一种水泥包装无人值守系统的制作方法

1.本发明涉及水泥包装生产领域，具体为一种水泥包装无人值守系统。


背景技术：

2.水泥生产线是生产水泥的一系列设备组成的水泥设备生产线，主要由破碎及预均化、生料制备均化、预热分解、水泥熟料的烧成、水泥粉磨包装等过程构成。硅酸盐类水泥生产工艺在水泥生产设备中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏磨细而成。水泥行业伴随建筑业的飞速发展同样生产飞快，在提高城市建设化的同时也带来了不可忽视的环境污染问题，水泥厂对周边环境最直接的污染物就是粉尘。长期接触生产性粉尘的厂内工作人员，虽在生产活动中始终佩戴防尘面罩与其他防护用具，但防护效果微乎其微，仍然会在工作过程中吸入粉尘，随着工作时间的增加，肺部粉尘的积攒量也逐渐增加，当达到一定数量时则会引发尘肺病。
3.传统的有人生产线模式已不适用于水泥生产现场，因此需要一种水泥包装无人值守系统来避免操作人员受粉尘侵害的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水泥包装无人值守系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水泥包装无人值守系统，包括包装车间、环境监测及控制子系统、水泥装袋包装子系统，其中包装车间具有一棚架、设于棚架四周的封板，以及设于棚架前侧、后侧的入口、出口，水泥装袋包装子系统装于棚架内侧，水泥装袋包装子系统具有呈流水线设置的卸袋机械手、贴标机械手、伸缩胶带机、码袋机械手、上袋机械手、送袋机与装袋机，其中卸袋机械手、伸缩胶带机、码袋机械手、上袋机械手、送袋机与装袋机沿棚架内侧入口至出口处依次排布；所述棚架的入口处设有标定坐标点，卸袋机械手与外部卸料车承接，外部卸料车基于系统的标定坐标点并将水泥包装袋卸至棚架的入口；所述卸袋机械手具有地轨、多轴机械臂、袋体夹爪与袋体破碎检测模块，其中地轨沿棚架内侧铺装，地轨上设有可行走的多轴机械臂；所述多轴机械臂前部的执行端装有用于夹持抓运包装袋的袋体夹爪，该袋体夹爪上设有一袋体破碎检测模块，袋体破碎检测模块为ccd检测相机，袋体破碎检测模块在抓取时检测包装袋是否破损。
6.优选的，袋体夹爪为真空式负压夹爪，地轨一侧装有废袋收集装置，废袋收集装置用于将破损的包装袋收集，废袋收集装置包括安装背板、负压箱体、负压吸取结构、气缸、活动槽与活动板，安装背板竖向固定在平面上，安装背板一侧上端安装有负压箱体；所述负压箱体侧端设有吸取口，负压箱体底端设有负压口，负压箱体内设有网状挡板；所述负压吸取结构与负压箱体连接，负压吸取结构包括相接的废袋吸头与负压通道，其中负压通道与负压箱体侧端的吸取口连通；所述活动槽设置在安装背板下端面两侧，活动槽内侧设有活动
板，活动板呈l形状；所述气缸固定在安装背板下端面一侧，气缸的轴端连接活动板，活动板可在气缸启动时沿活动槽内侧移动；所述安装背板上还设有通孔，通孔与负压箱体的腔体连通；活动板上装有负压管，负压管与外部负压风机连接，负压管可在活动板沿活动槽内侧移动时与负压口对接，以使负压箱体形成负压；所述通孔底端连接有废袋导向槽，废袋导向槽可在废袋进入负压箱体后将废袋由负压箱体的腔体内导出。
7.优选的，贴标机械手与卸袋机械手承接，贴标机械手用于将nfc标签贴至未破损的包装袋上，贴标机械手一侧设有伸缩胶带机，贴标机械手在贴标完成后将包装袋抓运至伸缩胶带机，并由伸缩胶带机输送至棚架内侧的包装袋存储坐标点；所述码袋机械手设于包装袋存储坐标点一侧，码袋机械手用于将存储的袋子按预设规则堆放并转运码垛。贴标机械手包括桁架、丝杠滑台、贴标机械臂与贴标台，其中桁架支撑于棚架内，桁架中部装有一丝杠滑台；所述丝杠滑台包括丝杠滑台模组、伺服电机，其中丝杠滑台模组由伺服电机驱动，丝杠滑台模组底端安装贴标机械臂，丝杠滑台模组可带动贴标机械臂移动并进行贴标动作以及包装袋抓运；所述贴标台设于桁架正下方，贴标台一侧设有堆放nfc标签的标签盒，贴标台上端面设有负压吸附面，贴标台内设有用于向负压吸附面输送负压的气泵，贴标机械臂可将包装袋抓运至贴标台上，并吸附固定在负压吸附面，贴标机械臂将标签盒内的nfc标签抓至包装袋上并钉压固定。伸缩胶带机为伸缩式输送机，伸缩胶带机包括第一输送机组与第二输送机组，其中第一输送机组与第二输送机组呈对向设置且其端部承接，第一输送机组包括第一输送架、第二输送架、第一行走车架与第一气动抬升臂，其中第一行走车架可沿棚架内侧移动，第一行走车架上安装有第一气动抬升臂；所述第一输送架、第二输送架内侧均设有由输送电机驱动的输送胶带，第一输送架、第二输送架端部相铰，第一输送架、第二输送架底侧均设有用于支撑的滚轮支架；所述第二输送机组包括第三输送架、第四输送架、第二行走车架、第三气动抬升臂与气动翻转抬升臂，其中第二行走车架一侧安装第三气动抬升臂，该第三气动抬升臂上装有第三输送架，第三输送架可在第三气动抬升臂带动下与第二输送架呈叠合状态，第三输送架可在第二行走车架移动时通过其上的对接座与第二输送架输出端的对接块对接；所述气动翻转抬升臂安装在第二行走车架另一侧，气动翻转抬升臂上安装第四输送架，且第四输送架可在气动翻转抬升臂做翻转、抬升动作时与第三输送架输出端对接。
8.优选的，上袋机械手设于码袋机械手一侧，上袋机械手基于预设的指令定量抓取包装袋，并将其转运至送袋机上，由送袋机将包装袋套装于装袋机的各个固定卡口处，基于装袋机将水泥按定量放至包装袋内，以完成包装工序。
9.优选的，吸尘机包括吸尘头、吸尘机箱，其中吸尘头设有若干且分布于棚架内，吸尘机箱设于棚架外，吸尘机箱通过总管路连接若干分管路，每一分管路均连接至吸尘头。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
11.1、本发明无人值守系统基于卸袋机械手、贴标机械手、伸缩胶带机、码袋机械手、上袋机械手、送袋机与装袋机，具体工序如下：卸袋
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剔除不良品
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贴标—转运—按规则码垛
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上袋
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送袋
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装袋，全程不需要人工参与，有效地减少了该岗位的人员配备，提高了工作效率，也相应减少了职业健康安全问题。
12.2、本发明还集成有废袋处理装置，其能实现废袋的自动吸取，无需人工干预处理。
13.3、本发明采用叠合式伸缩胶带机，设备不使用时，能通过气缸带动胶带机呈叠合
状态，占地面接更小，能在使用时获得更大的物料传输距离。
附图说明
14.图1为本发明的结构示意图；
15.图2为本发明实施例中废袋吸取处理装置的结构示意图；
16.图3为本发明的工序流程图；
17.图4为本发明实施例中贴标机械手、伸缩胶带机的结构示意图；
18.图5为本发明实施例中贴标机械手的具体结构示意图；
19.图6为本发明实施例中伸缩胶带机的结构示意图。
20.图中：1、棚架；2、卸袋机械手；201、多轴机械臂；202、袋体夹爪；203、袋体破碎检测模块；3、贴标机械手；301、桁架；302、丝杠滑台；303、贴标机械臂；304、贴标台；305、标签盒；4、伸缩胶带机；401、第一输送架；402、第二输送架；403、第一行走车架；404、第一气动抬升臂；405、滚轮支架；406、第三输送架；407、第四输送架；408、第二行走车架；409、第三气动抬升臂；410、气动翻转抬升臂；5、码袋机械手；6、上袋机械手；7、送袋机；8、装袋机；9、湿度传感器；10、灰尘检测仪；11、吸尘机；12、安装背板；13、负压箱体；13a、吸取口；14、气缸；15、活动槽；16、活动板；17、废袋吸头；18、负压通道。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。
23.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。
24.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种水泥包装无人值守系统，包括包装车间、环境监测及控制子系统、水泥装袋包装子系统，其中包装车间具有一棚架1、设于棚架1四周的封板，以及设于棚架前侧、后侧的入口、出口，水泥装袋包装子系统装于棚架1内侧，水泥装袋包装子系统具有呈流水线设置的卸袋机械手2、贴标机械手3、伸缩胶带机4、码袋机械手5、上袋机械手6、送袋机7与装袋机8，其中卸袋机械手2、贴标机械手3、伸缩胶带机4、码袋机械手5、上袋机械手6、送袋机7与装袋机8沿棚架1内侧入口至出口处依次排布；所述棚架1的入口处设有标定坐标点，卸袋机械手2与外部卸料车承接，外部卸料车基于系统的标定坐标点并将水泥包装袋卸至棚架1的入口；所述卸袋机械手2具有地轨、多轴机械臂
201、袋体夹爪202与袋体破碎检测模块203，其中地轨沿棚架1内侧铺装，地轨上设有可行走的多轴机械臂201；所述多轴机械臂201前部的执行端装有用于夹持抓运包装袋的袋体夹爪202，该袋体夹爪202上设有一袋体破碎检测模块203，袋体破碎检测模块203为ccd检测相机，袋体破碎检测模块203在抓取时检测包装袋是否破损；袋体夹爪202为真空式负压夹爪，地轨一侧装有废袋收集装置，废袋收集装置用于将破损的包装袋收集，废袋收集装置包括安装背板12、负压箱体13、负压吸取结构、气缸14、活动槽15与活动板16，安装背板12竖向固定在平面上，安装背板12一侧上端安装有负压箱体13；所述负压箱体13侧端设有吸取口13a，负压箱体13底端设有负压口，负压箱体13内设有网状挡板；所述负压吸取结构与负压箱体13连接，负压吸取结构包括相接的废袋吸头17与负压通道18，其中负压通道18与负压箱体13侧端的吸取口13a连通；所述活动槽15设置在安装背板12下端面两侧，活动槽15内侧设有活动板16，活动板16呈l形状；所述气缸14固定在安装背板12下端面一侧，气缸14的轴端连接活动板16，活动板16可在气缸14启动时沿活动槽15内侧移动；所述安装背板12上还设有通孔，通孔与负压箱体13的腔体连通；活动板16上装有负压管，负压管与外部负压风机连接，负压管可在活动板16沿活动槽15内侧移动时与负压口对接，以使负压箱体13形成负压；所述通孔底端连接有废袋导向槽，废袋导向槽可在废袋进入负压箱体13后将废袋由负压箱体13的腔体内导出。废袋收集装置由废袋吸头17通过负压通道18连接负压箱体13上的吸取口13a，活动板16通过气缸14推动，沿着活动槽15活动，使负压管对上负压口，使负压真空箱体2形成负压，此时通过废袋吸头把废袋吸入负压箱体13内，负压箱体13内有网状挡板6，把废袋挡住，使废袋不会直接吸入负压风机内，废袋进入负压箱体2后，关闭气缸14，气缸14回位，废袋掉入废袋掉落导向槽，达到吸取废袋的目的。
25.请参阅图4-5，在本实施例中，贴标机械手3与卸袋机械手2承接，贴标机械手3用于将nfc标签贴至未破损的包装袋上，贴标机械手3一侧设有伸缩胶带机4，贴标机械手3在贴标完成后将包装袋抓运至伸缩胶带机4，并由伸缩胶带机4输送至棚架1内侧的包装袋存储坐标点。贴标机械手3包括桁架301、丝杠滑台302、贴标机械臂303与贴标台304，其中桁架301支撑于棚架1内，桁架301中部装有一丝杠滑台302；所述丝杠滑台302包括丝杠滑台模组、伺服电机，其中丝杠滑台模组由伺服电机驱动，丝杠滑台模组底端安装贴标机械臂303，丝杠滑台模组可带动贴标机械臂303移动并进行贴标动作以及包装袋抓运；所述贴标台304设于桁架301正下方，贴标台304一侧设有堆放nfc标签的标签盒305，贴标台304上端面设有负压吸附面，贴标台304内设有用于向负压吸附面输送负压的气泵，贴标机械臂303可将包装袋抓运至贴标台304上，并吸附固定在负压吸附面，贴标机械臂303将标签盒305内的nfc标签抓至包装袋上并钉压固定。
26.在本实施例中，丝杠滑台302在启动时带动贴标机械臂303移动并执行第一指令，第一指令为将卸袋机械手2的袋体抓取，并在丝杠滑台302带动下放置在贴标台304上，此时系统执行第二指令，此时贴标台304内的气泵启动，使负压吸附面产生负压，将袋体固定，接着贴标机械手3将nfc标签抓至包装袋上并钉压固定，此时袋体完成nfc标签的安装，接着贴标机械手3再将袋体抓至伸缩胶带机4处，由伸缩胶带机4进行转运。
27.请参阅图6，在本实施例中，伸缩胶带机4为伸缩式输送机，伸缩胶带机4包括第一输送机组与第二输送机组，其中第一输送机组与第二输送机组呈对向设置且其端部承接，第一输送机组包括第一输送架401、第二输送架402、第一行走车架403与第一气动抬升臂
404，其中第一行走车架403可沿棚架1内侧移动，第一行走车架403上安装有第一气动抬升臂404；所述第一输送架401、第二输送架402内侧均设有由输送电机驱动的输送胶带，第一输送架401安装在第一气动抬升臂404端部，第一输送架401、第二输送架402端部相铰，第一输送架401、第二输送架402底侧均设有用于支撑的滚轮支架405；所述第二输送机组包括第三输送架406、第四输送架407、第二行走车架408、第三气动抬升臂409与气动翻转抬升臂410，其中第二行走车架408一侧安装第三气动抬升臂409，该第三气动抬升臂409上装有第三输送架406，第三输送架406可在第三气动抬升臂409带动下与第二输送架402呈叠合状态，第三输送架406可在第二行走车架408移动时通过其上的对接座与第二输送架402输出端的对接块对接；所述气动翻转抬升臂410安装在第二行走车架408另一侧，气动翻转抬升臂410上安装第四输送架407，且第四输送架407可在气动翻转抬升臂410做翻转、抬升动作时与第三输送架406输出端对接。
28.在本实施例中，伸缩胶带机4采用第一输送机组与第二输送机组的组合设置，其中第一输送机组起到承接作用，贴标机械手3将袋体抓至第一输送架401处，此时输送胶带运转，并向第二输送架402处输送，第一输送架401采用第一气动抬升臂404进行抬升，其能根据贴标机械手3的高度进行调整，从而达到适配性更好的效果；袋体至第二输送架402末端时，此时通过移动第二行走车架408以及启动第三气动抬升臂409，使第三输送架406与第二输送架402保持对接，第三输送架406将袋体输送至第四输送架407处。
29.在本实施例中，码袋机械手5设于包装袋存储坐标点一侧，码袋机械手5用于将存储的袋子按预设规则堆放并转运码垛；上袋机械手6设于码袋机械手5一侧，上袋机械手6基于预设的指令定量抓取包装袋，并将其转运至送袋机7上，由送袋机7将包装袋套装于装袋机8的各个固定卡口处，基于装袋机8将水泥按定量放至包装袋内，以完成包装工序。
30.在本实施例中，上述无人值守系统还包括环境监测及控制子系统，环境监测及控制子系统包括控制箱、湿度传感器9、灰尘检测仪10、吸尘机11、干燥机，其中湿度传感器9、灰尘检测仪10设有若干个且其布设于棚架1内侧的流水线处，湿度传感器9、灰尘检测仪10分别检测棚架1内侧的湿度以及灰尘含量，并将其反馈至控制箱；所述控制箱与吸尘机11、干燥机连接，控制箱基于湿度以及灰尘含量反馈控制吸尘机11、干燥机启闭。
31.在本实施例中，吸尘机11包括吸尘头、吸尘机箱，其中吸尘头设有若干且分布于棚架1内，吸尘机箱设于棚架1外，吸尘机箱通过总管路连接若干分管路，每一分管路均连接至吸尘头。
32.上述具体工序如下：卸袋
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剔除不良品
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贴标—转运—按规则码垛
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上袋
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送袋
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装袋，其中卸袋过程中多轴机械臂201可基于地轨移动，并基于袋体夹爪202上的ccd检测相机将破损包装袋剔除，良品包装袋转至贴标机械手3进行贴标，贴标即贴nfc标签贴，基于nfc标签贴能实现水泥包装的状态，生产线的每一设备都具有识别读取nfc标签贴的读卡器。
33.值得注意的是：整个装置通过总控制系统对其实现控制，由于控制系统匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。