CN117302998A - 一种码垛机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码垛机器人系统，涉及纸箱码垛技术领域，包括托盘拆盘输送机构和码垛机器人，托盘拆盘输送机构包括空托盘垛上料位、空托盘缓存位、第一产品码垛位、第二产品码垛位、第一成品垛取料位、第二成品垛取料位、第一链条输送机和第二链条输送机；空托盘垛上料位设置有托盘下料机，其他工位均设置有滚筒输送机，空托盘缓存位、第一产品码垛位和第二产品码垛位的底部均设置有顶升机构；空托盘缓存位的上方跨设有机器人底座，码垛机器人设置在机器人底座上，码垛机器人的末端设置有码垛吸盘夹具。本发明通过设置托盘拆盘输送机构形成两个产品码垛位，共用一个码垛机器人对纸箱进行码垛，有效提高了码垛机器人的利用效率。

Description

一种码垛机器人系统

技术领域

本发明涉及纸箱码垛技术领域，具体涉及一种码垛机器人系统。

背景技术

在医药、食品等行业中，产品常用纸箱进行包装，为了便于产品后期的运输和数量统计，还会将成箱的产品码垛到托盘上，以托盘为单位进行运输和计数。传统的纸箱码垛方式是依靠人工搬运纸箱，劳动强度大；随着科技发展，现在可以使用码垛机器人进行纸箱自动码垛，节省了人力，但是现有的使用码垛机器人进行纸箱码垛的方式仍不够完善，通常一个码垛机器人只负责一侧的纸箱码垛工作，在一些运行速度比较缓慢的包装流水线上，码垛机器人时常需要等待纸箱的到来，这无疑是对码垛机器人的效能的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种码垛机器人系统，通过设置托盘拆盘输送机构形成两个产品码垛位，共用一个码垛机器人对纸箱进行码垛，有效提高了码垛机器人的利用效率。

本发明提供了一种码垛机器人系统，包括托盘拆盘输送机构和码垛机器人，所述托盘拆盘输送机构包括空托盘垛上料位、空托盘缓存位、第一产品码垛位、第二产品码垛位、第一成品垛取料位、第二成品垛取料位、第一链条输送机和第二链条输送机，所述空托盘垛上料位设置在所述空托盘缓存位的负Y轴方向，所述第一产品码垛位设置在所述空托盘缓存位的正X轴方向，所述第二产品码垛位设置在所述空托盘缓存位的负X轴方向，所述第一成品垛取料位设置在所述第一产品码垛位的负Y轴方向，所述第二成品垛取料位设置在所述第二产品码垛位的负Y轴方向；所述第一链条输送机位于所述第一产品码垛位中，所述第二链条输送机位于所述空托盘缓存位和所述第二产品码垛位中，所述第一链条输送机和所述第二链条输送机相接；

所述空托盘垛上料位用于上下层叠放置空托盘，所述空托盘垛上料位设置有托盘下料机，所述托盘下料机用于从底部逐个将空托盘输送给所述空托盘缓存位；所述空托盘缓存位、所述第一产品码垛位、所述第二产品码垛位、所述第一成品垛取料位和所述第二成品垛取料位均设置有滚筒输送机，所述空托盘缓存位、所述第一产品码垛位、所述第二产品码垛位、所述第一成品垛取料位和所述第二成品垛取料位的滚筒互相平行；所述空托盘缓存位、所述第一产品码垛位和所述第二产品码垛位的底部均设置有顶升机构，所述顶升机构用于控制对应的滚筒输送机的升降；

所述空托盘缓存位的上方跨设有机器人底座，所述码垛机器人设置在所述机器人底座上，所述码垛机器人的末端设置有码垛吸盘夹具。

具体的，所述空托盘缓存位的滚筒输送机往所述空托盘缓存位的正Y轴方向输送托盘，所述第一产品码垛位、所述第二产品码垛位、所述第一成品垛取料位和所述第二成品垛取料位的滚筒输送机往所述空托盘缓存位的负Y轴方向输送托盘，所述第一链条输送机往所述空托盘缓存位的正X轴方向输送托盘，所述第二链条输送机往所述空托盘缓存位的正X轴方向或负X轴方向输送托盘。

具体的，所述码垛机器人系统还包括第一打带机、第一缓存输送线、第二打带机和第二缓存输送线，所述第一缓存输送线间隔设置在所述第一产品码垛位的正Y轴方向，所述第二缓存输送线间隔设置在所述第二产品码垛位的正Y轴方向，所述第一缓存输送线的进料端和所述第一打带机连接，所述第二缓存输送线的进料端和所述第二打带机连接。

具体的，所述码垛机器人系统还包括安全防护装置，所述安全防护装置包围所述第一缓存输送线、所述第二缓存输送线、所述第一产品码垛位和所述第二产品码垛位；

所述安全防护装置由不锈钢立柱和透明亚克力板组成，所述安全防护装置在所述空托盘缓存位的正Y轴方向设置有安全门，所述安全门设置有电磁保护开关。

具体的，所述第一缓存输送线和所述第二缓存输送线均采用滚筒输送形式，所述第一缓存输送线和所述第二缓存输送线的长度均为L1，输送纸箱的长度为L2，所述L1和所述L2的约束关系为：L1≥2L2。

具体的，所述第一缓存输送线和所述第二缓存输送线均包括缓存底座、缓存输送滚筒、第一挡箱板、第二挡箱板和夹箱机构，所述缓存输送滚筒设置在所述缓存底座的顶部，所述第一挡箱板设置在所述缓存输送滚筒的末端，所述第二挡箱板和所述夹箱机构分别设置在所述缓存输送滚筒的两侧，所述夹箱机构的输出端朝向所述第二挡箱板；

所述缓存输送滚筒的进料端设置有第一缓存光电传感器，所述缓存输送滚筒的末端设置有第二缓存光电传感器，所述缓存输送滚筒的旁侧设置有纸箱扫码器。

具体的，所述第一产品码垛位和所述第二产品码垛位均设置有托盘扫码器。

具体的，所述码垛吸盘夹具包括夹具安装板、电磁阀和真空吸附装置，所述电磁阀和所述真空吸附装置安装在所述夹具安装板上，所述电磁阀和所述真空吸附装置连接；

所述真空吸附装置包括两个单吸盘吸附机构、两个双大吸盘吸附机构和两个双小吸盘吸附机构，所述夹具安装板的几何中心区域设置有机器人连接部，所述两个单吸盘吸附机构对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个单吸盘吸附机构沿着所述机器人连接部的Y轴方向分布；所述两个双大吸盘吸附机构对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个双大吸盘吸附机构沿着所述机器人连接部的X轴方向分布；所述两个双小吸盘吸附机构对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个双小吸盘吸附机构将所述两个双大吸盘吸附机构夹在中间，所述两个双小吸盘吸附机构沿着所述机器人连接部的X轴方向分布；所述两个双大吸盘吸附机构和所述两个双小吸盘吸附机构均与所述机器人连接部的Y轴方向平行。

具体的，所述码垛机器人为六轴机器人，所述六轴机器人的工作半径≤2.60m，所述六轴机器人的负载能力≤200kg，所述六轴机器人的重复定位精度≤0.05mm，所述六轴机器人的重复路径精度≤0.10mm。

具体的，所述机器人底座包括两个前腿柱、两个后腿柱、两个侧横梁、一个前横梁、一个后横梁和一个机器人载板，所述前腿柱和所述后腿柱的高度相等，所述两个侧横梁的长度相等，所述前横梁和所述后横梁的长度相等；

一个所述前腿柱、一个所述侧横梁和一个所述后腿柱依次相接形成支撑架；在同一个支撑架中，所述前腿柱的上端和所述侧横梁的一端固定连接，所述后腿柱的上端和所述侧横梁的另一端固定连接；两个所述支撑架对称设置在所述机器人载板的两侧；

所述机器人载板和所述两个侧横梁的下表面固定连接；所述前横梁和所述后横梁固定设置在两个所述支撑架之间，所述前横梁位于所述机器人载板的上方，所述两个侧横梁靠近所述前腿柱的一端和所述前横梁固定连接，所述前横梁的下表面和所述机器人载板固定连接；所述后横梁位于所述机器人载板的下方，所述后横梁和所述两个后腿柱固定连接，所述后横梁的上表面和所述机器人载板固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在本发明的码垛机器人系统中，空托盘垛上料位用于上下层叠放置空托盘，托盘下料机用于从空托盘垛上料位的底部逐个将空托盘输送给空托盘缓存位；空托盘缓存位再通过第一链条输送机和第二链条输送机分别向第一产品码垛位、第二产品码垛位输送托盘，在空托盘缓存位上方的码垛机器人可以往第一产品码垛位、第二产品码垛位码垛纸箱，第一产品码垛位上完成纸箱码垛的托盘会被输送到第一成品垛取料位，第二产品码垛位上完成纸箱码垛的托盘会被输送到第二成品垛取料位，在上述过程中，顶升机构控制相应工位的滚筒输送机的升降，再配合第一链条输送机和第二链条输送机实现托盘的输送，最终托盘拆盘输送机构形成了两个产品码垛位，共用一个码垛机器人对纸箱进行码垛，从而有效地提高了码垛机器人的利用效率。

附图说明

图1是本发明实施例中码垛机器人系统的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中托盘拆盘输送机构的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例中机器人底座的结构示意图；

图4是本发明实施例中码垛吸盘夹具的结构示意图；

图5是本发明实施例中第一缓存输送线的结构示意图；

图6是本发明实施例中夹箱机构的结构示意图；

图7是本发明实施例中电磁阀的结构示意图；

图8是本发明实施例中单吸盘吸附机构的结构示意图；

图9是本发明实施例中双大吸盘吸附机构的结构示意图；

图10是本发明实施例中双小吸盘吸附机构的结构示意图。

附图中，10、托盘拆盘输送机构；20、码垛机器人；201、码垛吸盘夹具；21、夹具安装板；22、电磁阀；221、电信号接头；222、主气源接入头；223、气源分接头；224、消音器；23、真空吸附装置；231、单吸盘吸附机构；2311、第一真空发生器；2312、第一气排连接块；2313、第一大吸盘；232、双大吸盘吸附机构；2321、第二真空发生器；2322、第二气排连接块；2323、第二大吸盘；233、双小吸盘吸附机构；2331、第三真空发生器；2332、第三气排连接块；2333、第一小吸盘；234、第一快速接头；235、第二快速接头；24、负压检测开关；31、第一打带机；32、第二打带机；41、第一缓存输送线；42、第二缓存输送线；50、安全防护装置；61、缓存底座；62、缓存输送滚筒；63、第一挡箱板；64、第二挡箱板；65、夹箱机构；651、夹箱基板；652、夹箱气缸；653、夹箱推板；6531、引导斜坡；654、夹箱导杆；6541、限位圆块；66、第一缓存光电传感器；67、第二缓存光电传感器；68、纸箱扫码器；100、空托盘垛上料位；200、空托盘缓存位；300、第一产品码垛位；400、第二产品码垛位；500、第一成品垛取料位；600、第二成品垛取料位；700、第一链条输送机；800、第二链条输送机；900、机器人底座；901、第一加强连接板；902、第二加强连接板；903、机器人安装部；904、起吊环；910、前腿柱；911、第一钢板；920、后腿柱；921、第二钢板；922、第三加强连接板；930、侧横梁；940、前横梁；950、后横梁；960、机器人载板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种码垛机器人系统，图1示出了本发明实施例中码垛机器人系统的立体结构示意图，包括托盘拆盘输送机构10和码垛机器人20，图2示出了本发明实施例中托盘拆盘输送机构的俯视结构示意图，所述托盘拆盘输送机构10包括空托盘垛上料位100、空托盘缓存位200、第一产品码垛位300、第二产品码垛位400、第一成品垛取料位500、第二成品垛取料位600、第一链条输送机700和第二链条输送机800，所述空托盘垛上料位100设置在所述空托盘缓存位200的负Y轴方向，所述第一产品码垛位300设置在所述空托盘缓存位200的正X轴方向，所述第二产品码垛位400设置在所述空托盘缓存位200的负X轴方向，所述第一成品垛取料位500设置在所述第一产品码垛位300的负Y轴方向，所述第二成品垛取料位600设置在所述第二产品码垛位400的负Y轴方向；所述第一链条输送机700位于所述第一产品码垛位300中，所述第二链条输送机800位于所述空托盘缓存位200和所述第二产品码垛位400中，所述第一链条输送机700和所述第二链条输送机800相接；所述空托盘垛上料位100用于上下层叠放置空托盘，所述空托盘垛上料位100设置有托盘下料机，所述托盘下料机用于从底部逐个将空托盘输送给所述空托盘缓存位200；所述空托盘缓存位200、所述第一产品码垛位300、所述第二产品码垛位400、所述第一成品垛取料位500和所述第二成品垛取料位600均设置有滚筒输送机，所述空托盘缓存位200、所述第一产品码垛位300、所述第二产品码垛位400、所述第一成品垛取料位500和所述第二成品垛取料位600的滚筒互相平行；所述空托盘缓存位200、所述第一产品码垛位300和所述第二产品码垛位400的底部均设置有顶升机构，所述顶升机构用于控制对应的滚筒输送机的升降；所述空托盘缓存位200的上方跨设有机器人底座900，图3示出了本发明实施例中机器人底座的结构示意图，所述码垛机器人20设置在所述机器人底座900上，所述码垛机器人20的末端设置有码垛吸盘夹具201，图4示出了本发明实施例中码垛吸盘夹具的结构示意图。

在本发明的码垛机器人系统中，空托盘垛上料位100用于上下层叠放置空托盘，托盘下料机用于从空托盘垛上料位100的底部逐个将空托盘输送给空托盘缓存位200；空托盘缓存位200再通过第一链条输送机700和第二链条输送机800分别向第一产品码垛位300、第二产品码垛位400输送托盘，在空托盘缓存位200上方的码垛机器人20可以往第一产品码垛位300、第二产品码垛位400码垛纸箱，第一产品码垛位300上完成纸箱码垛的托盘会被输送到第一成品垛取料位500，第二产品码垛位400上完成纸箱码垛的托盘会被输送到第二成品垛取料位600，在上述过程中，顶升机构控制相应工位的滚筒输送机的升降，再配合第一链条输送机700和第二链条输送机800实现托盘的输送，最终托盘拆盘输送机构10形成了两个产品码垛位，共用一个码垛机器人20对纸箱进行码垛，从而有效地提高了码垛机器人20的利用效率。

此外，第一产品码垛位300和第二产品码垛位400可以同时进行两种不同规格产品的纸箱码垛，灵活性好，适用性广，实用性高；码垛机器人20基于机器人底座900跨设在空托盘缓存位200上方，可以充分利用空间，减小占地面积。

在一些具体实施例中，请参阅图2，所述空托盘缓存位200的滚筒输送机往所述空托盘缓存位200的正Y轴方向输送托盘，所述第一产品码垛位300、所述第二产品码垛位400、所述第一成品垛取料位500和所述第二成品垛取料位600的滚筒输送机往所述空托盘缓存位200的负Y轴方向输送托盘，所述第一链条输送机700往所述空托盘缓存位200的正X轴方向输送托盘，所述第二链条输送机800往所述空托盘缓存位200的正X轴方向或负X轴方向输送托盘。

具体的，空托盘缓存位200的顶升机构将空托盘缓存位200的滚筒输送机顶起，使空托盘缓存位200的滚筒输送机与空托盘垛上料位100的底部位于同一水平高度，此时第二链条输送机800隐藏在空托盘缓存位200的滚筒输送机下方；当托盘下料机将空托盘输送给空托盘缓存位200时，空托盘被空托盘缓存位200的滚筒输送机接过，并往空托盘缓存位200的正Y轴方向输送直至空托盘完全进入空托盘缓存位200；然后，空托盘缓存位200的顶升机构恢复原位，空托盘缓存位200的滚筒输送机下降至露出第二链条输送机800，此时空托盘被第二链条输送机800承载；

当第二链条输送机800往空托盘缓存位200的正X轴方向输送空托盘时，第一产品码垛位300中的第一链条输送机700会接过空托盘直至空托盘完全进入第一产品码垛位300中，然后第一产品码垛位300的顶升机构将第一产品码垛位300的滚筒输送机顶起，使第一产品码垛位300的滚筒输送机与第一成品垛取料位500的滚筒输送机位于同一水平高度，此时第一链条输送机700隐藏在第一产品码垛位300的滚筒输送机下方，空托盘由第一产品码垛位300的滚筒输送机承载；

当第二链条输送机800往空托盘缓存位200的负X轴方向输送空托盘时，空托盘会顺着第二链条输送机800完全进入第二产品码垛位400，然后第二产品码垛位400的顶升机构将第二产品码垛位400的滚筒输送机顶起，使第二产品码垛位400的滚筒输送机与第二成品垛取料位600的滚筒输送机位于同一水平高度，此时第二链条输送机800隐藏在第二产品码垛位400的滚筒输送机下方，空托盘由第二产品码垛位400的滚筒输送机承载；

接着，在空托盘缓存位200上方的码垛机器人20可以往第一产品码垛位300的空托盘、第二产品码垛位400的空托盘码垛纸箱；

当第一产品码垛位300的纸箱码垛完成后，第一产品码垛位300的滚筒输送机将码垛有纸箱的托盘输送给第一成品垛取料位500，第一成品垛取料位500的滚筒输送机接过码垛有纸箱的托盘直至托盘完全进入第一成品垛取料位500，然后第一产品码垛位300的滚筒输送机再下降至露出第一链条输送机700，等待下一个空托盘的进入；

当第二产品码垛位400的纸箱码垛完成后，第二产品码垛位400的滚筒输送机将码垛有纸箱的托盘输送给第二成品垛取料位600，第二成品垛取料位600的滚筒输送机接过码垛有纸箱的托盘直至托盘完全进入第二成品垛取料位600，然后第二产品码垛位400的滚筒输送机再下降至露出第二链条输送机800，等待下一个空托盘的进入。

在一些具体实施例中，请参阅图2，所述码垛机器人系统还包括第一打带机31、第一缓存输送线41、第二打带机32和第二缓存输送线42，所述第一缓存输送线41间隔设置在所述第一产品码垛位300的正Y轴方向，所述第二缓存输送线42间隔设置在所述第二产品码垛位400的正Y轴方向，所述第一缓存输送线41的进料端和所述第一打带机31连接，所述第二缓存输送线42的进料端和所述第二打带机32连接。

第一打带机31和第二打带机32能自动检测纸箱位置，定位完成后能自动实现纸箱两端的捆扎；第一打带机31捆扎好的纸箱流入第一缓存输送线41，等待码垛机器人20的吸取；第二打带机32捆扎好的纸箱流入第二缓存输送线42，等待码垛机器人20的吸取。

具体的，请参阅图1和图2，所述码垛机器人系统还包括安全防护装置50，所述安全防护装置50包围所述第一缓存输送线41、所述第二缓存输送线42、所述第一产品码垛位300和所述第二产品码垛位400，安全防护装置50主要包围码垛机器人20的工作空间，避免工作人员误入码垛机器人20的工作空间；所述安全防护装置50由不锈钢立柱和透明亚克力板组成，安全性高，而且美观大方，便于观察；所述安全防护装置50在所述空托盘缓存位200的正Y轴方向设置有安全门，便于人员进出；所述安全门设置有电磁保护开关，如果在码垛机器人系统的运行过程中安全门被打开，就会触发电磁保护开关，使码垛机器人系统停止运行，并有声光报警。

进一步的，所述第一缓存输送线41和所述第二缓存输送线42均采用滚筒输送形式，所述第一缓存输送线41和所述第二缓存输送线42的长度均为L1，输送纸箱的长度为L2，所述L1和所述L2的约束关系为：L1≥2L2，每条缓存输送线至少能容纳2个纸箱，便于码垛机器人20吸取；当缓存输送线上满箱时，则会整线待机，待码垛机器人20处理完毕后自动恢复运行。

图5示出了本发明实施例中第一缓存输送线的结构示意图，所述第一缓存输送线41和所述第二缓存输送线42均包括缓存底座61、缓存输送滚筒62、第一挡箱板63、第二挡箱板64和夹箱机构65，所述缓存输送滚筒62设置在所述缓存底座61的顶部，所述第一挡箱板63设置在所述缓存输送滚筒62的末端，所述第二挡箱板64和所述夹箱机构65分别设置在所述缓存输送滚筒62的两侧，所述夹箱机构65的输出端朝向所述第二挡箱板64；第一挡箱板63用于阻挡纸箱继续前行；第二挡箱板64和夹箱机构65互相配合，用于将歪斜的纸箱扶正，便于码垛机器人20的吸取。

图6示出了本发明实施例中夹箱机构的结构示意图，所述夹箱机构65包括夹箱基板651、夹箱气缸652和夹箱推板653，所述夹箱基板651固定在所述缓存输送滚筒62的旁侧，所述夹箱气缸652安装在所述夹箱基板651的中部，所述夹箱气缸652的输出端活动穿设在所述夹箱基板651中，所述夹箱推板653和所述夹箱气缸652的输出端固定连接，所述夹箱推板653位于所述夹箱基板651靠近所述第二挡箱板64的一侧，所述夹箱推板653和所述第二挡箱板64互相平行；所述夹箱气缸652的两侧对称设置有夹箱导杆654，所述夹箱导杆654活动穿设在所述夹箱基板651中，所述夹箱导杆654的一端和所述夹箱推板653固定连接，所述夹箱导杆654的另一端固定设置有限位圆块6541；所述夹箱推板653的两端成型有引导斜坡6531，所述引导斜坡6531朝着远离所述第二挡箱板64的方向倾斜；夹箱气缸652用于驱动夹箱推板653推动纸箱朝第二挡箱板64运动，夹箱导杆654能提高夹箱推板653的工作稳定性，引导斜坡6531的存在使夹箱推板653不会阻碍纸箱往第一挡箱板63的方向输送。

进一步的，请参阅图5，所述缓存输送滚筒62的进料端设置有第一缓存光电传感器66，用于检测缓存输送滚筒62上是否堆满纸箱；所述缓存输送滚筒62的末端设置有第二缓存光电传感器67，用于检测纸箱是否到达预设位置；所述缓存输送滚筒62的旁侧设置有纸箱扫码器68，可以对码垛前的纸箱进行扫码，便于追踪纸箱的流向。

所述第一缓存输送线41和所述第二缓存输送线42将纸箱精确地输送到指定位置，并使纸箱按照特定姿势摆放好，便于码垛机器人20能精准地吸取到统一姿态的纸箱，有利于纸箱被整齐地码垛到托盘上。

在一些具体实施例中，所述第一产品码垛位300和所述第二产品码垛位400均设置有托盘扫码器，能获取托盘信息，便于码垛机器人20进行纸箱码垛时能将纸箱和托盘关联起来，便于追踪纸箱的流向。

在一些具体实施例中，请参阅图4，所述码垛吸盘夹具201呈矩形结构，所述矩形结构的吸附面沿长边对称设置有若干吸盘，每个吸盘具有强大的吸力，吸取纸箱稳定可靠。

具体的，所述码垛吸盘夹具201包括夹具安装板21，以及安装在所述夹具安装板21上的电磁阀22和真空吸附装置23，所述电磁阀22和所述真空吸附装置23连接；图7示出了本发明实施例中电磁阀的结构示意图，所述电磁阀22包括电信号接头221、主气源接入头222、气源分接头223和消音器224，所述电信号接头221用于插接通讯线缆，所述电信号接头221收到外部信号后可以控制电磁阀22的启闭；所述主气源接入头222用于接入压缩空气；所述气源分接头223用于连接真空吸附装置23，给真空吸附装置23提供压缩空气；所述消音器224用于电磁阀22排气时消声。

请参阅图4，所述真空吸附装置23包括两个单吸盘吸附机构231、两个双大吸盘吸附机构232和两个双小吸盘吸附机构233，所述夹具安装板21的几何中心区域设置有机器人连接部，所述两个单吸盘吸附机构231对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个单吸盘吸附机构231沿着所述机器人连接部的Y轴方向分布；所述两个双大吸盘吸附机构232对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个双大吸盘吸附机构232沿着所述机器人连接部的X轴方向分布；所述两个双小吸盘吸附机构233对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个双小吸盘吸附机构233将所述两个双大吸盘吸附机构232夹在中间，所述两个双小吸盘吸附机构233沿着所述机器人连接部的X轴方向分布；所述两个双大吸盘吸附机构232和所述两个双小吸盘吸附机构233均与所述机器人连接部的Y轴方向平行。

图8示出了本发明实施例中单吸盘吸附机构的结构示意图，每个所述单吸盘吸附机构231包括第一真空发生器2311、第一气排连接块2312和第一大吸盘2313，所述第一真空发生器2311的吸气接口和所述第一气排连接块2312的排气接口连接，所述第一气排连接块2312的吸气接口和所述第一大吸盘2313连接；图9示出了本发明实施例中双大吸盘吸附机构的结构示意图，每个所述双大吸盘吸附机构232包括第二真空发生器2321、第二气排连接块2322和两个第二大吸盘2323，所述第二真空发生器2321的吸气接口和所述第二气排连接块2322的排气接口连接，所述两个第二大吸盘2323对称设置在所述第二气排连接块2322的两端，所述两个第二大吸盘2323和所述第二气排连接块2322的吸气接口连接；图10示出了本发明实施例中双小吸盘吸附机构的结构示意图，每个所述双小吸盘吸附机构233包括第三真空发生器2331、第三气排连接块2332和两个第一小吸盘2333，所述第三真空发生器2331的吸气接口和所述第三气排连接块2332的排气口连接，所述两个第一小吸盘2333对称设置在所述第三气排连接块2332的两端，所述两个第一小吸盘2333和所述第三气排连接块2332的吸气接口连接。第一大吸盘2313、第二大吸盘2323和第一小吸盘2333沿着码垛吸盘夹具201的两条长边分布，第一小吸盘2333位于码垛吸盘夹具201的吸附面的角落区域。

所述第一真空发生器2311、所述第二真空发生器2321和所述第三真空发生器2331工作原理相同，均是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动；在卷吸作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成一定真空度。所述第一气排连接块2312、所述第二气排连接块2322和所述第三气排连接块2332的作用相似，均是用于连通对应的真空发生器和吸盘，将真空发生器产生的负压传递给吸盘，使得吸盘能吸附住纸箱。第一大吸盘2313和第二大吸盘2323的大小相等，第一大吸盘2313和第二大吸盘2323的直径均比第一小吸盘2333大。

请参阅图4，两个所述第一真空发生器2311的压缩空气入口基于第一快速接头234相接，所述第一快速接头234和所述气源分接头223相接；相邻的第二真空发生器2321和第三真空发生器2331基于第二快速接头235相接，所述第二快速接头235和所述气源分接头223相接。

真空吸附装置23按照以上方式设置在夹具安装板21上，一方面能保证码垛吸盘夹具201的重量均匀分布，有利于提高码垛机器人20的执行端的工作精度；另一方面能保证码垛吸盘夹具201产生的吸力均匀分布，有利于提高码垛机器人20对纸箱的吸取稳定性。此外，两个单吸盘吸附机构231的第一大吸盘2313和两个双大吸盘吸附机构232的第二大吸盘2323拥有较大的吸附面积，主要集中在码垛吸盘夹具201的中部，用来承担主要的吸附工作，能牢固地吸附住纸箱；两个双小吸盘吸附机构233的第一小吸盘2333的吸附面积较小，分布在码垛吸盘夹具201的四个角落，在码垛吸盘夹具201吸取大规格纸箱时，用来辅助第一大吸盘2313和第二大吸盘2323，提高大规格纸箱在高速移动过程的稳定性，使大规格纸箱不容易被码垛吸盘夹具201甩脱。

而且，四个角落的第一小吸盘2333可以增加码垛吸盘夹具201与纸箱之间的接触面积，从而提高稳定性和吸附力，有利于防止纸箱在操作过程中滑动或移动；四个角落的第一小吸盘2333搭配中部的第一大吸盘2313和第二大吸盘2323可以更好地兼容吸附其他规格的纸箱，有利于扩大码垛吸盘夹具201的应用范围，提高其适应性。

请参阅图4，所述码垛吸盘夹具201设置有负压检测开关24，所述负压检测开关24和其中一个所述双大吸盘吸附机构232的第二气排连接块2322连通，具有真空不足及漏真空报警功能，有利于提高码垛吸盘夹具201的工作可靠性。

在一些具体实施例中，所述码垛机器人20为六轴机器人，工作灵活，码垛能力强；进一步的，所述六轴机器人的工作半径≤2.60m，所述六轴机器人的负载能力≤200kg，所述六轴机器人的重复定位精度≤0.05mm，所述六轴机器人的重复路径精度≤0.10mm，能严格按照预设码垛垛型完成纸箱的码垛工作。

在一些具体实施例中，请参阅图3，所述机器人底座900采用碳钢焊接成型且所述机器人底座900的表面经过喷塑处理，支撑力强，稳定可靠，使用寿命长，还防锈；所述机器人底座900与地面接触的一端设置有钢板，增加机器人底座900与地面接触的面积，分散码垛机器人20的重量，确保码垛机器人20稳固安全。

请参阅图3，所述机器人底座900包括两个前腿柱910、两个后腿柱920、两个侧横梁930、一个前横梁940、一个后横梁950和一个机器人载板960，所述两个前腿柱910、所述两个后腿柱920、所述两个侧横梁930、所述一个前横梁940和所述一个后横梁950均为碳钢方矩管；所述两个前腿柱910和所述两个后腿柱920的高度相等，所述两个侧横梁930的长度相等，所述一个前横梁940和所述一个后横梁950的长度相等；一个所述前腿柱910、一个所述侧横梁930和一个所述后腿柱920依次相接形成支撑架；在同一个支撑架中，所述前腿柱910的上端和所述侧横梁930的一端固定连接，所述后腿柱920的上端和所述侧横梁930的另一端固定连接；两个所述支撑架对称设置在所述机器人载板960的两侧，所述机器人载板960和所述两个侧横梁930的下表面固定连接；所述前横梁940和所述后横梁950固定设置在两个所述支撑架之间，所述前横梁940位于所述机器人载板960的上方，所述两个侧横梁930靠近所述前腿柱910的一端和所述前横梁940固定连接，所述前横梁940的下表面和所述机器人载板960固定连接；所述后横梁950位于所述机器人载板960的下方，所述后横梁950和所述两个后腿柱920固定连接，所述后横梁950的上表面和所述机器人载板960固定连接。

在机器人底座900中，机器人载板960的高度尽可能地降低，有利于最大化利用码垛机器人20的工作范围；机器人底座900使用碳钢方矩管作为材料，碳钢方矩管拥有高的强度、刚性以及良好的稳定性和耐久性，能够有效承受码垛机器人20的重量和压力；而且，碳钢方矩管的截面形状是一个中空的矩形，这种形状特性使得碳钢方矩管在承受力量时，能够更有效地分散压力，提高机器人底座900的整体稳定性；同时，机器人底座900是跨设在空托盘缓存位200的上方，机器人底座900和空托盘缓存位200之间形成托盘容纳空间，机器人底座900的前横梁940侧靠近空托盘垛上料位100，将前横梁940设置在机器人载板960的上方，不会阻挡空托盘垛上料位100到空托盘缓存位200的空托盘输送；机器人底座900的后横梁950位于远离空托盘垛上料位100的一侧，将后横梁950设置在机器人载板960的下方，能将空托盘限制在空托盘缓存位200中，避免空托盘冲出空托盘缓存位200。

进一步的，请参阅图3，所述前横梁940和所述机器人载板960之间设置有第一加强连接板901，所述两个侧横梁930和所述机器人载板960之间设置有第二加强连接板902，有利于进一步提高机器人载板960和前横梁940、侧横梁930之间的连接稳定性，减少机器人载板960的振动；所述机器人载板960上设置有机器人安装部903，所述机器人安装部903远离所述前横梁940，有利于码垛机器人20更靠近第一缓存输送线41和第二缓存输送线42。

具体的，请参阅图3，所述前腿柱910的底部设置有第一钢板911，所述后腿柱920的底部设置有第二钢板921，能增加机器人底座900与地面接触的面积，分散码垛机器人20的重量，确保码垛机器人20稳固安全；所述后腿柱920和所述第二钢板921之间设置有第三加强连接板922，能进一步提高后腿柱920的支撑能力，保证机器人底座900能稳定支撑码垛机器人20。

在一些具体实施例中，请参阅图3，所述机器人载板960上设置有四个起吊环904，四个所述起吊环904分散在所述机器人载板960的四个角落，便于机器人底座的起吊。

在本发明的码垛机器人系统中，空托盘垛上料位100用于上下层叠放置空托盘，托盘下料机用于从空托盘垛上料位100的底部逐个将空托盘输送给空托盘缓存位200；空托盘缓存位200再通过第一链条输送机700和第二链条输送机800分别向第一产品码垛位300、第二产品码垛位400输送托盘，在空托盘缓存位200上方的码垛机器人20可以往第一产品码垛位300、第二产品码垛位400码垛纸箱，第一产品码垛位300上完成纸箱码垛的托盘会被输送到第一成品垛取料位500，第二产品码垛位400上完成纸箱码垛的托盘会被输送到第二成品垛取料位600，在上述过程中，顶升机构控制相应工位的滚筒输送机的升降，再配合第一链条输送机700和第二链条输送机800实现托盘的输送，最终托盘拆盘输送机构10形成了两个产品码垛位，共用一个码垛机器人20对纸箱进行码垛，从而有效地提高了码垛机器人20的利用效率。

此外，第一产品码垛位300和第二产品码垛位400可以同时进行两种不同规格产品的纸箱码垛，灵活性好，适用性广，实用性高；码垛机器人20基于机器人底座900跨设在空托盘缓存位200上方，可以充分利用空间，减小占地面积；码垛机器人20的工作空间被安全防护装置50包围，能避免工作人员误入码垛机器人20的工作空间，安全性高，而且美观大方，便于观察。

而且，本发明的码垛机器人系统能将纸箱和码垛该纸箱的托盘关联起来，便于产品的追踪，也有利于保证码垛过程不容易出错。

以上对本发明实施例所提供的一种码垛机器人系统进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种码垛机器人系统，其特征在于，包括托盘拆盘输送机构和码垛机器人，所述托盘拆盘输送机构包括空托盘垛上料位、空托盘缓存位、第一产品码垛位、第二产品码垛位、第一成品垛取料位、第二成品垛取料位、第一链条输送机和第二链条输送机，所述空托盘垛上料位设置在所述空托盘缓存位的负Y轴方向，所述第一产品码垛位设置在所述空托盘缓存位的正X轴方向，所述第二产品码垛位设置在所述空托盘缓存位的负X轴方向，所述第一成品垛取料位设置在所述第一产品码垛位的负Y轴方向，所述第二成品垛取料位设置在所述第二产品码垛位的负Y轴方向；所述第一链条输送机位于所述第一产品码垛位中，所述第二链条输送机位于所述空托盘缓存位和所述第二产品码垛位中，所述第一链条输送机和所述第二链条输送机相接；

所述空托盘垛上料位用于上下层叠放置空托盘，所述空托盘垛上料位设置有托盘下料机，所述托盘下料机用于从底部逐个将空托盘输送给所述空托盘缓存位；所述空托盘缓存位、所述第一产品码垛位、所述第二产品码垛位、所述第一成品垛取料位和所述第二成品垛取料位均设置有滚筒输送机，所述空托盘缓存位、所述第一产品码垛位、所述第二产品码垛位、所述第一成品垛取料位和所述第二成品垛取料位的滚筒互相平行；所述空托盘缓存位、所述第一产品码垛位和所述第二产品码垛位的底部均设置有顶升机构，所述顶升机构用于控制对应的滚筒输送机的升降；

所述空托盘缓存位的上方跨设有机器人底座，所述码垛机器人设置在所述机器人底座上，所述码垛机器人的末端设置有码垛吸盘夹具。

2.如权利要求1所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述空托盘缓存位的滚筒输送机往所述空托盘缓存位的正Y轴方向输送托盘，所述第一产品码垛位、所述第二产品码垛位、所述第一成品垛取料位和所述第二成品垛取料位的滚筒输送机往所述空托盘缓存位的负Y轴方向输送托盘，所述第一链条输送机往所述空托盘缓存位的正X轴方向输送托盘，所述第二链条输送机往所述空托盘缓存位的正X轴方向或负X轴方向输送托盘。

3.如权利要求1所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述码垛机器人系统还包括第一打带机、第一缓存输送线、第二打带机和第二缓存输送线，所述第一缓存输送线间隔设置在所述第一产品码垛位的正Y轴方向，所述第二缓存输送线间隔设置在所述第二产品码垛位的正Y轴方向，所述第一缓存输送线的进料端和所述第一打带机连接，所述第二缓存输送线的进料端和所述第二打带机连接。

4.如权利要求3所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述码垛机器人系统还包括安全防护装置，所述安全防护装置包围所述第一缓存输送线、所述第二缓存输送线、所述第一产品码垛位和所述第二产品码垛位；

所述安全防护装置由不锈钢立柱和透明亚克力板组成，所述安全防护装置在所述空托盘缓存位的正Y轴方向设置有安全门，所述安全门设置有电磁保护开关。

5.如权利要求3所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述第一缓存输送线和所述第二缓存输送线均采用滚筒输送形式，所述第一缓存输送线和所述第二缓存输送线的长度均为L1，输送纸箱的长度为L2，所述L1和所述L2的约束关系为：L1≥2L2。

6.如权利要求3所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述第一缓存输送线和所述第二缓存输送线均包括缓存底座、缓存输送滚筒、第一挡箱板、第二挡箱板和夹箱机构，所述缓存输送滚筒设置在所述缓存底座的顶部，所述第一挡箱板设置在所述缓存输送滚筒的末端，所述第二挡箱板和所述夹箱机构分别设置在所述缓存输送滚筒的两侧，所述夹箱机构的输出端朝向所述第二挡箱板；

所述缓存输送滚筒的进料端设置有第一缓存光电传感器，所述缓存输送滚筒的末端设置有第二缓存光电传感器，所述缓存输送滚筒的旁侧设置有纸箱扫码器。

7.如权利要求1所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述第一产品码垛位和所述第二产品码垛位均设置有托盘扫码器。

8.如权利要求1所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述码垛吸盘夹具包括夹具安装板、电磁阀和真空吸附装置，所述电磁阀和所述真空吸附装置安装在所述夹具安装板上，所述电磁阀和所述真空吸附装置连接；

所述真空吸附装置包括两个单吸盘吸附机构、两个双大吸盘吸附机构和两个双小吸盘吸附机构，所述夹具安装板的几何中心区域设置有机器人连接部，所述两个单吸盘吸附机构对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个单吸盘吸附机构沿着所述机器人连接部的Y轴方向分布；所述两个双大吸盘吸附机构对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个双大吸盘吸附机构沿着所述机器人连接部的X轴方向分布；所述两个双小吸盘吸附机构对称设置在所述机器人连接部的两侧，所述两个双小吸盘吸附机构将所述两个双大吸盘吸附机构夹在中间，所述两个双小吸盘吸附机构沿着所述机器人连接部的X轴方向分布；所述两个双大吸盘吸附机构和所述两个双小吸盘吸附机构均与所述机器人连接部的Y轴方向平行。

9.如权利要求1所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述码垛机器人为六轴机器人，所述六轴机器人的工作半径≤2.60m，所述六轴机器人的负载能力≤200kg，所述六轴机器人的重复定位精度≤0.05mm，所述六轴机器人的重复路径精度≤0.10mm。

10.如权利要求1所述的码垛机器人系统，其特征在于，所述机器人底座包括两个前腿柱、两个后腿柱、两个侧横梁、一个前横梁、一个后横梁和一个机器人载板，所述前腿柱和所述后腿柱的高度相等，所述两个侧横梁的长度相等，所述前横梁和所述后横梁的长度相等；

一个所述前腿柱、一个所述侧横梁和一个所述后腿柱依次相接形成支撑架；在同一个支撑架中，所述前腿柱的上端和所述侧横梁的一端固定连接，所述后腿柱的上端和所述侧横梁的另一端固定连接；两个所述支撑架对称设置在所述机器人载板的两侧；

所述机器人载板和所述两个侧横梁的下表面固定连接；所述前横梁和所述后横梁固定设置在两个所述支撑架之间，所述前横梁位于所述机器人载板的上方，所述两个侧横梁靠近所述前腿柱的一端和所述前横梁固定连接，所述前横梁的下表面和所述机器人载板固定连接；所述后横梁位于所述机器人载板的下方，所述后横梁和所述两个后腿柱固定连接，所述后横梁的上表面和所述机器人载板固定连接。