CN113998476A - 一种物流码垛设备及其码垛方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物流码垛设备及其码垛方法，属于物料码垛技术领域，包括传输组件和抓取组件两部分，其中传输组件包括至少两组用于传输工件的传输线，以及设置在传输线一侧的用于堆积工件的放料件，抓取组件设置在传输线一侧，包括夹持机构，以及与夹持机构连接的支撑机构，与支撑机构连接的导向机构，待码垛工件放置在传输线上，通过传输线将工件运输至抓取组件下，抓取组件的夹持机构按照预设的轨迹通过支撑机构沿着导向机构进行运动，直到到达至放料件处，实现对工件的码垛堆积，进一步的提高码垛的效率，减少码垛的成本。

Description

一种物流码垛设备及其码垛方法

技术领域

本发明涉及物料堆垛领域，具体涉及一种物流码垛设备及其码垛方法。

背景技术

随着物流行业的不断发展，越来越受到人们的欢迎，其大量的物品按照其大小通过包装后运输至固定区域，再通过分类将其运输至用户，为人们的生活带来了很大的便捷性。

对工件进行仓储时，需要根据其不同类型进行分类，使得后续便于找寻，码垛设备是将包装后的物品按照实际需要的类型，将其进行多层堆积，然后按照同种类型的物品放置在相同的区域，而现有的码垛设备只是针对固有形状的物品进行抓取，通过堆积到预设的高度后进行推出，降低了码垛的效率，严重增加了码垛的成本，降低码垛设备的实用性。

发明内容

发明目的：提供一种物流码垛设备，并进一步提供一种基于上述码垛设备的码垛方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种物流码垛设备，其特征是包括传输组件和抓取组件两部分；

其中，传输组件包括至少两组传输线，用于运输工件，以及设置在所述传输线一侧的放料件，抓取组件设置在所述传输线一侧，包括夹持机构，与所述夹持机构连接的支撑机构，以及与所述支撑机构连接的导向机构，用于带动夹持机构抓取工件；待码垛的工件放置在两条传输线上，通过传输线将工件运输至抓取机构下面，通过抓取组件上的夹持机构在支撑机构的支撑下对工件进行抓取，并根据工件的类型调节夹持机构的夹持距离，按照预设的轨迹将工件放置在传输线尾部的放料件上，实现对不同工件的夹持码垛，进一步的提高码垛的效率，节省码垛时间，提高码垛设备的实用性。

在进一步的实施例中，所述夹持机构包括与所述支撑机构连接，用于夹持工件的至少2个夹持件，以及一侧连接于所述支撑机构、另一侧与所述夹持件连接的连接件，所述连接件侧面设置有凸起部，以及设置在所述夹持件之间，用于调节夹持件的夹持距离的第二动力模块；对不同大小的工件进行夹持码垛时，第二动力模块带动与之连接的2个夹持件进行同时相同或是背离运动，直到与工件的大小相匹配，将工件进行紧固夹持之后通过导向机构的作用下将其运输至放料件处，实现工件的快速码垛，进一步的节省码垛时间，提高工件的码垛效率。

在进一步的实施例中，所述夹持机构还包括至少设置为2个，分别设置在所述夹持件内侧，用于固定夹持工件的顶紧件；当夹持机构将工件进行夹持时，为了防止工件从夹持机构之间脱离造成的破坏，通过调节顶紧件再次实现对工件的紧固夹持，进一步的提高加持的精度和效率，大大的节省码垛的时间，进一步的提高码垛的稳定性。

在进一步的实施例中，所述夹持机构还包括设置在所述连接件与第二动力模块之间的第三动力模块，以及与所述第三动力模块连接、且贯穿于所述连接件、与所述夹持机构连接，用于实现夹持机构的换向的转向件，以及设置在所述顶紧件一侧，用于检测工件，实现工件的码垛的检测装置；检测装置对传输线上的工件方向进行检测，并将信号传输至第三动力模块，进而第三动力模块控制转动件进行转动，进而带动与之连接的夹持机构进行转动，直到与工件的角度相匹配，进而实现对工件的精确夹持，大大的提高夹持的精确，保证夹持的效率，大大提高码垛的稳定性。

在进一步的实施例中，所述支撑机构包括设置在所述支撑机构一侧，且与所述连接件连接的第四动力模块，以及与所述连接件凸起部滑动连接，用于调节所述支撑机构的高度的连接槽；对于不同的工件进行夹持时，第四动力模块带动与之连接的连接件进行上下移动，进而连接件的凸起部沿着连接槽进行上下滑动，进而带动与连接件连接的夹持机构进行上下移动，直到与待夹持工件的高度相匹配，进而实现对工件的稳定夹持，使得夹持机构适应不同高度的工件，进一步的提高夹持机构的实用性，节省夹持的成本。

在进一步的实施例中，所述凸起部与所述第四动力模块通过齿轮连接，实现连接件的垂直运动，齿轮齿条的设计进一步的保证了夹持机构移动的精度，进一步的减少移动的误差，进而保证夹持的效率，进一步的提高夹持的稳定性。

在进一步的实施例中，所述导向机构至少两组，分别包括与所述支撑机构连接，用于支撑所述抓取机构进行横向运动的横向导向件，与所述支撑机构连接，用于带动支撑机构进行横向移动的第五动力模块，以及设置在所述横向导向件一侧，用于其进行纵向运动的纵向导向件，设置在所述横向导向件一侧，用于带动其进行纵向移动的第六动力模块；针对不同大小的工件，夹持机构需要时刻调整其与工件的夹持位置，通过第五动力模块带动与之连接的支撑机构沿着横向导向件进行移动，使得其与待夹持的工件横向中心轴线相重合，通过第六动力模块带动与之连接的横向导向件沿着纵向导向件移动，使得夹持机构的中心线与工件的纵向中心轴线相重合，进而保证夹持机构与工件夹持角度的精确对位，进一步的提高夹持的效率，节省夹持成本，大大的提高夹持的稳定性。

在进一步的实施例中，所述导向机构还包括至少设置为2个，分别连接于所述横向导向件与第五动力模块、纵向导向件与第六动力模块之间，用于支撑所述夹持机构的运动的支撑件，第五动力模块和第六动力模块带动夹持机构分别沿着横向导向件和纵向导向件进行移动时，设置在其之间的支撑件对其进行支撑，进而提高夹持机构运动的稳定性，保证运动的稳定性。

在进一步的实施例中，所述横向导向件与第五动力模块、纵向导向件与第六动力模块之间通过齿轮齿条连接，用于带动所述夹取机构移动，直到夹持机构将夹持的工件放置在放料件处，保证夹持机构在横向导向件和纵向导向件运动的稳定性，进一步的提高移动的精度，节省夹持时间。

一种物流码垛设备的码垛方法，包括如下步骤：

S1、将待码垛的工件放置在传输线上，通过传输线将工件传输至抓取组件下方；

S2、夹持机构中的检测装置对工件进行检测，将工件的方向信号传输至第三动力模块，第三动力模块控制转动件按照工件方向转动预设的角度，进而带动与之连接的夹持机构转动预设的角度，第二动力模块按照工件的形状带动2个夹持件进行相同或是背离方向移动，直到其之间的距离与工件的尺寸相匹配，再通过支撑机构中的第四动力模块带动连接件的凸起部沿着连接槽上下移动，进而带动与连接件连接的夹持机构进行上下移动，直到与工件的上表面高度一致；

S3、第五动力模块带动支撑机构通过支撑件沿着横向导向件上移动，进而带动与支撑机构连接的夹持机构的进行横向移动，直到夹持机构的中心轴线与工件的横向中心轴线相平齐，第六动力模块带动横向导向件通过支撑件沿着纵向导向件进行前后移动，进而带动与横向导向件连接的支撑机构进行纵向移动，进而带动与支撑机构连接的夹持机构进行纵向移动，直到夹持机构的纵向中心线与工件的纵向中心线相平齐；

S4、以此类推，依次重复S1至S3的工作，直到系统停止工作。

有益效果：本发明涉及一种物流码垛设备及其码垛方法，包括传输组件和抓取组件两部分，通过将待码垛的物品放置在传输组件的传输线上，直到传输线将工件运输至抓取组件下，抓取组件的检测装置检测工件的类型，并控制第二动力模块按照工件的尺寸调节2个夹持件之间的距离，以及通过第四动力模块带动夹持机构进行上下移动，进而使得夹持机构对不同高度的工件进行夹持，进而实现夹持不同尺寸的工件，可根据码垛装置控制第三动力模块带动转向件进行转动，进而实现对夹持的工件进行不同角度的码垛，进而提高码垛设备的实用性，通过第五动力模块带动夹持机构在横向导向件上移动，进而夹持机构可以对多组传输线上的工件进行夹持码垛，进而提高码垛的效率，第六动力模块带动横向导向件在纵向导向件上纵向移动，使得夹持机构中的工件可以针对工件的位置进行抓取，进而提高码垛的效率，大大的节省码垛的成本。

附图说明

图1为本发明整体结构装配示意图。

图2为本发明抓取组件结构示意图。

图3为本发明支撑机构示意图。

图4为本发明夹持机构示意图。

图5为本发明顶紧件结构示意图。

图中各附图标记为：支撑架1、第五电机2、第一支撑板2a、纵向导轨3、支撑机构4、限位板4a、支撑座4b、连接件4c、转动机构4d、转向件41d、第三电机42d、第一夹持件4e、第二夹持件4f、第一气缸4g、第二气缸4i、顶紧件4h、夹持机构5、横向导轨6、第六电机6a、第四电机6b、第二支撑板6c、齿轮6d、连接件凸起部6e、放料件7、工件8、第一传输线9、第二传输线10。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，传统的码垛设备在对包装后的工件进行码垛时，只能针对固定尺寸的工件进行夹持后进行层层堆积，如果遇到传输到来的工件角度发生错位时则容易出现夹持不准的问题，或是对待夹持的工件造成损坏，严重影响夹持的效率，增加码垛的成本。

为此，申请人设计一种物流码垛设备及其码垛方法，通过传输组件将工件8运输至抓取组件下面，通过可调节夹持间距和夹持方向的夹持机构5对工件8进行夹持，进而实现对不同大小的工件8进行夹持，进一步的提高码垛的效率，节省码垛的成本。

本发明涉及一种物流码垛设备，如图1至图5所示，包括传输组件，其中传输组件包括至少两组传输线，分别为第一传输线9和第二传输线10，用于运输工件8，以及设置在传输线一侧的放料件7；抓取组件设置在支撑架1上、且在第一传输线9和第二传输线10上面，包括夹持机构5，与夹持机构5连接的支撑机构4，以及与支撑机构4连接的导向机构，用于带动夹持机构5抓取工件8；将待码垛的包装后的工件8交替放置在第一传输线9和第二传输线10上，通过第一传输线9和第二传输线10将工件8运输至抓取组件的下面，此时抓取组件中的夹持机构5在支撑机构4的带动下、沿着导向机构向待夹持的工件8进行移动，直到和待夹持的工件8位置相匹配，进而实现对工件8的精确夹持，根据工件8的类型将工件8放置在第一传输线9尾部的放料件7上或是第二传输线10尾部的放料件7上，等发料件上的工件8达到预设高度时，被运输至存储室，进而实现对工件8的自动码垛，进一步的提高码垛的效率，减少码垛成本。

为了实现对不同大小的工件8进行夹持码垛，解决现有技术中的码垛设备只能对固定尺寸的工件8进行码垛的问题，夹持机构5包括与支撑机构4连接，用于夹持工件8的夹持件，其中夹持件包括第一夹持件4e和第二夹持件4f，以及一侧连接于支撑机构4、另一侧与夹持件连接的连接件4c，其中连接件4c侧面设置有凸起部，以及设置在夹持件之间，用于调节夹持件夹持距离的第二动力模块，本实施例中的第二动力模块为第一气缸4g；针对不同大小的工件8，第一气缸4g带动连接在其两侧的第一夹持件4e和第二夹持件4f进行相同方向或是背离的方向同时进行移动，直到第一夹持件4e和第二夹持件4f之间的距离与待夹持的工件8尺寸相匹配，进而实现对工件8的精确夹持，通过第一夹持件4e和第二夹持件4f可调距离的设计，使得夹持机构5实现对不同工件8的夹取，进一步的提高夹持机构5的实用性，而且节省夹持成本，大大的提高码垛的效率。

为了进一步的提高夹持的精度，避免夹持过程中工件8脱落造成工件8损坏的问题，夹持机构5还包括至少设置为2个，分别设置在所述夹持件内侧，用于固定夹持工件8的顶紧件4h，以及分别连接在顶紧件4h两侧的第二气缸4i；当夹持机构5对工件8进行夹持后，由于夹持件的底部是平面设计，往往在夹持搬运的过程中出现零件滑落造成零件破坏的问题，固设置在夹持件底面的顶紧件4h分别在第二气缸4i的控制下，进行相向方向的同步移动，进而使得第一夹持件4e和第二夹持件4f对工件8进行紧固的夹持，进而实现第一夹持件4e和第二夹持件4f对工件8的夹持，进一步的提高夹持的精度，节省夹持时间，进一步的提高对工件8码垛的效率，节省码垛的成本。

为了防止工件8在第一传输线9或是第二传输线10上运输时出现方向错位，导致夹持机构5对其进行夹持时导致工件8损坏的问题，夹持机构5还包括转动机构4d，其中转动机构4d包括设置在连接件4c与第二动力模块之间第三动力模块，本实施例中的第三动力模块为第三电机42d，以及与第三电机42d连接、且贯穿于连接件4c、与夹持机构5连接，用于实现夹持机构5的换向的转动机构4d，设置在顶紧件4h一侧，用于检测工件8方向，实现工件8的码垛的检测装置；当工件8在第一传输线9和第二传输线10上运输时，检测装置对其运动的位置进行检测，进而将信号传输至第三电机42d，第三电机42d带动与之连接的转向件41d进行转动，进而转向件41d带动与之连接的夹持机构5进行预设角度的转动，进而实现对不同方向工件8的精确夹持，进而提高夹持机构5的实用性，进一步的提高码垛的效率。

为了使得夹取组件可以对不同高度的工件8进行抓取，解决不同工件8高度夹持的问题，支撑机构4包括设置在支撑机构4一侧，且与连接件4c连接的第四动力模块，本实施例中的第四动力模块为第四电机6b，以及设置在导向机构上面的支撑座4b，支撑座4b侧壁设置有与连接件4c凸起部滑动连接，用于调节支撑机构4高度的连接槽，以及设置在支撑座4b上面、且与连接件4c固定连接、尺寸大于支撑座4b上端开口的限位板4a，限位板4a的设计进一步的防止连接件4c在第四电机6b的带动下进行运动时出现滑落、导致夹持机构5脱离第四电的齿轮6d出现的损坏问题，其中第四电机6b与连接件4c凸起部连接采用齿轮6d连接，连接件4c凸起部与齿轮6d连接处采用齿条设计；当对不同高度的工件8进行夹持时，第四电机6b带动与之连接的齿轮6d进行转动，进而齿轮6d带动与之连接的连接件4c凸起部上的齿条进行转动，进而实现连接件4c在连接槽中进行上下移动，进而连接件4c带动与之连接的夹持机构5进行上下移动，直到夹持机构5中的第一夹持件4e和第二夹持件4f的高度与待夹持工件8的高度位置相匹配，进而实现对不同高度工件8的紧固夹持，进一步的提高夹持的效率，节省更换码垛设备的成本，进一步的实现码垛设备的稳定搬运。

为了提高夹持搬运码垛工件8的稳定性，解决现有技术中局限搬运轨迹的弊端，以及夹持机构5的夹持精度，导向机构至少设置为2组，分别包括与支撑机构4连接，用于支撑抓取机构进行横向运动的横向导向件，本实施例中的横向导向件为横向导轨6，与支撑机构4连接，用于带动支撑机构4进行横向移动的第五动力模块，本实施例中的第五动力模块为第五电机2，以及设置在横向导轨6一侧，用于进行纵向运动的纵向导向件，本实施例中的纵向导向件为纵向导轨3，设置在横向导轨6一侧，用于带动其进行纵向移动的第六动力模块，本实施例中第六动力模块为第六电机6a，以及至少设置为2个，分别连接于横向导轨6与第五电机2、纵向导轨3与第六电机6a之间，用于支撑夹持机构5的运动的支撑件；当对夹持机构5的高度与待抓取的工件8高度一致时，此时通过第五电机2带动与之连接的第二支撑板6c进行左右移动，进而第二支撑板6c带动与之连接的支撑机构4进行移动，进而支撑机构4带动与之连接的夹持机构5进行左右移动，直到第一夹持件4e和第二夹持件4f的纵向中心轴线与工件8的横向中心轴线相重合，通过第六电机6a带动与之连接的第一支撑板2a进行前后移动，进而第一支撑板2a带动与之连接的横向导轨6进行前后移动，进而横向导轨6带动与之连接的支撑机构4进行前后移动，进而带动与支撑机构4连接的夹持机构5进行前后移动，直到第一夹持件4e与第二夹持件4f的横向中心轴线与工件8的纵向中心轴线相重合，进而实现夹持机构5对工件8的精确夹持，进一步减少对工件8夹持时的破坏，大大的提高夹持的精度，节省夹持时间，进一步的提高码垛的效率。

为了进一步的提高第一支撑板2a和第二支撑板6c分别在纵向导向件和横向导向件之间的运动的精度，减少夹持机构5对工件8夹持的误差，横向导向件与第五电机2、纵向导向件与第六电机6a之间通过齿轮6d齿条连接，其中第五电机2和第六电机6a尾部均设置有齿轮6d，横向导向件和纵向导向件与齿轮6d连接处分别设置有齿条，齿轮6d在齿条中运动，进而实现夹持机构5运动的稳定性，且其运动精度相相比于气缸带动夹持机构5运动的精度较高，进一步的减少夹持机构5对工件8夹持的位置误差，大大的提高码垛的稳定性和效率。

在上述码垛设备的基础上，本发明提出一种物流码垛设备的码垛方法，具体步骤如下：

首先，将待码垛的工件8放置在第一传输线9和第二传输线10上，通过第一传输线9和第二传输线10将工件8传输至抓取组件下方；

接着，夹持机构5中的检测装置对工件8进行检测，将工件8的方向信号传输至第三电机42d，第三电机42d控制转动件按照工件8方向转动预设的角度，进而带动与之连接的夹持机构5转动预设的角度，第一气缸4g按照工件8的形状带动2个夹持件进行相同或是背离方向移动，直到其之间的距离与工件8的尺寸相匹配，再通过支撑机构4中的第四电机6b带动连接件4c的凸起部沿着连接槽上下移动，进而带动与连接件4c连接的夹持机构5进行上下移动，直到与工件8的上表面高度一致；

随后，第五电机2带动支撑机构4通过第二支撑件沿着横向导向件上移动，进而带动与支撑机构4连接的夹持机构5的进行横向移动，直到夹持机构5的纵向中心轴线与工件8的横向中心轴线相平齐，第六电机6a带动横向导向件通过支撑件沿着纵向导向件进行前后移动，进而带动与横向导向件连接的支撑机构4进行纵向移动，进而带动与支撑机构4连接的夹持机构5进行纵向移动，直到夹持机构5的横向中心线与工件8的纵向中心线相平齐；

以此类推，依次重复上述的工作，直到系统停止工作。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.一种物流码垛设备，其特征是包括：

传输组件，包括至少两组传输线，用于运输工件，以及设置在所述传输线一侧的放料件；

抓取组件，设置在所述传输线一侧，包括夹持机构，与所述夹持机构连接的支撑机构，以及与所述支撑机构连接的导向机构，用于带动夹持机构抓取工件。

2.根据权利要求1所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述夹持机构包括：

至少2个夹持件，与所述支撑机构连接，用于夹持工件；

连接件，所述连接件侧面设置有凸起部，一侧连接于所述支撑机构、另一侧与所述夹持件连接；

第二动力模块，设置在所述夹持件之间，用于调节夹持件的夹持距离。

3.根据权利要求2所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述夹持机构还包括：

顶紧件，至少设置为2个，分别设置在所述夹持件内侧，用于固定夹持工件。

4.根据权利要求3所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述夹持机构还包括：

第三动力模块，设置在所述连接件与第二动力模块之间；

转向件，与所述第三动力模块连接、且贯穿于所述连接件、与所述夹持机构连接，用于实现夹持机构的换向；

检测装置，设置在所述顶紧件一侧，用于检测工件方向，实现工件的码垛。

5.根据权利要求2所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述支撑机构包括：

第四动力模块，设置在所述支撑机构一侧，且与所述连接件连接；

连接槽，与所述连接件凸起部滑动连接，用于调节所述支撑机构的高度。

6.根据权利要求5所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述凸起部与所述第四动力模块通过齿轮连接，实现连接件的垂直运动。

7.根据权利要求1所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述导向机构至少两组，分别包括：

横向导向件，与所述支撑机构连接，用于支撑所述抓取机构进行横向运动；

第五动力模块，与所述支撑机构连接，用于带动支撑机构进行横向移动；

纵向导向件，设置在所述横向导向件一侧，用于进行纵向运动；

第六动力模块，设置在所述横向导向件一侧，用于带动其进行纵向移动。

8.根据权利要求7所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述导向机构还包括：

支撑件，至少设置为2个，分别连接于所述横向导向件与第五动力模块、纵向导向件与第六动力模块之间，用于支撑所述夹持机构的运动。

9.根据权利要求8所述的一种物流码垛设备，其特征在于：所述横向导向件与第五动力模块、纵向导向件与第六动力模块之间通过齿轮齿条连接，用于带动所述夹持机构移动。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种物流码垛设备的码垛方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将待码垛的箱体放置在传输线上，通过传输线将箱体传输至抓取组件下；

S2、夹持机构中检测装置对工件进行检测，按照其方向调节换向件进行转动直至与工件角度相匹配，第二动力模块带动夹持件调节其之间的距离，再通过支撑机构中的第四动力模块带动夹持机构上下移动，直到与工件的上表面高度一致；

S3、第五动力模块带动夹持机构在横向导向件上移动，直到夹持机构的中心轴线与工件的横向中心轴线相平齐，第六动力模块带动横向导向件沿着纵向导向件进行前后移动，直到夹持机构的纵向中心线与工件的纵向中心线相平齐；

S4、以此类推，依次重复S1至S3的工作，直到系统停止工作。

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