sf-50型砌塊碼垛機(jī)分板機(jī)設(shè)計(jì)

sf-50型砌塊碼垛機(jī)分板機(jī)設(shè)計(jì),sf-50型砌塊碼垛機(jī)分板機(jī)設(shè)計(jì),sf,50,砌塊,碼垛,板機(jī),設(shè)計(jì) 譯文 隨著石化行業(yè)石油化工裝置的規(guī)模愈來愈大,目前國內(nèi)外在塑料等裝置中的成品,除采用集裝箱散裝外運(yùn)和集裝袋(500～ 1 000 kg)包裝外,25千克/袋的袋裝成品仍占相當(dāng)大的比例。為減小包裝區(qū)面積,包裝及碼垛系統(tǒng)不可能配備過多的生產(chǎn)線。以往800～ 1 000袋/時(shí)的包裝機(jī)和碼垛機(jī)已不能適應(yīng)大型裝置的需要,故要求提高包裝和碼垛系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。因此,國內(nèi)外廠商研制和開發(fā)了高速包裝機(jī)和碼垛機(jī)及其配套設(shè)備。由于包裝和碼垛系統(tǒng)的能力加大,包裝機(jī)由固定式改為移動式,因而在包裝和碼垛系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型時(shí)的能力計(jì)算,有必要吸取國內(nèi)外有關(guān)經(jīng)驗(yàn),另行考慮操作穩(wěn)定備用系數(shù)。 20世紀(jì)60年代,意大利、日本等國相繼研制出半自動、全自動碼垛機(jī),通過不斷改進(jìn),已廣泛用于石油化工粉粒產(chǎn)品、化肥、糧食、食品、飲料、藥品、水泥等袋裝和箱裝物料的碼垛作業(yè)。我國碼垛機(jī)從1980年左右起步,之后逐漸在糧食和油脂加工廠得到應(yīng)用。碼垛機(jī)根據(jù)用途和使用場所不同可分為多種結(jié)構(gòu)形式,這里就橋式(旋轉(zhuǎn)式)碼垛機(jī)、機(jī)器人碼垛機(jī)和高位全自動碼垛機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配置情況作一介紹,供同行參考。 1　橋式碼垛機(jī) 　　豆粕庫中豆粕包和豆皮包可以通過打包線輸送帶直接裝車,也可以從地面包堆裝車,倉容一般較大(有5 000、6 000、8 000t和11 000t),這樣的規(guī)模人工碼垛和發(fā)貨無法作業(yè),為了在包裝粕庫碼垛和直接裝車,房式倉一般采用橋式碼垛機(jī)進(jìn)行碼垛作業(yè)。一般房式倉的設(shè)計(jì)堆包高度為5.5m,庫房檐高大于8.5m,庫房立柱兩側(cè)設(shè)牛腿及橫梁,橫梁規(guī)格為36號工字鋼。在立柱兩側(cè)牛腿上安裝碼垛機(jī)軌道,安裝高度6.8m,碼垛機(jī)上方安裝高位輥式輸送機(jī)。輸送帶和行車軌道沿墻設(shè)置,沿兩側(cè)軌道縱向設(shè)置行車,從灌裝線下來的粕包凈重分別為60kg和50kg,輸送帶輸送粕包速度為300包/h,沿墻輸送帶送到縱向行車軌道,然后從下滑道送至接包面板進(jìn)行堆包。在縱向行車軌道和滑道連接處如做成旋轉(zhuǎn)式,下滑道可以旋轉(zhuǎn),向三個(gè)方向堆包所有控制按鈕集中在接包面板的一側(cè)。 2　機(jī)器人碼垛機(jī) 　　機(jī)器人碼垛機(jī)是一種仿真人操作、自動操作、重復(fù)編程、在三維空間完成規(guī)定作業(yè)的設(shè)備,包括抓起和放置系統(tǒng),能從一個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)抓起一個(gè)或多個(gè)紙箱,然后將它們放置到貨盤上預(yù)先設(shè)置好的地點(diǎn)?；镜挠?jì)算能力及可集成傳感器用以識別產(chǎn)品的變化,使機(jī)器人碼垛機(jī)成為一個(gè)智能系統(tǒng),能識別和區(qū)分出多種產(chǎn)品。一般來說,機(jī)器人碼垛機(jī)要比傳統(tǒng)碼垛機(jī)慢,因?yàn)樗鼈円淮慰赡苤蛔ト∫粋€(gè)箱子,或是要同時(shí)發(fā)揮多個(gè)功能,因而處理速度變慢。一般來說,機(jī)器人碼垛機(jī)的速度在每分鐘15～ 30個(gè)箱或包之間。所有的機(jī)器人碼垛機(jī),如果所安裝的機(jī)械臂不一樣,它們的碼垛定位也是不一樣的。較小或較輕的產(chǎn)品一般采用具有多軸能力的關(guān)節(jié)桿。較重的產(chǎn)品則要采用大型臂或臺架式臂,但這兩類機(jī)械臂的移動軸數(shù)比較有限。 2.1　主要機(jī)構(gòu) 　　機(jī)器人碼垛機(jī)主要由機(jī)械主體、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、手臂機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器(抓手)、末端執(zhí)行器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及檢測機(jī)構(gòu)組成,按不同的物料包裝、堆垛順序、層數(shù)等要求進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,實(shí)現(xiàn)不同類型包裝物料的碼垛作業(yè)。按功能劃分為進(jìn)袋、轉(zhuǎn)向、排袋、編組、抓袋碼垛、托盤庫、托盤輸送以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)。 (1)進(jìn)袋機(jī)構(gòu)。采用皮帶輸送機(jī)完成碼垛機(jī)供袋任務(wù)。 (2)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。按設(shè)定程序?qū)Πb袋作轉(zhuǎn)向編排。 (3)排袋機(jī)構(gòu)。采用皮帶輸送機(jī)將編排好的包裝袋送至積袋機(jī)構(gòu)。 (4)積袋機(jī)構(gòu)。采用皮帶輸送機(jī)集中編排好的包裝袋。 (5)抓袋碼垛機(jī)構(gòu)。采用機(jī)器人碼垛機(jī)構(gòu)完成碼垛作業(yè)。 (6)托盤庫。成疊的托盤由叉車送入,按程序逐個(gè)排放至托盤輥道輸送機(jī),有規(guī)律地向碼垛工序 供應(yīng)空托盤,達(dá)到8層后的成垛托盤,由輥道輸送機(jī)輸送至成垛托盤庫,最后由叉車取出送至倉庫貯存,系統(tǒng)采用可編程序控制器(PLC)控制。 2.2　控制系統(tǒng) 　　我們曾使用過的機(jī)器人碼垛機(jī)采用西門子ES7- 226PLC進(jìn)行控制,用西門子觸摸屏對畫面進(jìn)行組態(tài),通過和PLC的數(shù)據(jù)通訊,來控制和顯示碼垛自動循環(huán)全過程。電氣控制系統(tǒng)有以下特點(diǎn):當(dāng)碼垛機(jī)用于包裝、碼垛生產(chǎn)時(shí),可用其自動控制系統(tǒng)根據(jù)需要使其處于“自動”或“手動”狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)電機(jī)過載、出垛積壓、夾包、空托盤不到位等任何一種故障時(shí),碼垛機(jī)將停機(jī)或聲光報(bào)警,具有自動化保護(hù)功能。消除異常后,能重新在原停機(jī)狀態(tài)下恢復(fù)運(yùn)行。當(dāng)碼垛機(jī)停機(jī)、停電時(shí),可由PLC保持原運(yùn)行狀態(tài),避免重復(fù)記憶。 2.3　工作過程 　　由包裝線上送來的包裝袋,其封口處于包裝袋前進(jìn)方向的末端。第1只包裝袋不旋轉(zhuǎn)直接進(jìn)入排包工序,第2只包裝袋做180°旋轉(zhuǎn)后進(jìn)入排包工序,然后由排包機(jī)將第1、2只包裝袋推至碼包工序,第3、4、5只包裝袋依次在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,然后由排包機(jī)推至碼包工序;同時(shí)將先期進(jìn)入碼包區(qū)域的第1、2只包裝袋一起推送至卸包臺工作區(qū)域;由卸包機(jī)將編碼好的一層包裝袋卸入事先備好的托盤上進(jìn)行分層碼垛;此時(shí)承載托盤下降一層包裝袋高度的行程,至此完成第1層的碼垛工作。后面第3、5、7層的碼垛均按上述程序運(yùn)行。第2層包裝袋的運(yùn)行程序?yàn)?當(dāng)?shù)?層的第6、7、8只包裝袋依次進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)后,在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°,并送至排包工序,然后由排包機(jī)將排列好的3只包裝袋推送至碼包工序,第9只包裝袋不用旋轉(zhuǎn)直接進(jìn)入排包工序,第10只包裝袋在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做180°旋轉(zhuǎn)后進(jìn)入排包工序,由排包機(jī)推進(jìn)至碼包工序,將先期進(jìn)入碼包區(qū)域的第6、7、8這3只包裝袋編碼在一起,然后將第2層編碼好的5只包裝袋一起推送至卸包臺工作區(qū)域,由卸包機(jī)將這5只包裝袋卸在第1層上面進(jìn)行碼垛;承載托盤再下降一層包裝袋的高程,至此完成第2層的碼垛工作。后面第4、6、8層的碼垛程序,均按上述程序運(yùn)作。 2.4　主要技術(shù)性能及特點(diǎn) (1)機(jī)器人碼垛機(jī)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用。整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理、實(shí)用,占地面積小,與傳統(tǒng)碼垛機(jī)相比可節(jié)省廠房面積1/3右,碼垛能力可達(dá)600～ 800袋/h。 (2)自動化水平高。從進(jìn)袋、轉(zhuǎn)向、編碼直到碼垛全過程,可實(shí)現(xiàn)全自動連續(xù)運(yùn)行。該機(jī)除具有正常開停車功能外,同時(shí)還具有自診、報(bào)警、打印、通信、故障連鎖等功能,并留有與中控制室通信的軟件和接口。 (3)操作運(yùn)行平穩(wěn)可靠。采用低慣量、大功率運(yùn)行方法,使操作運(yùn)行平穩(wěn)可靠,性能良好,并可提高設(shè)備元器件的使用壽命?？刂葡到y(tǒng)主要元件與敏感元件采用日本OMRON和FUJI公司產(chǎn)品,氣動系統(tǒng)主要元件采用日本SMC產(chǎn)品。 (4)部件采用高強(qiáng)度輕質(zhì)合金,強(qiáng)度高。機(jī)械設(shè)備使用壽命可達(dá)15年左右。 (5)設(shè)有碼垛機(jī)自身和周圍人身安全保護(hù)裝置,以保證安全生產(chǎn)。 3　高位全自動碼垛機(jī) 　　高位全自動碼垛機(jī)由匯總輸送機(jī)、斜坡輸送機(jī)、轉(zhuǎn)位機(jī)、編組機(jī)、分層機(jī)、升降機(jī)、托盤倉、托盤輸送機(jī)、垛盤輸送機(jī)及高架平臺等組成。高位全自動碼垛機(jī)是在貨盤上方的一定高度或水平上接收需要碼垛產(chǎn)品的。空白貨盤從一個(gè)料倉或是積聚站下到碼垛機(jī),機(jī)器將貨盤撐開并且定位在一個(gè)托盤之下;產(chǎn)品裝入托盤,并且組合成一層或一列;碼垛機(jī)輕輕地將已經(jīng)組合好的產(chǎn)品層或產(chǎn)品列放置到位于它們下面的貨盤上;隨后碼垛機(jī)繼續(xù)組合第二層產(chǎn)品,改變紙箱的排列格式與貨盤格式相匹配,有的時(shí)候?qū)优c層之間會插入一片紙板用來將上下層隔開;之后,貨盤和第1層產(chǎn)品會往下降一層,這樣第2層產(chǎn)品就可以放置到第1層產(chǎn)品上。貨盤不斷下降,一層接一層的產(chǎn)品不斷碼高直到完成指定數(shù)量;碼好的貨盤隨后緩慢降落到地面水平,傳送機(jī)或是叉車負(fù)責(zé)將它們運(yùn)送到其他捆扎或是拉伸裹包等工作臺,然后運(yùn)輸出廠。 4　碼垛機(jī)前面配置的設(shè)備 　　碼垛機(jī)是應(yīng)用在大型散裝貨倉庫后面裝包出貨的,碼垛機(jī)前面配置有定量打包機(jī)、金屬檢測器和重量檢測器等設(shè)備。 4.1　定量打包機(jī) 　　人工將包裝袋擺放在供袋盤上,然后抓袋器把包裝袋定位在包裝機(jī)的下料口上,電子定量秤內(nèi)放出的物料通過過渡料斗進(jìn)入包裝袋并傳送到立袋輸送機(jī)上,再由夾口整形機(jī)、折邊和縫口機(jī)完成整形、折邊和縫口,然后由倒袋機(jī)將其放倒,經(jīng)金屬檢測器、重量檢測器檢測后,在揀選機(jī)上剔除不合格產(chǎn)品并統(tǒng)計(jì)合格產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù),經(jīng)過中間運(yùn)輸皮帶后進(jìn)入碼垛過程。 4.2　金屬檢測器 　　料袋通過金屬檢測器時(shí),若料袋中不含金屬顆粒和金屬顆粒較小時(shí),該檢測器不發(fā)出任何信號,料袋被送到下一道工序;當(dāng)料袋含有金屬顆粒大于或等于2mm時(shí),金屬檢測器通過電控系統(tǒng)發(fā)出信號,該料袋在揀選機(jī)上被剔除。 4.3　重量檢測器 　　重量檢測器由光電開關(guān)Ⅰ、Ⅱ控制,當(dāng)料袋進(jìn)入該裝置時(shí),光電開關(guān)Ⅰ被料袋遮擋;當(dāng)料袋被完全載于秤體上時(shí),光電開關(guān)Ⅱ被遮擋,系統(tǒng)通過壓力傳感器開始采集數(shù)據(jù)直至復(fù)檢結(jié)束;若重量合格(測量精度10g,動態(tài)),包裝袋進(jìn)入下道工序;重量超差的包裝袋,系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號,該包裝袋進(jìn)入揀選機(jī)時(shí)將其剔除。 5　結(jié)束語 　　碼垛機(jī)的故障率極低。在糧油加工廠,碼垛機(jī)被用于粕庫堆包和油瓶箱堆包及上車等工序。碼垛機(jī)在正常運(yùn)行時(shí),進(jìn)包、轉(zhuǎn)包、排包、推包、編碼、卸包、空托盤輸入、承載托盤輸出等工序均按設(shè)定的程序進(jìn)行,并有顯示信號,操作人員僅做監(jiān)護(hù)即可。由于采用了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、雙向開啟的卸包臺及自動對中等機(jī)構(gòu),垛層編碼合理、包裝袋封口朝里,使垛形四周整齊,具有較高的碼垛質(zhì)量。碼垛機(jī)替代人力勞動,節(jié)省碼垛成本和管理成本,使倉庫堆包現(xiàn)場井然有序,改善了勞動環(huán)境,提升了企業(yè)形象。但是,碼垛機(jī)還需要不斷改進(jìn),如紙箱、包裝袋或單位級別產(chǎn)品的組織性能還需進(jìn)一步改進(jìn)。目前的配送和供給鏈越來越復(fù)雜,速度越來越快,碼垛機(jī)面臨的挑戰(zhàn)主要在產(chǎn)品處理和配送的新方法方面。