本实用新型涉及一种龙门式装箱及堆码装置。
背景技术：
生产过程中，采用人力对产品进行装箱、打包及堆码等作业，存在效率低下的问题，对于作业人员来说，这种作业劳动强度大，并且存在一定的危险性，因此，需要设计一种可以代替人力的装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种龙门式装箱及堆码装置，其可以实现产品的装箱和堆码，且结构简单，制造成本低。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种龙门式装箱及堆码装置，包括主控制电柜、龙门架及设置在龙门架下方的输送线，输送线包括依次连接的用于输送待装箱产品的产品输送段，以及设有空箱并用于输送已装箱产品的装箱输送段，输送线的末端设置有用于堆码的托盘，输送线上方设有用于将待装箱产品装夹入空箱中、以及将已打包产品放置在托盘上的夹具组件，龙门架上设有与夹具组件传动连接并驱动其移动的三轴驱动机构，输送线、三轴驱动机构和夹具组件均与主控制电柜电连接。
所述夹具组件包括平板、两左右设置的夹板及若干设置在夹板底部并用于托住待装箱产品或已打包产品底部的气动手抓组件，夹板通过夹具驱动组件传动设置在平板底部，夹具驱动组件包括设置在平板左右两边的夹具步进电机、与夹具步进电机传动连接的夹具丝杆及固定在平板上并位于夹具丝杆下方的直线导轨，夹板滑动设置在直线导轨上，其顶部与夹具丝杆传动连接。
所述夹具组件上设有压力传感器或扭力传感器。
所述输送线包括依次连接在装箱输送段后的封箱段及捆扎段，封箱段上设有用于纸箱折盖和封胶带的封箱装置，捆扎段上设有用扎带捆绑纸箱的捆包装置，封箱装置和捆包装置与主控制电柜电连接，托盘位于捆扎段的后方。
所述主控制电柜设置于地面上且位于龙门架外部，托盘的外部设有用于检测托盘上纸箱高度的传感器，传感器设置在龙门架上，主控制电柜上设置有声音提示模块和信号灯提示模块，传感器、声音提示模块和信号灯提示模块均与主控制电柜电连接，主控制电柜，主控制电柜内设置有PLC控制器，主控制电柜表面设有与PLC控制器电连接的控制面板。
所述三轴驱动机构包括沿输送线长度方向固定在龙门架上的X轴驱动装置、传动连接在X轴驱动装置上的Y轴驱动装置，以及传动连接在Y轴驱动装置上的Z轴驱动装置。
所述X轴驱动装置包括固定在龙门架相对两侧的X轴导轨、以及设置在X轴导轨上方的X轴移动组件，X轴移动组件为丝杆组件或同步带组件，X轴移动组件一侧设有与其传动连接的第一电机组件，Y轴驱动装置与X轴移动组件传动连接，Y轴驱动装置通过X轴滑块滑动设置在X轴导轨上。
所述Y轴驱动装置包括两间隔且平行设置的横杆，横杆与X轴移动组件传动连接，横杆通过X轴滑块滑动设置在两侧的X轴导轨上，两横杆首尾两端分别通过盖板固定连接，两横杆上均设有Y轴导轨，至少一Y轴导轨上方设有Y轴移动组件，Y轴移动组件为丝杆组件或同步带组件，Y轴移动组件一侧设有与其传动连接的第二电机组件，Z轴驱动装置与Y轴移动组件传动连接，Z轴驱动装置通过Y轴滑块滑动设置在Y轴导轨上。
所述Z轴驱动装置包括安装座，安装座通过Y轴滑块滑动设置在两横杆上，安装座上设有第三电机组件，第三电机组件下部传动连接有Z轴丝杆组件，Z轴丝杆组件上传动连接有滑动套筒，安装座下方固定有凵状支架，凵状支架底部开设有用于防止滑动套筒左右摆动的定位孔，滑动套筒穿过定位孔，夹具组件顶部固定有转动杆，转动杆顶部可转动设置在滑动套筒上，Z轴驱动装置上设有旋转步进电机，旋转步进电机通过旋转同步带与转动杆传动连接并驱动夹具组件转动。
所述第一电机组件、第二电机组件和第三电机组件均包括伺服电机以及与伺服电机传动连接的精密行星减速机。
本实用新型的有益效果如下：
龙门式装箱及堆码装置本着以人为本的理念，龙门式装箱及堆码装置所夹抱的产品重量一般为20-60公斤，如用人力将待装箱产品放入已打开的空箱内，需要2人抬着放入空箱内；如用人力将已打包产品放到托盘上，需要2人或以上才能堆放到1至5层的高度(约2米)。现在，作业人员只需要启动相应的程序，即可完成前述的作业，有效地节省了人力资源与降低作业人员的工作强度。
高效快捷，当已打包产品放到托盘后，龙门式装箱及堆码装置的夹具组件自动回到输送线预设的位置上，当待装箱产品移动到预设的位置时，夹具组件自动将其夹住并放置到空箱中；当已打包产品移动到预设的位置上时，夹具组件自动将其夹住并放置到托盘上，如此自动循环运行，整个过程只须2-3分钟。
安全可靠，龙门式装箱及堆码装置采用夹合驱动组件(采用夹具驱动组件和旋转步进电机、旋转同步带及转动杆)夹抱产品，通过仿人抬东西的方式，将待装箱产品装夹入空箱时，或者将包装好的产品堆码时，气动手抓组件垂直向下，夹板将产品夹住，气动手抓组件向内侧转动90度，拖住产品的底部，夹具组件夹持住产品并移动到预设位置时，气动手抓组件缓慢恢复到垂直向下的状态，将待装箱产品自行滑入空箱内，或者包装好的产品自行落到托盘上，从而不会夹伤待装箱产品或者导致其滑落；将已打包产品放置在托盘上时，通过压力传感器或扭力传感器感应，根据不同型号产品的重量设定夹抱的压力，从而使每次的夹抱压力都相同，当同一型号产品的包装空箱重量有小许误差时，压力传感器或扭力传感器将感应到的信息传递给PLC控制器控制，PLC控制器控制夹具组件自动补偿到设定的压力进行夹抱，从而不会滑落损坏产品。
节能环保，龙门式装箱及堆码装置采用PLC控制器控制，X轴驱动装置、Y轴驱动装置均采用伺服电机配套精密行星减速机的动力输出机构，保证运转时扭力充足和定位精确度，比传统的普通电机和减速箱节能50％，Z轴驱动装置采用伺服电机和Z轴丝杆组件实现升降运动，比传统的机械手和气动气缸传动方式节能50％，工程造价节省60％，本系统总负荷为3千瓦时。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型一实施例夹具组件的结构示意图。
图3为本实用新型一实施例夹板和气动手抓组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
参见图1-图3，本龙门式装箱及堆码装置，包括主控制电柜1、龙门架2及设置在龙门架2下方的输送线，输送线包括依次连接的用于输送待装箱产品31的产品输送段41，以及设有空箱32并用于输送已装箱产品的装箱输送段42，输送线的末端设置有用于堆码的托盘33，输送线上方设有用于将待装箱产品31装夹入空箱32中、以及将已打包产品34放置在托盘33上的夹具组件，龙门架2上设有与夹具组件传动连接并驱动其移动的三轴驱动机构，输送线、三轴驱动机构和夹具组件均与主控制电柜1电连接。
龙门式装箱及堆码装置可实现将待装箱产品31装夹入空箱32中，以及将已打包产品34放置在托盘33上两种搬运功能。
龙门式装箱及堆码装置采用三轴驱动机构，实现夹具组件在平面X、Y轴和垂直Z轴方向上的移动。X、Y轴的平面工作范围在2-1000平方米内，Z轴的垂直工作范围在50-5000毫米内。
进一步地，所述夹具组件包括平板51、两左右设置的夹板52及若干设置在夹板52底部并用于托住待装箱产品31或已打包产品34底部的气动手抓组件53，夹板52通过夹具驱动组件传动设置在平板51底部，夹具驱动组件包括设置在平板51左右两边的夹具步进电机54、与夹具步进电机54传动连接的夹具丝杆55及固定在平板51上并位于夹具丝杆55下方的直线导轨59，夹板52滑动设置在直线导轨59上，其顶部与夹具丝杆55传动连接。
进一步地，所述夹具组件上设有压力传感器或扭力传感器。
进一步地，所述输送线包括依次连接在装箱输送段42后的封箱段43及捆扎段44，封箱段43上设有用于纸箱折盖和封胶带的封箱装置，捆扎段44上设有用扎带捆绑纸箱的捆包装置，封箱装置和捆包装置与主控制电柜1电连接，托盘33位于捆扎段44的后方，实现纸箱的折盖、封胶带及捆绑工作，更加节省人力资源。
进一步地，所述主控制电柜1设置于地面上且位于龙门架2外部，托盘33的外部设有用于检测托盘33上纸箱高度的传感器61，传感器61设置在龙门架2上，主控制电柜1上设置有声音提示模块62和信号灯提示模块63，传感器61、声音提示模块62和信号灯提示模块63均与主控制电柜1电连接，主控制电柜1，主控制电柜1内设置有PLC控制器，主控制电柜1表面设有与PLC控制器电连接的控制面板64，当托盘33上的纸箱到达一定高度并触发传感器61时，传感器61将感应信号传递给主控制电柜1，主控制电柜1可通过声音提示模块62发出声音或者信号灯提示模块63闪烁提醒作业人员进行搬运工作，并将空的托盘33放置到原托盘33的位置上。
控制面板64包括触摸屏，触摸屏尺寸为7-22寸。
龙门式装箱及堆码装置采用触摸屏和PLC控制器进行控制，主要优点是稳定性高、操作易懂方便、通用性好以及故障率低。
在触摸屏上能设定夹抱产品和放置产品等的位置坐标，能设定托盘上堆放产品的坐标位置，并能把所设数据作为某规格产品保存下来，能保存多种产品规格参数，下次生产该产品时直接调用，方便快捷。
进一步地，所述三轴驱动机构包括沿输送线长度方向固定在龙门架2上的X轴驱动装置、传动连接在X轴驱动装置上的Y轴驱动装置，以及传动连接在Y轴驱动装置上的Z轴驱动装置。
进一步地，所述X轴驱动装置包括固定在龙门架2相对两侧的X轴导轨71、以及设置在X轴导轨71上方的X轴移动组件72，X轴移动组件72为丝杆组件或同步带组件，X轴移动组件72一侧设有与其传动连接的第一电机组件74，Y轴驱动装置与X轴移动组件72传动连接，Y轴驱动装置通过X轴滑块73滑动设置在X轴导轨71上。
进一步地，所述Y轴驱动装置包括两间隔且平行设置的横杆81，横杆81与X轴移动组件72传动连接，横杆81通过X轴滑块73滑动设置在两侧的X轴导轨71上，两横杆81首尾两端分别通过盖板82固定连接，两横杆81上均设有Y轴导轨83，至少一Y轴导轨83上方设有Y轴移动组件84，Y轴移动组件84为丝杆组件或同步带组件，Y轴移动组件84一侧设有与其传动连接的第二电机组件75，Z轴驱动装置与Y轴移动组件84传动连接，Z轴驱动装置通过Y轴滑块85滑动设置在Y轴导轨83上。
X轴驱动装置和Y轴驱动装置均采用双导轨结构，有效提高承重能力和保证运动的稳定性。
进一步地，所述Z轴驱动装置包括安装座91，安装座91通过Y轴滑块85滑动设置在两横杆81上，安装座91上设有第三电机组件76，第三电机组件76下部传动连接有Z轴丝杆组件92，Z轴丝杆组件92上传动连接有滑动套筒93，安装座91下方固定有凵状支架95，凵状支架95底部开设有用于防止滑动套筒93左右摆动的定位孔，滑动套筒93穿过定位孔，夹具组件顶部固定有转动杆58，转动杆58顶部可转动设置在滑动套筒93上，Z轴驱动装置上设有旋转步进电机56，旋转步进电机56通过旋转同步带57与转动杆58传动连接并驱动夹具组件转动。
在Z轴驱动装置下面安装有夹具组件，夹具组件的装夹尺寸(可以装夹多大尺寸的产品)为50-2000mm，夹具组件可实现将已打包产品34放置在托盘33上，以及配合旋转步进电机56、旋转同步带57及转动杆58，将夹持住的产品进行0-180°旋转。
进一步地，所述第一电机组件74、第二电机组件75和第三电机组件76均包括伺服电机以及与伺服电机传动连接的精密行星减速机。
X轴驱动装置、Y轴驱动装置及Z轴驱动装置三者均采用伺服电机配套精密行星减速机的动力输出机构，保证运转时扭力充足和定位精确度。
具体工作方式：通过触摸屏和PLC控制器的控制，夹具组件配合三轴驱动机构，从输送线上将产品夹住，可通过向前、后、左、右、上、下移动或者旋转0-180°，将产品放到预设的位置上(PLC控制器内程序预设的坐标)，即：1、将待装箱产品31装夹入空箱32中；2、将已打包产品34放置在托盘33上；3、按“井”型或“T”型将已打包产品34放置在托盘33上，并按1-5层的顺序逐层堆放。
以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，而非以此来限定本实用新型的权利要求保护范围，依本实用新型保护范围内所作的等同变化，仍属本实用新型所保护的范围。