一种四面夹换盘叠包的控制方法及其设备

技术领域

本发明涉及物流转运技术领域，尤其是涉及的是一种四面夹换盘叠包的控制方法及其设备。

背景技术

伴随人力成本逐渐上升的国际情形，吨袋货物堆叠作业过程的无人化、自动化、智能化成为必然趋势。然而国内市场对吨袋装载的货物堆叠作业主要还是以人力配合叉车作业或者人力配合行车的作业模式为主，这两种模式人工效率慢，人员需求多，作业动作繁琐、堆叠的货物不平整，因此一种集齐设备稳定性与实用性的吨袋堆叠换盘的设备及控制方法已成为一种必然需求。

立库中有通过多种型号吨袋装载的货物，出库时，都需要统一进行换盘，但有些吨袋装载的货物不需要堆叠就可以直接出库，有些吨袋装载的货物需要堆叠起来出库；人工操作进行更换托盘和叠包，耗费人力巨大，动作比较繁琐而且叠包完后两层的货物中心容易不在同一轴上，偏差比较大，运输途中容易倾斜倒塌。

发明内容

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种四面夹换盘叠包的控制方法及其设备，通过该方法可快速区分吨袋装载的货物是否需要叠包，无需叠包的货物通过简单换盘后就可以直接出库，而需要叠包出库的货物，通过四面夹实现快速夹放吨袋的工序并对其堆叠后的位置进行调整，堆叠后多层货物在同一中心轴上，堆叠牢靠易于二次搬运运输。

本发明提供一种四面夹换盘叠包的控制方法，包括

S1、对换盘机与叠包机分别输入载有单一吨袋的母托盘；

S2、母托盘载有吨袋分别随流水线进入换盘机与叠包机，换盘机与叠包机上的光电感应装置判定其上吨袋是否需要叠包；

S3、若叠包机检测需要叠包，则随母托盘进入叠包机的吨袋被夹起，叠包机上设置有四面夹，四面夹识别并夹取母托盘上的吨袋，母托盘随流水线排出；

S4、重复S3步骤，重复夹取需要叠包的吨袋并保持堆叠整齐，直至该吨袋到达指定堆叠数量，叠包机发送叠包信号；

S5、换盘机在接收到叠包信号后，随母托盘进入换盘机的吨袋被夹起并进行换盘动作，换盘机上设置有四面夹，换盘机对托盘位置与吨袋位置进行标记，四面夹识别并夹取母托盘上的吨袋，将母托盘更换成子托盘后并调整位置，位置正确后下放吨袋，调整吨袋摆放位置；

S6、子托盘载有吨袋进入叠包机，叠包机下放S4步骤中夹取的多个吨袋并调整摆放位置，摆放正确后，输出该子托盘及吨袋。

在一些实施例中，在S3步骤中，若不需要叠包，则换盘机与叠包机均可进行换盘动作，载有吨袋的母托盘直接在换盘机或叠包机中进行换盘，子托盘载有吨袋直接输出。

在一些实施例中，该换盘机与该叠包机上均设置有光电感应装置，该光电感应装置包括外形感应件，该外形感应件由下至上竖直排列有数个，通过发射光束检测托盘与吨袋的高度，并判定其外形。

在一些实施例中，该外形感应件包括托盘感应件，在S5步骤中，具体换盘的判定方式如下：

托盘感应件检测到母托盘存在并记录与母托盘之间的距离，记为X

换盘后，托盘感应件检测与子托盘之间的距离，记为X

计算换盘后两托盘之间的位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，子托盘换盘到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，子托盘未换盘到位，则重复放盘动作直至位置正确。

在一些实施例中，该外形感应件还包括底层吨袋感应件，在S5步骤中，具体夹放吨袋的判定方式如下：

底层吨袋感应件检测到吨袋存在并记录与吨袋之间的距离，记为X

四面夹夹取吨袋，下方进行换盘动作，托盘机换盘到位后，四面夹下放吨袋，此时底层吨袋感应件再次记录与吨袋之间的距离，记为X

计算换盘前与换盘后的吨袋位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，吨袋放置到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，吨袋未放置到位，四面夹再次夹取吨袋并进行位置调整，重复下放动作。

在一些实施例中，在S6步骤中，叠包机需要在子托盘的吨袋上继续叠放吨袋，为保证叠放整齐，具体操作步骤如下：

托盘感应件记录夹取上一吨袋时与母托盘之间的距离，记为X

子托盘载有货物运行至叠包机，托盘感应件检测与子托盘之间的距离，记为X

计算两托盘之间的位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，子托盘到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，子托盘未到位，则对其调整位置。

在一些实施例中，该外形感应件还包括二层吨袋感应件，在S6步骤中，具体夹放吨袋的判定方式如下：

底层吨袋感应件检测到吨袋存在并记录与吨袋之间的距离，记为X

四面夹下放堆叠吨袋，二层吨袋感应件检测到吨袋存在并记录与吨袋之间的距离，记为X

计算垂直方向上底层吨袋与二层吨袋之间的位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，吨袋下放到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，吨袋下放未到位，则四面夹再次夹取吨袋并进行位置调整，重复下放动作。

本发明还提供一种四面夹换盘叠包的设备，包括控制系统、主流水线、侧流水线以及在主流水线方向上依次设置的换盘机与叠包机，该主流水线用于承载托盘，该换盘机用于对承载吨袋的托盘进行更换，该叠包机用于在托盘上叠放吨袋，该侧流水线用于各自对换盘机与叠包机输入，该控制系统用于接收来自该换盘机与该叠包机的数据并进行处理。

在一些实施例中，该换盘机与该叠包机上均设置有支撑杆与光电感应装置，该支撑杆上设置有该光电感应装置且该光电感应装置位于该主流水线两侧，该光电感应装置包括外形感应件，该外形感应件包括托盘感应件、底层吨袋感应件与二层吨袋感应件，该支撑杆由下至上依次设置有该托盘感应件、底层吨袋感应件和该二层吨袋感应件，通过发射光束检测托盘与吨袋的高度，并判定其外形。

在一些实施例中，该换盘机与该叠包机均可以控制该四面夹横向或纵向移动，实现四面夹的位置调整，该四面夹包括左右夹合口与前后夹合口，该左右夹合口与该前后夹合口均通过螺杆实现夹紧与松开。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过该控制方法可快速区分吨袋装载的货物是否需要叠包，无需叠包的货物通过简单换盘后就可以直接出库，而需要叠包出库的货物，通过四面夹实现快速夹放吨袋的工序并对其堆叠后的位置进行调整，堆叠后多层货物在同一中心轴上，堆叠牢靠易于二次搬运运输。

本发明采用多组光电传感器检测，判断货物是否需要叠包出库，在换盘机中换盘过程中，判断子托盘是否换盘到位，吨袋是否放置在正确位置，从而使整个换盘过程更加精确迅速；而在叠包机中，光电传感器检测货物下放的高度与位置，判断摆放位置是否正确，是否需要位置调整，整个过程通过机械与电子配合实现，节省了人力的同时，提高了精准化与系统化程度；本发明还采用了四面夹机构，换盘机与叠包机可操控其横向或纵向移动的同时，其本身也可以实现夹紧与松开，有利于吨袋的夹放与位置调整。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

无疑的，本发明的此类目的与其他目的在下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变为更加显见。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一个或数个较佳实施例，并配合所示附图，作详细说明如下。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图是示意性的，并不一定按照实际的比例绘制。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个或数个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据此类附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例中的货物换盘与叠包整体流程示意图；

图2为本发明一些实施例中的换盘机的外形感应件与吨袋位置示意图；

图3为本发明一些实施例中的叠包机的外形感应件与吨袋位置示意图；

图4为本发明一些实施例中的主流水线整体结构示意图；

图5为本发明一些实施例中的外观感应件排布示意图；

图6为本发明一些实施例中的叠包机整体结构示意图；

图7为本发明一些实施例中的四面夹整体结构示意图。

主要附图标记说明：

1、控制系统；2、主流水线；3、换盘机；4、叠包机；5、支撑杆；6、外形感应件；7、四面夹。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1-3，图1为本发明一些实施例中的货物换盘与叠包整体流程示意图；图2为本发明一些实施例中的换盘机的外形感应件与吨袋位置示意图；图3为本发明一些实施例中的叠包机的外形感应件与吨袋位置示意图。

根据本发明的一些实施例，本发明提供了一种四面夹换盘叠包的控制方法，包括：

S1、对换盘机与叠包机分别输入载有单一吨袋的母托盘；

S2、母托盘载有吨袋分别随流水线进入换盘机与叠包机，换盘机与叠包机上的光电感应装置判定其上吨袋是否需要叠包；

该换盘机与该叠包机上均设置有光电感应装置，该光电感应装置包括外形感应件，该外形感应件由下至上竖直排列有数个，通过发射光束检测托盘与吨袋的高度，并判定其外形。

S3、若叠包机检测需要叠包，则随母托盘进入叠包机的吨袋被夹起，叠包机上设置有四面夹，四面夹识别并夹取母托盘上的吨袋，母托盘随流水线排出；

若不需要叠包，则载有吨袋的母托盘在各自进入的换盘机或叠包机中进行换盘，若在换盘机中换盘，则换盘完成并经过叠包机时，叠包机可检测其已更换子托盘，不再进行换盘，子托盘载有吨袋直接输出；若在叠包机中换盘，换盘完成后可直接输出。

若托盘未装载吨袋，则只有最低层光电感应装置触发，换盘机与叠包机均无动作，实现空托盘出库。

S4、重复S3步骤，重复夹取需要叠包的吨袋并保持堆叠整齐，直至该吨袋到达指定堆叠数量，叠包机发送叠包信号；

举例说明重复夹取的具体步骤，四面夹夹取第一吨袋，母托盘排出，第二吨袋运行至叠包机，四面夹下放第一吨袋，调整摆放位置并保持两吨袋之间的中心轴统一，四面夹再次夹取两吨袋并抬升，母托盘排出，等待下一托盘进入；

S5、换盘机在接收到叠包信号后，随母托盘进入换盘机的吨袋被夹起并进行换盘动作，换盘机上设置有四面夹，换盘机对托盘位置与吨袋位置进行标记，四面夹识别并夹取母托盘上的吨袋，将母托盘更换成子托盘后并调整位置，位置正确后下放吨袋，调整吨袋摆放位置；

若该体型吨袋堆叠量设定为三层，则下一进入的托盘需要在S5步骤中的换盘机中进行换盘，子托盘承载第三吨袋进入叠包机，四面夹下放第一吨袋与第二吨袋，具体调整摆放位置与保持中心轴统一的判断方法可参照S6中的步骤，在此不再赘述，相应的，不同体型与大小的吨袋也可通过提前录入在控制系统中的数据来判定其具体堆叠层数。

由于换盘机与叠包机可同时输入货物，且叠包机与换盘机之间还需要相互配合，因此存在冲突情况，若换盘机已对一需要叠包的吨袋进行换盘后，叠包机还未抓取到指定堆叠数量，则换盘机等待；若叠包机在抓取并堆叠同规格吨袋的过程中，输入了不同规格的需叠包吨袋或不需叠包吨袋，四面夹此时无空余，则对其进行报错。

如图2所示，该外形感应件包括托盘感应件与底层吨袋感应件，在S5步骤中，具体换盘与夹放吨袋的判定方式如下：

底层吨袋感应件检测到吨袋存在并记录与吨袋之间的距离，记为X

托盘感应件检测到母托盘存在并记录与母托盘之间的距离，记为X

四面夹夹取吨袋，下方进行换盘动作，托盘感应件检测与子托盘之间的距离，记为X

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，子托盘换盘到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，子托盘未换盘到位，则重复放盘动作直至位置正确，优选的，该偏移量为1cm；

其中，该换盘动作的进行可通过机械或人工实现，若该换盘动作通过机械进行，则具体的结构可参考现有技术，在此并不限定其替换方式与结构，相应的，对托盘位置进行调整的结构也可参照现有技术。

托盘机换盘到位后，四面夹下放吨袋，此时底层吨袋感应件再次记录与吨袋之间的距离，记为X

计算换盘前与换盘后的吨袋位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，吨袋放置到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，吨袋未放置到位，四面夹再次夹取吨袋并进行位置调整，重复下放动作，优选的，该偏移量为1cm。

S6、子托盘载有吨袋进入叠包机，叠包机下放S4步骤中夹取的多个吨袋并调整摆放位置，摆放正确后，输出该子托盘及吨袋。

如图3所示，该外形感应件还包括二层吨袋感应件，为保证叠放整齐，具体操作步骤如下：

托盘感应件记录夹取上一吨袋时与母托盘之间的距离，记为X

子托盘载有货物运行至叠包机，托盘感应件检测与子托盘之间的距离，记为X

计算两托盘之间的位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，子托盘到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，子托盘未到位，则对其调整位置，优选的，该偏移量为1cm。

底层吨袋感应件检测到吨袋存在并记录与吨袋之间的距离，记为X

四面夹下放堆叠吨袋，二层吨袋感应件检测到吨袋存在并记录与吨袋之间的距离，记为X

计算垂直方向上底层吨袋与二层吨袋之间的位置偏移：

ΔX

当小于或等于规定偏移量时，吨袋下放到位，则开始后续动作；当大于规定偏移量时，吨袋下放未到位，则四面夹再次夹取吨袋并进行位置调整，重复下放动作，优选的，该偏移量为1cm。

参照图4，图4为本发明一些实施例中的主流水线整体结构示意图。

根据本发明的一些实施例，可选地，本发明还提供一种四面夹换盘叠包的设备，包括控制系统1、主流水线2、侧流水线以及在主流水线2方向上依次设置的换盘机3与叠包机4，该主流水线2用于承载托盘，该换盘机3用于对承载吨袋的托盘进行更换，该叠包机4用于在托盘上叠放吨袋，该侧流水线用于各自对换盘机3与叠包机4输入，该控制系统1用于接收来自该换盘机3与该叠包机4的数据并进行处理。

由于单个叠包机4只夹取同一体型吨袋并叠放，若该主流水线2上运送有多种体型的吨袋，则可在主流水线2上设置多个叠包机4，通过增加叠包机4的数量，实现更大范围吨袋运输的应用。

该主流水线2上设置有侧流水线，该侧流水线与该主流水线2呈T字型设置，且与该换盘机3与叠包机4的位置相对应，使货物可按顺序进入主流水线中。

参照图5-6，图5为本发明一些实施例中的外观感应件排布示意图；图6为本发明一些实施例中的叠包机整体结构示意图。

根据本发明的一些实施例，可选地，该换盘机3与该叠包机4上均设置有支撑杆5与光电感应装置，该支撑杆5上设置有该光电感应装置且该光电感应装置位于该主流水线2两侧，该光电感应装置包括外形感应件6，该外形感应件6包括托盘感应件、底层吨袋感应件与二层吨袋感应件，该支撑杆5由下至上依次设置有该托盘感应件、底层吨袋感应件和该二层吨袋感应件，通过发射光束检测托盘与吨袋的高度，并判定其外形。

参照图7，图7为本发明一些实施例中的四面夹整体结构示意图。

根据本发明的一些实施例，可选地，该换盘机3与该叠包机4均可以控制该四面夹7横向或纵向移动，实现四面夹7的位置调整，该四面夹7包括左右夹合口与前后夹合口，该左右夹合口与该前后夹合口均通过螺杆实现夹紧与松开。

通过四面夹7夹取吨袋，可使吨袋更不易变形，优选的，该四面夹7上还可设置有感应元件，包括有货检测、左右到位检测与前后到位检测，保证夹取力度的合适。

本发明的工作原理：装有不同货物的吨袋随母托盘各自进入换盘机3与叠包机4，光电感应装置检测该吨袋类型，若为空托盘，则换盘机3与叠包机4均无动作，直接输出主流水线2；若该吨袋类型无需叠包，则换盘机3与叠包机4直接进行换盘操作，四面夹7夹起吨袋，下方将母托盘替换成子托盘，下放吨袋并调整位置，位置正确后直接输出；若该吨袋类型需叠包，则叠包机4夹取第一吨袋，下方的母托盘排出，继续对其输入吨袋，叠包机4重复夹取吨袋直至规定堆叠数量，最后一吨袋需要在换盘机3中进行正常换盘，而后随流水线进入叠包机4，四面夹下放堆叠的吨袋，并调整其摆放位置，保证多层吨袋在同一中心轴上，位置正确后输出流水线。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于此处所公开的特定处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的此类特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

此外，所描述的特征或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中，提供一些具体的细节，例如厚度、数量等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现或者也可采用其他方法、组件、材料等实现。