一种易拉罐垛的码垛方法及码垛系统与流程

本技术涉及工厂智能控制，具体涉及一种易拉罐垛的码垛方法及码垛系统。

背景技术：

1、随着饮料灌装生产线向高速化、自动化方向发展，灌装封口后的易拉罐通常需要在生产线末端完成整层排列、搬运和托盘码垛，以便后续仓储及运输。现有层式码垛设备多采用机械夹持、真空吸附等方式对排列完成的罐层进行整体搬运，其中真空层夹具能够通过吸盘阵列同时吸取多个罐体，适用于高速连续生产条件下的整层取放作业。

2、在实际码垛过程中，层夹具将罐层下降至托盘或层间隔板后，需要解除吸附使罐体落座。对于已经灌装的易拉罐，罐体落座时不仅受到夹具下降速度和接触冲击的影响，罐内液体还会因惯性产生晃动，使罐体出现短时横向振动。现有整层同时释放方式下，各罐体基本在同一时刻失去夹具约束，位于罐层内部的罐体能够受到周围相邻罐体限制，而边缘罐体外侧缺少相邻罐体支撑，其稳定性相对较低；对于高径比较大的罐型以及码垛位置较高、设备存在残余振动的工况，该问题更加明显，容易出现边缘罐体偏移、倾斜甚至倒罐，进而影响后续层间隔板放置和连续码垛。因此，如何在不明显降低码垛节拍的条件下提高罐层释放落座过程的稳定性，是易拉罐自动码垛设备需要解决的实际技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提出了一种易拉罐垛的码垛方法及码垛系统。

2、根据本公开一方面，提供了一种易拉罐垛的码垛方法，包括：

3、层夹具吸取排列成层的易拉罐形成罐层；所述层夹具的吸盘阵列划分为至少三个独立控制区域，沿罐层中心至边缘方向依次包括中心区、过渡区和边缘区，各区域配备独立的真空回路，各区域之间的分区边界线沿相邻罐体之间的间隙方向布置；

4、所述层夹具携带所述罐层移动至垛体上方并下降，直至罐体底部与放置面接触；

5、检测确认罐体底部与所述放置面到位接触后，按照从所述中心区至所述边缘区的顺序依次关闭各区域的真空回路，释放对应区域内的罐体；相邻两个区域的释放动作之间设置等待间隔，所述等待间隔的时长根据前一区域罐体释放落座后的振荡衰减时间确定；

6、所述中心区罐体释放后落座于所述放置面，四周与仍处于吸附状态的所述过渡区罐体侧面接触；所述过渡区罐体释放后落座于所述放置面，内侧与已稳定的所述中心区罐体侧面接触；所述边缘区罐体释放后落座于所述放置面，内侧与已稳定的所述过渡区罐体侧面接触。

7、在一种可能的实现方式中，所述层夹具携带所述罐层下降的过程分为两个阶段：第一阶段以第一速度下降至罐体底部距所述放置面为预停间距的位置；第二阶段以低于所述第一速度的第二速度继续下降，直至罐体底部与所述放置面接触。

8、在一种可能的实现方式中，所述第二速度通过试运行标定得到，具体为以目标罐型满灌状态执行单层放置试验，从预设初始速度逐步降低，每次降低预设步长，至罐体接触所述放置面后在吸盘仍保持吸附的条件下罐体无可观察到的摆动，取此时对应的速度值作为所述第二速度。

9、在一种可能的实现方式中，所述等待间隔的时长通过以下方式标定：将所述层夹具设定为仅释放单个区域的测试模式，以目标罐型满灌状态反复执行区域释放动作，通过安装在所述层夹具框架上的加速度传感器测量区域边界处罐体的横向振动加速度衰减曲线，取振动加速度峰值衰减至初始峰值的预设比例以下所需的时间作为所述等待间隔的标定值。

10、在一种可能的实现方式中，所述独立控制区域的数量根据罐体高径比确定，所述高径比为罐体高度与罐体外径的比值；设定边缘保护层数k，所述中心区覆盖罐层中央去除最外侧各k列和各k行后的区域，其余区域从内至外逐圈划分为各独立控制区域；k值通过在目标码垛速度下的试运行标定得到，标定准则为连续运行预设层数时边缘倒罐次数不超过预设阈值。

11、在一种可能的实现方式中，当所述高径比超过预设阈值时，所述边缘保护层数k取值为2，所述独立控制区域的数量为4个，沿罐层中心至边缘方向依次为中心区、内过渡区、外过渡区和边缘区；释放顺序为依次释放所述中心区、所述内过渡区、所述外过渡区和所述边缘区，每相邻两个区域之间均设置所述等待间隔。

12、在一种可能的实现方式中，当所述罐层采用相邻行沿行方向偏移半个罐径的交错排列方式时，所述分区边界线在列方向上为平行于列方向的直线，在行方向上为沿交错行间隙走向的锯齿形折线。

13、在一种可能的实现方式中，所述边缘区进一步划分为分别对应罐层矩形阵列各边的多段独立区域，各段按指定顺序依次释放；释放顺序为先释放靠近托盘挡边一侧的段，后释放无挡边一侧的段。

14、在一种可能的实现方式中，所述层夹具框架外侧安装振动传感器，在每个区域释放后实时采集振动信号；当所述振动信号的幅值在所述等待间隔结束前衰减至预设阈值以下时，提前触发下一区域的释放；当所述振动信号的幅值在所述等待间隔结束时仍高于所述预设阈值时，延长等待时间直至幅值降至所述预设阈值以下。

15、根据本公开的另一方面，提供了一种易拉罐垛的码垛系统，包括分区式层夹具、升降横移机构、到位检测装置和控制单元；

16、所述分区式层夹具用于吸取排列成层的易拉罐形成罐层；所述分区式层夹具包括吸盘阵列，所述吸盘阵列划分为至少三个独立控制区域，沿罐层中心至边缘方向依次包括中心区、过渡区和边缘区，各区域分别配置独立的真空回路，各区域之间的分区边界线沿相邻罐体之间的间隙方向布置；

17、所述升降横移机构与所述分区式层夹具连接，用于携带所述分区式层夹具及其吸取的所述罐层移动至垛体上方并下降，直至罐体底部与放置面接触；

18、所述到位检测装置用于检测所述罐体底部与所述放置面的接触状态，并在检测确认所述罐体底部与所述放置面到位接触后向所述控制单元输出到位信号；

19、所述控制单元分别与所述到位检测装置以及各区域的真空回路连接，用于在接收到所述到位信号后，按照从所述中心区至所述边缘区的顺序依次关闭各区域的真空回路，以释放对应区域内的罐体，并在相邻两个区域的释放动作之间设置等待间隔，所述等待间隔的时长根据前一区域罐体释放落座后的振荡衰减时间确定；

20、所述控制单元按照所述顺序控制各区域的真空回路，使所述中心区罐体释放后落座于所述放置面，且四周与仍处于吸附状态的所述过渡区罐体侧面接触；使所述过渡区罐体在所述中心区罐体稳定后释放并落座于所述放置面，且内侧与已稳定的所述中心区罐体侧面接触；以及使所述边缘区罐体在所述过渡区罐体稳定后释放并落座于所述放置面，且内侧与已稳定的所述过渡区罐体侧面接触。

21、本技术通过将层夹具的吸盘阵列沿罐层中心至边缘方向划分为多个独立真空控制区域，并在确认罐体底部与放置面到位接触后按照由中心向边缘的顺序逐区释放，使先释放区域的罐体在落座并趋于稳定后能够为后续释放区域提供可靠的侧向接触约束，从而改变整层同时解除吸附时边缘罐体缺少稳定支撑的状态；同时，根据前一区域罐体释放落座后的振荡衰减情况确定相邻区域之间的等待间隔，使后一区域在前一区域振动充分衰减后再释放，能够减小罐内液体晃动及夹具运动残余振动对罐体稳定性的影响。由此，在保持层式码垛结构及现有罐层排列方式基本不变的情况下，提高整层罐体尤其是边缘罐体释放落座过程的稳定性，降低偏移、倾斜及倒罐风险，并兼顾连续码垛作业的节拍要求和设备改造可实施性。

22、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。