一种机器人包装码垛系统的制作方法

本实用新型涉及包装码垛领域，具体涉及一种机器人包装码垛系统。

背景技术：

工业型码垛机器人系统被应用于各个领域，码垛机器人系统可以通过机器人将物料进行搬运、转移、包装等，例如：塑料箱、包装袋、包装箱、瓶类的码垛，现在客户对于码垛机器人需求越来越多元化。

现有的定量包装码垛系统中，对码垛外形要求高的场合采用机械式高、低位码垛设备对包装好的物料进行码垛，而高、低位码垛设备占用空间大、在线称重不精准，机器人码垛的码垛外形又满足不了要求高的场合，另外此类码垛设备在输送过程中很容易造成包装的破包，而且为降低抓取失误率，码垛机器人往往采用机械抓手，在机械手抓取码垛时，包装好的物料间常存在一定间隙，这样将影响后续的整体包装，而且码垛较多时占用空间。

技术实现要素：

本实用新型提供一种机器人包装码垛系统，布局紧凑，不仅实现对包装袋理料和压实，避免物料在包装袋中的堆积，方便气体排出，而且实现码垛时更加紧凑，占用空间少，称重更加精确。

为实现上述目的，本一种机器人包装码垛系统包括包装机、压包机、称重输送装置、码垛机器人和挤紧机；

所述包装机设置在压包机的左侧，称重输送装置位于压包机右侧，码垛机器人设置在称重输送装置右侧，挤紧机设置在码垛机器人后侧，并且下侧设有传送装置；

传送装置的左方设有空盘输送机；

所述压包机包括支撑框架、压包组件和震动输送装置，震动输送装置位于包装机的输出端处，支撑框架架设在震动输送装置上，压包组件包括传动组件、和与传动组件连接的下压组件，传动组件带动下压组件进行转动压包；

所述挤紧机包括升降装置、抽板装置和推紧装置；所述升降装置包括升降框架和通过升降组件上下滑动设置在升降框架上的升降平台，抽板装置为一对，并左右对称设置在升降平台上，每组抽板装置包括驱动组件与支撑板，驱动组件控制支撑板通过滑动组件在升降平台上相对左右移动，

所述推紧装置为多个，并包围设置在支撑板的上方。

进一步的，所述压包机的传动组件包括传动轴、主齿轮、第一从齿轮和第二从齿轮，所述下压组件包括压紧板、理料辊筒和压实辊筒，压紧板为一对，左右设置并且相邻的一端转动安装在传动轴上，传动轴转动架设在支撑框架上，所述理料辊筒和压实辊筒左右对应转动安装在一对压紧板上，主齿轮设置在传动轴上，第一从齿轮设置在理料辊筒上，第二齿轮设置在压实辊筒上，第一从齿轮和第二从齿轮分别与主齿轮啮合连接；

所述震动输送装置上设有多个转动安装的支撑辊筒，支撑辊筒采用方型结构；

进一步的，所述压包机的压包组件还包括调节装置，所述调节装置为一对，并左右设置在一对压紧板与支撑框架之间，每组调节装置包括压紧杆、压缩弹簧和压紧轴；所述压紧杆中部螺纹与固定在支撑框架上的支撑座连接、下部上下滑动在固定架上，所述固定架与安装在压紧板上的压紧轴转动连接，所述压缩弹簧套装在压紧杆下部，一端与压紧杆中部接触、另一端与固定架接触。

进一步的，所述驱动组件包括抽板驱动器、抽板齿轮和齿条；所述抽板驱动器设置在升降平台上、输出端固定连接抽板齿轮，所述齿条左右布置在支撑板上，并与抽板齿轮啮合连接。

进一步的，所述滑动组件和升降平台之间设有称重组件，所述称重组件包括称重板和称重传感器，滑动组件在称重板上滑动，称重板与升降平台之间设有称重传感器，称重传感器与控制器连接，控制器控制包装机的包装。

进一步的，所述升降组件包括升降框架、升降驱动器和传动组件，所述升降驱动器设置在升降框架上端，输出端与左右布置的主动轴连接，所述传动组件为多组，每组包括主动轮、从动轮和传动带，主动轮固定安装在主动轴上，从动轮转动架设在升降框架下端，传动带一端与升降平台上端连接、另一端绕设在主动轮、从动轮外侧后与升降平台下端连接。

进一步的，所述称重输送装置包括称重输送组件、称重装置和称重底架，所述称重装置安装在称重输送组件与称重底架之间，并与控制器连接，控制器控制码垛机器人动作，称重输送组件用于将包装袋进行输送。

进一步的，所述传动带与升降平台连接处设有减震装置，所述齿条采用变隙齿条。

进一步的，所述推紧装置包括推板、推紧框架和推紧驱动器，所述推紧框架固定设置在升降平台上，推紧驱动器固定设置在推紧框架上，伸出端固定连接推板，多个推板相互向内并位于抽板的上方设置。

一种机器人包装码垛系统使用方法，具体包括以下步骤：

(1)物料经过包装机进行包装成包装袋后，传送至压包机的震动输送装置上，调节装置对理料辊筒和压实辊筒下压角度调整，传动组件转动带动理料辊筒和压实辊筒转动，对包装袋理料和压实；

(2)包装袋再传递至称重输送装置上，称重输送装置上的称重装置对包装袋在线称重，当单个包装袋符合设定重量时，码垛机器人将符合重量的包装袋抓取至升降平台上的一对闭合支撑板上码垛；当单个包装袋不符合设定重量时，码垛机器人将不符合重量的包装袋抓取至旁路；

(3)将托盘放置在空盘输送机上，空盘输送机将托盘传至传送装置上，传送装置带动托盘运行至升降平台的下方时停止，初始状态时，升降平台位于一定高度、升降平台上的推板缩回；

当码垛机器人将包装袋放置在一对支撑板上码垛成一层时，支撑板下端的称重组件对一层包装袋称重，称重重量与设定总重量对比，当不符合设定总重量时，控制器调整包装机包装物料的重量，使其一层包装袋符合设定总重量；

当符合设定总重量时，多个推紧驱动器分别带动推板对包装袋进行夹紧固定，升降组件再带动升降平台在升降框架向下移动，当升降平台移动至空托盘上方或者托盘上的一层包装袋时，减震装置对升降平台缓冲减震，升降平台上的驱动组件控制一对支撑板相互打开，推紧驱动器带动推板缩回，将一层包装袋放置在托盘上，然后升降平台上升，驱动组件控制一对支撑板相互闭合，码垛机器人继续将包装袋抓取至一对支撑板上，依次循环；

(4)当托盘上的包装袋达到设定高度或者重量时，传送装置动作将满载托盘运出，空托盘从空盘输送机上运送至升降平台的下方停止，依次循环。

与现有技术相比，本一种机器人包装码垛系统具有以下优点：

(1)本实用新型设置压包机，通过传动组件中传动轴将动力传递至主齿轮、第一从齿轮和第二从齿轮，带动理料辊筒和压实辊筒的转动，实现对包装袋的理料和压实，实现包装袋内的物料均匀布置，避免破包现象，方型的支撑辊筒对包装袋进行震动颠实，避免包装袋中的物料大量堆积；另外设置调节装置，转动压紧杆带动相应的理料辊筒和压实辊筒弹性下压，达到角度调整目的，防止密封性包装袋由于气体无法排出，导致破包现象。

(2)本实用新型设置称重输送装置，通过称重装置对通过的包装袋进行在线称重，并通过控制器控制码垛机器人进行抓取，实现自动识别是否合格，使得包装袋重量精准，并且设置称重组件，在称重板与升降平台之间设有称重传感器，对多个铺设成一层的包装袋称重，对总重量进行调整，实现包装整体称重更加精准。

(3)本实用新型设置挤紧机，通过升降组件带动升降平台在升降框架上上下移动，多个推紧装置对码垛的包装袋进行推紧夹紧，抽板装置的驱动组件带动一对支撑板相互打开或闭合，因此不仅实现对码垛的包装袋进行推紧，防止其之间存在间隙，包装更加紧凑，而且实现对多层包装袋在托盘上的自动叠放，更加高效。

(4)本实用新型升降组件中的传动带与升降平台连接处设有减震装置，齿条采用变隙齿条，因此有效对升降平台进行减震缓冲，避免在移动过程中升降平台的不稳定，而且当对多个包装袋称重时，变隙齿条中小于标准齿形部分与抽板齿轮稍微脱离啮合，使得称重传感器对包装袋称重更加精准，避免抽板齿轮与变隙齿条间的啮合受力对称重传感器产生的误差。

(5)本实用新型的使用方法通过对包装袋压包、震动处理，使得包装袋内物料分布更加均匀，避免破包的现象，通过称重输送装置对包装袋在线称重，控制码垛机器人自动区分是否合格，通过挤紧机对包装袋自动推紧、卸料叠放，避免包装袋之间间隙，更加紧凑、精准与高效。

附图说明

图1是本实用新型的整体主视图；

图2是本实用新型的整体俯视图；

图3是本实用新型的压包机主视图；

图4是本实用新型的压包机示意图；

图5是本实用新型的压包机俯视图；

图6是本实用新型的称重输送装置的主视图；

图7是本实用新型的a-a方向示意图；

图8是本实用新型的b-b方向示意图；

图9是本实用新型的抽板装置俯视图；

图10是本实用新型的驱动组件示意图；

图11是本实用新型的称重组件示意图；

图12是本实用新型的滑动组件示意图；

图13是本实用新型的推紧装置示意图；

图中：1、包装机，2、压包机，21、压包装置，22、震动输送装置，23、支撑框架，231、压紧杆，232、压缩弹簧，233、压紧轴，234、固定架，241、传动轴，242、主齿轮，243、第一从齿轮，244、第二从齿轮，245、理料辊筒，246、压实辊筒，25、压紧板，3、称重输送装置，31、称重输送组件，32、称重装置，33、称重底架，4、码垛机器人，5、挤紧机，51、升降平台，52、抽板装置，521、抽板驱动器，522、齿条，523、抽板齿轮，524、支撑板，53、升降装置，531、升降框架，532、升降驱动器，533、传动带，534、从动轮，535、减震装置，536、主动轴，537、主动轮，538、升降滚轮，54、推紧装置，541、推板，542、推紧框架，543、推紧驱动器，544、挡板，55、滑动组件，551、支撑轮，552、滑槽，56、称重组件，561、称重传感器，6、空盘输送机，7、传送装置，8、托盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2、图3、图6、图7、图8、图9所示，本一种机器人包装码垛系统包括包装机1、压包机2、称重输送装置3、码垛机器人4和挤紧机5；

所述包装机1设置在压包机2的左侧，称重输送装置3位于压包机2右侧，码垛机器人4设置在称重输送装置3右侧，挤紧机5设置在码垛机器人4后侧，并且下侧设有传送装置7；

传送装置7的左方设有空盘输送机6；

所述压包机2包括支撑框架23、压包组件和震动输送装置22，震动输送装置22位于包装机1的输出端处，支撑框架23架设在震动输送装置22上，压包组件包括传动组件、和与传动组件连接的下压组件，传动组件带动下压组件进行转动压包；

所述挤紧机5包括升降装置53、抽板装置52和推紧装置54；所述升降装置53包括升降框架531和通过升降组件上下滑动设置在升降框架531上的升降平台51，抽板装置52为一对，并左右对称设置在升降平台51上，每组抽板装置52包括驱动组件与支撑板524，驱动组件控制支撑板524通过滑动组件55在升降平台51上相对左右移动，

所述推紧装置54为多个，并包围设置在支撑板524的上方；

如图3至图5所示，进一步的，所述传动组件包括传动轴241、主齿轮242、第一从齿轮243和第二从齿轮244，所述下压组件包括压紧板25、理料辊筒245和压实辊筒246，压紧板25为一对，左右设置并且相邻的一端转动安装在传动轴241上，传动轴241转动架设在支撑框架23上，所述理料辊筒245和压实辊筒246左右对应转动安装在一对压紧板25上，主齿轮242设置在传动轴241上，第一从齿轮243设置在理料辊筒245上，第二齿轮设置在压实辊筒246上，第一从齿轮243和第二从齿轮244分别与主齿轮242啮合连接；

所述震动输送装置22中的支撑辊筒采用方型结构；

当对包装袋进行压包时，动力(比如电机)传递至传动轴241，并通过传动轴241将动力传至主齿轮242、第一从齿轮243和第二从齿轮244上，实现理料辊筒245和压实辊筒246的同向转动，包装袋从震动输送装置22通过，震动输送装置22可以采用方型辊筒，通过方向辊筒的转动形成高度差，对通过的包装袋形成震动颠实的作用，避免包装袋中的物料大量堆积，同时对包装袋进行一定的整形；当包装袋通过理料辊筒245时，理料辊筒245初步将包装袋内的物料粗略的分布，确保在进入压实滚筒时，包装袋没有因为包装袋内的气体或者物料造成的明显鼓包现象,防止进入压实辊筒246后会产生破包现象；当包装袋进入压实辊筒246，压实辊筒246通过辊面将包装袋压平，实现包装袋内气体分布均匀或排出，方便称重输送装置3进行称重和码垛机器人4抓取；

如图4所示，进一步的，所述压包组件还包括调节装置，所述调节装置为一对，并左右设置在一对压紧板25与支撑框架23之间，每组调节装置包括压紧杆231、压缩弹簧232和压紧轴233；所述压紧杆231中部螺纹与固定在支撑框架23上的支撑座连接、下部上下滑动在固定架234上，所述固定架234与安装在压紧板25上的压紧轴233转动连接，所述压缩弹簧232套装在压紧杆231下部，一端与压紧杆231中部接触、另一端与固定架234接触；

当对理料辊筒245和压实辊筒246进行下压角度调整时，转动相应的压紧杆231，压紧杆231上下移动，使带动压缩弹簧232下压，压缩弹簧232将弹力作用在的固定架234上，固定架234带动压紧板25上的压紧轴233实现压紧板25的转动，因此带动相应的理料辊筒245和压实辊筒246下压角度调整，防止密封性包装袋由于气体无法排出，导致破包现象。

如图10所示，进一步的，所述驱动组件包括抽板驱动器521、抽板齿轮523和齿条522；所述抽板驱动器521设置在升降平台51上、输出端固定连接抽板齿轮523，所述齿条522左右布置在支撑板524上，并与抽板齿轮523啮合连接；

当多个推紧装置54对包装袋进行推紧时，启动一对抽板驱动器521共同动作，抽板驱动器521可以电机，通过抽板齿轮523与齿条522啮合，齿条522带动支撑板524移动，实现支撑板524利用滑动组件55在升降平台51上的相对左右移动，即先进行相互打开，方便对包装袋放置在挤紧机5下侧传送装置7，包装袋放置完成后，支撑板524再相互闭合，使得码垛机器人4继续将包装袋放置在一对支撑板524之间。

如图8所示，进一步的，所述升降组件包括升降框架531、升降驱动器532和传动组件，所述升降驱动器532设置在升降框架531上端，输出端与左右布置的主动轴536连接，所述传动组件为多组，每组包括主动轮537、从动轮534和传动带533，主动轮537固定安装在主动轴536上，从动轮534转动架设在升降框架531下端，传动带533一端与升降平台51上端连接、另一端绕设在主动轮537、从动轮534外侧后与升降平台51下端连接；

当升降框架531需要进行升降时，启动升降驱动器532，升降驱动器532可以伺服电机，带动主动轴536转动，主动轴536上的主动轮537转动带动传动带533转动，使得升降平台51通过升降滚轮538在升降框架531上上下移动，并且控制升降驱动器532可以与控制器连接，并设置行程感应装置，通过控制器控制升降驱动器532的动作，更加自动化，方便升降平台51根据实际情况上下自动升降。

如图9、图11所示，进一步的，滑动组件55和升降平台51之间设有称重组件56，所述称重组件56包括称重板和称重传感器561，滑动组件55在称重板上滑动，称重板与升降平台51之间设有称重传感器561，称重传感器561与控制器连接，控制器控制包装机1的包装；

当多个包装袋码垛在一对支撑板524上时，通过称重传感器561对一层包装袋的总重量进行称重，当总重量不符合设定总重量时，控制器调整包装机1的包装重量，使其一层包装袋整体符合设定总重量；

如图6所示，进一步的，所述称重输送装置3包括称重输送组件31、称重装置32和称重底架33，所述称重装置32安装在称重输送组件31与称重底架33之间，并与控制器连接，控制器控制码垛机器人4动作，称重输送组件31用于将包装袋进行输送；

物料通过包装机1进行包装，可以事先在控制器上设置的称重区间，当包装袋经过称重输送装置3时，通过称重装置32进行在线称重，当超出设定区间时则定位不合格品，控制器控制码垛机器人4动作，将不合格包装袋抓取放置至旁路，不进行码垛，而合格的包装带通过码垛机器人4放置在抽板装置52上。

如图8所示，进一步的，所述传动带533与升降平台51连接处设有减震装置535，所述齿条522采用变隙齿条；

减震装置535的可以为弹性缓冲器，当升降平台51上下的移动停止，通过减震装置535有效对升降平台51进行减震缓冲，避免在移动过程中升降平台51的不稳定；另外变隙齿条由标准齿形和小于标准齿形部分组成，抽板齿轮523与变隙齿条啮合传动使一对支撑板524相互打开或关闭，当支撑板524在滑动组件55作用下移动至称重传感器561上，此时变隙齿条中小于标准齿形部分与抽板齿轮523稍微脱离啮合，使得称重传感器561对支撑板524上包装袋称重更加精准，避免抽板齿轮523与变隙齿条间的啮合受力对称重传感器561产生的误差，当称重完成后，变隙齿条中标准齿形部分与抽板齿轮523正常啮合，使得支撑板524左右移动更加稳定。

如图12所示，进一步的，所述滑动组件55包括左右布置在升降平台51上的滑槽552和转动安装在支撑板524上的多个支撑轮551，多个支撑轮551滚动安装在滑槽552上；

如图13所示，进一步的，所述推紧装置54包括推板541、推紧框架542和推紧驱动器543，所述推紧框架542固定设置在升降平台51上，推紧驱动器543固定设置在推紧框架542上，伸出端固定连接推板541，多个推板541相互向内并位于抽板的上方设置；

当多个包装袋放置在一对支撑板524上时，启动推板541驱动器，带动多个推板541对多个包装袋进行夹紧，防止其之间存在间隙；多个推紧装置54包围设置在支撑板524上的包装袋上，并进行联动设置，与控制器连接，实现统一动作，优选的推紧装置54为三个，并后端、左端、右端设置在升降平台51上，升降平台51前端上设有挡板544，多个推紧装置54对多个包装袋推紧至挡板544处，通过挡板544不仅方便对包装袋的推紧固定，而且方便码垛机器人4将包装袋放置在一对支撑班上。

本一种机器人包装码垛系统使用时，物料通过包装机1进行包装后，传送至压包机2的震动输送装置22上，转动调节装置上的压紧杆231，压紧杆231带动压缩弹簧232，使得压缩弹簧232对压紧轴233压力，压紧板25转动带动理料辊筒245和压实辊筒246转动下压调整，并且通过转动传动轴241，传动轴241将动力通过主齿轮242、第一从齿轮243和第二从齿轮244传递至理料辊筒245和压实辊筒246上，使其同向转动对包装袋进行理料和压实；

从压包机2通过包装袋进入称重输送装置3上，称重输送装置3上的称重装置32进行称重，如果包装袋符合设定重量，码垛机器人4将符合重量的包装袋抓取至挤紧机5上的一对支撑板524上码垛，将不符合重量的包装袋抓取至旁路；

将托盘8放置在空盘输送机6上，空盘输送机6将托盘8传至传送装置7上，传送装置7带动托盘8运行至挤紧机5下方时停止，挤紧机5中的升降装置53位于一定高度，抽板装置52的一对支撑板524相互闭合，即为初始位置，当一对支撑板524上放置一层包装袋时，滑动组件55和升降平台51之间的称重组件56对多个包装袋进行称重，称重重量与设定总重量对比，当不符合设定总重量时，控制器调整包装机1的包装重量，使其一层包装袋整体符合设定总重量；

当符合设定总重量时，挤紧机5动作，多个推紧装置54中的推紧驱动器543带动推板541对包装袋进行夹紧固定，防止其之间存在间隙，然后升降装置53动作，即升降装置53中的升降驱动器532带动传动带533转动，使得与传动带533连接的升降平台51在升降框架531上上下移动，当升降平台51移动至托盘8上方时，抽板装置52动作，即抽板驱动器521带动抽板齿轮523与齿条522啮合传动，一对支撑板524相对向外打开，推紧驱动器543收回，将一层包装袋放置在托盘8上；然后升降驱动器532反向启动，带动升降平台51向上移动，抽板驱动器521反向启动，带动一对支撑板524相对向内闭合，回到初始位置；

当一对支撑板524上码垛一层包装袋时，推紧装置54进行推紧夹紧，抽板装置52将一对支撑板524相互打开，升降装置53带动升降平台51上下移动，推紧夹紧的一层包装袋与托盘8上的一层包装袋接触，升降装置53停止运动，推紧装置54、升降装置53和抽板装置52均返回至初始位置，因此依次循环高效码垛；

当托盘8上的包装袋达到设定高度或者重量时，传送装置7动作将满载托盘8运出，此时空的托盘8从空盘输送机6上运送至挤紧机5下方。