一种全自动码垛机器人系统及使用方法与流程

本发明属于自动化包装技术领域，具体涉及一种全自动包装码垛机器人系统及使用方法。

背景技术：

包装技术是现代文明的标志，而自动化包装技术是实现现代文明的重要途径。随着社会的快速发展，商品经济的繁荣和人民生活水平的不断提高，商品包装越来越受到人们的重视，传统的人工包装存在包装效率低，工作强度大，耗费时间长等缺点，已不能满足市场需求。近几年来，与之相关的包装机械行业得到迅猛发展。我国包装机械整体起步较晚，经过近些年的快速发展，机械技术水平也在不断提高。

发明人检索了《知网专利数据库》、《中外专利数据库检索平台》，检索关键词“自动包装机器人”，“包装码垛机器人”检索，近似发明专利3项，实用新型2项。其中相关专利如下：一种智能全自动包装机器人使用方法及系统（cn109436443a），属于包装机设备技术领域。本发明公开了一种智能全自动包装机器人使用方法及系统，涉及包装机设备技术领域。本发明包括机架和传送机构，机架上部固定有平整机构、封装机构和防尘外壳，所述防尘外壳顶部固定有吸风罩，防尘外壳两侧面分别开设有进料口和出料口。本发明通过机架、传送机构、封装机构的配合使用，在有待包装的物品时，包装能够自动进行，减少了人力的使用，提高了包装效率，减少了包装加工时间，保证了产品的质量；通过平整机构的使用，使得待包装的食品，在进入包装设备使用，进行表面的修平，使得包装用膜与包装盒能够紧密贴合，不会在包装过程中出现侧漏和夹杂食品的情况，提高了包装质量，降低了次品率。一种自动化包装机器人（cn111792072a），属于自动化包装技术领域。包括：支撑传送机构、送箱机构、折箱机构、封箱机构；送箱机构实现对没有撑开的纸箱进行推送；通过电动推杆的伸缩，进而带动推板进行运动，从而实现了对箱子的传送；通过丝杠电机驱动转动丝杠，进而带动底部活动杆进行上下活动，从而实现了对连接杆高度的调节；固定架固定安装在底部活动杆活塞杆端部；丝杠电机驱动转动丝杠，进而带动底部活动杆进行上下活动，从而实现了对连接杆高度的调节，先由舵机驱动圆块将纸箱的短盖压下去，再由气缸驱动摆动杆将纸箱的长盖压下去，从而实现了自动化折箱的功效。包装码垛器人（cn201620538460.4），包括基座、下臂、上臂、手臂和手腕，基座安装有旋转台和第一电机，第一电机动力连接并驱动旋转台沿水平面旋转运动，旋转台安装下臂和第二电机，第二电机动力连接并驱动下臂沿竖直面摆动运动，下臂安装上臂和第三电机，第三电机动力连接并驱动上臂沿竖直面摆动运动，上臂安装手臂和第四电机，第四电机动力连接并驱动手臂沿竖直面摆动运动，手臂安装有手腕和第五电机，第五电机动力连接并驱动手腕沿水平面旋转运动，手腕安装有吸夹装置，实现狭小工作空间对食品包装箱码垛。上述方案存在如下问题：第一，存在完成装袋自动化，而对码垛没有详细设计，属于半自动化设计；第二，对包装袋自动封口后，未设计修整工艺，需人工对包装袋进行修正；第三，由于对包装袋形状没有很好设计，导致码垛效果差，美观性及安全性不高；第四，部分案例仅关注码垛机器人的抓取上，采用受力抓取，导致包装袋变形，影响码垛效果；第五，由于以上技术细节不完善，导致码垛高度不高，叉车每次转运量不多；同时在仓库内因码垛不整齐未压实，为了防止倾倒等安全隐患，无法实现高层码垛，造成仓库面积和空间浪费。

技术检索的结果分析：本发明的关键是通过包装系统和码垛机器人的配合可实现颗粒料或粉料的包装和码垛，切码垛整齐美观安全可靠。与现有公开文献对比，没有与本发明《一种全自动码垛机器人系统及使用方法》内容完全相同的使用方法报道。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种全自动包装码垛机器人系统及使用方法，解决了现有人工包装存在的包装效率低，工作强度大，耗费时间长等问题，同时可实现产品包装和码垛，其中码垛整齐美观、安全可靠，可实现高层码垛；大大提高生产的安全性、缩减企业人力需求和仓库需求面积，实现颗粒料或粉料装袋码垛打包自动化水平与生产效率。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明为一种全自动包装码垛机器人系统及使用方法，包括包装系统（1）和码垛机器人系统（2），所述包装系统（1）有自动折边缝包机构（3）、倒包输送机（4）、水平输送机（5）、整形输送机（6）、压包输送机（7）、喷码输送机（8），所述码垛机器人系统有机器人抓手（9）和码垛机器人（10）；所述的包装系统（1）设置在码垛机器人系统（2）前部，为码垛机器人系统（2）提供以装好且修整好的包装袋；所述的自动折边缝包机构（3）布置在包装系统（1）的最前部，为后续机构提供以装好且封口的包装袋，所述的倒包输送机（4）把已封口的包装袋从立式状态有序的翻转平放在水平输送机（5）上，所述的水平输送机（5）把包装袋输送到后续工序；所述的整形输送机（6）对水平输送的包装袋进行整形，为后续工序压包输送机（7）、喷码输送机（8）提供准确的定位；所述的压包输送机（7）设置压板对包装袋进行平压，确保包装袋整齐规范；所述喷码输送机（8）设置在压包输送机（7）后对包装袋上进行标识；在包装袋标识后，通过码垛机器人系统（2）上的机器人抓手（9）对包装袋进行有效抓取，且保持包装袋形状征集规范；所述的码垛机器人（10）与机器人抓手相连接，码垛机器人可根据程序设定及探测仪器对多个包装袋从低到高进行码垛；最后通过叉车及时把码垛好的成品满垛叉取至仓库。

进一步，所述自动折边缝包机构（3）包括双斗称量机（301）、重袋包装机（302）、平台护栏（303）、自动封口单元（304）、电气控制系统（305）；其中双斗称量机（301）上安装需包装袋装入的物料，在进行斗下进行物料装入及称重时，另一个斗下课进行自动封口；所述重袋包装机(302)提供包装袋并取袋和开袋口，并让包装袋口和双斗称量机（301）的下料斗口相连接，方便物料准确装入包装袋内。所述的平台护栏（303）提供一定防护；所述自动封口单元（304）包括缝包机（3041）和封口输送机（3042），主要用于对包装袋装满后及时封口。

进一步，所述机器人抓手（9）包括横梁（901）、滑块（902）、导轨（903）、气缸（904）、电磁阀（905）、轴套（906）、涨套（907）。其中导轨（903）通过轴套（906）固定在横梁（901）上，滑块（902）在气缸（904）作用下沿导轨（903）滑动，实现对包装袋的抓取，电磁阀（905）提供控制信号，通过涨套（907）对包装袋有效固定；同时电磁阀（905）在完成抓取后，可提供信号给码垛机器人（10）来进行码垛，码垛完成后，也可提供信号及时松开涨套（907）。

进一步，所述重袋包装机(302)包括备袋库(3021)、取袋及预开袋机构(3022)、上袋机械手(3023)、夹袋称重装置(3024)、抱袋推动机(3025)、袋口导向机(3026)、立袋输送机(3027)。

进一步，所述的码垛工位设置两个或多个，已方便码垛机器人在码垛一个工位时，另外的工位可用叉车把已码垛好的成品满垛叉走。

进一步，所述倒包输送机（4）含有翻转机构，目的是将立起来的已封边的包装袋稳定推倒，所述整形输送机（6）含有导向机构，所述的压包输送机（7）压实包装袋内产品，实现对包装袋内产品整形，保证产品均匀一致，方面后期码垛的垛型更加整齐美观。

进一步，所述整形输送机（6）中输送机滚筒采用方辊，在输送过程中同样起到整形的效果。

进一步，所述双斗称量机（301）主要用于农产品、食品、化工行业如玉米种子、颗粒肥料等流动性较好物料，能完成自动计量，可与包装设备联动工作。

进一步，所述机器人抓手中零部件采用不锈钢制作。

进一步，所述立袋输送机(3027)、倒包输送机（4）、水平输送机（5）、整形输送机（6）、压包输送机（7）、喷码输送机（8）机架均采用碳钢板折弯焊接制作，表面喷塑处理，支腿均采用方管制作，表面喷塑处理，两侧护栏均采用不锈钢制作，底脚均采用镀锌固定脚蹄，高度±50mm可调，输送采用pvc输送带，主、被动滚采用碳钢滚筒，电机功率为0.75kwac380v±10%50hz，各输送机具体尺寸以设计为准。

进一步，所述一种全自动码垛机器人使用方法，主要包括如下步骤：s1、首先启动自动折边缝包机构（3）、倒包输送机（4）、水平输送机（5）、整形输送机（6）、压包输送机（7）、喷码输送机（8）、机器人抓手（9）和码垛机器人（10）等设备，使包装系统和（1）和码垛机器人系统（2）正常运转；s2、将待包装的物料放置在皮带输送机上，通过皮带输送至自动折边缝包机构（3），进行包装；s3、缝好的成品包装袋通过倒包输送机（4）有序的平放在输送机上，经过水平输送机（5）运至整形输送机（6）、压包输送机（7）对包装物料整形处理；s4、整形好的包装袋经过喷码输送机（8）对产品喷码，通过机器人抓手（9）将产品送至码垛机器人（10）处，完成包装码垛；s5、叉车将成品满垛叉取至仓库，若紧急情况下不能码垛，也可在包装机后端直接转入人工码垛或直接装车。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过包装系统和码垛机器人系统的配合，实现了颗粒和粉状物料的包装和码垛，大大提高生产的安全性、缩减企业在产品生产过程中的人力需求，实现颗粒料装袋码垛打包自动化水平与生产效率。

（2）本发明通过整形输送机、压包输送机对包装物料整形，整形输送机滚筒采用方辊，同样可以起到整形的效果，在输送过程中通过光电检测和plc程序控制来实现缓冲作用。

（3）本发明选用高速码垛机器人irb460，操作节拍最高可达2190次循环/小时，是生产线末端进行码垛作业的理想之选，该机器人到达距离为2.4米，与类似条件下的竞争产品相比，占地面积节省20%，而运行速度则快了15%。

（4）本发明引入了整修工序和压实工序，并在机器人抓手进行独特设计，确保在抓取时包装袋不变形；最终可实现整齐的码垛，码垛的效果好，整齐美观，可靠安全。

（5）由于码垛效果好，可实现高层码垛，减少叉车多次搬运成本和仓库面积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明全自动包装码垛机器人系统的结构示意图；

图2为自动折边缝包机构的结构示意图；

图3为机器人抓手的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：1—包装系统，2—码垛机器人系统，3—自动折边缝包机构，301—双斗称量机，302—重袋包装机，303—平台护栏，304—自动封口单元，305—电气控制系统，4—倒包输送机，5—水平输送机、6—整形输送机，7—压包输送机，8—喷码输送机，9—机器人抓手，901—横梁，902—滑块，903—导轨，904—气缸，905—电磁阀，906—轴套，907—涨套，10—码垛机器人。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种全自动包装码垛机器人使用方法及系统，包括包装系统1和码垛机器人系统2，所述包装系统1有自动折边缝包机构3、倒包输送机4、水平输送机5、整形输送机6、压包输送机7、喷码输送机8，所述码垛机器人系统2有机器人抓手9和码垛机器人10。自动折边缝包机构3包括双斗称量机301，重袋包装机302，平台护栏303，自动封口单元304，电气控制系统305。机器人抓手9包括横梁901，滑块902，导轨903，气缸904，电磁阀905，轴套906，涨套907。其中，所述双斗称量机301主要用于农产品、食品、化工行业如玉米种子、颗粒肥料等流动性较好物料，能完成自动计量，可与包装设备联动工作。所述重袋包装机302包括备袋库、取袋及预开袋机构、上袋机械手、夹袋称重装置、抱袋推动机、袋口导向机、立袋输送机，所述自动封口单元304包括缝包机和封口输送机。所述倒包机4目的是将立起来的包装稳定的推倒，所述整形输送机6和压包输送机7均用于对包装袋内产品整形，保证产品均匀一致，码垛的垛型更加整齐美观。所述整形输送机6中输送机滚筒采用方辊，在输送过程中同样起到整形的效果。其中，所述立袋输送机、倒包输送机4、水平输送机5、整形输送机6、压包输送机7、喷码输送机8机架均采用碳钢板折弯焊接制作，表面喷塑处理，支腿均采用方管制作，表面喷塑处理，两侧护栏均采用不锈钢制作，底脚均采用镀锌固定脚蹄，高度±50mm可调，输送采用pvc输送带，主、被动滚采用碳钢滚筒，电机功率为0.75kwac380v±10%50hz，各输送机具体尺寸以设计为准。其中，所述机器人抓手9采用不锈钢制作。

一种全自动包装码垛机器人的使用方法，方法包括如下步骤：s1、首先启动自动折边缝包机构（3）、倒包输送机（4）、水平输送机（5）、整形输送机（6）、压包输送机（7）、喷码输送机（8）、机器人抓手（9）和码垛机器人（10）等设备，使包装系统（1）和码垛机器人系统（2）正常运转；s2、将待包装的物料放置在皮带输送机上，通过皮带输送至自动折边缝包机构（3）进行包装；s3、缝好的成品包装袋通过倒包输送机（4）有序的平放在输送机上，经过水平输送机（5）运至整形输送机（6）、压包输送机（7）对包装物料整形处理；s4、整形好的包装袋经过喷码输送机（8），对产品喷码，通过气气人抓手（9）将产品送至码垛机器人（10）处，完成包装码垛；s5、叉车将成品满垛叉取至仓库，若紧急情况下不能码垛，也可在包装机后端直接转入人工码垛或直接装车。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。