CN104261139A - 全自动码垛机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种全自动码垛机及其控制方法，该码垛机包括输送机、推料器、落料器、移动平台和上托盘机：落料器主要由两块以上移动托板以及移动托板带动机构组成；输送机的出料端与落料器衔接，推料器设置在落料器和输送机衔接处；移动平台安装在落料器的正下方，上托盘机安装在移动平台的一侧。该方法包括：上托盘机向移动平台上推送物料托盘；移动平台上升靠近落料器；物料经输送机传输到推料器处，推料器将物料逐个推送至落料器内；落料器的移动托板依次打开，完成一排物料的码放；移动平台旋转，完成另一排物料的码放；移动平台下移，在码放好的物料上方继续码放；将托盘移走。本发明使码垛整齐、高效，且结构简单、成本低。

Description

全自动码垛机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种货物码垛技术领域，特别是涉及一种全自动码垛机及其控制方法。

背景技术

目前袋装货物的码垛分为两种形式：人工码垛和机械码垛。人工码垛费时费力，属于笨重的体力劳动，特别在天气稍热时，工人们的体力严重透支，已逐步退出码垛市场。而机械码垛的普及将是码垛形式发展的必然，在发达国家，机械码垛几乎已完全替代人工码垛。

随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的提高，近年来我国也逐步出现了劳动力短缺的现象，特别是粗、笨活劳动力更是短缺。原来那种单靠人力码垛的情况也将逐步被机械码垛所取代。

在机械码垛领域，目前国内绝大多数采取高层码垛和机械臂码垛设备。高层码垛采取的是分层码垛，即根据每层码垛的样式，在上部平板上码好一层，然后打开平板，使平板上的物料同时落下，这种码垛方式增加了上部处理物料的难度，使高层码垛设备结构较为复杂，占地面积大，成本较高，所以价格也较高，目前国产的高层码垛机价格在40-50万元。而机械臂码垛，由于目前国内大部分企业采用的是整机进口的机械臂，价格奇高，一套设备在80万元左右，即使是国产机械臂，由于关键部件几乎全部来自于进口，所以造价成本也很高，一套设备价格也在50万元左右。

基于以上情况，目前国内大部分大型企业，迫于人工短缺的压力，不得不花费较大的资金购买机械臂和高层码垛机械，而绝大多数的中小企业，更多的从性价比上来考虑，不得不继续使用传统的人工码垛，但他们一直在期待一种更高性价比的码垛机械来替代人工码垛。

由此可见，上述现有的全自动码垛机在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种结构简单、价格较低同时兼顾自动化和码垛效率的新的全自动码垛机及其控制方法，已成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动码垛机及其控制方法，使其可实现码垛的无人化和全自动化，从而节约人力，提高码垛效率，使码垛更规范、整齐，更易于后期装车，且设备结构相对简单、造价成本较低，从而克服现有的全自动码垛机的不足。

为解决上述技术问题，本发明一种全自动码垛机，包括输送机、推料器、落料器、移动平台和上托盘机，其中：所述的落料器主要由两块以上移动托板以及移动托板带动机构组成；输送机的出料端与落料器衔接，推料器设置在落料器和输送机衔接处；移动平台安装在落料器的正下方，上托盘机安装在移动平台的一侧。

作为本发明的一种改进，所述的移动平台通过液压剪刀式升降机可上下移动的安装在落料器正下方。

所述的移动平台通过支撑轴承与液压剪刀式升降机可转动连接，并在电机带动下旋转。

所述的输送机包括整平输送机和喂料输送机两部分，其中，整平输送机由上下平行的两个输送器组成，两个输送器通过可旋转支撑板连接，并在两个输送器之间设有弹簧阻尼器。

所述的输送机的进料端还衔接有物料调整器。

还包括主体框架：所述的落料器安装在主体框架上方；所述的移动平台安装在主体框架内；所述的上托盘机安装在主体框架一侧；所述的推料器通过滑块安装在主体框架的轨道上，并在气缸带动下前后移动将输送机内的物料推送到落料器内。

所述的落料器由左、中、右三块相同尺寸的移动托板组成，所述的移动托板带动机构为单独带动每块移动托板开闭的齿条、齿轮和气缸。

所述的上托盘机主要由底座、可滑动的安装在底座上的推托盘器以及可升降的安装在底座上的托盘托板组成。。

所述的底座上设有沿着靠近和远离主体框架的方向延伸的导轨，所述的推托盘器在齿条、齿轮和气缸的带动下沿该导轨移动。

此外，本发明还提供了一种上述全自动码垛机的控制方法，包括以下步骤：A.移动平台位于低位，上托盘机向移动平台上推送物料托盘；B.移动平台上升靠近落料器；C.物料经输送机传输到推料器处，推料器将物料逐个推送至落料器内；D.落料器的移动托板依次打开，使物料顺次落到托盘内，至完成一排物料的码放；E.移动平台旋转，之后重复步骤D，至完成另一排物料的码放；F.完成一层物料的码放后，移动平台下移，返回步骤D，在码放好的物料上方继续码放，至完成多层物料的码放；G.将托盘及其上码垛好的物料一并移走，并返回步骤A。

作为进一步改进，所述的上托盘机主要由底座、推托盘器和托盘托板组成，底座上叠放有多个托盘；所述的步骤A中，上托盘机向移动平台上推送物料托盘时，推托盘器推动最底层的托盘向移动平台移动，该托盘之上的托盘被托盘托板托起；步骤A完成后，推托盘器返回初始位置，托盘托板下落并将托盘再次置于底座上。

采用这样的设计后，本发明全自动码垛机至少具有以下优点：

1、可实现每小时800包的码垛速度，可完全取代目前的人工码垛，按目前人工码垛能力，在借助输送机械的情况下，每人每班8小时平均最大码垛600包计算(码垛工人由于其劳动强度大，不能像机器一样实现8小时不停歇运转，其必须是休息与劳动相结合的间歇式劳动)，能代替4个码跺工人(全自动码垛机可实现连续的24小时不停歇运转)，在目前人工人短缺，劳动力成本日益增高的情况下，其经济效益和社会效益是巨大的；

2、本发明采取的单包码垛的方式，即落料器每次打开只落下一包物料，使物料按程序设定的位置落下，从而实现循环码垛，这种单包码垛的方式，大大简化了设备的设计难度，结构比较简单，占用空间小，成本比较低，是一种性价比很高的码垛设备。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明全自动码垛机的结构示意图。

图2是本发明全自动码垛机的落料器的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明全自动码垛机主要包括输送机、推料器7、落料器8、移动平台11和上托盘机。其中，落料器8主要由两块以上移动托板以及移动托板带动机构组成，输送机的出料端与落料器8衔接，推料器7设置在落料器8和输送机的衔接处，移动平台11安装在落料器8的正下方，上托盘机安装在移动平台11的一侧。

进一步展开来说，本发明还可包括一主体框架10，如图所示，落料器8即安装在主体框架10的上方，移动平台11安装在主体框架10内，上托盘机安装在主体框架10的一侧，推料器则通过滑块安装在主体框架的轨道上，并可在气缸6的伸缩带动下前后移动从而将输送机内的物料推送到落料器8的料仓内。

输送机也可如图所示，由整平输送机3和喂料输送机5两部分组成，并可在输送机的进料端衔接有物料调整器1。物料调整器1处于本发明全自动码垛机的最前端，其能够使袋装物料平整落下，并使其后端向前，便于码垛的统一、整齐。整平输送机3由上下平行的两个输送器组成，两个输送器通过可旋转支撑板4连接，并在两个输送器之间设有弹簧阻尼器2，通过上下两个同步输送器的加持作用，以及弹簧阻尼器2给予的平衡支撑力，使经过其间的物料变得平整，并能排空物料袋里面的空气。喂料输送机5安装在主体框架10上，接收并传送整平输送机3传递来的物料，推料器7即安装在喂料输送机5上。

移动平台11是通过液压剪刀式升降机12安装在落料器正下方，从而使得移动平台11在液压剪刀式升降机12的液压缸13驱动下，在上托盘机和落料器8的高度差范围内上升或下降。移动平台11还可以通过支撑轴承安装在液压剪刀式升降机12上，通过变频器控制电机带动移动平台旋转，实现平台旋转的平稳启动和平稳停止。

上托盘机主要由底座、可滑动的安装在底座上的推托盘器15以及可升降的安装在底座上的托盘托板14组成，其位于主体框架10的侧面位置，高度与液压剪刀式升降机12下降到最下端位置的高度一致。其中，底座上设有沿着靠近和远离主体框架10的方向延伸的导轨，推托盘器15在齿条、齿轮的带动下在该导轨上前进或后退，从而推动托盘到设定的位置并返回。托盘托板14的作用是保证每次推上移动平台的托盘只有一个：当推托盘器15推动最下面的托盘前进时，每行走到设定的位置，上部的托盘就被托盘托板14阻挡，并在气缸16的带动下托起，从而使上部的托盘不再移动并避免坠落；当推托盘器15将最下面的托盘推到设定位置时，推托盘器15返回到初始位置，托盘托板14在气缸16的作用下缓缓下落，从而使托盘再次平稳落在底座上。

请配合参阅图2所示，本发明的精髓即在于落料器8的部分。作为一较佳实施例，本发明的落料器可由左、中、右三块相同尺寸的移动托板82组成，移动托板带动机构即为单独带动每块移动托板82开闭的齿条83、齿轮84和气缸85。通过气缸85的伸缩带动相应移动托板82的左右运动，同一时间保证只有一个移动托板82处于打开状态，而另一个移动托板82处于闭合状态，当物料由输送机进入落料器左料仓后，落料器根据程序设定的顺序向左移动，落料器移动到位后，通过气缸85的伸缩带动中间的移动托板82向右移动，另两块移动托板在移动托板带动机构的作用下分别向左移动，这样左料仓处于打开状态，物料落下，实现左边落料，同时右料仓处于关闭状态，等待物料的进入。同理，当物料由输送机进入落料器右料仓后，落料器根据程序设定的顺序向右移动，落料器移动到位后，通过气缸85的伸缩带动中间的移动托板82向左移动，另两块移动托板在移动托板带动机构的作用下分别向右移动，这样右料仓处于打开状态，物料落下，实现右边落料，同时左料仓处于关闭状态，等待物料的进入。落料器不移动，落料器料仓打开后再关闭实现中间落料。这样根据程序设定的顺序进行落料器的左右移动及料仓的打开或关闭实现物料的左边落料、右边落料或中间落料，将物料码垛到需要的位置。此外，还可在落料器8上配置物料挡板81，以与推料器7配合，将物料放置在落料器料仓的准确位置上。

本发明上述全自动码垛机的控制方法的具体过程如下。

初始状态下，液压剪刀式升降机12在其最下端的位置，上托盘机的推托盘器15在最后端的位置，落料器8的料仓入口与喂料输送机5正对，并在开始码垛前通过程序设置好参数，例如码垛的层数。

开始码垛时，移动平台11也位于低位，上托盘机的推托盘器15向液压剪刀式升降机12上的移动平台推送物料托盘。需要进一步说明的是，本发明的自动上托盘机每次可以放多个托盘，推托盘器15推动最底层的托盘向移动平台11移动，该托盘之上的托盘被托盘托板14托起；托盘到位后，推托盘器15后退到其初始位置，托盘托板14下落并将托盘再次置于底座上。

液压剪刀式升降机12开始上升靠近落料器8。

码垛开始，物料经过物料调整器1的调整，其最下端向前，平整输送到整平输送机3的进料端，整平输送机3将物料带入并整平，将物料输送到整平输送机3的最上端，送入主体框架10上的喂料输送机中，当物料被喂料输送机5输送到设定的位置时，推料器7开始工作，将物料推到落料器8的料仓内，推料器7将物料推放到位后返回。

同时落料器8开始动作，按照设定的方式打开落料器的一个移动托板，使物料落到托盘的相应位置，之后推料器7继续向落料器8内推料，落料器8依次打开各移动托板，从而将物料顺次投落到托盘上，直至一排物料的码放完成。

完成一排物料的码放后，移动平台11在电机的驱动下开始按程序设定的角度旋转，之后重复上述步骤，完成另一排物料的码放。

完成一层物料的码放后，升降机12下降一定的距离，移动平台11随之下移，按照上述步骤进行第二层的码放，如此循环，直至完成设定的码垛层数，升降机12下降到最下端，完成物料的码放，等待叉车将托盘连同其上的物料拖走，之后返回最初步骤重新上托盘并进行下一轮码垛。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种全自动码垛机，其特征在于包括输送机、推料器、落料器、移动平台和上托盘机，其中：

所述的落料器主要由两块以上移动托板以及移动托板带动机构组成；

输送机的出料端与落料器衔接，推料器设置在落料器和输送机衔接处；

移动平台安装在落料器的正下方，上托盘机安装在移动平台的一侧。

2.根据权利要求1所述的全自动码垛机，其特征在于所述的移动平台通过液压剪刀式升降机可上下移动的安装在落料器正下方。

3.根据权利要求2所述的全自动码垛机，其特征在于所述的移动平台通过支撑轴承与液压剪刀式升降机可转动连接，并在电机带动下旋转。

4.根据权利要求1所述的全自动码垛机，其特征在于所述的输送机包括整平输送机和喂料输送机两部分，其中，整平输送机由上下平行的两个输送器组成，两个输送器通过可旋转支撑板连接，并在两个输送器之间设有弹簧阻尼器。

5.根据权利要求1所述的全自动码垛机，其特征在于所述的输送机的进料端还衔接有物料调整器。

6.根据权利要求1所述的全自动码垛机，其特征在于还包括主体框架：所述的落料器安装在主体框架上方；所述的移动平台安装在主体框架内；所述的上托盘机安装在主体框架一侧；所述的推料器通过滑块安装在主体框架的轨道上，并在气缸带动下前后移动将输送机内的物料推送到落料器内。

7.根据权利要求1所述的全自动码垛机，其特征在于所述的落料器由左、中、右三块相同尺寸的移动托板组成，所述的移动托板带动机构为单独带动每块移动托板开闭的齿条、齿轮和气缸。

8.根据权利要求1所述的全自动码垛机，其特征在于所述的上托盘机主要由底座、可滑动的安装在底座上的推托盘器以及可升降的安装在底座上的托盘托板组成。

9.根据权利要求8所述的全自动码垛机，其特征在于所述的底座上设有沿着靠近和远离主体框架的方向延伸的导轨，所述的推托盘器在齿条、齿轮的带动下沿该导轨移动。

10.一种权利要求1-9中任一项所述全自动码垛机的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

A.移动平台位于低位，上托盘机向移动平台上推送物料托盘；

B.移动平台上升靠近落料器；

C.物料经输送机传输到推料器处，推料器将物料逐个推送至落料器内；

D.落料器的移动托板依次打开，使物料顺次落到托盘内，至完成一排物料的码放；

E.移动平台旋转，之后重复步骤D，至完成另一排物料的码放；

F.完成一层物料的码放后，移动平台下移，返回步骤D，在码放好的物料上方继续码放，至完成多层物料的码放；

G.将托盘及其上码垛好的物料一并移走，并返回步骤A。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于：

所述的上托盘机主要由底座、可滑动的安装在底座上的推托盘器以及可升降的安装在底座上的托盘托板组成，底座上叠放有多个托盘；

所述的步骤A中，上托盘机向移动平台上推送物料托盘时，推托盘器推动最底层的托盘向移动平台移动，该托盘之上的托盘被托盘托板托起；

步骤A完成后，推托盘器返回初始位置，托盘托板下落并将托盘再次置于底座上。