一种自动码垛机的制作方法

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。

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板材自动码垛机。具体地，本发明提供能够有效避免搓板现象、且实现连续化生产的板材自动码垛机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动码垛机，包括位于输送机构输出端的机架托板机构，所述自动码垛机还包括控制器、止挡机构和拨叉机构，其中，所述拨叉机构位于所述托板机构的上方、与所述机架铰接，所述止挡机构位于所述托板机构的上方；

所述输送机构、所述托板机构及所述拨叉机构的运行均由所述控制器控制；

所述输送机构输送的板材落至所述拨叉机构上，所述控制器控制所述拨叉机构将板材放入所述托板机构上，并由所述止挡机构对板材的位置进行限位。

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，所述连杆与所述机架铰接，所述驱动装置与所述连杆的第二端铰接。

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，所述第一拨叉装置和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和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，所述托板机构包括中转装置和升降装置，所述升降装置设置在所述中转装置的底部、且与所述控制器信号连接，所述控制器控制所述升降装置带动所述中转装置进行升降。

其中，所述自动码垛机还包括叉车机构，所述叉车机构与所述机架滑动连接，且与所述控制器电连接。

其中，所述叉车机构包括接板叉子、驱动气缸、横轨、纵轨和伺服电机，所述接板叉子与所述纵轨滑动连接，所述纵轨的顶端与所述驱动气缸的输出端固定连接、且与所述横轨滑动连接；所述驱动气缸和所述伺服电机均与所述控制器信号连接，所述驱动气缸用于驱动所述纵轨沿所述横轨移动，所述伺服电机用于控制所述接板叉子沿所述纵轨移动。

其中，所述自动码垛机还包括检测模块，所述检测模块固定在所述机架上，位置与所述止挡机构的底部平齐，所述检测模块与所述控制器信号连接，用于实时检测是否有板材被输送至所述托板机构上，并将信号发送至所述控制器。

其中，所述控制器包括存储模块、判断模块和控制模块，其中，所述存储模块用于存储预设参数和目标参数；所述判断模块用于判断板材叠放的次数是否达到预设数量；所述控制模块用于向所述输送机构、所述托板机构、所述拨叉机构发送控制信号，控制所述输送机构、所述托板机构、所述拨叉机构的启停和运行。

其中，所述预设参数包括所述输送机构的输送速度、所述托板机构的移动速度、单次下降位移量、起始位置、所述拨叉机构的转动方向和转动角度；所述目标参数包括板材叠放的预设次数、所述托板机构欲将板材垛搬移至的预定位置。

本发明的自动码垛机通过拨叉机构对板材进行承接，有效防止搓板现象发生，保证板材质量，同时无需翻板，降低人工劳动强度，提高生产效率；利用叉车机构在中转装置更换托板过程中承接叠放的板材，实现连续化生产，进一步提高生产效率。

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自动码垛机的结构示意图；

图2示例性地示出了本发明的自动码垛机的侧视图；

图3示例性地示出了拨叉机构的结构示意图；

图4示例性地示出了拨叉装置的结构示意图；

图5示例性地示出了本发明的控制器的模块结构图。

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。

本发明通过在用于叠放板材的托板机构上方设置拨叉机构，利用可转动的拨叉装置对板材进行承接后放至托板机构上，在无需翻板的情况下，有效避免搓板现象的发生，保证产品质量，同时无需人工翻板，降低劳动强度，提高生产效率。另外，在本发明的自动码垛机中还设置有叉车机构，在托板机构更换空托板的过程中，接连承接叠放的板材，确保连续化生产，进一步提高生产效率。

下面结合附图，对根据本发明所提供的自动码垛机进行详细说明。

图1示出了本发明的自动码垛机的一种具体实施例的结构示意图，图2示出了图1中自动码垛机的侧视图，图3出了拨叉机构的结构示意图，综合参照图1～3所示，本发明的自动码垛机包括位于输送机构(图中未示出)输出端的机架1和托板机构3，还包括控制器4、止挡机构5和拨叉机构6。其中，输送机构沿机架1设置，用于输送待叠放、码垛的板材，图中的箭头方向为输送机构对板材的输送方向；拨叉机构6位于托板机构3的上方、与机架1铰接，拨叉机构6用于承接掉落在托板机构3上的板材100，确保板材叠放在托板机构3上之后不会发生搓板现象；止挡机构5位于托板机构3的上方，对叠放在托板机构3上的板材100进行止挡限位，确保板材100叠放整齐。

输送机构、托板机构3及拨叉机构6的运行均由控制器4控制，实现板材输送、码垛的自动化，减少人工参与，节约人工成本，降低劳动强度。具体地，输送机构输送的板材落至拨叉机构6上，控制器4控制拨叉机构6将板材100放入托板机构3上，由止挡机构5对板材100的位置进行限位，确保板材码放整齐，保证板材垛的美观性，同时避免在搬移及存放过程中的板材边缘被磕碰损伤。

具体地，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3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100的长度和宽度一致，从而对板材100的位置进行有效限位确保每块板材100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4控制或者人为调整的可转动机构和/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。

在本发明的自动码垛机中，拨叉机构6包括至少一套拨叉装置60。图4示出了本实施例中拨叉装置60的结构示意图，图中的虚线位置为相应拨叉装置60转动后的位置。拨叉装置60包括拨叉601、驱动装置602和连杆603，拨叉601的第一端与连杆603的第一端固定连接，连杆603与机架1铰接，驱动装置602与连杆603的第二端铰接，在驱动装置602的伸缩驱动下，通过连杆603带动拨叉601转动，控制拨叉机构6将板材100放至托板机构3上。

为了保证对板材承接和放至的平稳性，保证板材外观质量，至少一套拨叉装置60包括对称设置的第一拨叉装置61和第二拨叉装置62，其中，第一拨叉装置61和第二拨叉装置62分别位于托板机构3的两端的上方，在承接板材时分别承接板材100的两端，避免板材因失去平衡而发生偏斜，并且第一拨叉装置61的转动方向和第二拨叉装置62的转动方向相反，确保板材两端同时落至托板机构3上。

在图3示的实施例中，至少一套拨叉装置60还包括位于托板机构3中部上方的第三拨叉装置63，用于承接板材100的中部，主要用于长板的生产及码垛中，避免板材由于长度过长而导致中间塌陷。具体地，第三拨叉装置63的转动角度大于或等于90°，确保板材100完全落至托板机构3上。

第三拨叉装置63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63与第一拨叉装置61或第二拨叉装置62，即利用靠近一侧的两套拨叉装置60对板材进行承托，以确保板材靠近一端码垛整齐。

用于最终承接、叠放板材的托板机构3包括中转装置31和升降装置，升降装置设置在中转装置31的底部、且与控制器4信号连接，控制器4控制升降装置的启停和运行，带动中转装置31进行升降。每当有一块板材被放至中转装置31上后，控制器4均启动升降装置带动中转装置31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4控制升降装置带动中转装置31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4控制升降装置带动托板31上升到预设位置，等待承接被码垛的板材。

另外，本发明的自动码垛机还包括叉车机构7，与托板机构3交替运行，用于承接叠放的板材，确保板材码垛的连续性，避免无故障停机，提高生产效率。具体地，叉车机构7与机架1滑动连接，且与控制器4电连接，由控制器4控制叉车7的具体运行。

在一个典型的实施例中，叉车机构7包括接板叉子71、驱动气缸72、横轨73、纵轨74和伺服电机75，其中，接板叉子71与纵轨74滑动连接，纵轨74的顶端与驱动气缸72的输出端固定连接、且与横轨73滑动连接，由驱动气缸72驱动纵轨74带动接板叉子71沿横轨73移动。驱动气缸72和伺服电机75均与控制器4信号连接，在控制器4的控制下，驱动气缸72用于驱动纵轨74沿横轨73移动，伺服电机75用于控制接板叉子71沿纵轨74移动。

需要指出的是，本发明的自动码垛机还包括检测模块(图中未示出)，该检测模块固定在机架1上，位于与止挡机构5的底部平齐的位置，检测模块与控制器4信号连接，用于实时检测是否有板材被输送至托板机构3上，并将信号发送至控制器4。控制器4根据检测模块发送的信号控制各机构的运行：当检测模块检测到有板材落至托板机构3上时，控制器4接收该信号后，控制托板机构3的中转装置31沿第一纵轨33下降预设深度，该预设深度通常为一块板材的厚度，确保下一块板材的顺利叠放，并控制拨叉机构6的拨叉恢复原位，等待承接下一块板材。

图5示出了本发明的控制器4的模块结构示意图，在本发明的自动码垛机中，控制器4包括存储模块41、判断模块42和控制模块43，其中，存储模块41用于存储自动码垛机的各组成机构的预设参数和欲达到的目标参数；判断模块42主要用于判断板材叠放的次数是否达到预设数量，例如，用于判断在叉车机构7上叠放的板材次数是否达到第一预设数量(即是否可以将中转装置31替换叉车机构7进行码放板材)，在中转装置31上叠放板材的次数是否达到第二预设数量，即判断板材垛是否码放完毕，是否需要将中转装置31降至预定位置更换空托板、并将叉车机构7替换中转装置31继续承接待叠放的板材。

而控制模块43则根据各机构的运行情况反馈以及检测模块的检测信号，主要用于向输送机构、中转装置31底部的升降装置、拨叉机构6以及叉车机构7发送控制信号，控制输送机构、中转装置31底部的升降装置、拨叉机构6以及叉车机构7的启停和运行。

最后需要指出的是，在存储模块41中存储的预设参数至少包括输送机构的输送速度、托板机构3的移动速度、单次下降位移量、起始位置、拨叉机构6的转动方向和转动角度；该目标参数至少包括板材叠放的预设次数、托板机构3欲将板材垛搬移至的预定位置。

使用本发明的自动码垛机对输送中的板材进行码垛，完全由控制器4进行控制，板材的输送、码垛等过程完全自动化完成，其具体码垛步骤如下：

控制器4控制输送机构将板材100输送至拨叉机构6上；

控制器4控制每套拨叉装置60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3上，然后控制拨叉机构6的每个拨叉601恢复原位，等待承接下一块板材；

控制器4记录板材叠放次数加1，并控制托板机构3下降预设高度，即控制升降装置带动中转装置31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4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3带动叠放好的板材下移预设深度，同时控制叉车机构7移动至拨叉机构6下方，接替托板机构3承接待叠放的板材100；具体地，控制器4控制升降装置带动中转装置31下移预设深度，同时控制驱动气缸75带动纵轨72和接板叉子71沿横轨73移动至拨叉机构6的下方(即等待承接被码垛的板材的位置)；

然后控制器4输送机构继续输送板材至拨叉机构6上，控制拨叉机构6的每个拨叉装置60朝各自的预定方向转动预定角度，将板材叠放至叉车机构7的接板叉子71上，控制器记录板材叠放次数加1；然后控制拨叉机构6的拨叉恢复原位，同时控制叉车机构7下降预设高度，即控制伺服电机74带动接板叉子71沿纵轨72下降预设高度，确保每块板材100的叠放位置均相同；

控制器4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3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71上的步骤；

若叠放次数达到第二预设次数(如8次)，控制器4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6下方的第一预定位置，此第一预定位置为在接板叉子71上码放第二预设次数的板材后，接板叉子71所降到的位置，令接板叉子71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71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4控制驱动气缸75驱动纵轨72带动接板叉子71沿横轨73后移第一预设距离，然后控制伺服电机74带动接板叉子71沿纵轨72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71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71所在的默认位置，也就是，控制器4控制伺服电机74和驱动气缸75将接板叉子71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4控制升降装置带动板材垛下移过程中，同时控制驱动气缸75使得接板叉子71沿横轨73前进至拨叉机构6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4继续控制输送机构将待叠放的板材100输送至拨叉机构6上，再将板材叠放至托板机构3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3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。