一种自动码垛机的码垛方法与流程

本发明涉及建筑板材生产技术领域，尤其涉及一种自动码垛机的码垛方法。

背景技术：

在现有的矿棉板生产线中，板材成型、干燥后进行码垛的过程中，板材位置并不能完全对齐，在码垛或者位置对齐时，往往上下相邻的两块板材之间存在搓板现象。在实际操作中，为了防止搓板现象影响产品质量，需要专门的工作人员在码垛之前进行人工翻板，每隔一张板材进行一次翻板操作，人工劳动强度较大。

另外，完成预定高度的板材码垛后，需要暂停或减缓板材码垛前的输送，等到将已码放完成的板材垛搬移且更换托板后，再次进行码放操作，往往导致板材堆积或者需要延长板材输送线，前者影响生产效率，无法实现完全连续化生产，后者则会导致生产线所占场地和设备投入的增加，导致生产成本增大。

技术实现要素：

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的码垛方法。具体地，本发明提供能够无需翻板且能避免搓板现象、有效节约人工的自动化码垛方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动码垛机的码垛方法，所述码垛方法包括以下步骤：

控制器控制输送机构将板材输送至拨叉机构上；

所述控制器控制所述拨叉机构按照预定方向转动预定角度，将板材叠放至托板机构上，然后控制所述拨叉机构恢复原位；

所述控制器记录叠放次数加1，并控制所述托板机构下降预设高度；

所述控制器判断叠放次数达到第一预设次数后，控制所述托板机构将叠放好的板材移出并更换托板，同时所述控制器将叠放次数清零，然后重复上述步骤。

其中，所述控制所述托板机构将叠放好的板材移出并更换托板包括：

所述控制器控制所述托板机构带动叠放好的板材下移预设深度，同时控制叉车机构移动至所述拨叉机构下方；所述预设深度大于所述叉车机构的接板叉子的高度；

当所述输送机构将板材输送至所述拨叉机构上后，控制所述拨叉机构按照预定方向转动预定角度，将板材叠放至所述叉车机构上，控制器记录叠放次数加1；然后控制所述拨叉机构恢复原位，同时控制叉车机构下降预设高度；

所述控制器判断所述叉车机构上的板材叠放次数达到第二预设次数后，控制所述托板机构将更换的空托板搬移至所述拨叉机构下方的第一预定位置，并控制所述叉车机构撤离至第二预定位置，将叠放在所述叉车机构上的板材落至所述空托板上。

其中，所述控制器控制所述托板机构带动叠放好的板材下移预设深度后还包括：所述控制器控制升降装置带动中转装置下降预设深度，将叠放好的板材移至预设位置，然后更换空托板。

其中，所述控制器控制所述叉车机构撤离至第二预定位置包括：所述控制器控制驱动气缸带动纵轨和所述接板叉子沿横轨移动、控制伺服电机带动所述接板叉子沿所述纵轨移动，令所述接板叉子移动至所述第二预定位置。

其中，所述控制所述叉车机构下降预设高度包括：所述控制器接收到检测模块的确认信号后，控制所述叉车机构下降预设高度，所述预设高度为一块板材的厚度。

其中，所述控制器控制所述托板机构下降预设高度包括：所述控制器接收到检测模块的确认信号后，控制所述托板机构下降预设高度；所述预设高度为一块板材的厚度。

其中，所述拨叉机构包括至少一套拨叉装置，所述拨叉装置包括拨叉、驱动装置和连杆，所述拨叉的第一端与所述连杆的第一端固定连接，所述连杆和所述驱动装置均铰接在所述自动码垛机的机架上，所述驱动装置与所述连杆的第二端铰接；所述控制器控制所述驱动装置启动，驱动所述连杆带动所述拨叉转动。

其中，所述至少一套拨叉装置包括第一拨叉装置和第二拨叉装置，所述第一拨叉装置与所述第二拨叉装置分别位于所述托板机构的两端的上方，且所述第一拨叉装置的转动方向与所述第二拨叉装置的转动方向相反。

其中，所述至少一套拨叉装置还包括位于所述托板机构中部上方的第三拨叉装置，所述第三拨叉装置的转动角度大于或等于90°。

其中，所述自动码垛机设置有止挡机构，分布在所述托板机构的上方，用于对叠放的板材进行限位，防止板材跟随所述拨叉机构的转动而移动。

本发明的码垛方法在控制器的控制下，由拨叉机构对待叠放的板材进行承接后放至托板机构上，可以在不翻板的情况下有效防止搓板现象的发生，降低人工劳动强度，节约人工成本，提高板材码垛操作的安全系数，保证产品质量；同时，利用叉车机构在中转装置更换托板的过程中对叠放的板材进行承接，有效保证板材码垛的连续性，提高生产效率。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的码垛方法的流程图；

图2示例性地示出了采用本发明的码垛方法的自动码垛机的结构示意图；

图3示出了自动码垛机的侧视图；

图4示例性地示出了拨叉机构的结构示意图；

图5示例性地示出了本发明的码垛方法的具体实施流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明通过控制器对自动码垛机的各部分机构进行控制，令各部分机构自动、有序地运行，完成板材的自动码垛过程，实现板材码垛的自动化，减少人工需求。其中，控制器通过控制拨叉机构的有序运行，利用拨叉机构承接待叠放的板材并将板材放至托板机构上，进而在不需要翻板的情况下避免搓板现象的发生，保证产品质量，同时无需人工翻板和检查，有效节约人工、降低人工劳动强度；另外，通过叉车机构与托板机构交替运行，利用叉车机构在托板机构更换托板过程中暂放被码垛的板材，确保板材码垛过程的连续性，保证在设备无故障的情况下连续化作业，提高生产效率。

下面结合附图，对根据本发明所提供的自动码垛机的码垛方法进行详细说明。

图1示出了本发明的码垛方法的流程图，图2示出了本发明的自动码垛机的结构示意图，图中的箭头方向为板材的输送方向，图3则示出了该自动码垛机的侧视图，参照图1～图3所示，该自动码垛机的码垛方法包括以下步骤：

控制器1控制输送机构将板材100输送至拨叉机构3上；

控制器1控制拨叉机构3按照预定方向转动预定角度，将板材100叠放至托板机构2上，然后控制拨叉机构3恢复原位，待承接下一张待叠放的板材；

控制器1记录叠放次数加1，并控制托板机构2下降预设高度；

控制器1判断叠放次数达到第一预设次数(即达到预设的板材叠放数量)后，控制托板机构2将叠放好的板材移出并更换托板，同时控制器将叠放次数进行清零，然后重复上述步骤。

本发明利用拨叉机构3承接待叠放的板材后放至托板机构2上，可以在不翻板的情况下有效避免搓板现象的发生，保证产品质量的同时，减少翻板工序，节约人工，降低人工劳动强度。

另外，考虑到完成一次码垛后，在托板机构2将叠放好的板材移至预定位置放置后再更换托板需要一定时间，为了实现连续化生产，避免无故障停机的情况影响生产效率，在此过程中仍需对板材进行叠放，因此，本发明中的自动码垛机设置了叉车机构4，用以与托板机构2交替承接叠放的板材，确保板材码垛的不间断性。

具体地，控制托板机构2将叠放好的板材移出并更换托板包括以下步骤：

控制器1控制托板机构2带动叠放好的板材下移预设深度，同时控制叉车机构4移动至拨叉机构3下方，以接替托板机构2来暂时承接叠放的板材；

当输送机构将板材输送至拨叉机构3上后，控制拨叉机构3按照预定方向转动预定角度，将板材100叠放至叉车机构4上，控制器1记录叠放次数加1；然后控制拨叉机构3恢复原位，同时控制叉车机构4下降预设高度，等待下一块板材被输送过来；

控制器1判断叉车机构4上的板材叠放次数达到第二预设次数(第二预设次数小于第一预设次数)后，控制托板机构2将更换的空托板搬移至拨叉机构3下方的第一预定位置，并控制叉车机构4撤离至第二预定位置，将叠放在叉车机构4上的板材100落至空托板上。

在叉车机构4替代托板机构2的移动过程中，为了不影响彼此的运行以及避免叉车机构4对托板机构2上叠放好的板材产生碰撞，此时托板机构2下移的预设深度需大于叉车机构4的接板叉子41的高度。

本发明的码垛方法中，控制器1控制托板机构2带动叠放好的板材下移预设深度后，继续控制托板机构2将叠放好的板材移至预设位置后更换空托板。在自动码垛机中，托板机构2包括中转装置21和位于中转装置21底部的升降装置，该升降装置与控制器1信号连接.控制器1控制升降装置的启停和运行，带动中转装置21进行升降。每当有一块板材被放至中转装置21上后，控制器1均启动升降装置带动中转装置21下降与一块板材厚度相等的高度；当完成预定数量的板材码垛之后，控制器1控制升降装置带动中转装置21下降预设高度后，等待将码放完成板材垛移开并更换空托板，以便承接下一轮的板材码垛；当更换完空托板后，控制器1控制升降装置带动托板21上升到预设位置，等待承接被码垛的板材。因此上述更换空托板的过程具体包括：控制器1控制升降装置带动中转装置21下降预设深度，将叠放好的板材移至预设位置，然后更换空托板。

此处的更换空托板，既可以是人工更换，即人工将空托板放置到中转装置21上；也可以是自动更换：例如，可以是控制器控制其它搬运设备将空托板搬移至中转装置21上。

在一个典型的实施例中，叉车机构4包括接板叉子41、纵轨42、横轨43、伺服电机44和驱动气缸45，接板叉子41与纵轨42滑动连接，纵轨42的顶端与横轨43滑动连接、且与驱动气缸45的输出端固定连接；在控制器1的控制下，伺服电机44驱动接板叉子41沿纵轨42移动，驱动气缸45驱动纵轨42带动接板叉子41沿横轨43移动。

在本实施例中，控制叉车机构4撤离至第二预定位置包括：控制器1控制驱动气缸45带动纵轨42和接板叉子41沿横轨43移动、控制伺服电机44带动接板叉子41沿纵轨42移动，令接板叉子41移动至第二预定位置。

具体地，控制叉车机构4下降预设高度包括：控制器1接收到检测模块的确认信号后，控制叉车机构4下降预设高度，即控制伺服电气44带动接板叉子41沿纵轨42下移预设高度；此预设高度为一块板材的厚度。

相适应地，控制器1控制托板机构2下降预设高度包括：控制器1接收到检测模块的确认信号后，控制升降装置带动中转装置21下降预设高度。同样地，此预设高度为一块板材的厚度，确保每块板材叠放时的位置相同，保证板材码垛的稳定性。

本发明的码垛方法及采用此码垛方法的自动码垛机，是通过叉车机构4与托板机构2交替运行，实现板材码垛的连续性；在码垛过程中，利用拨叉机构3承接待叠放的板材，避免相邻板材之间发生搓板现象，减少翻板工序，降低劳动强度，节约人工。

图4示出了自动码垛机中拨叉机构3的俯视位置示意图，参照图4所示，拨叉机构3包括至少一套拨叉装置30，图中的虚线位置为相应的拨叉装置30欲转至的目标位置。每套拨叉装置30均独立受控制器1的控制而运行，其转动角度和方向等可以不同。具体地，拨叉装置30包括拨叉301、驱动装置302和连杆303，其中，拨叉301的第一端与连杆303的第一端固定连接，连杆303和驱动装置302均铰接在自动码垛机的机架上，驱动装置302与连杆303的第二端铰接。控制器1控制驱动装置302启动，驱动连杆303带动拨叉301朝预定方向转动预定角度。

通常情况下，至少一套拨叉装置30包括第一拨叉装置31和第二拨叉装置32，第一拨叉装置31与第二拨叉装置32分别位于托板机构2的两端的上方，用于对待叠放的板材的两端进行承托；并且第一拨叉装置31的转动方向与第二拨叉装置32的转动方向相反，例如，第一拨叉装置31和第二拨叉装置32分别朝向板材的端部边缘转动，当拨叉转出板材覆盖区域后，板材降落至托板机构2上进行叠放。

在图4所示的实施例中，至少一套拨叉装置30还包括位于托板机构2中部上方的第三拨叉装置33，用于对板材的中部进行承托，避免板材中部凹陷而影响叠放效果。具体地，在承托状态下，第三拨叉装置33的拨叉垂直于板材的边缘设置，因此，第三拨叉装置33的转动角度大于或等于90°。

第三拨叉装置33的设置，一方面在对长板进行码垛时，可以用于对板材中部进行承托；另一方面，在对长度规格较小的板材进行码垛时，可以只启动第三拨叉装置33与第一拨叉装置31或第二拨叉装置32，即利用靠近一侧的两套拨叉装置30对板材进行承托，以确保板材靠近一端码垛整齐。

需要指出的是，本发明的码垛方法所采用的自动码垛机设置有止挡机构5，分布在托板机构2的上方，用于对叠放的板材进行限位，防止板材跟随拨叉机构3的转动而移动。示例性地，止挡机构5可以包括若干止挡装置50，若干止挡装置50分布在托板机构2的上方四周，若干止挡装置5所围成的空间的长度和宽度与待叠放的板材的长度和宽度一致，从而对板材的位置进行有效限位确保每块板材均叠放整齐。另外，在止挡装置50的顶部可以设置有由控制器1控制的可转动机构和/或调节机构，用于调整止挡装置50的位置，以适应不同规格的板材的码垛需求，还可以通过可转动机构将止挡装置50抬起，进行人为校正或者维护等。

图5示出了本发明的码垛方法的一种具体实施流程图，在本实施例的生产线中，叉车机构4在不工作时的默认位置高度为每块板材100叠放时落至的位置高度，即平齐于待承接板材的托板机构2上的板材上表面位置；托板的上表面设置有若干凹槽，凹槽的宽度大于接板叉子41的叉板宽度，凹槽的深度大于接板叉子41的叉板的厚度，从而实现接板叉子41与空托板之间的无障碍替换，即在接板叉子41上叠放第二预设次数的板材后，利用托板机构2将空托板搬移至接板叉子41所在的位置接替叉车继续承接叠放的板材，此过程可以无障碍更替。

在设备开启后，由控制器1控制板材的输送、码垛等过程，其具体码垛步骤如下：

控制器1控制输送机构将板材100输送至拨叉机构3上；

控制器1控制每套拨叉装置30朝向预定方向转动预定角度，在止挡机构5的限位下，将板材100叠放至托板机构2上，然后控制拨叉机构3的每个拨叉301恢复原位，等待承接下一块板材；

控制器1记录板材叠放次数加1，并控制托板机构2下降预设高度，即控制升降装置带动中转装置21下降预设高度，此预设高度等于码垛的板材100的厚度；

控制器1判断叠放次数是否达到第一预设次数(即，欲码放预定高度的板材垛所需的板材数量，例如，若需20块板材码放形成一垛板材垛，第一预设次数即为20)：若未达到，则重复上述步骤，继续码放；若判断叠放次数达到第一预定次数(如20)，则控制托板机构2带动叠放好的板材下移预设深度，同时控制叉车机构4移动至拨叉机构3下方，接替托板机构2承接待叠放的板材100；具体地，控制器1控制升降装置带动中转装置21下移预设深度，同时控制驱动气缸45带动纵轨42和接板叉子41沿横轨43移动至拨叉机构3的下方(即等待承接被码垛的板材的位置)；

然后控制器1输送机构继续输送板材至拨叉机构3上，控制拨叉机构3的每个拨叉装置30朝各自的预定方向转动预定角度，将板材叠放至叉车机构4的接板叉子41上，控制器记录板材叠放次数加1；然后控制拨叉机构3的拨叉恢复原位，同时控制叉车机构4下降预设高度，即控制伺服电机44带动接板叉子41沿纵轨42下降预设高度，确保每块板材100的叠放位置均相同；

控制器1判断板材的叠放次数是否达到第二预设次数(小于第一预设次数(如20次)，但需保证在板材叠放此次数的时间内，托板机构2能够将已叠放好的板材垛搬移至预设位置并更换空托板完毕，以保证板材叠放的连续性，例如，第二预设次数可以为10次或8次等)，若未达到，则继续上述将板材叠放至接板叉子41上的步骤；

若叠放次数达到第二预设次数(如8次)，控制器1控制升降装置带动中转装置将更换的空托板升至拨叉机构3下方的第一预定位置，此第一预定位置为在接板叉子41上码放第二预设次数的板材后，接板叉子41所降到的位置，令接板叉子41的叉板刚好处于空托板表面的凹槽内，空托板的上表面与接板叉子41上叠放好的板材的底面相接触，从而接替叉车继续承接待叠放的板材；再由控制器1控制驱动气缸45驱动纵轨42带动接板叉子41沿横轨43后移第一预设距离，然后控制伺服电机44带动接板叉子41沿纵轨42上升第二预设距离(叠放第二预设次数的板材所下降的距离)，将接板叉子41撤离至第二预定位置，此第二预定位置即为设备启动时接板叉子41所在的默认位置，也就是，控制器1控制伺服电机44和驱动气缸45将接板叉子41恢复至原位；优选地，此原位为与码垛后的板材垛最顶部的板材表面相平行的高度位置，当码垛完成后，控制器1控制升降装置带动板材垛下移过程中，同时控制驱动气缸45使得接板叉子41沿横轨43前进至拨叉机构3的下方即可，有效保证控制节拍和码垛效率；

与此同时，控制器1继续控制输送机构将待叠放的板材100输送至拨叉机构3上，再将板材叠放至托板机构2上，然后记录叠放次数加1，并判断此时的叠放次数是否达到第一预设次数，即回到设备开启之初向托板机构2上叠放板材的步骤；

依照上述步骤进行重复，完成板材的自动码垛过程。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。