一种用于单订单多货品的分拣包装系统及其使用方法与流程

文档序号:32901339发布日期:2023-01-13 01:46阅读:24来源:国知局
一种用于单订单多货品的分拣包装系统及其使用方法与流程

1.本发明属于播种墙结构改进技术领域,尤其是一种用于单订单多货品的分拣包装系统及其使用方法。


背景技术:

2.网购是一种人们日常生活中经常使用的购物形式,每天产生大量订单需要处理,其大致过程包括选购过程、电商分拣包装过程和物流运输过程。其中电商分拣包装过程中单订单多货品的分拣包装是仓库处理业务的重点,占总量的将近70%,包括订单货品集中拣货、按订单播种分拣装筐环节、货筐运输环节、装袋或装箱环节和输送环节,订单货品集中拣货环节是指将多个订单的货品集合一次从仓库中取出,按订单播种分拣装筐环节指按照订单将该订单涉及的所有货品在播种墙分拣装在一个货筐内,货筐运输环节是指装好货品的货筐被自动输送到装袋或装箱环节;装袋或装箱环节是将货品装入包装袋或包装箱,然后封好后完成贴标等处理,最后包装袋或包装箱由输送环节输送走,上述各环节之间会设置输送辊和输送带以便于传输。
3.在实际使用中发现,现有的分拣包装过程存在以下问题:
4.1.订单货品分拣装筐环节中常使用播种墙,其大致结构包括呈直线排列的货柜,货柜上设置有用于容纳多行、多列的单独的空间,每个空间内用于摆放货筐,在货柜旁侧设置有能自动移动的输送小车,操作人员手工或者自动分拣装置自动的将货品放置在输送小车上,输送小车移动到合适的行、列的货筐处,将货品推送到货筐内,由于货柜为直线排列,占地面积较大,分拣效率低,而且货柜旁侧的输送小车及其附属的设备不易维护、更换,不适用于某些工作场地面积较小的电商,那些准备进行设备更新但受场地面积所限的电商完全无法使用。
5.2.订单货品分拣装筐环节中的货筐更换是一个重要的环节,其大致过程是:当某个货筐的全部物品均放好后,货筐架上与该货筐对应的位置设置的灯具的颜色改变,此时操作人员可以人工取下放好的货筐放置在包装线体或向包装线体输送的输送辊或输送带上,然后将空的货筐放上,或者等整个货筐架上的所有货筐都放好后,操作人员将货筐架整体移动到另一个工位,将放好空的货筐的货筐架移动到分拣位,而人工换筐的方式存在占用人工,影响工作效率的问题。
6.3.装袋或装箱环节中,每个订单的货品被单独放在货筐里并自动按照订单分别传送到上述两个工位,原来较常采用人工的方式,即手工将货品按照大小放入包装箱内,有时候选择的包装箱大小不合适,导致需要将货品取出并更换包装箱的问题,这样会导致工作效率降低,有些厂家研制的自动设备可以自动叠放,但结构较复杂且与整个线体中的其它设备配合不好。
7.4.装袋或装箱环节之前,会对货品进行预包装,即将面积大的货品放在托盘上,然后依次将面积较小的物品摆放在上面,这样将整体放入打包机,用塑料薄膜缠绕好,使多个货品形成一个整体的形状,然后再被输送到装箱的线体完成装箱及后续处理。有些电商采
用手工操作的方式,即将组合好的托盘放在缠膜机上,缠膜机的薄膜缠绕好后,再通过输送辊或输送带输送走,有些电商采用输送带输送到缠膜机,然后缠绕好后再输送走。手工的方式显然工作效率较低,而输送带的方式不易控制托盘的位置,导致薄膜缠绕时出现缠绕位置靠前或靠后的问题。
8.综上所述,上述电商分拣包装过程的各个环节中均存在影响工作效率、占用人工过多的问题,这样每个环节的问题累计起来会造成整个过程的不顺畅,急需一种能够优化整个过程的系统和使用方法。


技术实现要素:

9.本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于单订单多货品的分拣包装系统。本发明将播种墙单元、自动换筐单元、检测摆放单元、预包装单元、装袋单元和装箱单元相互结合起来并通过输送辊或输送带互联互通,整个过程自动完成,而且能选择好尺寸合适的包装箱并提前开好箱,提高了工作效率。
10.本发明采取的技术方案是:
11.一种用于单订单多货品的分拣包装系统,包括播种墙单元,装袋单元和装箱单元,其特征在于:所述播种墙单元包括能转动的圆形支架,在圆形支架外表面设置有多个升降输送机构,每个升降输送机构能接住货品并随着圆形支架转动而转动,升降输送机构能将货品升降到竖向的合适位置并将其向对位的货筐内输送。
12.进一步的:所述升降输送机构包括支撑架、输送组件和升降驱动电机,支撑架设置在圆形支架外表面,在支撑架上设置的升降驱动电机通过皮带或链条驱动输送组件沿着支撑架竖向运动;所述输送组件用于接住货品并向货筐内输送货品;
13.所述输送组件包括支架、输送皮带和输送驱动电机,所述支架连接所述皮带或链条,在支架上设置的输送驱动电机能驱动支架上设置的输送皮带向外侧转动并将其上的货品向升降输送机构外侧的货筐架内的多个货筐内输送。
14.进一步的:所述货筐架为人工推动或者由智能搬运车自动推动至一个自动换筐单元处;
15.所述自动换筐单元包括换筐支架、换筐机构和货筐输送机构,所述换筐支架前端用于停靠货筐架,在换筐支架旁侧设置货筐输送机构,换筐支架内设置的换筐机构能将货筐架内放好物品的货筐取下并通过货筐输送机构输送走,换筐机构能将货筐输送机构输送来的空的货筐输送到货筐架内的空位处;
16.在换筐支架后端外侧设置所述货筐输送机构,该货筐输送机构包括辊架、上输送辊组和下输送辊组,在辊架的上端和下端间隔设置横向的上输送辊组和下输送辊组,两个输送辊组分别用于将放好货品的货筐输送走和将空的货筐输送来。
17.优化的方案是:所述换筐机构包括底架和货筐推拉组件,底架两侧分别与一升降皮带连接,该两个升降皮带由所述升降电机驱动,所述底架上设置至少一个用于将放好货品的货筐拉出和将空的货筐推入的货筐推拉组件。
18.优化的方案是:货筐推拉组件包括侧板、移动座和吸盘,两个侧板横向的间隔设置在所述底架上,每个侧板上方旁侧设置有从换筐支架前端延伸至换筐支架后端的货筐皮带,两个侧板之间设置有纵向的吸盘丝杠,该吸盘丝杠能驱动所述移动座在两个侧板之间
纵向移动,移动座上设置至少一个所述吸盘;
19.所述吸盘随着移动座移动靠近货筐架时通过真空负压吸住放好货品的货筐的侧壁外表面并在随着移动座向侧板后端移动时将放好货品的货筐从货筐架内拉出至所述货筐皮带上;所述吸盘能在放好货品的货筐随着货筐皮带向换筐支架后端移动时能向两个侧板之间摆转并使货筐通过;
20.所述货筐皮带能将从上输送辊组或下输送辊组中的任意一个输送来的空的货筐推送到货筐架空的位置内。
21.优化的方案是:所述货筐皮带由两个侧板之间或底架上设置的皮带电机驱动;所述吸盘丝杠由两个侧板之间或底架上设置的丝杠电机驱动。
22.优化的方案是:所述货筐推拉组件为至少两个;
23.所有的货筐皮带在一根皮带通轴或者在通过联轴器连接的多个皮带轴带动下转动,所述皮带电机驱动所述皮带通轴或多个皮带轴转动;
24.所有的丝杠在一根丝杠通轴或者在通过联轴器连接的多个丝杠轴带动下转动,所述丝杠电机驱动所述丝杠通轴或多个丝杠轴转动。
25.优化的方案是:移动座的一侧滑动设置在同侧侧板设置的纵向的滑轨上,移动座的另一侧旋合穿设所述吸盘丝杠,在吸盘丝杠上方设置一导向柱,该导向柱一端与移动座上铰装的摆转板连接,在摆转板上端设置所述吸盘,该导向柱的另一端滑动嵌入同侧侧板上设置的纵向的导槽内,该导槽后端设置折弯向下的倾斜端部;
26.或,
27.移动座的一侧旋合穿设所述吸盘丝杠,移动座另一侧的侧板上设置有纵向的导槽,该导槽后端设置折弯向下的倾斜端部,移动座内铰装的摆转板上端设置所述吸盘,该摆转板与一个导向柱的一端连接,该导向柱的另一端滑动嵌入所述导槽内。
28.优化的方案是:所述上输送辊组或下输送辊组中的任意一个或全部两个的旁侧设置有用于扫描货筐的扫码器。
29.进一步的:所述上输送辊组分别连接装袋单元和装箱单元;
30.在装袋单元与上输送辊组之间或装箱单元与上输送辊组之间中的任意一处或全部两处设置有一可测量物品体积并摆放的检测摆放单元,所述检测摆放单元包括摆放平台、货品摆放中间架和机械手,摆放平台上设置所述机械手,在摆放平台旁侧设置所述货品摆放中间架;
31.所述机械手能从摆放平台一侧输送来的货筐内取出每个货品并将其放在货品摆放中间架设置的多个单元格中的一个单元格内;所述机械手将一个货筐的所有货品均摆放到单元格后能从单元格内将所有货品逐个取出并按照摆放规则放置在摆放平台另一侧托盘输送机构上放置的托盘内。
32.优选的方案是:货品摆放中间架上端面设置多个单元格,该多个单元格包括尺寸不同的多个单元格和尺寸相同的多个单元格。
33.优选的方案是:所述托盘输送机构包括落地架、带轮电机和托盘皮带,所述落地架前端和后端均设置有带轮,前端和后端的带轮缠绕所述托盘皮带,在托盘皮带的表面均布设置有凸块,两个凸块之间的托盘皮带用于托住托盘。
34.优选的方案是:所述摆放平台旁侧设置有用于识别货筐内货品编码的扫码器,该
扫码器获取的货品的编码经识别后使机械手能将该货品放入尺寸大于货品尺寸的单元格内。
35.优选的方案是:靠近摆放平台的两个凸块之间的托盘皮带上放置托盘,该托盘上方设置一个三维扫描器。
36.进一步的:在装袋单元与检测摆放单元之间或装箱单元与检测摆放单元之间中的任意一处或全部两处设置有一货品预包装单元,所述货品预包装单元包括平台、旋转升降杆机构、升降平移杆机构、转动机构和夹持切断机构,在平台上由前至后间隔设置所述旋转升降杆机构、升降平移杆机构和转动机构,在转动机构旁侧设置夹持切断机构;
37.旋转升降杆机构用于将输送来的托盘放置在升降平移杆机构上,升降平移杆机构能与转动机构配合并将托盘托举在转动机构设置的薄膜卷旁侧,薄膜卷随着转动机构中能转动的部分转动并将托盘与其上摆放的货品缠绕在一起;
38.夹持切断机构用于夹持住薄膜带并在薄膜缠绕好后能将薄膜卷和托盘之间的薄膜带切断;
39.升降平移杆机构能在薄膜带切断后将托盘向转动机构后端推动输送。
40.优选的方案是:所述旋转升降杆机构包括长杆座,该长杆座前端的表面间隔设置多个朝前的长杆,该多个长杆用于接到所述托盘输送机构输送来的托盘;
41.至少一个长杆靠近长杆座的外表面设置朝上的凸杆;长杆座连接一长杆升降缸的朝上的缸杆,该长杆升降缸的缸体连接一旋转缸的朝上的缸杆,旋转缸安装在平台前端。
42.优选的方案是:所述升降平移杆机构包括移动组件、短杆和短杆升降缸,移动组件前端和后端分别设置一个升降缸,每个升降缸的朝上的缸杆设置一个短杆座,两个短杆座上均分别间隔设置多个短杆;
43.长杆和短杆错位设置,相邻两个短杆之间的间隙能容纳一根长杆,相邻两个长杆之间的间隙能容纳一根短杆;所述两个短杆座能同步升降或分别升降,靠近转动机构的至少一个短杆的后端外表面设置有朝上的推动杆;
44.所述移动组件能带动两个短杆座在所述旋转升降杆机构和转动机构之间往复的移动。
45.优选的方案是:所述移动组件包括滑轨、移动梁、杆座架和驱动部件,所述旋转升降杆机构和转动机构之间的平台上由前至后设置有滑轨,在平台上设置一个用于推拉移动梁沿着滑轨移动的驱动部件,在移动梁上设置所述杆座架,杆座架前端和后端分别设置所述两个短杆座。
46.优选的方案是:所述转动机构包括基板、转动环和薄膜卷,所述基板设置在所述滑轨后侧的平台上,在基板上设置一个开孔,朝向升降平移杆机构的开孔旁侧基板表面转动设置所述转动环,该转动环在转动环电机驱动下转动,在转动环一侧设置所述薄膜卷;
47.所述薄膜卷随着转动环的转动而转动并能将托盘与其上摆放的货品缠绕在一起;
48.所述开孔内的下端间隔设置多个支撑杆,所述支撑杆与靠近其的短杆座上的短杆朝向相同,支撑杆和短杆错位设置,相邻的两个支撑杆之间的间隙能容纳一个短杆,相邻两个支撑杆之间的间隙能容纳一根短杆;
49.所述短杆和支撑杆相互靠近的端部能在薄膜卷将托盘与其上摆放的货品缠绕在一起时分别支撑住托盘的前端和后端;
50.所述支撑杆能在推动杆向转动机构后端推动输送托盘时支撑柱托盘。
51.优选的方案是:所述支撑杆的旁侧设置有压紧板。
52.优选的方案是:朝向升降平移杆机构的开孔旁侧基板表面设置套筒,在套筒上转动设置所述转动环,在套筒外侧的基板表面沿着开孔径向方向设置有至少一个压轮,该压轮能在转动环转动时滚压在转动环外表面。
53.进一步的:所述夹持切断机构包括两个夹爪和一个烫刀,所述薄膜卷的薄膜带端头两侧分别设置一个夹爪,在夹爪下方设置能升降的烫刀。
54.优选的方案是:所述夹爪在薄膜卷转动前夹住薄膜带端头,所述夹爪在薄膜带转动至少一圈后松开薄膜带并能在缠绕好后重新夹住薄膜带,所述烫刀能在夹爪重新夹住薄膜带后上升并烫斷薄膜带。
55.本发明的另一个目的是提供一种用于单订单多货品的分拣包装系统的使用方法,包括以下步骤:包括货箱选型子程序、摆放控制子程序和叠放控制子程序;
56.所述摆放控制子程序用于控制机械手将货筐内的所有货品取出并摆放至货品摆放中间架上端面设置的适合的单元格内;
57.所述叠放控制子程序用于控制机械手从单元格内取出货品并按照尺寸下大上小的规则将所有货品叠放在所述托盘内;
58.所述货箱选型子程序用于控制装箱单元中的开箱机构选取合适尺寸的箱子并在完成开箱后将其输送至装箱单元的装箱机构。
59.进一步的:所述摆放控制子程序包括以下步骤:
60.⑴
获取当前货筐内最上面货品的长宽尺寸,查询单元格的长宽尺寸;
61.⑵
对所有货品的长和宽的数值进行比较:
62.当长小于宽时,将长和宽的数值互换,标记该货品需要转动调整,进入下一步骤;
63.当长大于货等于宽时,不进行标记,进入下一步骤;
64.⑶
选择比货品的长的数值大且最接近的单元格,检索该单元格内是否已放入货品;
65.⑷
如果该单元格内无货品,则控制机械手将没有标记的货品直接放入找到的该单元格内或者机械手将有标记的货品转动调整后再放入找到的改单元格内,进入下一步骤;
66.如果该单元格内有货品,则标记该单元格不能使用,回到步骤


67.⑸
重复步骤
⑴‑⑷
直至货筐内所有货品均放入单元格内。
68.进一步的:所述货箱选型子程序包括以下步骤:
69.⑴
获取一个订单的信息;
70.⑵
找到订单内货品的长的最大值,按照该长的最大值查找货箱中长的数值大于货品长的最大值且最接近的货箱;
71.⑶
找到订单内货品的宽的最大值;
72.⑷
判断长的最大值和宽的最大值是否为同一货品:
73.如果为同一货品,按照该货品的长的最大值和宽的最大值查找货箱中两个数值均大于货品且数值与货品最接近的货箱,进入步骤


74.如果不是同一货品,进入下一步骤;
75.⑸
比较步骤

的货箱的宽的数值是否大于货品的宽的最大值;
76.如果比较结果为大,进入步骤


77.如果比较结果为小,按照长的最大值和宽的最大值查找货箱中两个数值均大于货品且数值与货品最接近的货箱,进入步骤


78.⑹
计算所有货品叠放后的总高度,比较当前选定的货箱的高的数值是否大于叠放后的总高度的数值:
79.如果比较结果为大,进入步骤


80.如果比较结果为小,按照长的最大值、宽的最大值和总高度的数值查找货箱中三个数值均大于货品且数值与货品最接近的货箱,进入步骤


81.⑺
将货箱信息发送给装箱单元的控制过程,该装箱单元的控制过程驱动装箱单元中的开箱机构提取合适的货箱并在完成开箱后输送到装箱单元中的装箱机构。
82.进一步的::所述叠放控制子程序包括以下步骤:
83.⑴
按照货品的长度排序,将长度最大的货品沿着托盘的长方向放在托盘内;
84.⑵
选取长度稍小的货品,放在上一个货品上面;
85.⑶
重复步骤

直至所有货品均按照下大上小的规则叠放在托盘上。
86.本发明的优点和积极效果是:
87.1.本发明中,利用驱动电机驱动一个转动的圆形支架,圆形支架上端外表面径向设置多个升降输送机构,圆形支架的大小可以决定安装多少个升降输送机构,使用时相当灵活,在升降输送机构外侧放置货筐架,升降输送机构自动寻找合适的货筐并将货品输送到货筐内,圆形支架转动时,所有的升降输送机构都在工作,相比于直线运行的输送小车,分播效率更高,同时整体占地面积更小,尤其适合工作场地面积较小的电商安装使用。
88.2.本发明中,货筐架运输到换筐支架前端的定位机构内,换筐支架内设置的能竖向升降的货筐输送机构中的货筐推拉组件利用吸盘和货筐皮带将放好货品的货筐拉出至上输送辊组或下输送辊组上并输送至包装线体,然后再将上输送辊组或下输送辊组输送来的空的货筐推送至货筐架空的位置内,由此自动实现了货筐的取出和放入,无需安排人手,上输送辊组或下输送辊组中任意一个或全部两个旁侧设置的扫码器能够识别通过的货筐的编码,该编码能传输至控制系统中进行下一步处理。
89.3.本发明中,扫描器扫描输送来的货筐内最上方的货品的编码,该编码被控制系统接收并查找出该货品的三维尺寸,控制系统驱动机械手移动并通过吸盘吸取货品,然后将货品放入长宽尺寸均大于货品长宽尺寸的单元格内并记录好,不断重复,机械手将所有的货品摆放在单元格内,控制系统按照尺寸下大上小的摆放规则驱动机械手将货品取出并逐个叠放在托盘内,托盘由托盘皮带向后续处理环节输送,整个过程自动完成,工作效率高,而且能在叠放后获取托盘和叠放货品的大致的三维尺寸,供其他环节使用。
90.4.本发明中,旋转升降机构接到输送辊或输送带输送来的托盘,托盘上摆放好多个货品,旋转升降机构升起并旋转180度,再由上升的升降平移杆机构将托盘向上托起,然后整体向转动机构平移,当托盘的端部接触支撑杆时,压紧板压住托盘和货品的该侧端部,升降平移杆机构下降并由推动杆旁侧的短杆端部托住托盘位于该侧的端部,薄膜卷转动并将托盘和货品缠绕在一起,烫刀切断薄膜后,升降平移杆机构向支撑杆方向平移并将托盘整体通过开孔推动到基板后端平台上的输送辊或输送带上,整个过程运输平稳、支撑稳定,保证薄膜缠绕的紧实,不仅自动化程度高,而且缠绕效果好,便于后续的装箱处理。
91.5.本发明将播种墙单元、自动换筐单元、检测摆放单元、预包装单元、装袋单元和装箱单元相互结合起来并通过输送辊或输送带互联互通,整个过程自动完成,而且能选择好尺寸合适的包装箱并提前开好箱,提高了工作效率。
附图说明
92.图1是本发明的结构示意图;
93.图2是装袋单元和装箱单元均设置预包装单元的结构示意图;
94.图3是播种墙单元的结构示意图;
95.图4是图3的正投影视图的放大截面图;
96.图5是升降输送机构的放大图;
97.图6是图4的i部放大图;
98.图7是图4的ii部放大图;
99.图8是本发明的结构示意图;
100.图9是图8的换筐支架的前端视角的示意图;
101.图10是图8的换筐支架的后端视角的示意图;
102.图11是图9的i部放大图;
103.图12是图10的ii部放大图;
104.图13是图12的导槽、移动座、摆转板和吸盘之间位置的示意图;
105.图14是吸盘吸住放好货品的货筐并准备拉出时的示意图;
106.图15是图14的放好货品的货筐前端底面压在上输送辊组或下输送辊组上的示意图;
107.图16是空的货筐被推杆或推板推动至货筐皮带时的示意图;
108.图17是空的货筐随着货筐皮带向货筐架移动的示意图;
109.图18是检测摆放单元的结构示意图;
110.图19是图18的俯视图;
111.图20是本发明的结构示意图;
112.图21是图20的另一侧的立体图;
113.图22是图20的i部放大图;
114.图23是图21的ii部放大图;
115.图24是旋转升降杆机构接到托盘并旋转80度以及下降一段距离后的示意图;
116.图25是两个短杆座上升、两处的多个短杆将托盘向上托起的示意图;
117.图26是两个短杆座上升后并平移至支撑杆处的示意图;
118.图27是图26中靠近支撑杆的短杆座下降并使托盘该侧端部接触支撑杆的示意图;
119.图28是压紧板压住托盘和货品的同侧端部,两个短杆座均下降并准备向左侧开始平移的示意图;
120.图29是图28的两个短杆座向左侧平移后上升并由推动杆旁侧的短杆端部托住托盘位于该侧端部的示意图;
121.图30是薄膜卷缠绕好后,短杆座向右侧平移并通过推动杆将托盘和货品整体向右侧推动的示意图。
具体实施方式
122.下面结合实施例,对本发明进一步说明,下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
123.一种用于单订单多货品的分拣包装系统,如图1-2所示,包括播种墙单元2,装袋单元8和装箱单元11,如图所示,本发明的创新在于:所述播种墙单元如图3-5所示的包括能转动的圆形支架28,在圆形支架外表面设置有多个如图5所示的升降输送机构,每个升降输送机构能接住进料段1(操作人员22前侧和左侧部分)输送来的货品并随着圆形支架转动而转动,升降输送机构能将货品升降到竖向的合适位置并将其向对位的货筐61内输送。
124.升降输送机构包括支撑架27、输送组件29和升降驱动电机44,每个支撑架后端面通过螺栓或焊接等常见固定结构固定一个三角架33的前端,该三角架的后端通过螺栓或焊接等常见固定结构固定在圆形支架外表面,在支撑架上设置的升降驱动电机通过皮带或链条驱动输送组件沿着支撑架竖向运动;所述输送组件用于接住货品并向外输送货品。
125.上述输送组件包括支架32、输送皮带31和输送驱动电机35,支架的后端通过卡装件或夹紧件连接支撑架上的皮带或链条,在支架前端横向的安装输送驱动电机,该输送驱动电机通过驱动带、齿轮、摩擦辊驱动支架前端横向安装的皮带辊转动,该皮带辊与支架后端横向安装的皮带辊外表面缠绕上述输送皮带,当输送驱动电机正向或反向转动时,支架前端的皮带辊带动输送皮带向外转动或向内转动。
126.为了保证支架沿着支撑杆竖向运动时的稳定,在支架两侧或后端连接两个滚动板42,两个滚轮板分别位于支撑架的一侧且每个滚轮板上设置有用于滚动压住支撑架同侧的前端面、后端面和侧面的滚轮42。如图6、7所示,图6表示滚动板侧面上端和下端通过转轴安装有两个滚轮,该两个滚轮的外表面滚动压住支撑架27的侧面,图7 表示滚动板前端面和后端面的上端和下端均分别通过转轴安装有两个滚轮,滚轮的外表面分别滚动压住支撑架的前端面和后端面。
127.如图5所示,在支撑架下端设置所述升降驱动电机44,支撑架的上端和下端分别安装横向的两个同步皮带轮 43,两个同步皮带轮外表面缠绕同步带34,位于前侧的同步带通过卡装件或夹紧件与输送组件的支架32后端连接。升降驱动电机通过同步带、齿轮、链条等驱动支撑架下端的同步皮带轮转动,该同步皮带轮带动同步带转动,同步带带动输送组件竖向运动。
128.圆形支架底面的主轴39通过轴承转动设置在圆形支架下方的固定架40上,固定架上设置有转动驱动电机36,该转动驱动电机横向方向的安装在固定架上,其输出轴同轴连接一个轴向为横向的锥齿轮37,该锥齿轮啮合连接一个固定架竖向设置的传动轴同轴安装的另一个锥齿轮,两个锥齿轮相互啮合的传动方式,将横向转动的驱动电机的输出轴的转动转换为竖向方向的传动轴的转动,传动轴靠近主轴下端的端部设置一个小齿轮,该小齿轮与主轴同轴安装的大齿轮38相互啮合,由此使转动驱动电机输出轴的转动通过两个锥齿轮、传动轴和两个齿轮传动为主轴的转动,主轴带动圆形支架转动,并实现所有升降输送机构的转动。
129.支架两侧和靠近支撑架的侧边的任意一处或全部两处设置有挡板30,挡板避免较轻薄的货品在圆形支架带动升降输送机构转动时出现掉落的问题。
130.进料段如图3所示,包括输送台16、扫码器19和三维扫描器21,输送台上可以安装
用于输送货品的输送皮带 (也可以不安装),在输送台的上方的框架18上设置有扫码器,该扫码摄像头用于采集货品的编码。输送台靠近升降输送机构的端部设置有转运输送带20,该转运输送带用于向升降输送机构输送货品,在转运输送带上方设置有所述三维扫描器,该三维扫描器用于获取货品的三维尺寸。
131.扫码器可以是市售的封装好的带有拍摄镜头的模块化产品,也可以使用单独的摄像头以获取编码的图片,然后再由计算机按照编码规律自动识别。三维扫描器可以是市售的封装好的带有拍摄镜头的模块化产品(如三维扫描仪),也可以是多个摆放位置不同的摄像头,由其获取货品不同角度的图片,再由计算机处理后得到货品的三维尺寸。
132.在升降输送机构外侧的地面沿着圆形支架的径向方向设置有多个货品输送架25,每个货品输送架用于限位对接一个货筐架24。货品输送架上按行、列的方式安装有多个用于货品滑动输送的输送板26,每个输送板与货筐架上行、列处的空间23放置的多个货筐61中的一个相互对位。
133.当圆形的支架外径变大时,可以安装更多的升降输送机构,那么就可以摆放多个货品输送架以及与货品输送架一一对位的货筐架,即可以更换更大外径的圆形支架后,能够扩大同时输送货品的数量,以此来提高单位时间内的工作效率。图1中,货品输送架为五个,货筐架也为五个,当然二者均为六个也是可以的,图中右侧留出了一个空位。
134.播种墙单元的使用过程是:
135.运输人员将仓库中分拣的货品运输到输送台处,操作人员22拿起货品经过扫码摄像头扫描(输送台未设置输送皮带),然后将货品摆放在转运输送带上,三维扫描仪获取货品的三维尺寸,扫描完后,转运输送带转动,将货品输送到对位等待的输送组件的输送皮带20上,圆形支架转动,下一个输送皮带对位等待;
136.装有货品的输送组件升降到合适的高度位置,随着圆形支架的转动,当输送组件与对应的货筐对位时(对位的判断由扫码摄像头获取货品编码并查询系统17中预设的货筐编号和该货筐位于哪个货筐架上的某行、某列),输送组件的输送皮带向外转动,将货品输送到货品输送架的输送板处,货品自动滑动到对应的货筐内。
137.不断重复上述过程,完成某一批次订单的货品的分播。
138.播种墙单元利用驱动电机驱动一个转动的圆形支架,圆形支架上端外表面径向设置多个升降输送机构,圆形支架的大小可以决定安装多少个升降输送机构,使用时相当灵活,在升降输送机构外侧放置货筐架,升降输送机构自动寻找合适的货筐并将货品输送到货筐内,圆形支架转动时,所有的升降输送机构都在工作,相比于直线运行的输送小车,分播效率更高,同时整体占地面积更小,尤其适合工作场地面积较小的电商安装使用。
139.货筐架需要在播种墙单元和自动换筐单元之间来回的移动,可以通过人工的方式将放好货品的货筐架推动至自动换筐单元处,并将放满了空筐的货筐架推动至播种墙单元处。除此之外,还可以在货筐架底部的脚轮之间的底面设置智能搬运车,比如:agv智能小车14,该智能搬运车利用可视化定位、雷达定位或者轨迹定位等方式自动在播种墙单元和自动换筐单元之间往复的移动并驮着换框架同时往复移动。
140.自动换筐单元如图8-17所示的包括换筐支架49、换筐机构63和货筐输送机构,所述换筐支架前端用于停靠货筐架24,在换筐支架旁侧设置货筐输送机构,换筐支架内设置的换筐机构能将货筐架内放好物品的货筐61取下并通过货筐输送机构输送走,换筐机构能
将货筐输送机构输送来的空的货筐输送到货筐架内的空位处。
141.货筐架为框架结构,底部设置有移动轮,货筐架的每一层(行)横向的设置多个折弯挡板58,两个相邻的折弯挡板之间用于限位一个货筐,在货筐架上螺接或螺纹连接有挡住货筐的挡梁59。在换筐支架前端(图8的方向) 两侧设置有用于定位货筐架的定位机构,该定位机构包括竖梁56和导向轮57,上述换筐支架前端两侧分别设置一个竖梁,每个竖梁上端和下端均设置有一个导向轮,货筐架移动至换筐支架前端(图8的方向)时,两侧正好随着同侧的导向轮的滚动而移动并停靠在换筐支架的前端。
142.在换筐支架上设置有升降电机54,该升降电机通过皮带或链条驱动换筐机构在换筐支架内竖向升降移动。具体结构参看图8、9、10,在换筐支架顶面的中部设置升降电机,该升降电机的输出轴连接一个主变速箱53的输入轴,该主变速箱两侧的两个输出轴分别通过联轴器、横向的传动轴53连接一个侧变速箱50的输入轴,每个侧变速箱的输出轴连接同侧轮架上转动安装的升降皮带轮51,在竖向同侧的换筐支架底部也安装一个升降皮带轮,竖向方向的两个升降皮带轮缠绕升降皮带55,两个升降皮带分别连接换筐机构的一端并能带动换筐机构升降移动。
143.在换筐支架后端外侧设置所述货筐输送机构,该货筐输送机构包括辊架45、上输送辊组4和下输送辊组13,在辊架的上端和下端间隔设置横向的上输送辊组和下输送辊组,两个输送辊组分别用于将放好货品的货筐输送走和将空的货筐输送来。如图8所示,辊架为框架结构,上输送辊组和下输送辊组均包括多个输送辊,该多个输送辊在链条和电机的驱动下转动(具体驱动方式为工厂应用很广的技术,在此不做详细描述),其上可以将货筐横向的运输至包装线体(向图8中右侧方向)或者将空筐横向的输送来(向图8中左侧方向),图8中上输送辊组用于将放好货品的货筐输送至包装线体,下输送辊组用于将空的货筐输送来至换筐支架后端。
144.如图1、2所示,辊架的上输送辊组组中具有两个换向输送的点位5,一处换向输送后将货筐输送至装袋单元,另一处换向输送后将货筐输送至装箱单元,两个点位之间也通过上输送辊组连通。装箱单元通过包装箱输送带15 连接装箱单元,在包装箱输送带上根据换向的需要也安装有换向输送的点位。装袋单元和装箱单元通过总输送辊或总输送带9将包装好的货品输送走。上述点位可以采用能升降旋转的中间输送带、带有推动货品移动的气动推板的中间输送带等结构。
145.装袋单元、装箱单元、开箱单元、换箱输送的点位、包装箱输送带和总输送带均为现有技术,货品是输送到装袋单元,还是输送到装箱单元可以由电商自己设定,在此不做详细说明。
146.换筐机构如图8-17所示,包括底架65和货筐推拉组件,底架两端分别焊接或螺接一个连接架67(连接架的形状不限,三角形、方形等结构均可以,能够稳定的支撑底架和货筐推拉组件即可),每个连接架通过卡装件或夹紧件与同侧的升降皮带固定连接,在底架上设置至少一个用于将放好货品的货筐拉出和将空的货筐推入的货筐推拉组件62。为了限位升降皮带的竖向转动,在每个升降皮带旁侧的换筐支架内焊接或者螺接有竖向的支撑框64,除此之外,如图12所示,连接架在图中的前端和后端分别通过焊接或螺接固定一个滚轮板42,每个滚轮板在图中的两侧分别转动安装有能滚动压住支撑框两侧表面的滚轮41,在滚轮板图中的前端上转动安装有能压住支撑框图中的前端表面的滚轮,多个滚轮从多个方
向滚动压住支撑框并使升降皮带带动底架升降时更加的稳定。
147.货筐推拉组件如图11-14所示,包括侧板66、移动座73和吸盘70,两个侧板横向(图11、12的方向)的间隔焊接或螺接安装在所述底架上,每个侧板上方旁侧设置有从换筐支架前端延伸至换筐支架后端的货筐皮带69(具体安装结构是:每个侧板前端和后端分别转动安装有一个货筐皮带轮77,两个货筐皮带轮缠绕货筐皮带),两个侧板之间设置有纵向的吸盘丝杠79(吸盘丝杠的两端分别转动嵌装在两个侧板的前端和后端通过焊接或螺接固定安装的端板78上),该吸盘丝杠能驱动所述移动座在两个侧板之间纵向(两个端板之间)移动,移动座上设置至少一个所述吸盘。
148.吸盘随着移动座移动靠近货筐架时(换筐支架前端方向)通过真空负压(吸盘如何通过管路、阀等与真空泵连接以及真空泵如何受控均为现有技术,在此不做详细描述)吸住放好货品的货筐的侧壁外表面(如图14所示)并在随着移动座向侧板后端移动时将放好货品的货筐从货筐架内拉出至所述货筐皮带上;所述吸盘能在放好货品的货筐随着货筐皮带向换筐支架后端移动时能向两个侧板之间摆转并使货筐通过;所述货筐皮带自己或者货筐皮带与吸盘的配合能将从上输送辊组或下输送辊组中的任意一个输送来的空的货筐推送到货筐架空的位置内(如图16、17 所示)。
149.如图所示,底架上横向的安装三个货筐推拉组件,更多也是可以的,具体看货筐架的每一层(行)放置多少货筐。所有的货筐皮带在一根皮带通轴或者在通过联轴器82连接的多个皮带轴68带动下转动,两个侧板之间或底架上螺接的皮带电机89通过传动皮带88(图14下端靠右侧,传动皮带一侧缠绕在皮带电机输出轴上同轴套装的皮带轮上,传动皮带另一侧缠绕在与皮带轴同轴套装的皮带轮上)驱动所述皮带通轴或多个皮带轴转动。所有的丝杠在一根丝杠通轴或者在通过联轴器82连接的多个丝杠轴83带动下转动,两个侧板之间或底架上螺接的丝杠电机 90通过传动皮带88(图14下端靠左侧,传动皮带一侧缠绕在丝杠电机输出轴上同轴套装的皮带轮上,传动皮带另一侧缠绕在与丝杠轴同轴套装的皮带轮上)驱动所述丝杠通轴或多个丝杠轴转动。上述结构保证了货筐皮带和吸盘丝杠大致的同步运动,即便有较小的偏差也是可以接受的,比如各种皮带使用同步带、各种电机使用带有编码器的精确电机能够使整体运行的更精确。另外,由于丝杠轴和吸盘丝杠的方向大致为相互垂直的方向,为了实现传动的换向,可以通过两个轴向相互垂直的锥齿轮的啮合传动方式来实现,比如图14的81即为封装好的两个轴向方向相互垂直且相互啮合转动配合的锥齿轮,当然使用蜗轮蜗杆的传动换向结构也是可以的,其他能够实现传动换向的机械结构也是可以的。
150.如图11、13所示,移动座73的一侧(图12右侧)下端螺接或嵌装有一个滑块,该滑块滑动连接在同侧侧板下端螺接设置的纵向的滑轨80上,移动座的另一侧旋合穿设所述吸盘丝杠79,在吸盘丝杠上方设置一导向柱76,该导向柱一端如图11所示的与一个摆转臂75的后端(图11方向)连接,该摆转臂的前端(图11方向)夹紧套装在一个铰轴的一端,该铰轴横向方向的安装在移动座73该处制出的凹槽(图中未标号)两侧壁内,铰轴位于凹槽之间的外表面通过夹紧件或螺栓固定一个摆转板的前端(图11方向),该摆转板后端(图11的方向)通过焊接或螺接的方式固定安装一个横向的安装板71,在安装板的两侧分别螺纹旋合连接或者嵌装一个吸盘70,在安装板下方的摆转板上制出多个相互间隔的纵向的长通槽84,多个长通槽内可以穿装长螺栓,可以在调整安装板位置后再通过长螺栓固定。该导向柱的另一
端滑动嵌入同侧侧板上设置的纵向的导槽86内,该导槽后端(图13方向)设置折弯向下的倾斜端部85(倾斜方向为由图13中的右下向左上方向的逐渐向下倾斜,相当于侧板前端向侧板后端)。
151.除了上述滑块、滑轨、导向柱和吸盘丝杠的配合结构以外,还可以采用不使用滑块和滑轨的结构,即将吸盘丝杠和导向柱分别设置在移动座的两侧,吸盘丝杠支撑移动座的一侧,而导向柱和导槽支撑移动座的另一侧,具体结构是:移动座的一侧旋合穿设所述吸盘丝杠,移动座另一侧的侧板上设置有纵向的导槽,该导槽后端设置折弯向下的倾斜端部,移动座内铰装的摆转板上端设置所述吸盘,该摆转板与一个导向柱的一端连接,该导向柱的另一端滑动嵌入所述导槽内。
152.导向柱如图13所示的从倾斜端部下端向倾斜端部上端倾斜向前滑动时能使所述摆转板逐渐向上摆转,导向柱从倾斜端部滑动至纵向的导槽内时能如图14所示的使所述吸盘与放好货品的货筐的侧壁外表面对位。
153.上输送辊组或下输送辊组中的任意一个或全部两个的旁侧设置有用于扫描货筐的扫码器60,扫描器可以是市售的带有摄像头的封装好的模块化产品,也可以单独使用摄像头,并由计算机按照编码规则对图片中的编码进行解码以判断哪一个货筐移动通过。
154.自动换筐单元的使用过程是:
155.如图8所示,上输送辊组用于将放好货品的货筐输送至包装线体,下输送辊组用于将空的货筐输送来至换筐支架后端。货筐架被移动至换筐支架前端并定位停靠好,此时,货筐架上有九个放好货品的货筐。
156.放好货品的货筐的取出:
157.首先取出货筐架最下层的货筐,升降皮带转动,使底架下降并使货筐推拉组件与货筐架最下层的三个货筐对好位置。
158.如图14所示,吸盘丝杠转动,使移动座向货筐架方向移动,摆转板在导向柱和倾斜端部、导槽的滑动配合下逐渐向上摆转,并最终如图中所示的向上摆转到位,此时吸盘和货筐侧壁外面表对位。吸盘丝杠(或者丝杠电机) 转动一段时间或一定圈数后,吸盘的柔软盘面与货筐侧壁外表面接触,真空泵工作,吸盘吸住货筐。
159.吸盘丝杠反向转动,使移动座向远离货筐架的方向移动,吸盘拉动放好货品87的货筐逐渐离开货筐架,当货筐底面与货筐皮带表面接触时(吸盘丝杠(或者丝杠电机)转动一段时间或一定圈数后),货筐底面与货筐皮带之间产生摩擦力,当导向柱靠近导槽的倾斜端部时(吸盘丝杠(或者丝杠电机)转动一段时间或一定圈数后),真空泵停止,吸盘柔软盘面与货筐侧壁外表面松开,此时货筐依靠上述摩擦力随着货筐皮带继续移动,而导向柱一旦进入倾斜端部会使吸盘随着摆转板向两个侧板之间摆转并避让货筐移动。货筐继续随着货筐皮带移动,如图15所示,当放好物品的货筐在货筐皮带的输送下完全进入上输送辊组后,上输送辊组在其自身的电机驱动下使货筐横向移动并输送至包装线体。
160.底架竖向移动,重复上述过程,将三层货筐架的所有货筐均输送至上输送辊组。
161.空的货筐的放入:
162.如图16所示,底架竖向移动并与下输送辊组对好位置,下输送辊组旁侧设置整体或分体的推杆91或推板将三个空的货筐推送至货筐皮带上(是使用整体的一个推杆或推板,还是三个分体的推杆或推板以及各结构采用气动或电动均为现有技术,在此不做详细
描述)。
163.底架上升或下降并与货筐架某一层对位,货筐皮带转动,如图17所示的利用摩擦力带动空的货筐向货筐架方向移动(此时,也可以让吸盘丝杠转动并使移动座移动,同时摆转板向上摆动使吸盘碰触空的货筐的侧壁表面,这样吸盘和货筐皮带的配合共同推动空的货筐移动),皮带电机转动一端时间或一定圈数后,即认为空的货筐已经推送至货筐架内。
164.底架竖向移动,重复上述过程,在三层货筐架上放好所有空的货筐。
165.在空的货筐通过扫码器时,扫码器扫描并将每个空的货筐的位置发送至控制系统,则货筐架上的每个货筐均被控制系统明确标识,供播种墙可以将该货筐对应订单的货品输送至该货筐内。
166.自动换筐单元中,货筐架运输到换筐支架前端的定位机构内,换筐支架内设置的能竖向升降的货筐输送机构中的货筐推拉组件利用吸盘和货筐皮带将放好货品的货筐拉出至上输送辊组或下输送辊组上并输送至包装线体,然后再将上输送辊组或下输送辊组输送来的空的货筐推送至货筐架空的位置内,由此自动实现了货筐的取出和放入,无需安排人手,上输送辊组或下输送辊组中任意一个或全部两个旁侧设置的扫码器能够识别通过的货筐的编码,该编码能传输至控制系统中进行下一步处理。
167.在装袋单元与上输送辊组之间或装箱单元与上输送辊组之间中的任意一处或全部两处设置有一可测量物品体积并摆放的检测摆放单元,比如图1、2中,装袋单元8和上输送辊组4之间设置有第一检测摆放单元6,包装箱输送带15(装箱单元)与上输送辊组之间设置有第二检测摆放单元12。
168.如图18、19所示,检测摆放单元包括摆放平台105、货品摆放中间架95和机械手94,摆放平台上设置所述机械手,在摆放平台旁侧设置所述货品摆放中间架。
169.机械手能从摆放平台前端(图18的左侧)输送来的货筐61内取出每个货品并将其放在货品摆放中间架设置的多个单元格中的一个单元格内;所述机械手将一个货筐的所有货品均摆放到单元格后能从单元格内将所有货品逐个取出并按照摆放规则放置在摆放平台后端旁侧托盘输送机构上放置的托盘98内。
170.上述摆放平台是指具有支撑或者安装其他设备的结构件,可能是各种实心或空心的台子形状的结构,也可以使如图18、19所示的框架形的平台。
171.摆放平台前端旁侧设置有输送辊92或输送带,该输送辊或输送带一端与上输送辊组中的换向输送的点位5对位,该输送辊或输送带另一端用于将货筐输送到摆放平台前端(图1的左侧为前方向)旁侧。货品摆放中间架上端面设置多个单元格,该多个单元格包括尺寸不同的多个单元格和尺寸相同的多个单元格。如图19所示,货品摆放中间架上端面靠下的一行为尺寸较大的大单元格97,靠上的一行为尺寸较小的小单元格96,一行大单元格中的尺寸可以都相同或者都不同或者部分相同,同样的,一行小单元格中的尺寸可以都相同或者都不同或者部分相同。
172.摆放平台旁侧的地面可以设置一个框架18或者直接在摆放平台上螺接固定一个框架,位于货筐上方的框架的部位通过螺接等方式安装一个用于识别货筐内货品编码的编码扫码器93,该编码扫码器获取的货品的编码经识别后使机械手能将该货品放入尺寸大于货品尺寸的单元格内。
173.机械手的执行部件为夹爪或吸盘70,优选为真空负压吸盘,该吸盘如何通过阀、管
路与真空泵等的连接均为现有技术,在次不做详细描述。
174.托盘输送机构包括落地架103、带轮电机99和托盘皮带102,所述落地架前端和后端均设置有带轮100,前端和后端的带轮缠绕所述托盘皮带,在托盘皮带的表面均布设置有凸块101,两个凸块之间的托盘皮带用于托住托盘。
175.靠近摆放平台的两个凸块之间的托盘皮带上放置托盘98,该托盘旁侧的地面可以设置一个框架18或者直接在摆放平台上螺接固定一个框架或者直接在落地架上螺接固定一个框架,位于托盘上方的框架的部位通过螺接等方式安装一个用于识别托盘与其上摆放好的货品整体的三维尺寸的三维扫描器21。
176.检测摆放单元的工作过程是:
177.1.输送辊输送来放好货品的货筐61并停在扫码器下方,货筐内的所有货品均为编码朝上的方向,扫码器扫描最上方货品的编码(条形码或二维码等计算机可识别的编码),并将编码送至控制系统内,控制系统以cpu或者集成的安卓模块为核心,自动识别编码并在服务器中查找该订单中该货品对应的预存三维尺寸是多少。
178.2.控制系统按照该货品的长宽尺寸选择出合适的单元格,要求单元格在长宽尺寸上要大于该货品的长宽尺寸,然后驱动机械手移动过来,吸盘吸住货品并将货品放到选择好的单元格内,控制系统记住哪个单元格被占用了。
179.3.不断重复,机械手将所有的货品均摆放在不同的单元格内(这个不同指的货品摆放中间架不同位置的单元格,有可能有些单元格的尺寸是相同的)。
180.机械手向摆放平台后端(图18的右侧)旁侧移动,将摆放平台旁侧放置的最上方的托盘98取下(使用吸盘取下,托盘为纸等表面光滑的轻质材料支撑,可以稳定的被吸盘吸住),然后放置在落地架上靠近摆放平台的托盘皮带的两个凸块之间。
181.4.机械手回到货品摆放中间架上方,按照尺寸下大上小的摆放规则先将最大的货品从单元格内取出并放置在托盘上,然后逐个将尺寸逐渐变小的货品逐个向上摆放,当所有货品摆放完毕后,托盘被托盘皮带向后输送,机械手复位,进行下一个货筐的处理。
182.上述机械手使用多轴机械臂,比如六轴等的结构,使吸盘能够保持高精度的移动,机械手在三维空间内运行位置的识别以及精度控制均为现有技术,吸盘自身还能通过多轴机械臂的其中一个轴实现吸盘沿着自身轴向转动的动作。
183.扫码器可以是市售的封装好的带有拍摄镜头的模块化产品,也可以使用单独的摄像头以获取编码的图片,然后再由计算机按照编码规律自动识别。三维扫描器可以是市售的封装好的带有拍摄镜头的模块化产品(如三维扫描仪),也可以是多个摆放位置不同的摄像头,由其获取货品不同角度的图片,再由计算机处理后得到货品的三维尺寸。
184.检测摆放单元中,扫描器扫描输送来的货筐内最上方的货品的编码,该编码被控制系统接收并查找出该货品的三维尺寸,控制系统驱动机械手移动并通过吸盘吸取货品,然后将货品放入长宽尺寸均大于货品长宽尺寸的单元格内并记录好,不断重复,机械手将所有的货品摆放在单元格内,控制系统按照尺寸下大上小的摆放规则驱动机械手将货品取出并逐个叠放在托盘内,托盘由托盘皮带向后续处理环节输送,整个过程自动完成,工作效率高,而且能在叠放后获取托盘和叠放货品的大致的三维尺寸,供其他环节使用。
185.如图1、2所示,在装袋单元与检测摆放单元之间或装箱单元与检测摆放单元之间中的任意一处或全部两处设置有一货品预包装单元,比如图1、2中,装袋单元8和第一检测
摆放单元6之间设置有货品预包装单元7,包装箱输送带15(装箱单元)与第二检测摆放单元12之间设置有货品预包装单元。
186.货品预包装单元如图20-30所示的包括平台123、旋转升降杆机构、升降平移杆机构、转动机构和夹持切断机构,在平台上由前至后(图20、21的左侧至右侧)间隔设置所述旋转升降杆机构、升降平移杆机构和转动机构,在转动机构旁侧设置夹持切断机构。
187.旋转升降杆机构用于将输送来的托盘98放置在升降平移杆机构上,升降平移杆机构能与转动机构配合并将托盘托举在转动机构设置的薄膜卷130旁侧,薄膜卷随着转动机构中能转动的部分转动并将托盘与其上摆放的货品缠绕在一起。
188.夹持切断机构用于夹持住薄膜带并在薄膜缠绕好后能将薄膜卷和托盘之间的薄膜带切断;升降平移杆机构能在薄膜带切断后将托盘向转动机构后端推动输送。
189.旋转升降杆机构包括长杆座9,该长杆座前端108的表面间隔设置多个朝前的长杆106,该多个长杆用于接到输送来的托盘,至少一个长杆靠近长杆座的外表面设置朝上的凸杆107(图中为六根长杆,每个长杆上设置一个凸杆);长杆座连接一长杆升降缸110(气动升降缸或电动升降缸,优选气动升降缸)的朝上的缸杆(图中方位看不到),该长杆升降缸的缸体(缸体是指包住缸杆及其附属部件的外壳)连接一旋转缸111(气动旋转缸或电动旋转缸,优选气动旋转缸)的朝上的缸杆(图中方位看不到),旋转缸的缸体(缸体是指包住缸杆及其附属部件的外壳) 安装在平台前端。
190.上述平台是指具有支撑或者安装其他设备的结构件,可能是各种实心或空心的台子形状的结构,也可以使如图 20、21所示的框架形的平台。在平台的前端旁侧地面上放置一个落地架103,在落地架上端的靠前和靠后的端部均分别设置有多个带轮100,前端的多个带轮由落地架侧边的带轮电机99驱动,前后对位的两个带轮上缠绕一个带有凸块101的托盘皮带102,前后两个凸块之间正好放下一个托盘,或者两个凸块之间稍微大于托盘,相邻的两个托盘皮带之间可以容纳一个长杆,所以在托盘输送过来时,多个长杆分别相邻的两个托盘皮带的下方。凸块在托盘皮带向后转动时能辅助性的推动托盘向后移动并最终受到长杆上凸杆阻挡而停在长杆上方的托盘皮带处,多个长杆上升就将托盘向上托起并使其离开托盘皮带表面。
191.升降平移杆机构包括移动组件、短杆112和短杆升降缸113,移动组件前端和后端(图20、21的左侧和右侧) 分别设置一个升降缸(气动升降缸或电动升降缸,优选气动升降缸),每个升降缸的朝上的缸杆(图中方位看不到) 设置一个短杆座147,两个短杆座上均分别间隔设置多个短杆。位于前端的短杆座设置的多个短杆中的每个短杆与位于后端的短杆座设置的多个短杆中的每个短杆对位设置,图20、21中,位于前端的一个短杆座(图中左侧标号 107和112下方)夹紧安装或者螺母固定有相互间隔的五个凸杆107,每个凸杆朝后焊接或一体制出一根短杆,短杆外表面压在短杆座后端向上的焊接或者一体制出的折弯端部149制出的凹槽内,短杆旁侧的折弯端部也制出凹槽 150;位于后端的另一个短杆座(图中右侧标号126上方)夹紧安装或者螺母固定有相互间隔的五个凸杆,每个凸杆上端焊接或一体制出一根短杆,短杆外表面压在短杆座后端向上的焊接或者一体制出的折弯端部制出的凹槽内,短杆旁侧的折弯端部也制出凹槽,靠近转动机构的至少一个短杆的后端外表面焊接或者螺接有朝上的推动杆117,图中五个短杆均有推动杆。
192.优选的方案是:位于前端的短杆座设置的多个短杆中的每个短杆与位于后端的短
杆座设置的多个短杆中的每个短杆对位设置。当然两个短杆座上的多个短杆相互之间在轴向位置上稍微错点位也是可以的。
193.从图20、21的前端至后端的长度方向上来看,长杆和短杆错位设置,即两个短杆座上的前、后相互对位的两个短杆正好位于更靠前的两个长杆之间的位置,也就是说相邻两个短杆之间的间隙能容纳一根长杆,相邻两个长杆之间的间隙能容纳一根短杆。上述两个短杆座能同步升降或分别升降,所述移动组件能带动两个短杆座在所述旋转升降杆机构和转动机构之间往复的移动。
194.移动组件包括滑轨127、移动梁115、杆座架114和驱动部件(图中未画出),所述旋转升降杆机构和转动机构之间的平台上由前至后设置有滑轨,在平台上设置一个用于推拉移动梁沿着滑轨移动的驱动部件,在移动梁上设置所述杆座架,杆座架前端和后端分别设置所述两个短杆座。
195.驱动部件可以采用丝杠、气动缸、电动缸、无杆气缸等常规的驱动结构。比如:滑轨可以是两组(图20、21 的纵向方向间隔,图中只能看到标号127处的,另一处在移动梁另一端被遮挡而无法看到),每组滑轨内分别为图 22中所示的两个,每个滑轨上滑动安装一个滑块128滑块通过螺接与移动梁端部固定在一起。移动梁连接气动缸的缸杆、电动缸的缸杆或者无杆气缸的移动部件,从而实现移动梁在滑轨上的前后方向的滑动平移。如果采用丝杠,可以将丝杠安装咋两个滑轨中间,利用电机驱动丝杠转动,丝杠外面旋合套装的丝母与移动梁焊接或螺接固定在一起,这样也可以实现移动梁在滑轨上的前后方向的滑动平移。在移动梁上焊接或螺接固定杆座架,杆座架前端和后端折弯安装板126分别焊接或螺接两个短杆座。
196.转动机构包括基板118、转动环136和薄膜卷130,所述基板焊接或螺接固定在滑轨后侧的平台上,在基板上设置一个开孔152,朝向升降平移杆机构的开孔旁侧基板表面转动设置所述转动环,该转动环外表面设置有用于套装转动皮带139的凹环,转动皮带另一端连接转动环电机输出轴套装的转动皮带轮140,转动皮带轮转动并通过转动皮带带动转动环转动,在转动环一侧设置薄膜卷,薄膜卷随着转动环的转动而转动并能将托盘与其上摆放的货品缠绕在一起。
197.优选的方案是:朝向升降平移杆机构的开孔旁侧基板表面设置套筒137,套筒上转动设置所述转动环,在套筒外侧的基板表面沿着开孔径向方向设置有至少一个调节杆座133,每个调节杆座上通过螺母固定一个能朝向转动环移动的调节杆134,调节杆靠近转动环的端部安装有压轮135,该压轮在转动环转动时滚压在转动环外表面,图中有径向均布的四个压轮。
198.开孔内的下端间隔通过多个凸杆焊接或一体制出多个支撑杆121(图中为六根支撑杆),支撑杆与靠近其的短杆座上的短杆朝向相同(均为前后方向),相邻的两个支撑杆之间的间隙能容纳一个短杆,相邻两个支撑杆之间的间隙能容纳一根短杆。从图20、21的前端至后端的长度方向上来看,支撑杆和短杆也是错位设置,即靠近支撑杆的多个短杆中每一个短杆正好位于靠后的两个相邻支撑杆之间的位置,优选的方案是:每个支撑杆正好与更靠前的长杆一一对位(在轴向方向上,每个长杆与一个支撑杆对准位置)。
199.短杆和支撑杆相互靠近的端部能在薄膜卷将托盘与其上摆放的货品缠绕在一起时分别支撑住托盘的前端和后端。支撑杆能在推动杆向转动机构后端推动输送托盘时支撑
柱托盘。
200.开孔旁侧的基板上螺接固定一个下压气缸120,该下压气缸向下的缸杆下端焊接或螺接固定一个向前穿过开孔的延伸板119,该延伸板与支撑杆前端的端部对位的底面粘接或螺接固定一个压紧板138。
201.夹持切断机构包括两个夹爪131和一个烫刀141,如图23所示,薄膜卷的转轴通过安装固定件132与转动环连接,薄膜卷转轴的轴向方向大致为平台前端至后端的方向,薄膜卷的薄膜带端头位于短杆和支撑杆之间的空间处,在薄膜带前端(图23左侧)有一个固定架122,该固定架与平台直接固定或者通过其他固定结构与平台固定,在一个固定架上固定夹爪的驱动缸缸体129,在薄膜带后端(图23右侧)的开孔内伸出另一个固定架,该固定架同样的与平台直接固定或者通过其他固定结构与平台固定,在另一个固定架上固定夹爪的驱动缸缸体。
202.由于薄膜卷随着转动环做圆周转动,为了不影响薄膜卷的转动,在夹爪下方的平台内焊接或螺接固定一个烫刀升降缸142(气动缸或电动缸,优选气动缸),烫刀升降缸朝上的缸杆焊接或螺接固定一个烫刀座143,在烫刀座上安装烫刀,烫刀与电源连接。夹爪在薄膜卷转动前夹住薄膜带端头,夹爪在薄膜带转动至少一圈后松开薄膜带并能在缠绕好后重新夹住薄膜带,烫刀能在夹爪重新夹住薄膜带后上升并烫斷薄膜带。
203.除了上述将烫刀的位置安装的足够靠下来避免其与转动时的薄膜卷发生碰撞,还可以采用整个烫刀设置一个平移的结构,具体是:在平台的平移缸安装板145上焊接或螺接平移缸144(由于其他部件的遮挡,平移缸安装板具体与平台的安装位置看不到,但这不会影响本领域技术人员对于这种普通机械结构相互连接而不影响其他部件工作的安装结构的了解和重现)。平移缸的平移缸杆116朝后方向延伸,在平移缸杆的末端螺接安装一个烫刀升降缸安装板(图中未标号),在烫刀升降缸安装板上螺接固定烫刀升降缸。
204.在转动机构后端的平台右侧端部25上设置预包装输送辊或预包装输送带24,预包装输送辊或预包装输送带与包装箱输送带的换箱输送的点位对位设置。
205.货品预包装单元的工作过程是:
206.1.如图20所示,托盘由托盘皮带向图中右侧输送,受到长杆的凸杆的阻挡,长杆首先上升,将托盘连同其上的书籍类货品148一起向上托起,使长杆高于凸块的高度,然后长杆向后转动180度。
207.2.转动完成后,两个短杆座上的凸杆和推动杆上端均位于长杆的下方。两个短杆座带动多个短杆如图24所示的逐渐上升,由于两个长杆之间有间隙且这个间隙可以允许两个短杆座上的短杆通过,两个短杆座上的多个短杆在向上通过间隙后将托盘继续向上托起。折弯端部上与长杆对位制出的凹槽150正好嵌入长杆,也限制了短杆上升的高度,此时,托盘向上脱离多个长杆。
208.3.两个短杆座向基板方向平移,凸杆、推动杆和短杆共同带动托盘平移,如图26所示,此时多个长杆可以旋转并回到托盘皮带处,下降后等待下一个托盘。
209.4.两个短杆座继续向基板平移,当如图27的位置时,托盘的一侧端部已经被支撑杆121托住,此时如图所示,靠近支撑杆的短杆座首先下降,使推动杆位于托盘的下方,然后压紧板138下降,将位于支撑杆上的托盘和其上书籍类货品的端部压住。
210.5.靠近长杆的短杆座如图28所示的下降,然后两个短杆座整体向左侧平移,当如
图29所示,推动杆右侧的短杆端部146平移到大致图中的竖向的位置时,两个短杆座上升,使推动杆右侧的短杆端部支撑柱托盘靠近的端部,最终如图30的状态。
211.此时夹爪是夹住薄膜带的端头的,然后薄膜卷随着转动环转动(夹爪只是夹住了薄膜带两侧的边缘处,而且夹爪与薄膜卷的距离很近,所以被夹住的薄膜袋端头不影响薄膜带的缠绕),薄膜带缠绕在托盘和书籍类货品上,在至少缠绕一圈(优选缠绕两圈)后,薄膜带已经将夹爪抓住的薄膜袋端头一起缠绕,夹爪松开,薄膜卷继续转动,比如再缠绕一圈或两圈后,薄膜卷停下来,夹爪动作并重新夹住薄膜带两侧的边缘处(由于薄膜卷位于支撑杆的斜上方,在薄膜卷停下后,薄膜带的边缘正好位于夹爪打开后的间隙处),烫刀上升并通过通电产生的热量将薄膜带烧断。
212.6.薄膜带烫斷后,两个短杆座如图30所示的向右侧平移,推动杆将薄膜带缠绕好后的预包装的托盘和书籍类货品结合体151一起向右推动,直至其通过开孔并掉落到基板后端的平台上的输送辊或输送带上,该结合体被输送辊或输送带运输至装箱处完成装箱等处理。
213.上述工作过程中,各种气缸或电缸等处会使用到编码器或传感器来检测缸杆运行的距离以及各种皮带运行的距离,这些传感器的连接以及如何与控制器传输数据都是现有技术,在此不做详细描述。
214.货品预包装单元中,旋转升降机构接到输送辊或输送带输送来的托盘,托盘上摆放好多个货品,旋转升降机构升起并旋转180度,再由上升的升降平移杆机构将托盘向上托起,然后整体向转动机构平移,当托盘的端部接触支撑杆时,压紧板压住托盘和货品的该侧端部,升降平移杆机构下降并由推动杆旁侧的短杆端部托住托盘位于该侧的端部,薄膜卷转动并将托盘和货品缠绕在一起,烫刀切断薄膜后,升降平移杆机构向支撑杆方向平移并将托盘整体通过开孔推动到基板后端平台上的输送辊或输送带上,整个过程运输平稳、支撑稳定,保证薄膜缠绕的紧实,不仅自动化程度高,而且缠绕效果好,便于后续的装箱处理。
215.播种墙单元、自动换筐单元、检测摆放单元、货品预包装单元、装袋单元、开箱单元和装箱单元均配备有各自的控制系统,其中为了配合检测摆放单元、货品预包装单元、开箱单元的高效率工作,在控制系统中内置有货箱选型子程序、摆放控制子程序和叠放控制子程序,其具体功能是:摆放控制子程序用于控制机械手将货筐内的所有货品取出并摆放至货品摆放中间架上端面设置的适合的单元格内;叠放控制子程序用于控制机械手从单元格内取出货品并按照尺寸下大上小的规则将所有货品叠放在所述托盘内;货箱选型子程序用于控制装箱单元中的开箱机构选取合适尺寸的箱子并在完成开箱后将其输送至装箱单元的装箱机构。
216.上述各单元构成的系统中,可以对多种货品进行分拣、包装,比如常见的带有塑封袋的服装货品、带有包装盒的日用品、带有包装盒的电子产品、带有塑封包装的书本杂志等带有包装盒或带有塑封袋的商品。
217.1.摆放控制子程序包括以下步骤:
218.⑴
获取当前货筐内最上面货品的长宽尺寸,查询单元格的长宽尺寸;
219.⑵
对所有货品的长和宽的数值进行比较:
220.当长小于宽时,将长和宽的数值互换,标记该货品需要转动调整,进入下一步骤;
221.当长大于货等于宽时,不进行标记,进入下一步骤;
222.⑶
选择比货品的长的数值大且最接近的单元格,检索该单元格内是否已放入货品;
223.⑷
如果该单元格内无货品,则控制机械手将没有标记的货品直接放入找到的该单元格内或者机械手将有标记的货品转动调整后再放入找到的改单元格内,进入下一步骤;
224.如果该单元格内有货品,则标记该单元格不能使用,回到步骤


225.⑸
重复步骤
⑴‑⑷
直至货筐内所有货品均放入单元格内。
226.2.货箱选型子程序包括以下步骤:
227.⑴
获取一个订单的信息;
228.⑵
找到订单内货品的长的最大值,按照该长的最大值查找货箱中长的数值大于货品长的最大值且最接近的货箱;
229.⑶
找到订单内货品的宽的最大值;
230.⑷
判断长的最大值和宽的最大值是否为同一货品:
231.如果为同一货品,按照该货品的长的最大值和宽的最大值查找货箱中两个数值均大于货品且数值与货品最接近的货箱,进入步骤


232.如果不是同一货品,进入下一步骤;
233.⑸
比较步骤

的货箱的宽的数值是否大于货品的宽的最大值;
234.如果比较结果为大,进入步骤


235.如果比较结果为小,按照长的最大值和宽的最大值查找货箱中两个数值均大于货品且数值与货品最接近的货箱,进入步骤


236.⑹
计算所有货品叠放后的总高度,比较当前选定的货箱的高的数值是否大于叠放后的总高度的数值:
237.如果比较结果为大,进入步骤


238.如果比较结果为小,按照长的最大值、宽的最大值和总高度的数值查找货箱中三个数值均大于货品且数值与货品最接近的货箱,进入步骤


239.⑺
将货箱信息发送给装箱单元的控制过程,该装箱单元的控制过程驱动装箱单元中的开箱机构提取合适的货箱并在完成开箱后输送到装箱单元中的装箱机构。
240.3.叠放控制子程序包括以下步骤:
241.⑴
按照货品的长度排序,将长度最大的货品沿着托盘的长方向放在托盘内;
242.⑵
选取长度稍小的货品,放在上一个货品上面;
243.⑶
重复步骤

直至所有货品均按照下大上小的规则叠放在托盘上。
244.本发明将播种墙单元、自动换筐单元、检测摆放单元、预包装单元、装袋单元和装箱单元相互结合起来并通过输送辊或输送带互联互通,整个过程自动完成,而且能选择好尺寸合适的包装箱并提前开好箱,提高了工作效率。
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