一种智能盒体码垛机的制作方法

本发明涉及一种适于轻工行业生产线的自动码垛设备，尤其是一种智能盒体码垛机，属于转运存储机械设备技术领域。

背景技术

包装作业线作为智能生产线的最后单元，在目前轻工业行业中仍需要大量的人工参与。尤其是制鞋产业，常常需要进行盒体输入分码后，需要不断按需码垛、出垛。至今这些操作仍然主要依靠人工，不仅浪费人力，且失误率较高。当码垛过高时，还需要梯子操作，存在一定危险。在装箱发货时，则需要工人往返于不同的码垛货架，经常因鞋子型号识别不清、订单信息错漏等造成装箱的失误，且不利于智能生产中的数据采集。虽然也有采用机械手（参见申请号为201520294550.9的中国专利）进行码垛的，但其分码及码垛成本高、而效率并不高。

检索可知，申请号为201510599557.6的中国专利公开了一种用于小型盒装产品码垛机构的典型结构，包括输送工作台，在所述输送工作台两侧沿进料端设有进料护栏，所述输送工作台上方设有沿进料方向的水平推料气缸，所述推料气缸的出力轴端固接有一竖直设置的压紧气缸缸体，推料气缸的前端面一侧设有后端压料装置，所述后端压料装置另一边两侧设有一对可调护栏，所述后端压料装置一侧设有隔离翻板，所述隔离翻板转动地设置于输送工作台上方，隔离翻板下方和上方还分别设有码垛气缸和码垛压料组件，隔离翻板的另一侧设有满料检测装置。然而，上述现有技术并不能解决自下而上码垛、再自下而上出垛的问题，并且存在不能进行分码、缓存等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提出一种可以将盒类产品输入分码后由下至上码垛缓存、再由下至上出垛输出的智能盒体码垛机，从而为实现全自动智能控制奠定基础。

为了达到上述目的，本发明的智能盒体码垛机基本技术方案为：包括两侧分别安置输入传输装置、输出传输装置的垂向延伸架体，所述架体在高于下部固定的放置板处安装可在低位和高位之间升降的提升机构，所述架体安置输入传输装置一侧装有高于低位预定距离的推入机构和高于高位预定距离的推出机构；

所述提升机构包括升降驱动装置带动的垂向可升降连接杆，所述连接杆与架体构成可旋转移动副，且下端固连水平提升板；所述连接杆的圆柱表面具有含转位和复位曲线的闭合曲线凹槽，所述凹槽与架体上的相应配合件构成凸轮副。

码垛时，由于提升机构已将位于架体码垛位置的低位提升板提升至高位，因此推入机构可将输入传输装置输送来的盒体推送到提升板升起后让出的下部放置板上的空位，接着当控制提升机构开始下降对应转位曲线段的高度时，驱使连接杆带动提升板由码垛位置转至对应放置板缺口的让位位置，其上如已有码垛的盒体将垛落在刚推入的盒体之上；提升机构下降至低于放置板时，在复位曲线段的作用下连接杆带动提升板由让位位置回转至码垛位置，直至到达低位之后开始提升，托起刚推入盒体的底部，直至到达先前所处的高位，完成一次码垛操作将盒体缓存于立架。

出垛时，提升机构无需动作，推出机构将最下层的盒体推出至输出传输装置，当推出机构快速缩回时，上层其余盒体在重力作用下将落到提升机构的提升板上，完成所需的出垛操作。

由此可见，本发明以巧妙的机构设计实现了盒类产品输入分码后由下至上码垛缓存、再由下至上出垛输出，使之与输入传输装置、输出传输装置有机结合构成可以智能控制的自动化作业线。

本发明进一步的完善还有：

所述提升机构包括作为升降驱动装置的升降气缸带动的垂向可升降连接杆，所述连接杆活插在固定于架体的轴套中，构成可旋转的升降移动副。

所述连接杆的圆柱表面的曲线凹槽展开后呈梯形的闭合曲线凹槽。

对应所述提升板的高位，架体装有顶推提升板使其产生起始转位趋势的始动件。

所述架体在放置板两侧错开的让位缺口上方分别安装可在低位与高位之间升降的提升机构。

所述输入传输装置和输出传输装置分别为水平输入输送带和输出传送带；所述架体的下部固定上表面与输入传送带上表面齐平的放置板。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图2的俯视图（略去推出机构）。

图4是图1实施例中的提升机构和定位机构的放大结构示意图。

图5是图4提升机构的连接杆曲线凹槽展开示意图。

图6是图3的a处局部放大图。

图7是图1实施例中的推出机构结构示意图。

图8是图1实施例中的推入机构结构示意图。

图9是图1实施例中的定位机构结构示意图。

图10-图15为图1实施例的各种工作状态示意图。

具体实施方式

本实施例为一种用于鞋盒分码、码垛、缓存、出剁的具有智能控制系统的盒体码垛机（智能控制系统包括条码识别装置、传感装置、plc等硬件，均采用现有技术，不另详述），其基本结构如图1、2、3所示，具有多列（本实施例为15列）码垛立架的垂向延伸架体1被分成15个缓存区域，其两侧分别安置作为输入传输装置和输出传输装置的水平输入输送带7和输出传送带3。架体1的每个码垛单元下部都固定上表面与输入传送带7上表面齐平的放置板12。架体1在放置板12两侧错开让位缺口上方分别安装可在低位与高位之间升降的提升机构2。架体1的输入传输装置一侧装有高于低位预定距离的推入机构6和高于高位预定距离的推出机构5。这样可以保证推出机构的动作不会与盒体干涉。

提升机构2如图4至图6所示，包括作为升降驱动装置的升降气缸21带动的垂向可升降连接杆24，该连接杆24活插在固定于架体1的轴套22中，构成可旋转的升降移动副。连接杆24的下端固连水平提升板25。连接杆24的圆柱表面具有含转位和复位曲线的闭合曲线凹槽241，本实施例的曲线凹槽241具体如图5所示，转位曲线由下倾的ab段构成，之后的bc为平行于连接杆母线的静止段，复位曲线由上倾的cd段构成，之后的da又是保持提升板25周向静止段，由此构成了展开为梯形的闭合曲线凹槽241。该凹槽241与固定在架体1的轴套22作为配合件的固定圆柱销23构成凸轮副。为了确保工作时，圆柱销23得以在到达a处时按需进入ab段，对应提升板25的高位，架体装有图6所示在此位置顶推提升板25使其产生起始转位趋势的始动气缸26。

本实施例的每个码垛立架设置一个推出机构5，该推出机构5的具体结构如图7所示，包括固定在架体1一侧的外伸水平推出轨道52以及与推出轨道52构成水平移动副的推出板51，该推出板的前端形成推入面，后端与水平的推入气缸54缸体固连，该推入气缸54的活塞杆头541通过固连板53与推出轨道52固连，一部分重量由轨道52支撑，由此形成了特有的反装气缸推出机构，当接到控制系统指令后，活塞杆头541缩回，带动推出板51沿轨道52滑移，从而实现将盒体从提升板24推入到输出传送带上。该反装气缸推出机构使架体两侧分设的输入输出驱动设置在同侧，显著节省了占地面积，便于操控管理，且结构简单紧凑，有利于降低成本。

本实施例的每五个码垛立架分组配备一个推入机构6，其机构如图8所示，包括一对两端分别与架体1和支撑架65固连的定位导轨60以及与定位导轨60构成水平移动副的推入杆64，该推入杆64的中部与安置在气缸支架63的推入气缸62的活塞杆连接，且内侧均布有五个推入板61，因此可以同步推入五件盒体。

此外，本实施例架体1的每个码垛立架一侧还配置有定位机构4，其具体结构如图9结合图4所示，包括分别通过座板41铰支在架体1上、下的定位气缸42和挡板44，挡板44呈三角形，定位气缸42的活塞杆与摆杆43的一端固连，摆杆43的另一端与挡板44一边的中部铰接。当盒体从上一生产环节运送至输入传送带上时，识别装置根据盒体上的条码判断出盒体应在架体1的某一立架缓存，相应位置的定位机构4动作，使挡板44摆动落下，恰好挡住输入的盒体。

本实施例的智能盒体码垛机在控制系统的控制下可以切实实现以下码垛、出剁全过程：

如图10所示，鞋盒到达输入传送带后，相应的定位机构挡板根据分码信号控制落下；

如图11所示，提升机构已将位于架体码垛位置的低位提升板提升至高位，因此推入机构可将输入到位的鞋盒推送到提升板升起后让出的下部放置板上的空位，完成入垛；

如图12所示，定位机构的挡板受控提起，由于控制提升机构开始下降对应ab段的高度时，在转位曲线段的作用下连接杆带动提升板由码垛位置转至对应放置板缺口的让位位置，其上如已有码垛的鞋盒将垛落在刚推入的鞋盒之上；提升机构下降至低于放置板时，在复位曲线段cd的作用下连接杆带动提升板由让位位置回转至码垛位置；

如图13所示，提升板开始提升，托起刚推入鞋盒底部，直至到达先前所处的高位，完成一次码垛操作将鞋盒缓存于相应分码位置的立架；

如图14所示，出垛时，提升机构保持动作，推出机构的推出板将最下层的鞋盒推出至输出输送带上，传送到装箱工位，上层其余鞋盒落在推出板上；

如图15所示，当推出机构快速缩回时，鞋盒在重力作用下将落到提升机构的提升板上，完成所需的出垛操作。

试验表明，本实施例结构紧凑、功能完善，可实现多种型号盒体产品的分码、码垛、缓存、并可根据客户需求自动将不同产品输出到装箱发货环节。配有条码识别系统、传感系统、plc控制系统，产品入库出库信息明了，可以实现产品的追踪管理，尤其是具有如下有益效果：

1）能有效实现盒体产品的快速分码，减少了现有的人工重复性工作，并且能够根据订单需求，将不同产品从缓存架体中推出至输出皮带，运送到装箱线，实现了一台设备多种功能。

2）按需配备不同的控制系统，即可实现单一分码加缓存、单一装箱两种方式同时工作，可根据使用需求进行系统的选择，更具人性化。

3）虽同一缓存区域不能同时进行推入和推出，但对不同的缓存区域推入和推出可以同时进行。

4）控制系统可实时掌握设备上缓存产品的数量和变化，解决了现有工厂因库存不清，每次需要人工盘点的难题。

5）成本经济，工作效率高，运行稳定、安全可靠。

除上述实施例外，本发明还可能有其它实施方式。例如推入机构既可以按需分组设置、也可以单个设置；再如转位和复位曲线的垂向投影距离既可以相等，也可以不等；预定距离可以略大于转位或复位曲线的垂向投影距离；再如，始动件除始动气缸外，也可以是液压或电动装置；等等。凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。