一种码垛装置及码垛方法与流程

本发明涉及港口器械，具体涉及一种码垛装置及码垛方法。

背景技术：

1、在港口集装箱船装卸作业中，集装箱上下层之间的用于连接固定的各类锁销在拆卸后需要进行收集分类和存储，以便于在安装环节对锁销拆装平台进行正确自动的补充锁销。在作业中，为方便码垛和取用，锁销会放置在锁销盘上进行码垛，锁销盘表面设置有多个用于容纳锁销的容纳孔，当锁销盘承载锁销时，锁销的两端分别凸出于锁销盘的上下两面。在码垛锁销盘时往往需要在下层的锁销盘的边缘架设支撑块，以避免同向摆放的上下层锁销盘上的锁销发生碰撞。而这种码垛方法无疑增加了码垛区的高度。而由于锁销盘的码垛区域会与锁销拆装平台对接，锁销拆装平台需要被岸桥吊起移动或放置到集卡上移动，在吊运过程或在放置在集卡上运输的过程中，锁销拆装平台的位置会发生变化，进而会挤占码垛区域的空间，与码垛位置较高的锁销盘发生冲突，进而限制了锁销盘的码垛数量，降低了码垛区的空间利用率。此外，在以往的项目中码垛平台使用码垛机器人来实现锁销盘的搬运和存储，但由于码垛机器人体积比较大，通常会占据码垛区域一部分空间，且码垛架分布在两侧，当使用码垛机器人进行搬运码垛的时候，会出现一些位置死角，同时负载的重量也会有很大限制，进一步降低了空间利用率和码垛效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种码垛装置及码垛方法，能够在提高码垛区空间利用率的同时，实现自动化码垛。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、根据本发明实施例的一种码垛装置，包括：码垛架组件、两组横向移动机构、纵向移动机构、起升机构、旋转机构以及抓取机构。其中，码垛架组件包括码垛盘和两组对称设置在码垛盘上的支撑架，支撑架沿第一方向延伸，码垛盘内设置有多个用于码垛锁销盘的码垛区；两组横向移动机构分别设置在两组支撑架上，并可沿支撑架运动，两组横向移动机构之间设置有连接梁；纵向移动机构设置在连接梁上，并可沿连接梁朝第二方向移动，第一方向与第二方向垂直；起升机构与纵向移动机构连接，包括起升伺服电机和与起升伺服电机连接的起升轴，用于沿第三方向升降，第三方向与第一方向和第二方向垂直；旋转机构与起升轴连接；抓取机构与旋转机构连接，用于抓取锁销盘。

4、在本发明的一个实施例中，可以通过横向移动机构、纵向移动机构和起升机构分别移动与旋转机构连接的抓取机构来抓取锁销盘，并将锁销盘逐层码垛至码垛区内，通过横向移动机构、纵向移动机构和起升机构实现了抓取机构的全向运动，提高了码垛灵活度。此外，通过设置旋转机构，可以将相邻的两层锁销盘呈相反方向叠放码垛，从而避免上下层锁销盘上的锁销发生碰撞。进而可以降低码垛高度，提高空间利用率。

5、在本发明的一个实施例中，码垛区内在第三方向上划分有多个奇数码垛层和多个偶数码垛层，奇数码垛层和偶数码垛层在第三方向上间隔设置，奇数码垛层用于正向码垛锁销盘，偶数码垛层用于逆向码垛锁销盘。

6、在本发明的一个实施例中，由于相邻的奇数码垛层和偶数码垛层中的锁销盘码垛方向相反，从而避免上下层锁销盘上的锁销发生碰撞。进而可以降低码垛高度，提高空间利用率。

7、在本发明的一个实施例中，码垛装置还包括：进料码垛架。进料码垛架与其中一组支撑架连接，用于与锁销拆装装置对接。

8、在本发明的一个实施例中，进料码垛架可以暂时码放机器臂输送的锁销盘。从而使得抓取机构可以按次序向码垛区内码入锁销盘，提高了码垛效率。

9、在本发明的一个实施例中，横向移动机构包括：横向滑轨和大车组件。其中，横向滑轨设置在支撑架上；大车组件包括大车本体以及与大车本体连接的大车电源，大车本体与横向滑轨连接，并可沿横向滑轨运动。

10、在本发明的一个实施例中，大车本体可以沿横向滑轨运动，进而带动抓取机构进行横向运动。

11、在本发明的一个实施例中，纵向移动机构包括：纵向滑轨和小车组件。其中，纵向滑轨设置在连接梁上；小车组件，包括小车本体以及与小车本体连接的小车电源，小车本体与纵向滑轨连接，并可沿纵向滑轨运动。

12、在本发明的一个实施例中，小车组件可以沿设置在连接梁上的纵向滑轨运动，进而带动抓取机构进行纵向运动。

13、在本发明的一个实施例中，旋转机构包括：旋转伺服电机和旋转轴。其中，旋转伺服电机与起升轴连接；旋转轴分别与旋转伺服电机和抓取机构连接。

14、在本发明的一个实施例中，可以通过旋转轴旋转抓取机构抓取的锁销盘，进而使得抓取装置可以在奇数码垛层正向码垛锁销盘，并在偶数码垛层时旋转180°，将锁销盘逆向码入偶数码垛层。从而避免上下层锁销盘上的锁销发生碰撞。进而可以降低码垛高度，提高空间利用率。

15、在本发明的一个实施例中，锁销盘上设置有顶端开口的滑动槽，且滑动槽端部设置有入孔；抓取机构包括：连接轴和抓杆。其中，连接轴与旋转轴连接；抓杆与滑动槽相对设置，并与连接轴连接，抓杆直径与滑动槽的开口宽度匹配，且端部设置有向背离抓杆方向凸出的圆台，圆台直径分别与滑动槽的宽度和入孔的直径匹配。

16、在本发明的一个实施例中，可以通过起升机构控制抓杆下降，并将抓杆端部的圆台插入入孔，然后大车本体可以向滑动槽的另一端移动，由于圆台直径大于滑动槽开口宽度，进而完成了抓杆对锁销盘的锁定。

17、在本发明的一个实施例中，横向滑轨的长度大于支撑架的长度，码垛盘还包括：冗余码垛板。冗余码垛板与支撑架背离进料码垛架的一端连接。通过设置冗余码垛板，在提取锁销盘时，可以暂时将锁销盘放置在冗余码垛板上，进而提高了提取效率。

18、在本发明的一个实施例中，码垛装置还包括：控制机构，控制机构分别与横向移动机构、纵向移动机构、起升机构及旋转机构电连接。

19、本发明还提供一种码垛控制方法，应用于上述实施例中任一项的码垛装置，方法包括：

20、码垛锁销盘时，控制机构控制起升机构将旋转机构和抓取机构提升至指定高度，并控制横向移动机构和纵向移动机构移动至初始位置；

21、控制机构通过横向移动机构和纵向移动机构将抓取机构移动至进料码垛架上方，并控制起升机构下降，以使抓取机构抓取进料码垛架上的锁销盘；

22、控制机构根据数据库中储存的码垛区的码垛情况确定当前抓取的锁销盘的码垛位置，并基于码垛位置确定锁销盘的码入方向，控制旋转机构和抓取机构将锁销盘码入码垛区。

23、在本发明的一个实施例中，基于码垛位置确定锁销盘的码入方向，控制旋转机构和抓取机构将锁销盘码入码垛区，包括：

24、若当前抓取的锁销盘的码垛位置位于奇数码垛层，则将锁销盘正向码入奇数码垛层。

25、在本发明的一个实施例中，基于码垛位置确定锁销盘的码入方向，控制旋转机构和抓取机构将锁销盘码入码垛区，包括：

26、若当前抓取的锁销盘的码垛位置位于偶数码垛层，则将锁销盘逆向码入偶数码垛层。

27、本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

28、本发明的码垛装置及码垛方法，可以通过横向移动机构、纵向移动机构和起升机构分别移动与旋转机构连接的抓取机构来抓取锁销盘，并将锁销盘逐层码垛至码垛区内，通过横向移动机构、纵向移动机构和起升机构实现了抓取机构的全向运动，提高了码垛灵活度。此外，通过设置旋转机构，可以将相邻的两层锁销盘呈相反方向叠放码垛，从而避免上下层锁销盘上的锁销发生碰撞。进而可以降低码垛高度，提高空间利用率。