一种留出通孔的砖块码垛方法与流程

本发明属于建材码垛技术领域，具体涉及一种留出通孔的砖块码垛方法。

背景技术：

现有的混凝土砌块生产工艺中，前段生产流程大多采用机械化和自动化程度较高的配料、搅拌、成型、叠板堆垛的生产工艺；而后续生产流程由于缺乏经济适用的办法大多仍以手工为主。

专利号为cn201310051007.1的发明专利公开了一种混凝土砌块自动化码垛设备及其码垛工艺，主要包括将托板和砌块分离的托板返回机和一次推块机，将砌块转移到转台上的侧推机，将砌块旋转90°的转台，将砌块从转台上移动到液压夹钳内侧的二次推块机，将砌块进行码放的码垛平台，以及将托板进行回收的叠板机。该发明使用工控机和plc作为控制系统的核心，并利用工业摄像头和以太网进行现场和远程监控，从而实现了混凝土砌块码垛工艺的高度自动化。该发明专利中的工艺只能码出一种实心的垛型，不能满足当下多样垛型的需求。

专利号为cn201611182448.5的发明专利提出一种免托盘的砖块包装方法及其采用的托盘，以减少托盘的浪费。该发明的免托盘的砖块包装方法如下：在托盘上码砖的过程中，在砖垛中留出空缺位置，以形成供叉车的叉头穿过的抬升孔，待砖垛码好后，使捆扎带穿过砖垛与托盘之间的间隙，将砖垛捆绑成一个整体。上述专利中所提出的垛型，由于该垛型过于复杂，大多采用人工码垛的方法，现有设备很难完成高度自动化的码垛。

由此可见，现有技术对于如何码出具有抬升孔的砖垛没有特别便捷和高效的手段。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种留出通孔的砖块码垛方法，该方法可以实现复杂垛型的堆码，不但显著减轻了操作工人的劳动强度，而且明显提高了混凝土砌块码垛的生产效率和质量。

实现本发明目的的技术解决方案：

一种留出通孔的砖块码垛方法，所述方法用于实现m列、n排的单层砖的码垛，所述m≥5，所述n≥2，所述m、n的取值使得所述单层砖的整体轮廓最接近于正方形，所述方法包括如下步骤：

步骤一：将送来的第一层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第一层单层砖送入留孔模块，再将第一层单层砖从留孔模块送入码垛模块实现第一层单层砖的码垛；

步骤二：确定留孔的砖层数，所述留孔的砖层数为第p层至第p+q层，所述p≥2，所述q≥0；

步骤三：若p＞2，则执行步骤四，否则执行步骤七；

步骤四：将送来的第二层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第二层单层砖送入留孔模块，再将第二层单层砖从留孔模块送入码垛模块，将第二层单层砖整体旋转90°后码在第一层单层砖上，实现第二层单层砖的码垛；

步骤五：保持奇数层的单层砖的码垛方式与第一层相同、偶数层的单层砖的码垛方式与第二层相同直至码至第p-1层；

步骤六：将送来的第p层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第p层单层砖送入留孔模块，在留孔模块中将第p层单层砖的第a和第b列之外的砖正常送入码垛模块，第a和第b列的砖留在留孔模块并推入留孔模块的缓冲区，将送至码垛模块的第p层单层砖码在第p-1层单层砖上，所述a和b不相邻，执行步骤八；

步骤七：将送来的第二层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第二层单层砖送入留孔模块，在留孔模块中将第二层单层砖的第a和第b列砖留在留孔模块并推入留孔模块的缓冲区，其余列的砖正常送入码垛模块，将送至码垛模块的第二层单层砖码在第一层单层砖上，所述a和b不相邻；

步骤八：若q＝0，则此时已完成留孔层的码垛；若q≥1，则继续码留孔层的砖，保持第p+1层至第p+q层的砖的码垛方式与第p层相同直至完成第p+q层的码垛从而完成留孔层的码垛；

步骤九：继续码留孔层之上的砖，保持第p+q+1层与第p-1层的码垛方式相同，第p+q+1层往上相邻的层砖错开90°码垛直至码完最后一层砖从而第一垛砖码垛完成。

进一步地，所述方法还包括步骤十：按照步骤一至步骤九完成第二垛砖的码垛，此时留孔模块的缓冲区具有2*(q+1)列砖。

进一步地，所述方法还包括步骤十一：按照步骤一至步骤九继续对单层砖码垛直至留孔模块的缓冲区的砖的列数≥m，此时停止送砖，将留孔模块的缓冲区的砖取出m列，将从留孔模块的缓冲区取出的所述m列单层砖完成码垛，完成码垛后继续送砖。

进一步地，留孔的砖层的砖在码垛时对该层砖的砖列间的间隙进行调整以使得非留孔层的砖在码至留孔层的砖上时每列砖都有支承点。

进一步地，所述m＝6，所述n＝12。

进一步地，所述p＝4，所述q＝1。

进一步地，所述a＝2，所述b＝5。

进一步地，所述m＝5，所述n＝12。

进一步地，所述p＝2，所述q＝0。

进一步地，所述a＝2，所述b＝4。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明提供了一种留出通孔的砖块码垛方法，该方法工序简单，可以由机械执行实现自动化，另外本发明中留孔的方法可操作性较大，只需要更换不同形状的推块板就可以完成不同砖型的码垛；

(2)本发明中的留孔采用推留结合的方法，在留孔模块中将第a和第b列之外的砖正常推入码垛模块，第a和第b列的砖留在留孔模块，这种方法工序少，速度快，大大提升了码砖的效率；

(3)本发明在留孔模块设置了缓冲区，将留在留孔模块的第a和第b列的砖送入缓冲区，留孔模块的缓冲区的砖的列数≥m时取出，送来的砖与留在留孔模块的砖不会互相影响，方便了砖的调用，加快了留孔的速度，最终提升了码砖的效率；

(4)本发明留孔的砖层的砖在码垛时对该层砖的砖列间的间隙进行调整以使得非留孔层的砖在码至留孔层的砖上时每列砖都有支承点，这种情况下，通孔上层的砖能保证至少一侧有支承点，在同一层砖的摩擦力和挤压力作用下不会掉落。

附图说明

图1是本发明免托盘离线码垛装置的示意图。

图2是本发明托盘返回机的结构示意图。

图3是本发明砖垛输送机的俯视结构示意图。

图4是本发明砖垛输送机的侧视结构示意图。

图5是本发明一次推砖机构的俯视图。

图6是本发明一次推砖机构的主视图。

图7是本发明二次推砖机构的俯视图。

图8是本发明二次推砖机构的主视图。

图9是本发明三次推砖机构的俯视图。

图10是本发明三次推砖机构的主视图。

图11是本发明三次推砖机构的侧视图。

图12是本发明二次接砖平台的俯视图。

图13是本发明二次接砖平台的主视图。

图14是本发明三次接砖平台的部分结构示意图。

图15是本发明三次接砖平台接砖示意图。

图16是本发明三次接砖平台上活动平台板动作示意图。

图17是本发明全自动码坯机的示意图。

图18是本发明码坯夹手的结构示意图。

图19是本发明三次推砖机构进行缺省推砖的示意图。

图20是本发明实例1码出的砖垛示意图。

图21是本发明实例2码出的砖垛示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

下面结合实现本发明码垛方法的一个具体装置，来介绍本发明的码垛方法。

结合图1，一种免托盘离线码垛装置，包括托盘返回机1、一次推砖机构2，一次接砖平台3，二次推砖机构4，二次接砖平台5，三次推砖机构6，三次接砖平台7，全自动码坯机8和砖垛输送机9，所述一次推砖机构2能够将单层砖从托盘返回机1上推送至一次接砖平台3，所述二次推砖机构4能够将单层砖从一次接砖平台3推送至二次接砖平台5，所述三次推砖机构6能够将单层砖从二次接砖平台5推送至三次接砖平台7，所述全自动码坯机8能够将单层砖从三次接砖平台7夹持运送至砖垛输送机9，

所述三次推砖机构6包括用于推送砖的第三推块机构63，所述第三推块机构63包括两个活动推块板632和多个第三固定推块板634，两个活动推块板632能够绕第三推块机构63旋转以实现打开状态和关闭状态，在所述活动推块板632的打开状态时，第三推块机构63在推送砖时所述活动推块板632不与其所对应列的砖接触从而不实现该列砖的推送，在所述活动推块板632的关闭状态时，第三推块机构63在推送砖时所述活动推块板632与其所对应列的砖接触从而实现该列砖的推送，所述多个第三固定推块板634在第三推块机构63推送砖时均与对应列的砖接触从而实现对应列的砖的推送。

结合图9-11，所述三次推砖机构6还包括第三固定机架61和第三行程油缸62，所述第三固定机架61包括多根立柱以及位于所述立柱顶部的两根横梁611和两根侧梁612，两根侧梁612的内侧对称设置有内滑轨，所述第三推块机构63通过其侧边的与所述内滑轨配合的第三侧导轮637实现在第三固定机架61内的移动，所述第三行程油缸62的一端与一横梁611固定连接，所述第三行程油缸62的另一端与第三推块机构63固定连接，所述第三推块机构63还包括固定板636、第三上导轮633和两个推板气缸631，所述第三上导轮633与两根侧梁612的上部的上导轨相配合，所述两个活动推块板632和多个第三固定推块板634位于所述固定板636的前端，多个第三固定推块板634与所述固定板636固定连接，所述活动推块板632能够通过短销轴635绕所述固定板636旋转以实现打开和关闭状态的切换，每个所述推板气缸631一端与所述固定板636固定连接，所述推板气缸631的另一端与对应的活动推块板632固定连接。所述三次推砖机构6可以根据层砖的需要具体设置活动推块板632和固定推块板634的数量和位置。

结合图17-18，所述全自动码坯机8包括十字旋转码坯夹手81、液压升降机构82、行走台车83、码坯机主体机架84和液压站85，所述十字旋转码坯夹手81与液压升降机构82的底端连接，所述液压升降机构82与行走台车83固定连接，所述行走台车83设置于码坯机主体机架84上并可沿着码坯机主体机架84移动，所述十字旋转码坯夹手81在水平的横向和纵向均包括一对伸缩夹手812，每对所述伸缩夹手812均能够沿各自的方向水平相对运动以实现单层砖的夹紧，并且在其中一对伸缩夹手812的中间位置设置有与该对伸缩夹手812夹砖面平行的防滑橡胶板811。

结合图2，所述托盘返回机1包括托盘返回油缸11、托盘返回机活动架12和托盘返回机固定架13，所述托盘返回机活动架12通过与托盘返回机固定架13内侧滑道配合的边缘滑轮121实现在托盘返回机固定架13内的移动，所述托盘返回油缸11能够驱动托盘返回机活动架12沿托盘返回机固定架13移动。

结合图3-4，所述砖垛输送机9包括从动滚筒装置91、输送链板92、电机、主动滚筒装置93和送垛机机架94，从动滚筒装置91和主动滚筒装置93套设在输送链板92的两端内，所述电机驱动主动滚筒装置93转动从而带动输送链板92循环运转。

结合图5-6，一次推砖机构2包括第一固定机架21、第一行程油缸22和第一推块机构23，所述第一固定机架21的前部内侧对称设置侧滑轨211，可供第一推块机构23两侧的第一侧导轮233水平行走，所述第一固定机架21的后部上表面对称设有第一上滑轨212，可供第一推块机构23的第一上导轮231行走，第一行程油缸22一端与第一固定机架21固定连接，第一行程油缸22的另一端与第一推块机构23连接，所述第一推块机构23的前端设置有第一固定推块板232。

结合图7-8，二次推砖机构4结构与一次推砖机构2结构类似，包括第二固定机架41、第二行程油缸42、第二推块机构43，其中的第二行程气缸42的伸缩驱动第二推块机构43实现推块动作。

结合图12-13，所述二次接砖平台5包括二次接砖平台机架51、二次接砖平台板53、二次接砖平台限位挡块52和二次接砖平台光源接近开关10，所述二次接砖平台板53设置于二次接砖平台机架51上，所述二次接砖平台限位挡块52和二次接砖平台光源接近开关10设置于所述二次接砖平台板53的一端。

一次接砖平台3的结构与二次接砖平台5结构类似，只需在摆放位置和尺寸上做适应性调整即可。

结合图14，所述三次接砖平台7包括固定机架71、活动机架72、拉板气缸73、活动平台板74和固定平台板75，所述固定平台板75固连在固定机架71上，活动平台板74固连在活动机架72上，所述活动机架72两侧安装有行走导轮721与固定机架71两侧内的滑轨配合，拉板气缸73一端与固定机架71连接，拉板气缸73的另一端与活动机架72连接，所述固定平台板75与活动平台板74处于同一高度并且拉板气缸73的伸缩能够带动活动平台板74与固定平台板75实现对接和分离。

图15-16给出了三次接砖平台7的接砖示意图，参见图15，单层砖块推至三次接砖平台7上后，部分砖块位于固定平台板75上，部分砖块位于活动平台板74上，在固定平台板75与活动平台板74的分界处保持也是两排砖的分界处，参见图16，此时拉板气缸73驱动活动平台板74向右运动一小段距离，从而两部分的砖也分开了一小段距离形成了一个间隙，便于全自动码坯机8的防滑橡胶板811伸入该间隙完成夹持。

结合上述装置介绍本发明的码垛过程：

一种留出通孔的砖块码垛方法，所述方法用于实现m列、n排的单层砖的码垛，所述m≥5，所述n≥2，所述m、n的取值使得所述单层砖的整体轮廓最接近于正方形，所述方法包括如下步骤：

步骤一：将送来的第一层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，参见图1，放置于托盘上的单层砖从托盘返回机1的前位开始进入，托盘和托盘上的层砖被放置到托盘返回机活动架12上，此时托盘返回油缸11驱动托盘返回机活动架12向着托盘返回机1的限位停止区运动，带有托盘的单层砖到达托盘返回机限位停止区域时，此时该位置的光源接近开关动作，使托盘返回油缸11停止，托盘和托盘上的层砖准确停下，一次推砖机构2开始动作，将层砖推送到一次接砖平台3，消除砖层的横向间隙，托盘留在托盘返回机1上，使托盘和层砖分离，而后层砖等待下一步推砖操作，托盘则被托盘返回机1送到下位，等待托盘的回收，层砖到达一次接砖平台3，

此时二次推砖机构4上的第二行程油缸42开始驱动第二推块机构43运动，将层砖推送到二次接砖平台5(即留孔模块)，砖层到达二次接砖平台5的限位区域时，该位置的光源接近开关10动作，控制二次推砖机构4的第二行程油缸42停止，使层砖到达指定位置，消除层砖的纵向间隙，限位挡块52可防止层砖越位，等待下一步推砖操作，此时完成层砖的去隙处理；

之后通过三次推砖机构6将第一层单层砖从二次接砖平台5送入三次接砖平台7，此时如图9-11所示三次推砖机构6上的推板气缸631保持伸长，活动推块板632与第三固定推块板634竖向平齐，第三行程油缸62驱动第三推块机构63动作，将整层层砖推送到三次接砖平台7，通过全自动码坯机8将第一层单层砖夹至砖垛输送机9(三次接砖平台7、全自动码坯机8和砖垛输送机9共同形成码垛模块)，全自动码坯机8的码坯夹手812横纵撑开并向下运行靠近层砖，防滑橡胶板811嵌入到层砖的中间的间隙，码坯夹手开始收拢抱紧层砖，开始对层砖进行夹持运送，将三次接砖平台7上的层砖夹持运送到砖垛输送机9的码垛停止区域，此时砖垛输送机9处于等待码垛阶段，保持静止，此时实现第一层单层砖的码垛；

步骤二：确定留孔的砖层数，所述留孔的砖层数为第p层至第p+q层，所述p≥2，所述q≥0；

步骤三：若p＞2，则执行步骤四，否则执行步骤七；

步骤四：将送来的第二层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第二层单层砖送入留孔模块，再将第二层单层砖从留孔模块送入码垛模块，将第二层单层砖通过全自动码坯机8整体旋转90°后码在第一层单层砖上，实现第二层单层砖的码垛；

步骤五：保持奇数层的单层砖的码垛方式与第一层相同、偶数层的单层砖的码垛方式与第二层相同直至码至第p-1层；

步骤六：将送来的第p层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第p层单层砖送入二次接砖平台5，将第p层单层砖的第a和第b列砖留在二次接砖平台5并推入二次接砖平台5的缓冲区，其余列的砖正常送入三次接砖平台7，具体为：参见图19，第三推块机构63上的推板气缸631缩回，使活动推块板632打开，与第三固定推块板634呈90度分布，然后第三行程油缸62驱动第三推块机构63动作，可对砖层以缺省a列和b列砖的形式推送到三次接砖平台7(参见图19，图中所示的两列砖由于活动推块板632打开了所以没有推送而留在了原地)，将送至三次接砖平台7的第p层单层砖码在第p-1层单层砖上，所述a和b不相邻，执行步骤八；

步骤七：将送来的第二层单层砖进行去隙处理，处理后的砖块之间紧密接触，之后将第二层单层砖送入留孔模块，在留孔模块中将第二层单层砖的第a和第b列砖留在留孔模块并推入留孔模块的缓冲区，其余列的砖正常送入码垛模块，将送至码垛模块的第二层单层砖码在第一层单层砖上，所述a和b不相邻(方式和步骤六相同)；

步骤八：若q＝0，则此时已完成留孔层的码垛；若q≥1，则继续码留孔层的砖，保持第p+1层至第p+q层的砖的码垛方式与第p层相同直至完成第p+q层的码垛从而完成留孔层的码垛；

步骤九：继续码留孔层之上的砖，保持第p+q+1层与第p-1层的码垛方式相同，第p+q+1层往上相邻的层砖错开90°码垛直至码完最后一层砖从而第一垛砖码垛完成。砖垛输送机9在带有抬升孔的砖垛完成后，进入到砖垛输送阶段，匀速运动，将整个码好的砖垛运到捆扎打包区，捆扎打包完成后，叉车插入砖垛抬升孔运出。

进一步，所述方法还包括步骤十：按照步骤一至步骤九完成第二垛砖的码垛，此时留孔模块的缓冲区具有2*(q+1)列砖。

进一步，所述方法还包括步骤十一：按照步骤一至步骤九继续对单层砖码垛直至留孔模块的缓冲区的砖的列数≥m，此时停止送砖，将留孔模块的缓冲区的砖取出m列，将从留孔模块的缓冲区取出的所述m列单层砖完成码垛，完成码垛后继续送砖，该步的目的是要对之前留在缓冲区的砖进行处理。

进一步，留孔的砖层的砖在码垛时对该层砖的砖列间的间隙进行调整以使得非留孔层的砖在码至留孔层的砖上时每列砖都有支承点(防止留孔层上的非留孔层的砖从留孔层的通孔掉落)。

下面结合两个具体例子介绍本发明码垛过程：

实例1：

为码垛一种尺寸为200*100*60的地面砖，设计每层砖有6排12列(以保证单层砖整体轮廓为正方形)，去除间隙后砖尺寸为1200*1200。为使留孔层、最底层与最上层砖的方向一致，共设十六层，在第四层和第五层留通孔。

码第一垛砖时的步骤如下：

第一层砖：将来砖送到去隙模块，去隙模块将砖之间的间隙消除，送入留孔模块，将留孔模块的砖送往码垛模块，将码垛模块中的砖码垛。

第二层砖：将来砖送到去隙模块，去隙模块将砖之间的间隙消除，送入留孔模块，将留孔模块的砖送往码垛模块，将码垛模块上的砖方向旋转90°，将码垛模块中的砖码垛。

第三层砖:与码第一层砖一致。

第四层砖：将来砖送到去隙模块，去隙模块将砖之间的间隙消除，送入留孔模块，调整砖的间隙，第三、四列砖向远离砖垛对称中心的方向移动一段距离。将第二列和第五列留在砖留孔模块，将第一、三、四、六列砖送往码垛模块，之后再将第二列和第五列砖存入缓冲区。将第一、六列砖向靠近对称中心的方向移动一段距离。这时，通孔上层的砖两侧都会有支承点，不会发生位移。

第五层砖：与第四层砖一致。

第六层砖：与第一层砖一致。

第七层砖：与第二层砖一致。

……

第十六层砖：与第一层砖一致。

第一垛砖结束码垛，其形状如图20所示，这时缓冲区有四列砖。

码第二垛砖时的步骤如下：

第一层至第四层砖：与码第一垛的第一层至第四层砖的步骤一致。

第五层砖：这时缓冲区有六列砖，大于等于来砖的六列，将六排多余砖从缓冲区中取出，送入留孔模块，调整砖的间隙，将第二列和第五列砖留在原地，将第一、三、四、六列砖送往码垛模块，之后再将第二列和第五列砖存入缓冲区，将码垛模块中的砖码垛。

第六层至第十六层砖：与码第一垛的第六层至第十六层砖的步骤一致。

第二垛砖结束码垛，这时缓冲区有两列砖。

码第三垛第六层砖时的步骤与码第一垛第六层砖的步骤不同，其步骤如下：

码第一层砖至第五层砖后缓冲区有六列砖，大于等于来砖的六列，将六列多余砖从缓冲区中取出，送入留孔模块，将留孔模块的砖送往码垛模块，将码垛模块中的砖码垛。

第七层砖至第十六层砖：与码第一垛砖的第七层至第十六层砖的步骤一致。

第三垛砖结束码垛，这时缓冲区没有砖。

由此可知，每三垛为一个周期。

实例2：

为码垛一种尺寸为238*51*113的标砖，设计每层砖有5排12列，去除间隙后砖尺寸为1190*1122。为使留孔层、最底层与最上层砖的方向一致，共设九层，在第二层留通孔。

码第一垛砖时的步骤如下：

第一层砖：将来砖送到去隙模块，去隙模块将砖之间的间隙消除，送入留孔模块，将留孔模块的砖送往码垛模块，将码垛模块中的砖码垛。

第二层砖：将来砖送到去隙模块，去隙模块将砖之间的间隙消除，送入留孔模块，将第二列和第四列砖整列留在原地，将第一、三、五列砖送往码垛模块，调整砖的间隙，第三列砖不作移动，第一、五列砖向靠近对称中心的方向移动一段距离。这时，通孔上层的砖能保证一侧有支承点，在同一层砖对其的摩擦力作用下能使它不掉落，在上层砖的压力作用下能使它的位置得到矫正。之后再将第二列和第五列砖存入缓冲区，将码垛模块中的砖码垛。

第三层砖：与第一层砖一致。

第四层砖：将来砖送到去隙模块，去隙模块将砖之间的间隙消除，送入留孔模块，将留孔模块的砖送往码垛模块，将码垛模块上的砖方向旋转90°，将码垛模块中的砖码垛。

第五层砖：与第一层砖一致。

第六层砖：与第四层砖一致。

……

第九层砖：与第一层一致。

第一垛砖结束码垛，其形状如图21所示，这时缓冲区有两列砖。

码第二垛砖时的步骤与码第一垛砖时一致。第二垛砖结束码垛时，缓冲区有四列砖。

码第三垛第三层砖时的步骤与码第一垛第三层砖的步骤不同，其步骤如下：

第一层砖和第二层砖码完后缓冲区有六列砖，大于等于来砖的五列，从缓冲区中取出五列多余砖，送入留孔模块，将留孔模块的砖送往码垛模块，将码垛模块中的砖码垛。

第四层砖至第九层砖：与码第一垛砖的第四层至第九层砖的步骤一致。

第三垛砖结束码垛，这时缓冲区有一排砖。

码第四垛砖时的步骤与码第一垛砖时一致。第四垛砖结束码垛时，缓冲区有三列砖。

码第五垛砖时的步骤与码第三垛砖时一致。第三垛砖结束码垛时，缓冲区没有砖。

由此可知，每五垛为一个周期。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。