CN110053989A - 批量箱体类货物的全自动装车***及装车方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种批量箱体类货物的装车***，包括供料***、天车***以及用于综合控制供料***和天车***的控制***，所述供料***包括用于码装箱体的托盘、物料输送线和用于逐层消除相邻箱体间间隙的物料规整装置；所述天车***包括天车轨道、沿天车轨道运动的天车和设于天车上的用于逐层吸附箱体的吸附装置，所述吸附装置包括连接于天车下端的吸附车架、设于吸附车架的吸盘支架和排布于吸盘支架上的吸盘。本发明批量箱体类货物的装车***及装车方法不受车箱高度的限制其适用性强，能够将箱体货物紧密的装载于车厢内，货物不容易倾倒装车效果佳；并且，本发明减轻了工人的劳动强度降低了企业生产运营成本，适用范围较广、普适性较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种批量箱体类货物的全自动装车***及装车方法，属于货物周转物流技术领域。
背景技术
当前，工厂里大量的箱体类货物，如常见的大批量食品箱等的装车主要依靠人力，常常通过叉车将托盘及货物叉放至货车上，进而由几名装卸工进行摆放装车，装满一车货物往往需要较长的时间，尤其是高栏车和平板挂车等较长车型进行货物装车时，往往需要几个小时。这种人工装车方法不仅需要大量的工人，而且工人劳动强度较大，装车时间较长，装车效率较低，此外，随着人工成本的增高，人工装车使得企业运营成本增加，此时迫切新的装车设备。
目前现有的装车技术主要为机器人或机械臂进行装车，这种采用机器人或机械臂进行装车方法虽然在一定程度上能够减少工人数量，但由于其一次只能装卸一箱，且设备结构复杂，工作精度较低，再加上装车时受到机械臂长度和设备装卸范围等因素影响，在实际使用中装车效率极低，甚至装车时间比人工还要长，往往只适用于小型货车。例如：公开号为CN106429483A的中国专利申请公开了一种自动码垛装车***及其装车方法，并具体公开了以下技术特征：货物通过机器人在运输货车上进行装卸，所述机器人为四轴龙门式机器人，在所述四轴龙门式机器人上设置用于提取货物的吸盘装置，在所述四轴龙门式机器人上还设有激光传感器。该专利申请还提供了该装车***的装车方法。该专利申请基于激光传感器的货物码垛装车技术，实现了运输货车定位检测、货物码垛装车。但该专利不能对作业现场进行监控，无法获知现场装车的实际情况，对于装车过程中出现的故障不能及时有效地处理，且该专利无法分拣破损货物以及实现货物自动拆垛。此外，对于常见的6米以上的高栏车和平板挂车等较长车型进行箱体类货物装车时，由于装货量过大且机器人等设备固有的适用工作范围的限制，故对于大型车而言一般不可能采用装车机器人和机械臂进行装车。目前迫切需要设计一种能够进行大批量箱体类货物快速装车的设备。因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够一次装卸一层货物，进而快速、稳定地装卸大批量箱体类货物的全自动装车设备及其装车方法，实现大型货车的快速装卸，大幅度减少工人数量，提高装车速度和装车效率。具体而言通过以下技术方案实现：
本发明所述的一种批量箱体类货物的全自动装车***，包括供料***、天车***以及用于综合控制供料***和天车***的控制***，还包括光学检测装置，所述光学检测装置连接于控制***，所述供料***包括用于码装箱体的托盘、物料输送线和用于逐层消除相邻箱体间间隙的物料规整装置；所述天车***包括天车轨道、沿天车轨道运动的天车和设于天车上的用于逐层吸附箱体的吸附装置，所述吸附装置包括连接于天车下端的吸附车架、设于吸附车架的吸盘支架和排布于吸盘支架上的吸盘。
进一步，还包括托盘规整装置，所述托盘规整装置设于物料输送线运动方向的一端，其包括用于抓起和放置空置托盘的抓取机构、与抓取机构连接的机械臂以及用于存储和整理空置托盘的理托器。
进一步，还包括设于货车车厢与货物传输线之间转运平台，所述吸附装置与天车成组设置构成吸附小车，所述吸附小车至少设有两个分别为第一吸附小车和第二吸附小车；所述第一吸附小车行程为货车车厢到转运平台，第二吸附小车行程为转运平台到物料规整装置。
进一步，所述物料规整装置包括基座、设于基座上的竖直升降构件和用于使箱体类货物水平滑移的夹紧装置，所述夹紧装置设有用于检测加紧力量的压力传感器，所述压力传感器与控制***连接。
进一步，所述夹紧装置包括推板、用于驱动推板动作的气缸和用于活动支撑推板的支撑架。
进一步，还包括设于仓库货车停靠边缘平台，光学检测装置设于所述仓库货车停靠边缘平台处。
一种应用权所述批量箱体类货物的全自动装车***的装车方法，包括如下述步骤：
S1、输入需要的参数
用户通过人机交互***的可视化操作界面，录入多种不同货车车厢参数，并将多种规格的箱体货物信息保存控制***中；
S2、确定车厢信息且确定装车起始原点
司机倒车至仓库货车停靠边缘处，要求司机倒车后，尽量确保车身与仓库货车停靠边缘垂直，激光扫描仪定位出装车起始原点，人工选择S1中相应的车箱长宽高信息配置货车车厢参数和待装箱体货物信息。
S3、启动上料和箱体货物的规整流程
向物料输送线上料码装箱体货物，码装在托盘上的箱体货物在物料规整装置停止，物料规整装置逐层消除箱体之间的间隙，规整完一层后，下移规整下一层。
S4、自动装车
吸附小车吸规整完毕的每层箱体货物放置在货车上，当吸附小车吸附该层箱体货物时，物料规整装置位于在该层的下一层并保持夹持；吸附小车吸附箱体货物完毕时，在天车带动下自动将货物码装在货车车厢内。
进一步，在所述步骤S3中，向物料输送线上料码装箱体货物时，根据车辆及产品信息自动选择合适的托盘排布，以调整托盘上箱体的朝向
进一步，在所述S4中，采用至少两吸附小车，采用单轨道行程分开的方式通过两吸附小车接力交替的方式将箱体货物码装到货车车厢内
本发明的有益效果：本发明所述物料规整装置、天车***和吸附装置三者有机的结合，将物料输送线的疏散的箱体货物能紧密、快速的装载到货车上，并且不受车箱高度的限制对6米甚至更高的车厢也能通过所述的天车***和吸盘完成作业，所以相较于传统的机器人或机械臂进行装车适用性强，能够将箱体货物紧密的装载于车厢内，货物不容易倾倒，装车效果佳。本发明采用双吸附小车单道多段运行且采用吸盘逐层吸附箱体货物的方式进行装车，不仅能够代替人工装车节约了人力资源降低了劳动强度，而且结构合理、设计巧妙极大的提高了装车效率，同时节约了制造机器人的成本，经济性好便于推广使用。本发明的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步说明。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明结构示意图；
图2为吸附小车结构示意图；
图3为物料规整装置主视图；
图4为物料规整装置俯视图；
图5为本发明装车方法的流程图。
具体实施方式
如图所示：本发明所述的一种批量箱体类货物的装车***，包括供料***、天车4***以及用于综合控制供料***和天车4***的控制***，所述供料***包括用于码装箱体的托盘、物料输送线1和用于逐层消除相邻箱体间间隙的物料规整装置2；所述天车4***包括天车轨道、沿天车轨道运动的天车4和设于天车4上的用于逐层吸附箱体的吸附装置，所述吸附装置包括连接于天车4下端的吸附车架501、设于吸附车架501的吸盘支架502和排布于吸盘支架502上的吸盘503。
使用时，将货车行驶到装车区且安装要求停靠在指定位置上，人工启动设备，当然也可以在装车区安装激光扫描仪等用于判断车厢信息和位置的光学检测装置，然后将类似于激光扫描仪类的光学检测装置连接于控制***以控制设备的启停，在停车区设于仓库货车停靠边缘平台6当做参考，以矫正货车7的停靠是否标准。当设备启动后，物料输送线1匀速运动，则置于物料输送线1满载箱体货物的托盘随物料输送线1运动，满载箱体货物的托盘运动到物料规整装置2处物料输送线1停止，此时满载箱体货物的托盘，物料规整装置2自上而下逐层对箱体进行规整减少其相邻箱体之间的间隙。规整完一层后物料规整装置2移动到下一层，则规整完毕的一层由天车4带动的吸附小车5通过其吸盘503将该层箱体货物装载到货车上。进一步的，所述的物料输送线1优先选用皮带输送线或滚筒输送线，当然的无论皮带输送线或滚筒输送线均带有位置检测元件，如接近开关等用于检测满载箱体货物的托盘的到位情况以及用于与控制***配合控制物料输送线1的启停，此为现有技术在此不再赘述。通过物料规整装置2将箱体之间的间隙消除后，避免了松散对吸盘503吸附产生不利的影响，同时规整后紧密的箱体装车后也能防止箱体间有间隙而是码装的箱体垛晃动而倾倒。最后。当托盘上最后一层货物吸附完成后，物料输送线1再次运行，货物依此循环往复进行装车。
进一步的，作为上述技术方案的一个优化方案，增设一个转运平台，所述的转运平台优先设置于货车车厢与货物传输线之间，所述吸附装置与天车4成组设置构成吸附小车5且采用双吸附小车5，其它不变。具体为，所述吸附小车5设有两个分别为第一吸附小车5a和第二吸附小车5b；所述第一吸附小车5a行程为货车车厢到转运平台，第二吸附小车5b行程为转运平台到物料规整装置2。使用时同样的将货车置于与所述仓库货车停靠边缘平台6垂直位置上，箱体货物的在物料输送线1上传输和规整与上述相同，在此不再赘述。当需要将规整好的箱体货物装载货车上的工作过程与上述不同的是：所述的第一台吸附小车5将规整完成后的货物吸附至转运平台上，第二台吸附小车5再将平台上的每层货物转运并摆放至货车上，依次循环往复，多台吸附小车5交替运行，减少转运距离，加快装车速度。
为了尽可能的节省人工，还可以增设托盘规整装置3，所述托盘规整装置3设于物料输送线1运动方向的一端，其包括用于抓起和放置空置托盘的抓取机构301、与抓取机构301连接的机械臂302以及用于存储和整理空置托盘的理托器303。理托器303内的托盘达到一定程度后可以用叉车将其运转到其他地方以备使用，相交于人工一个一个收集方便快捷省时省力，工作效率高。
上述技术方案中，所述物料规整装置2包括基座8、设于基座8上的竖直升降构件9和用于使箱体类货物水平滑移的夹紧装置10，所述夹紧装置10设有用于检测加紧力量的压力传感器，所述压力传感器与控制***连接，所述夹紧装置10包括推板11、用于驱动推板11动作的气缸12和用于活动支撑推板11的支撑架13。这里所述的气缸也可以用同步电动或气动推杆代替，夹紧装置10从最高处移动至货物最顶层，然后夹紧装置10推板11使箱体货物规整夹紧，随后松开并下移，控制***控制吸附小了车5a将规整后的货物吸走，循环往复，依次进行。在整个过程中，可根据实际情况自由选择气动、液动、电动或电气式等夹紧装置10。同时要合理控制夹紧力的大小以免使箱体破裂，要使每层中箱体与箱体之间的缝隙尽可能小。该功能实现通过压力传感器进行检测以调整气缸12的推力。所述压力传感器可以设置于推板上，图中围标识最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
一种应用权所述批量箱体类货物的全自动装车***的装车方法，包括如下述步骤：
S1、输入需要的参数
用户通过人机交互***的可视化操作界面，录入多种不同货车车厢参数，并将多种规格的箱体货物信息保存控制***中；
S2、确定车厢信息且确定装车起始原点
司机倒车至仓库货车停靠边缘处，要求司机倒车后，尽量确保车身与仓库货车停靠边缘垂直，激光扫描仪定位出装车起始原点，人工选择S1中相应的车箱长宽高信息配置货车车厢参数和待装箱体货物信息。
S3、启动上料和箱体货物的规整流程
向物料输送线上料码装箱体货物，码装在托盘上的箱体货物在物料规整装置停止，物料规整装置逐层消除箱体之间的间隙，规整完一层后，下移规整下一层。
S4、自动装车
吸附小车吸规整完毕的每层箱体货物放置在货车上，当吸附小车吸附该层箱体货物时，物料规整装置位于在该层的下一层并保持夹持；吸附小车吸附箱体货物完毕时，在天车带动下自动将货物码装在货车车厢内。
进一步，在所述步骤S3中，向物料输送线上料码装箱体货物时，根据车辆及产品信息自动选择合适的托盘排布，以调整托盘上箱体的朝向。
进一步，在所述S4中，采用至少两吸附小车，采用单轨道行程分开的方式通过两吸附小车接力交替的方式将箱体货物码装到货车车厢内。
该方法的具体执行过程：
当货物装车区安装的光学检测装置检测到待装车的货车信息并定位装车原点后，将信号发送给控制***，控制***再结合装车产品信息以确定合理的装车方式，合理的装车方式是由向物料输送线上料码装箱体货物时，根据车辆及产品信息自动选择合适的托盘排布，整托盘上箱体的朝向来得以实现的。更为具体的，吸盘503吸附的箱体货物的朝向即为装车时的朝向，当托盘上箱体的朝向改变时则装车时箱体货物的朝向也不就发生了该变。进一步的，首先产品通过物料输送线1输送至物料规整装置2处，物料输送线1停车，此时物料规整装置2移动至货堆顶层，物料规整装置2开始工作，对每层的多箱货物规整夹紧，随后规整装置松开，并下移一层，第一吸附小车5a收到规整完成信号后通过吸盘503吸附规整后的每层货物，并快速转运至装车平台上，接着由第二吸附小车5b往返吸附转运平台上的每层货物，快速放置在货车7的车箱内。第一吸附小车5a和第二吸附小车5b依次交替对箱体货物依次循环往复进行装车。进一步的，对箱体规整的具体的执行过程和上述的物料规整装置2的工作原理基本相同，在此不再赘述。
采用本发明的批量箱体类货物全自动装车***及装车方法进行装车，可以实现单次装一层，而不同于传统机器人或机械臂一次只能装卸一箱的装车方式。这样不仅可以成倍的提高装车速度，而且可以较好的适应各种车型，尤其对6米以上的货车及半挂车其装车优势更为明显。该种装车设备及装车方法极大的减少了工人数量，减轻了工人的劳动强度且装车速度较快，降低了企业生产运营成本，同时设备安装方便、适用范围较广、普适性较好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种批量箱体类货物的全自动装车***，包括供料***、天车***以及用于综合控制供料***和天车***的控制***，还包括光学检测装置，所述光学检测装置连接于控制***，其特征在于：所述供料***包括用于码装箱体的托盘、物料输送线和用于逐层消除相邻箱体间间隙的物料规整装置；所述天车***包括天车轨道、沿天车轨道运动的天车和设于天车上的用于逐层吸附箱体的吸附装置，所述吸附装置包括连接于天车下端的吸附车架、设于吸附车架的吸盘支架和排布于吸盘支架上的吸盘。
2.根据权利要求1所述的批量箱体类货物的全自动装车***，其特征在于：还包括托盘规整装置，所述托盘规整装置设于物料输送线运动方向的一端，其包括用于抓起和放置空置托盘的抓取机构、与抓取机构连接的机械臂以及用于存储和整理空置托盘的理托器。
3.根据权利要求1所述的批量箱体类货物的全自动装车***，其特征在于：还包括设于货车车厢与货物传输线之间转运平台，所述吸附装置与天车成组设置构成吸附小车，所述吸附小车至少设有两个分别为第一吸附小车和第二吸附小车；所述第一吸附小车行程为货车车厢到转运平台，第二吸附小车行程为转运平台到物料规整装置。
4.根据权利要求3所述的批量箱体类货物的全自动装车***，其特征在于：所述物料规整装置包括基座、设于基座上的竖直升降构件和用于使箱体类货物水平滑移的夹紧装置，所述夹紧装置设有用于检测加紧力量的压力传感器，所述压力传感器与控制***连接。
5.根据权利要求4所述的批量箱体类货物的全自动装车***，其特征在于：所述夹紧装置包括推板、用于驱动推板动作的气缸和用于活动支撑推板的支撑架。
6.根据权利要求1所述的批量箱体类货物的全自动装车***，其特征在于：还包括设于仓库货车停靠边缘平台，光学检测装置设于所述仓库货车停靠边缘平台处。
7.一种应用权利要求1-6任一权利要求所述批量箱体类货物的全自动装车***的装车方法，包括如下述步骤：
S1、输入需要的参数
用户通过人机交互***的可视化操作界面，录入多种不同货车车厢参数，
并将多种规格的箱体货物信息保存控制***中；
S2、确定车厢信息且确定装车起始原点
司机倒车至仓库货车停靠边缘处，要求司机倒车后，尽量确保车身与仓库货车停靠边缘垂直，激光扫描仪定位出装车起始原点，人工选择S1中相应的车箱长宽高信息配置货车车厢参数和待装箱体货物信息。
S3、启动上料和箱体货物的规整流程
向物料输送线上料码装箱体货物，码装在托盘上的箱体货物在物料规整装置停止，物料规整装置逐层消除箱体之间的间隙，规整完一层后，下移规整下一层。
S4、自动装车
吸附小车吸规整完毕的每层箱体货物放置在货车上，当吸附小车吸附该层箱体货物时，物料规整装置位于在该层的下一层并保持夹持；吸附小车吸附箱体货物完毕时，在天车带动下自动将货物码装在货车车厢内。
8.根据权利要求7所述的应用批量箱体类货物的全自动装车***的装车方法，其特征在于：在所述步骤S3中，向物料输送线上料码装箱体货物时，根据车辆及产品信息自动选择合适的托盘排布，以调整托盘上箱体的朝向。
9.根据权利要求7所述的应用批量箱体类货物的全自动装车***的装车方法，其特征在于：在所述S4中，采用至少两吸附小车，采用单轨道行程分开的方式通过两吸附小车接力交替的方式将箱体货物码装到货车车厢内。
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