软包装袋装货物自动装车机及其装车方法
【专利摘要】本发明公开了一种软包装袋装货物自动装车机及其装车方法，包括皮带运输单元、运动移送单元和控制单元，其特征是，所述皮带运输单元包括运输货物的皮带机；所述运动移送单元，包括运动框架和至少两辆运输小车；所述运动框架与所述皮带机的机架相衔接，运动框架内置两个平行设置的运输轨道和至少三个升降导轨，所述运输小车可以在所述运输轨道和所述升降导轨上移动；所述控制单元分别与所述皮带运输单元、运动移送单元电气连接。优点：提高了工作效率和作业质量，改善了装车工作环境；提高了装车机工作的稳定性，降低了人为因素的影响，实现了袋装货物装车的精确化、自动化、信息化。
【专利说明】
软包装袋装货物自动装车机及其装车方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种软包装袋装货物自动装车机及其装车方法，属于袋装货物装卸设备技术领域。
【背景技术】
[0002]袋装货物在生产线上包装好后，需要由汽车或火车运输。目前，袋装货物一般先由皮带输送机输送至货位，再使用桥式码垛机再输送，由人工搬运到火车或汽车车厢内，装车工作主要采用人工方式进行，工作环境灰尘大，损害劳动者的身体健康，劳动强度大，人工成本高，生产成本投入大。国内袋装货物装车机已经有很多厂家在使用，但是结构形式多样，工作效率也有很大的差别，尚处于初级发展阶段，多采用1-2人协助装车机操作;堆垛机的运用则更少，袋装货物储运自动化程度依旧低，相应的劳动效率低，不利于企业的规模化生产。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种软包装袋装货物自动装车机及其装车方法，实现袋装货物的全自动装卸，货物码放整齐，提高工作效率。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种软包装袋装货物自动装车机，包括皮带运输单元、运动移送单元和控制单元，其特征是，所述皮带运输单元包括运输货物的皮带机；所述运动移送单元，包括运动框架和至少两辆运输小车;所述运动框架与所述皮带机的机架相衔接，运动框架内置两个平行设置的运输轨道和至少三个升降导轨，所述运输小车可以在所述运输轨道和所述升降导轨上移动;所述控制单元分别与所述皮带运输单元、运动移送单元电气连接，所述控制单元包括PLC控制器、若干超声波传感器和位移传感器，所述PLC控制器用于发出指令控制装车机的有序工作，PLC控制器分别与所述超声波传感器和所述位移传感器电气连接。
[0005]进一步的，所述的皮带机包括机架、皮带、托棍和传动电机，托棍、皮带和传动电机置于机架上;在皮带头部的两侧机架上安装至少一对所述超声波传感器，传动电机、超声波传感器与PLC控制器电气连接，超声波传感器检测实时运输过来的袋装货物包的位置，并反馈给PLC控制器。
[0006]进一步的，所述运动框架包括横梁、立柱、运输轨道和升降导轨，横梁与立柱连接构成长方体状框体，框体的长度、宽度与车厢的大小相适应，两运输轨道沿纵向平行的固定安装在横梁上，升降导轨与PLC控制器电气连接，在框体的头部与尾部均设有升降通道，其中头部升降通道中安装有两只升降导轨，一只升降导轨在两运输导轨间运动，另一只升降导轨置于升降通道底部且只在下运输导轨与升降通道底部间运动，尾部升降通道中也安装有一只升降导轨，该升降导轨在两运输导轨间运动。
[0007]进一步的，所述运输小车包括底座、链轮、传动链条、电机和接包斗，底座下部设有滑轮，接包斗由传动链条、链轮安装在底座上，接包斗设有带电磁阀的气缸及抽板，电机和电磁阀均与PLC控制器电气连接。
[0008]进一步的，该装车机还包括手持上位控制终端，所述的手持上位控制终端为工业平板电脑或其他设备，其内置有通讯模块，显示实时参数，并可设置手动控制整个装车机。
[0009]进一步的，所述PLC控制器内置有通讯模块，实现与手持上位控制终端Modbus协议通讯。
[0010]进一步的，该装车机还包括反馈单元，该反馈单元具有若干光电传感器，可以精确反馈袋装货物的装卸位置。
[0011]进一步的，一种基于权利要求1-7任意一项所述的软包装袋装货物自动装车机的装车方法，其特征是，包括如下步骤:
5101、皮带机将软包袋装货物运至车厢尾部上方，超声波传感器记录货物包的位置反馈给PLC控制器，PLC控制器输出信号给运输小车A，运输小车A运动至接包位置，皮带机开始输送货物包，同时运输小车A的接包斗横向移动，直至并排装入设定的货物包数；
5102、运输小车A装满若干包货物后，沿上运输导轨向驾驶室方向水平运动，运动至第一升降导轨上，第一升降导轨带着运输小车A向下运输导轨运动，到达下运输导轨;在运输小车A向驾驶室运动的同时，第二升降导轨向下运动到下运输导轨平行位置，运输小车B向第二升降导轨运动，由第二升降导轨将其运送到接包位置，进行装货；
5103、PLC控制器判定是否是第一列货物，若是，则完成卸货动作;否则，沿下运输导轨向车厢尾部运动至卸货位置，完成卸货动作；
5104、光电传感器反馈袋装货物的装卸位置，PLC控制器判定装卸位置是否正确，若正确，重复步骤S101、S102、S103;若不正确，通过手持上位控制终端实时调节参数，并反馈给?^:控制器，然后重复步骤3101、3102、3103;
5105、PLC控制器判定卸货位置为最后一列时，则第三升降导轨向上运动到下运输导轨平面，完成最后一列的卸货工作，然后运输小车A在等待位等待，第三升降导轨向下运动至其初始位置；
3106、重复步骤3101、3102、3103、3105，直至车厢装满。
[0012]本发明所达到的有益效果:
1)采用强度高、使用持久的机械设备，配备装卸机，实现了自动化装卸货物，摆脱以往的人工装卸货物，提高了工作效率和作业质量，改善了装车工作环境；
2)本发明的装车机增设了一个反馈单元，能把袋装货物整齐、有序的装卸至车中，当装卸位置不准确时，可以通过手持上位控制终端的实时调节参数，并反馈给PLC控制器，调整运输位置，构成了一个闭环回路，提高了装车机工作的稳定性，降低了人为因素的影响，实现了袋装货物装车的精确化、自动化、信息化。
【附图说明】
[0013]图1是本发明软包装袋装货物自动装车机实施例的结构框图；
图2是本发明软包装袋装货物自动装车机实施例的控制结构框图。
[0014]图中的I是皮带运输单元、11是皮带机，2是运动移送单元，21是运输小车(21a是运输小车A、21b是运输小车B)，22是运动框架，221是运输轨道(221a是上运输导轨、221b是下运输导轨)，222是升降导轨(222a是第一升降导轨、222b是第二升降导轨、222c是第三升降导轨)，223是升降通道，3是控制单元、31是PLC控制器、311是通讯模块、32是超声波传感器、33是位移传感器，4是反馈单元、41是光电传感器，5是手持上位控制终端、51是通讯模块，6是车厢，7是袋装货物。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0016]本发明的自动装车机可以用于装卸水泥、面粉、谷物、白糖、尿素、膨胀剂等软包装袋装货物。
[0017]如图1、2所示，本发明的袋装货物自动装车机包括:皮带运输单元I，具有一皮带机11，袋装货物7由皮带运输至车厢6尾部；
运动移送单元2，具有两运输小车21和运动框架22，所述的运动框架与皮带机11的机架相衔接，运动框架内置两平行设置的运输轨道221和三升降导轨222，运输小车可以在运输轨道和升降导轨上移动，不间断、连续的运送袋装货物；
控制单元3，具有一 PLC控制器31、若干超声波传感器32和位移传感器33，PLC控制器用于发出指令控制装车机的有序工作，超声波传感器用于记录袋装货物包的位置，位移传感器用于记录袋装货物传输距离；
反馈单元4，具有若干光电传感器41，可以精确反馈袋装货物的装卸位置；
手持上位控制终端5，所述的手持上位控制终端可以为工业平板电脑或其他设备，其内置有通讯模块51，显示实时参数，并可设置手动控制整个装车机。
[0018]在本实施中，所述的皮带机11包括机架、皮带、托辊和传动电机，托辊、皮带和传动电机置于机架上，在皮带头部的两侧机架上安装一对超声波传感器32，传动电机、超声波传感器与PLC控制器31电气连接，超声波传感器检测实时运输过来的袋装货物7包的位置，并反馈给PLC控制器。
[0019]在本实施中，所述的运动框架22包括横梁、立柱、运输轨道221和升降导轨222，横梁与立柱连接构成长方体状框体，框体的长度、宽度与车厢6的大小相适应，两运输轨道沿纵向平行的固定安装在横梁上，升降导轨与PLC控制器电气连接，在框体的头部与尾部均设有升降通道223，其中头部升降通道中安装有两只升降导轨，一只升降导轨在两运输导轨间运动，另一只升降导轨置于升降通道底部且只在下运输导轨与升降通道底部间运动，尾部升降通道中安装有一只升降导轨，升降导轨在两运输导轨间运动。
[0020]在本实施中，所述的运输小车21包括底座、链轮、传动链条、电机和接包斗，底座下部设有滚轮，接包斗由传动链条、链轮安装在底座上，接包斗设有带电磁阀的气缸及抽板，电机和电磁阀均与PLC控制器31电气连接，电机带动传动链条横向运动，使得接包斗可以装入若干包袋装货物7，此外气缸可以打开抽板，袋装货物垂直落入车厢6内，码放整齐。
[0021]在本实施中，所述的PLC控制器31内置有通讯模块311，实现与手持上位控制终端5Modbus协议通讯。
[0022]本实施以袋装水泥为例，本发明装车方法的步骤如下:
SlO 1、皮带机11将袋装水泥7运至车厢6尾部上方，超声波传感器32记录水泥包的位置反馈给PLC控制器31，PLC控制器输出信号给运输小车A21a，运输小车A运动至接包位置，皮带机开始输送水泥包，同时运输小车A的接包斗横向移动，直至并排装入设定的五包水泥；
5102、运输小车A装满五包水泥后，沿上运输导轨221a向驾驶室方向水平运动，运动至第一升降导轨222a上，第一升降导轨带着运输小车A向下运输导轨22 Ib运动，到达下运输导轨；在运输小车A向驾驶室运动的同时，第二升降导轨222b向下运动到下运输导轨平行位置，运输小车B21b向第二升降导轨运动，由第二升降导轨将其运送到接包位置，进行装水泥包；
5103、PLC控制器判定是否是第一列水泥包，若是，则完成卸货动作；否则，沿下运输导轨向车厢尾部运动至卸货位置，完成卸货动作；
5104、光电传感器反馈袋装水泥的装卸位置，PLC控制器判定装卸位置是否正确，若正确，重复步骤S101、S102、S103;若不正确，通过手持上位控制终端实时调节参数，并反馈给?^:控制器，然后重复步骤3101、3102、3103;
5105、PLC控制器判定卸货位置为最后一列时，则第三升降导轨222c向上运动到下运输导轨平面，完成最后一列的卸货工作，然后运输小车A在等待位等待，第三升降导轨向下运动至其初始位置；
3106、重复步骤3101、3102、3103、3105，直至车厢装满袋装水泥。
[0023]该袋装水泥自动装车机采用PLC控制器为核心，驱动步进电机进行袋装水泥的搬运和装车，从系统方案、硬件设计、软件开发、安装调试等各个环节可以和现有的系统紧密结合，实现自动化控制装卸水泥。
[0024]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种软包装袋装货物自动装车机，包括皮带运输单元、运动移送单元和控制单元，其特征是，所述皮带运输单元包括运输货物的皮带机;所述运动移送单元，包括运动框架和至少两辆运输小车;所述运动框架与所述皮带机的机架相衔接，运动框架内置两个平行设置的运输轨道和至少三个升降导轨，所述运输小车可以在所述运输轨道和所述升降导轨上移动；所述控制单元分别与所述皮带运输单元、运动移送单元电气连接，所述控制单元包括PLC控制器、若干超声波传感器和位移传感器，所述PLC控制器用于发出指令控制装车机的有序工作，PLC控制器分别与所述超声波传感器和所述位移传感器电气连接。2.根据权利要求1所述的一种软包装袋装货物自动装车机，其特征是，所述的皮带机包括机架、皮带、托辊和传动电机，托辊、皮带和传动电机置于机架上;在皮带头部的两侧机架上安装至少一对所述超声波传感器，传动电机、超声波传感器与PLC控制器电气连接，超声波传感器检测实时运输过来的袋装货物包的位置，并反馈给PLC控制器。3.根据权利要求1所述的一种软包装袋装货物自动装车机，其特征是，所述运动框架包括横梁、立柱、运输轨道和升降导轨，横梁与立柱连接构成长方体状框体，框体的长度、宽度与车厢的大小相适应，两运输轨道沿纵向平行的固定安装在横梁上，升降导轨与PLC控制器电气连接，在框体的头部与尾部均设有升降通道，其中头部升降通道中安装有两只升降导轨，一只升降导轨在两运输导轨间运动，另一只升降导轨置于升降通道底部且只在下运输导轨与升降通道底部间运动，尾部升降通道中也安装有一只升降导轨，该升降导轨在两运输导轨间运动。4.根据权利要求1所述的一种软包装袋装货物自动装车机，其特征是，所述运输小车包括底座、链轮、传动链条、电机和接包斗，底座下部设有滑轮，接包斗由传动链条、链轮安装在底座上，接包斗设有带电磁阀的气缸及抽板，电机和电磁阀均与PLC控制器电气连接。5.根据权利要求1所述的一种软包装袋装货物自动装车机，其特征是，该装车机还包括手持上位控制终端，所述的手持上位控制终端为工业平板电脑或其他设备，其内置有通讯模块，显示实时参数，并可设置手动控制整个装车机。6.根据权利要求1所述的一种软包装袋装货物自动装车机，其特征是，所述PLC控制器内置有通讯模块，实现与手持上位控制终端Modbus协议通讯。7.根据权利要求1所述的一种软包装袋装货物自动装车机，其特征是，该装车机还包括反馈单元，该反馈单元具有若干光电传感器，可以精确反馈袋装货物的装卸位置。8.—种基于权利要求1-7任意一项所述的软包装袋装货物自动装车机的装车方法，其特征是，包括如下步骤: S101、皮带机将软包袋装货物运至车厢尾部上方，超声波传感器记录货物包的位置反馈给PLC控制器，PLC控制器输出信号给运输小车A，运输小车A运动至接包位置，皮带机开始输送货物包，同时运输小车A的接包斗横向移动，直至并排装入设定的货物包数； S102、运输小车A装满若干包货物后，沿上运输导轨向驾驶室方向水平运动，运动至第一升降导轨上，第一升降导轨带着运输小车A向下运输导轨运动，到达下运输导轨;在运输小车A向驾驶室运动的同时，第二升降导轨向下运动到下运输导轨平行位置，运输小车B向第二升降导轨运动，由第二升降导轨将其运送到接包位置，进行装货； S103、PLC控制器判定是否是第一列货物，若是，则完成卸货动作；否则，沿下运输导轨向车厢尾部运动至卸货位置，完成卸货动作； S104、光电传感器反馈袋装货物的装卸位置，PLC控制器判定装卸位置是否正确，若正确，重复步骤S101、S102、S103;若不正确，通过手持上位控制终端实时调节参数，并反馈给?^:控制器，然后重复步骤3101、3102、3103; S105、PLC控制器判定卸货位置为最后一列时，则第三升降导轨向上运动到下运输导轨平面，完成最后一列的卸货工作，然后运输小车A在等待位等待，第三升降导轨向下运动至其初始位置； S106、重复步骤3101、3102、3103、3105，直至车厢装满。
【文档编号】B65G35/00GK105883330SQ201610308644
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】吕国芳, 范立强
【申请人】河海大学