【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于包装机械检测设备领域，具体说是一种周转盒预码垛控制系统及快速码垛方法。
技术介绍
1、码垛装置作为常见的包装机械设备，已经广泛应用于各种工业生产中。目前，市场上的码垛设备种类繁多，包括自动化、半自动化和手动码垛机等。这些设备可以实现高效、准确的堆垛作业，大大提高了生产效率和产品质量。码垛设备在实际生产过程中，码垛机设备的动作速率往往会成为影响包装产线效率的关键因素。现有码垛设备(如机械手、桁架等)提高动作速率大多不仅会导致成本大幅度增加，设备加速磨损，使提高动作效率带来的节拍缩减不能覆盖改造成本。
2、目前国内食品行业，尤其畜禽屠宰行业，其行业特点决定对码垛速度要求更高，但每个需码垛的周转盒重量却很低，因此常见的码垛设备无法满足行业要求，使行业的自动化水平较低，且大多数码垛机主要应用于单机作业和工业化的流水线上配套使用，主要以多轴机械手或者桁架码垛完成码垛，但相对于宰鸡食品行业中，对周转盒的需求数量和码垛速度提出了更高的要求。目前简单的机械手和桁架机器人无法满足生产正常工作效率，因此需要在码垛之前进行一次预码垛，将三个周转盒码垛成一小垛，在输送给桁架码垛机码垛使用，提高了整体码垛工作效率。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种通过视觉、机械、非接触传感器相互配合的高自动化、高智能化、高效率的周转盒预码垛控制系统及快速码垛方法，以克服上述行业内设备的缺陷。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于
3、周转盒预码垛装置，用于接收plc控制系统控制命令，并根据plc控制系统控制命令执行相应运动；
4、plc控制系统，用于接收人机交互系统的指令参数，并根据周转盒摆放形式进行预码垛分层计算，并控制周转盒预码垛装置执行相应运动；同时，根据辅助检测系统的检测结果判定当前码垛状态、以及进行层数校验；还通过总线与人机交互系统进行数据交互，实现人机交互系统实时显示接收到plc控制系统传输的当前码垛状态、以及进行层数校验结果；
5、辅助检测系统，用于对周转盒预码垛装置动作过程中的码垛层数进行校验判断，并检测当前周转盒的码垛状态，将检测结果反馈给plc控制系统；若失败则通过周转盒预码垛装置将周转盒转移至周转盒预码垛装置的剔除收集线体中，以防止对后环节产生影响。
6、所述周转盒预码垛装置，包括：主架体、对中靠齐机械抓手、周转盒输送线体、挡停机构、升降驱动机构、气动总成以及剔除检测机构；
7、其中，所述周转盒输送线体设置于主架体上，对中靠齐机械抓手设置于周转盒输送线体的上方，且与主架体滑动连接；
8、升降驱动机构设置于主架体上，且位于周转盒输送线体的下方，升降驱动机构的输出端与对中靠齐机械抓手连接，升降驱动机构用于驱动对中靠齐机械抓手升降，对中靠齐机械抓手用于周转盒的靠齐及码垛；
9、主架体上设有分别位于对中靠齐机械抓手两侧的两组挡停机构；
10、所述剔除检测机构设置于主架体的端部，用于将码垛不合格的周转盒剔除至剔除收集线体内；
11、所述剔除检测机构，包括：剔除收集线体、剔除机构及检测机构，其中剔除机构设置于所述周转盒输送线体的端部，剔除收集线体和检测机构沿垂直于所述周转盒输送线体的输送方向设置于所述周转盒输送线体的两侧；
12、所述检测机构与辅助检测系统连接，用于对输送至检测工位的周转盒进行图像信息采集且输出至辅助检测系统；
13、所述气动总成固定在主架体横梁侧面，用于控制所有气缸的动作。
14、所述主架体包括主框架、机械抓手升降导轨、主架体下护板、主架体上护板及框架支架腿；
15、其中主框架的底部设有框架支架腿，主框架的外侧设有主架体下护板；主框架的顶部两侧设有主架体上护板，两个主架体上护板的内侧设有用于滑动连接所述对中靠齐机械抓手的机械抓手升降导轨；
16、所述升降驱动机构包括顶升气缸机构和顶升气缸支架，其中顶升气缸支架设置于主框架的底部中心位置，顶升气缸机构设置于顶升气缸支架上，且输出端与所述对中靠齐机械抓手连接。
17、所述对中靠齐机械抓手包括下落导向机构、机械抓手抓取头、对中驱动机构、机械抓手升降固定板、对中靠齐基板、对中导轨滑块及机械抓手框架；
18、其中机械抓手框架的底部两侧设有对中导轨滑块，两个对中靠齐基板分别与两侧的对中导轨滑块连接；对中驱动机构设置于两个对中靠齐基板之间，且与两个对中靠齐基板连接，对中驱动机构用于驱动两个对中靠齐基板相互靠近或远离；
19、机械抓手框架的上方设有两个机械抓手抓取头，两个机械抓手抓取头分别与两个对中靠齐基板连接，各机械抓手抓取头上均设有下落导向机构；
20、机械抓手框架的底部通过机械抓手升降固定板与升降驱动机构连接；
21、所述对中驱动机构包括对中气缸和对中连杆机构；
22、对中连杆机构包括摆动杆和两个连杆，其中摆动杆的中部与所述机械抓手框架转动连接，摆动杆的两端分别通过两个连杆与两个所述对中靠齐基板铰接；对中气缸的输出端与摆动杆铰接，用于驱动摆动杆转动。
23、plc控制系统，包括：plc以及与其相连的码垛位置检测传感器准备位置检测传感器、电磁阀阀岛、上升气缸升到位传感器a、上升气缸升到位传感器b、对中电磁阀、顶升气缸电磁阀；
24、所述码垛位置检测传感器、准备位置检测传感器为光电传感器，分别设于中靠齐机械抓手一侧的主架体上和挡停机构一侧的主架体上，用于检测当前工位周转盒的位置及工序状态；
25、所述电磁阀阀岛为两位五通电磁阀组，设于气动总成上，以使气动总成通过电磁阀阀岛控制周转盒预码垛装置中剔除机构、挡停机构、下落导向机构的动作；
26、所述上升气缸升到位传感器a、上升气缸升到位传感器b均为磁性霍尔开关，分别设于对顶升气缸机构的气缸本体上；以检测对顶升气缸机构的动作状态，并反馈至plc；
27、所述对中电磁阀和顶升气缸电磁阀均为三位五通电磁阀，且均设于气动总成上，以使气动总成通过对中电磁阀和顶升气缸电磁阀分别控制对中连杆机构和顶升气缸机构动作。
28、所述辅助检测系统包括：工控机电脑以及与其连接的计数传感器及共面检测传感器；
29、所述计数传感器设于机械抓手抓取头上，用于获取周转盒数量及位置信息，并发送至工控机电脑；
30、所述共面检测传感器设于下落导向板顶部，并以对角对称形式排列，所形成激光平面位于下落导向机构上方；
31、所述工控机电脑与plc连接，用于将接收到计数传感器获得的周转盒数量及位置信息、共面检测传感器获得的周转盒状态信息、检测相机采集到的图像信息分析判断结果发送至plc。
32、一种周转盒预码垛控制系统的快速码垛方法，包括以下步骤：
33、1)plc控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，包括：周转盒预码垛装置(10)、PLC控制系统(20)、辅助检测系统(30)以及人机交互系统(40)；
2.根据权利要求1所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述周转盒预码垛装置(10)，包括：主架体(1)、对中靠齐机械抓手(2)、周转盒输送线体(3)、挡停机构(6)、升降驱动机构、气动总成(7)以及剔除检测机构；
3.根据权利要求2所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述主架体(1)包括主框架(101)、机械抓手升降导轨(102)、主架体下护板(105)、主架体上护板(106)及框架支架腿(107)；
4.根据权利要求2所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述对中靠齐机械抓手(2)包括下落导向机构(201)、机械抓手抓取头(202)、对中驱动机构、机械抓手升降固定板(206)、对中靠齐基板(207)、对中导轨滑块(209)及机械抓手框架(210)；
5.根据权利要求1所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统(20)，包括：PLC(2001)以及
6.根据权利要求1所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述辅助检测系统(30)包括：工控机电脑(3001)以及与其连接的计数传感器(3002)及共面检测传感器(3003)；
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种周转盒预码垛控制系统的快速码垛方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种周转盒预码垛控制系统的快速码垛方法，其特征在于，所述由PLC(2001)执行质因子法获得目标层数栈列，具体为：
9.根据权利要求7所述的一种周转盒预码垛控制系统的快速码垛方法，其特征在于，依次循环执行的周转盒预码垛控制，包括以下步骤：
10.根据权利要求7所述的一种周转盒预码垛控制系统的快速码垛方法，其特征在于，所述步骤4)，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，包括：周转盒预码垛装置(10)、plc控制系统(20)、辅助检测系统(30)以及人机交互系统(40)；
2.根据权利要求1所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述周转盒预码垛装置(10)，包括：主架体(1)、对中靠齐机械抓手(2)、周转盒输送线体(3)、挡停机构(6)、升降驱动机构、气动总成(7)以及剔除检测机构；
3.根据权利要求2所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述主架体(1)包括主框架(101)、机械抓手升降导轨(102)、主架体下护板(105)、主架体上护板(106)及框架支架腿(107)；
4.根据权利要求2所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述对中靠齐机械抓手(2)包括下落导向机构(201)、机械抓手抓取头(202)、对中驱动机构、机械抓手升降固定板(206)、对中靠齐基板(207)、对中导轨滑块(209)及机械抓手框架(210)；
5.根据权利要求1所述的一种周转盒预码垛控制系统，其特征在于，所述plc控制系统(20)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诗琦，陈帅，李晓良，赵越，魏潇潇，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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