层数，输出取料信息；通过穿梭车将配料完成的辅料托盘运输至固定区域进行存放；具体包括：

配料步骤S5.1：辅料配置机100根据配料信号进行配料，读取配盘模型中的配比信息、位置信息与层数信息，通过辅料配置机100从工位A1、工位A2、抓取相应配比的辅料放置于工位A3的托盘上的相应位置，直至完成预设层数，输出取料信息；通过输送机300与穿梭车或是其他输送装置装将配料完成的辅料托盘运输至固定区域进行存放；

配料步骤S5.2：辅料配置机100根据配料信号进行配料，读取配盘模型中的配比信息、位置信息与层数信息，通过辅料配置机100从工位C1、工位C2、抓取相应配比的辅料放置于工位C3的托盘上的相应位置，直至完成预设层数，输出取料信息；通过输送机300与穿梭车或是其他输送装置装将配料完成的辅料托盘运输至固定区域进行存放；

补盘步骤S6：识别工位B1上隔板是否超出预设区间，若是则通过穿梭车提取隔板；识别工位B3上托盘是否超出预设区间，若是则通过穿梭车补入或提取托盘，使工位B3上的托盘始终保持在预设区间；

识别工位A1、工位A2、工位C1、工位C2最上层是否为空隔板，若是则通过托盘配置机200从相应工位抓取空隔板放置于工位B1；当工位B1上的隔板数量超过预设最大值时通过穿梭车将超出部分运走；

识别工位A1、工位A2、工位C1、工位C2最上层是否为空托盘，若是则通过托盘配置机200从相应工位抓取空托盘放置于工位B3；当工位B3上的托盘数量超过预设最大值时通过穿梭车将超出部分运走；

补料步骤S7：托盘配置机200从工位A1或工位C1抓取空托盘放置于工位B3后，通过穿梭车与输送机300向工位A1或工位C1补入相应原料；

托盘配置机200从工位A2抓取空托盘放置于工位B3后，通过输送机300将工位A1上的原料运输至工位A2，通过穿梭车与输送机300向工位A1补入相应原料；托盘配置机200从工位C2抓取空托盘放置于工位B3后，通过输送机300将工位C1上的原料运输至工位C2，通过穿梭车与输送机300向工位C1补入相应原料；

完成步骤S8：重复配盘步骤、配料步骤、补盘步骤与补料步骤，直至完成设定的配盘数量，输出完成信息。

本实施例的工位数量仅为便于对本方案进行说明，其具体数量可根据实际的配盘需求进行适应性调整，本领域技术人员均可理解。

实施例3，

参考图8所示，本实施例针对实施例2提出的方法，提出一种多规格卷烟辅料自动配盘系统，具体包括，

执行模块，执行模块包括如实施例1所述的多规格卷烟辅料自动配盘设备，与用于向多规格卷烟辅料自动配盘设备上料与下料的若干穿梭车；

配盘模型构建模块，用于接收配盘需求信息，根据配盘需求信息构建配盘模型，其中配盘模型包括各辅料的种类信息、配比信息、位置信息与层数信息；对构建好的配盘模型进行储存；

配盘模型调用模块，用于对已构建的配盘模型进行调用；

备料模块，用于根据配盘模型进行分析形成备料任务，将备料任务发送至执行模块；

配盘模块，用于对工位A3与工位C3是否有托盘进行识别，并根据识别结构形成配盘任务，将配盘任务发送至执行模块；

配料模块，用于根据配盘模型进行分析形成配料任务，将配料任务发送至执行模块；

补料模块，用于对各工位的物料情况进行实时监控，当物料量超出预设区间时形成补料任务，将补料任务发送至执行模块；同时，当各工位辅料种类发生改变时形成更新任务，将更新任务发送至配料模块，对配料任务进行更新；

避让模块，用于监控托盘配置机200的托盘抓取装置的规划路线，与辅料配置机100的辅料抓取部件140的规划路线，当二者的规划路线发生重合时，形成避让任务，将避让任务发送至执行模块。

本实施例相对设置的两辅料配置机100可用于执行相同的辅料配盘任务，也可用于各自执行不同的辅料配盘任务，本领域技术人员均可理解。

通过本实施例的多规格卷烟辅料自动配盘系统对多种不同种类、不同规格的辅料进行分拣，避免了人工分拣时，会因辅料外形相似而导致的分拣种类错误问题，减轻了操作人员的劳动强度，同时也避免了因为操作人员疲劳而导致的分拣数量错误问题，进而避免了在后续的生产过程中，因辅料错误而导致降低生产效率或报废烟支的可能性，同时使用更简单的机械结构为机械臂提供辅助的的工作效果，使用更少的机械臂可完成更高效的分拣任务，空间结构设计的更为紧凑、合理且便于维修保养，故而降低了使用方的投资成本以及使用维护成本，节省了占地空间的同时，也降低了工作人员的维修、保养难度。

本实施例通过构建配盘模型，同时对已构建好的配盘模型进行储存于调用，可兼容如各规格成品箱、中空直径不同以及高低不同的纸盘等，进行拆垛、堆垛、运输等工作，兼容性强、工作效率高、智能化程度高。采用自动码垛方式取代人工搬箱码盘工序，提高工作效率，减少劳动力输入，降低操作人员的劳动强度，智能化程度高；系统结构设计紧凑、创新、维修保养简易，占地面积小：使用更少的机械臂来实现更高效的使用方式，降低投资成本；系统内规划辅料码垛分配区与托盘及隔板搬运区，两个工艺流程交叉作业，提高生产效率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，包括：

两辅料配置机，所述辅料配置机包括机架部件、平移臂部件、升降臂部件与辅料抓取部件；所述平移臂部件横向滑动连接于机架部件；所述升降臂部件竖向滑动连接于平移臂部件；所述辅料抓取部件纵向滑动连接于升降臂部件，从而对辅料进行抓取与位置调整后放置；

一托盘配置机，所述托盘配置机用于对托盘或隔板进行抓取与位置调整后放置，所述托盘配置机包括固定法兰、机械臂与托盘抓取装置，所述机械臂一端与固定法兰连接，另一端与所述的托盘抓取装置连接；

若干输送机用于对托盘进行传输，使托盘在不同工位间移动；

两所述辅料配置机相对设置于所述托盘配置机两侧，若干所述输送机形成输送带设置于所述辅料配置机与所述托盘配置机底部。

2.根据权利要求1所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，所述平移臂部件与所述机架部件连接处设置有第一传动组件；所述升降臂部件与所述平移臂部件连接处设置有第二传动组件；所述辅料抓取部件与所述升降臂部件连接处设置有第三传动组件；所述第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件均为同步带轮传动结构。

3.根据权利要求2所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，所述辅料抓取部件包括连接组件、爪夹组件与辅料吸盘组件；所述连接组件包括第一连接板、第二连接板与法兰轴，所述第一连接板与所述第二连接板分别设置于法兰轴两端；所述爪夹组件设置于所述第二连接板底部，所述爪夹组件具有若干夹爪，所述爪夹组件的夹爪可外扩或回缩，用于回缩伸入盘状辅料中与外扩进行抓取；所述辅料吸盘组件设置于所述第二连接板侧面，所述辅料吸盘组件包括若干吸盘，所述若干吸盘可伸缩地连接于第二连接板侧面，用于对辅料进行吸附抓取。

4.根据权利要求1所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，所述托盘抓取装置包括第三支架、抓取组件与托盘吸盘组件；所述抓取组件包括抓手驱动机构、第一抓取机构与第二抓取机构，所述第一抓取机构与所述第二抓取机构分别转动连接于所述第三支架相对的两端，通过所述抓手驱动机构驱动所述第一抓取机构与第二抓取机构相对于所述第三支架旋转，从而使所述第一抓取机构与第二抓取机构端部相互靠近或分离，从而将物料抓取或松开；所述托盘吸盘组件设置于所述第三支架底部，所述托盘吸盘组件包括若干用于吸附物料的吸盘。

5.根据权利要求4所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，所述第一抓取机构包括转轴与抓手，两所述抓手分别固定于所述转轴两端，所述转轴与第三支架端部转动连接，从而使所述抓手可相对于所述第三支架旋转；

所述抓手驱动机构一端铰接于第三支架，另一端铰接有抓取连杆，所述抓取连杆另一端与所述转轴中部固定，通过所述抓手驱动机构带动转轴正向或反向转动，从而带动连接于转轴两端的抓手转动，实现抓取与松开。

6.根据权利要求1所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，所述机械臂包括底座组件、第一摆臂组件、第二摆臂组件与第三摆臂组件；所述第一摆臂组件与所述底座组件转动连接，所述第二摆臂组件一端与所述第一摆臂组件铰接，另一端与所述第三摆臂组件铰接，所述第三摆臂组件上转动连接有第二安装法兰，所述第二安装法兰用于安装码垛抓取装置。

7.根据权利要求1所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘设备，其特征在于，所述输送机包括第四支架、链轮组件、第四导向组件与输送机驱动组件；所述第四导向组件设置于所述第四支架顶部两侧，所述第四导向组件包括链条托板与输送导轨，所述链条托板设置于所述第四支架顶部，所述输送导轨设置于所述链条托板外侧；所述输送机驱动组件包括第三电机、电机调节座与传动轴，所述电机调节座与所述第四支架通过拉槽与紧固件连接，所述第三电机固定于所述电机调节座；所述传动轴转动连接于所述第四支架，所述传动轴上设置有第一传动链轮与第二传动链轮，所述第三电机与所述传动轴之间通过第一传动链轮与传动链条联动；

所述链轮组件包括链条导轮、链条绕轮与链条；两组所述链条导轮分别设置于两所述链条托板两端，两组所述链条绕轮分别安装于所述链条托板下方的两侧，所述链条绕设于所述链条托板表面与所述链条导轮、链条绕轮、第二传动链轮周向。

8.一种多规格卷烟辅料自动配盘方法，其特征在于，包括以下步骤，

配置步骤S1：提供如权利要求1-7任一项所述的多规格卷烟辅料自动配盘设备与若干穿梭车；

预设步骤S2：根据配盘需求设定配盘模型与配盘数量；其中配盘模型包括各辅料的种类信息、配比信息、位置信息与层数信息；

备料步骤S3：读取配盘模型中的种类信息，根据种类信息提供原料、隔板与托盘，将原料隔板与托盘通过穿梭机进入多规格卷烟辅料自动配盘设备相应工位；

配盘步骤S4：通过托盘配置机抓取托盘放置于所需位置，放置完成输出配料信号；

配料步骤S5：辅料配置机根据配料信号进行配料，基于配盘模型中的配比信息、位置信息与层数信息，抓取相应配比的辅料放置于相应工位的托盘上的相应位置；单层配料完成后通过托盘配置机抓取隔板放置于辅料上层，进行下一层配料，直至完成预设层数，输出取料信息；通过穿梭车将配料完成的辅料托盘运输至固定区域进行存放；

完成步骤S8：重复配盘步骤与配料步骤，直至完成设定的配盘数量，输出完成信息。

9.一种多规格卷烟辅料自动配盘系统，其特征在于，包括，

执行模块，所述执行模块包括如权利要求1-7任一项所述的多规格卷烟辅料自动配盘设备与若干穿梭车；

配盘模型构建模块，用于接收配盘需求信息，根据配盘需求信息构建配盘模型，其中配盘模型包括各辅料的种类信息、配比信息、位置信息与层数信息；

备料模块，用于根据配盘模型进行分析形成备料任务，将备料任务发送至执行模块；

配盘模块，用于对工位是否有托盘进行识别，并根据识别结构形成配盘任务，将配盘任务发送至执行模块；

配料模块，用于根据配盘模型进行分析形成配料任务，将配料任务发送至执行模块。

10.根据权利要求9所述的一种多规格卷烟辅料自动配盘系统，其特征在于，还包括，

配盘模型调用模块，用于对已构建的配盘模型进行调用；

补料模块，用于对各工位的物料情况进行实时监控，当物料量超出预设区间时形成补料任务，将补料任务发送至执行模块；同时，当各工位辅料种类发生改变时形成更新任务，将更新任务发送至配料模块，对配料任务进行更新；

避让模块，用于监控所述托盘配置机的托盘抓取装置的规划路线，与所述辅料配置机的辅料抓取部件的规划路线，当二者的规划路线发生重合时，形成避让任务，将避让任务发送至执行模块。