桁架機械手碼垛技術在大米加工企業(yè)中的應用

　　所謂的碼垛機是根據(jù)按照一定的圖案，以堆疊樁件材料的想法的集成單元，從而使單元化疊層實施儲存，裝卸，運輸?shù)忍幚砦锪骰顒拥牟牧?。作為一種新興技術在物流自動化領域近幾年，機器人碼垛技術獲得了空前的發(fā)展，上線碼垛機也在不斷提高，靈活性，處理速度機器人碼垛機和抓取負荷不斷提升應用程序的吞吐量不斷擴大。

　　近年來，在大米加工領域，由于能源成本急劇上升，勞動力市場人員短缺，人力成本逐年上升，不可預測的風險因素給企業(yè)的包裝和倉儲帶來了變化，促進了大米加工的廣泛應用。水稻加工企業(yè)機械手堆垛作業(yè)。

　　稻米加工業(yè)以集體化、產(chǎn)業(yè)化、大規(guī)模發(fā)展，競爭日趨激烈，高利潤時代悄然逝去。在日本、美國和泰國，大米加工企業(yè)每天的產(chǎn)量都超過500噸，其中最大的生產(chǎn)單位是5000噸/(24小時)。近年來，我國的大米加工業(yè)逐步向大規(guī)模生產(chǎn)和集約經(jīng)營方向發(fā)展。包裝和堆放在大型大米加工企業(yè)中越來越重要。技術和設備的改進也是增強競爭的法寶之一。在中國，桁架機械手等智能產(chǎn)品的增長勢頭每年保持20至25/年。社會進步和技術創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的永恒命題。桁架機械手堆垛系統(tǒng)在大米加工行業(yè)得到了越來越多的應用和發(fā)展。

1.我國大米加工廠堆垛的現(xiàn)狀。

　　1.1我國大米加工廠堆垛形式有以下的種類：

①人工處理;

②推手推車;

③人工二級包裝堆積平臺;輔助傳送器的；

④人工堆疊輸送帶;

⑤橋碼垛;

⑥托盤車用機器人和碼垛;

⑦自動包裝規(guī)模包裝，密封和自動機器人碼垛。

　　人工搬運和碼垛是最原始、最不安全的碼垛形式，需要大量的勞動力，而且在碼垛過程中容易發(fā)生安全事故，造成生產(chǎn)和生活的損失。隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，人們發(fā)明了手推車。碼垛的形式產(chǎn)生了革命性的創(chuàng)新。從那時起，碼垛已經(jīng)從手動移動模式發(fā)展到旋轉(zhuǎn)模式，極大地解放了勞動力，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。隨著米粉生產(chǎn)能力的提高，對碼垛生產(chǎn)能力提出了新的要求。為了解決這一問題，人們采用輔助平臺進行人工碼垛，確實解決了當時碼垛能力的問題，但并沒有從根本上解決碼垛能力低的問題。隨著科學技術的進步和堆垛生產(chǎn)能力需求的增加，用于帶式輸送機輔助運輸?shù)氖謩佣讯鈾C和橋式堆垛機逐漸出現(xiàn)在大米加工廠。這從根本上開啟了碼垛的新時代，機械設備取代了部分人力，從而大大提高了碼垛的速度和能力。同時，為水稻產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；⒁?guī)?；图瘓F化生產(chǎn)奠定了基礎。

　　隨著水稻企業(yè)的發(fā)展，水稻生產(chǎn)已成為我國的一個微利產(chǎn)業(yè)。在中國加入WTO后，中國水稻生產(chǎn)企業(yè)面臨著中國的國際競爭，國外水稻生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)管理和技術上具有豐富的經(jīng)驗，經(jīng)歷了市場競爭的全面洗禮。但在世界稻米生產(chǎn)商的競爭中仍然存在許多差距。大型生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的經(jīng)營無疑是國內(nèi)水稻生產(chǎn)企業(yè)的必然選擇，也是水稻機械制造商必須考慮的問題。

　　勞動力成本，中國的經(jīng)濟過熱導致勞動力成本上升，而工業(yè)勞動力成本是與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和收入相關的，過去，大量農(nóng)村廉價勞動力涌入城市的過剩，因為我們的行業(yè)和這個第一第二，三產(chǎn)業(yè)之間巨大的收入差距，使我國工業(yè)化，城鎮(zhèn)化，成本優(yōu)勢可以維持很長一段時間，特別是在制造業(yè)方面，勞動力成本遠遠低于發(fā)達國家。農(nóng)業(yè)結構調(diào)整后，農(nóng)業(yè)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)質(zhì)量高、附加值高、有利于出口的產(chǎn)品，農(nóng)民收入相應增加。現(xiàn)在，農(nóng)村地區(qū)的城市化、城市化以及國家對農(nóng)業(yè)發(fā)展的保護和激勵增加了農(nóng)業(yè)收入，因此農(nóng)村地區(qū)的剩余勞動力減少了，勞動力成本也相應增加了。中國的勞動力價格優(yōu)勢將在5到8年內(nèi)消失。　　

1.2桁架機械手碼垛在大米加工廠中的應用

　　近年來，機器人碼垛技術的發(fā)展非常迅速，而且這種趨勢是今天的大型大米加工廠，規(guī)?；图瘓F的趨勢的發(fā)展相適應。材料打包成袋后定量，如何有效地高速包，規(guī)則碼成一堆，大批量的生產(chǎn)，以滿足合理使用的存儲空間越來越成為，迫切需要的，所以袋碼垛機高效，運行可靠已成為生產(chǎn)基地，以保證系統(tǒng)正常運行。在其工作的靈活，占地面積小，能夠處理各種材料和碼垛多種材料堆疊能力的機器人碼垛機，越來越受到廣大用戶的青睞，并迅速碼垛占領市場。　　

2.1機械手碼垛機原理

　　機械手堆放機由轉(zhuǎn)位機、編組機、托盤機械手、托盤倉庫、托盤平臺、托盤輸送機等重要部件組成。

　　當通過慢速停止輸送機將袋子送到旋轉(zhuǎn)機器時，根據(jù)換位的要求，旋轉(zhuǎn)機器將袋子翻轉(zhuǎn)到0°或90°。然后將袋子送入編組機，并由編組機按縱向3袋或臥式2袋對袋子進行分組。編組袋根據(jù)5袋/層由碼垛平臺上的碼垛機械手成型、碼垛，在代碼完成后，通過堆板輸送機將其運送到叉車的工作位置，最后用叉車運輸至倉庫。　　

2.2機器人碼垛機的分類

　　根據(jù)機械結構的不同，機械手碼垛機有以下三種形式：笛卡爾式、旋轉(zhuǎn)關節(jié)式和龍門起重機式。

　　笛卡兒機器人的存放器主要由柱狀、x射線臂、y臂和握把四個部分組成，以四個自由度完成材料(包括三個移動關節(jié)和一個旋轉(zhuǎn)關節(jié))。堆疊。這種疊床結構簡單，車身堅固，重量大。適用于較重材料的堆放。

　　旋轉(zhuǎn)關節(jié)機械手圍繞機身旋轉(zhuǎn)，包括腰椎關節(jié)、肩關節(jié)、肘關節(jié)和腕關節(jié)四個旋轉(zhuǎn)關節(jié)。這種形式的碼垛機是通過教學編程的，即操作者拿著教學箱，控制機械手按照規(guī)定的動作移動，將運動過程存儲在內(nèi)存中，在自動運行時可以再現(xiàn)運動過程。這種機械式移動電話具有種類繁多的小型移動電話，可以同時進行一個或多個托盤，并能靈活地對應各種產(chǎn)品生產(chǎn)線的工作。

　　由安裝在門式起重機架臺車架形成龍機器人碼垛，碼垛機具有大的工作范圍內(nèi)，能夠抓取較重的物質(zhì)上的機器人臂。　　

2.3機械手碼垛機的特點

　　機械手堆放機的主要特點是：

　　(1)結構簡單，備件少。因此，維護簡單，性能可靠。

　　(2)更小的面積。工廠布局，有利于客戶的生產(chǎn)線，并預留一個大倉庫面積。

　　(3)自動化程度高。從裝袋、車削、編碼到碼垛的全過程，都可以實現(xiàn)自動化、連續(xù)化的操作。

　　(4)操作穩(wěn)定可靠。采用低慣性、高功率操作方式，操作穩(wěn)定可靠，性能良好，可提高設備部件的使用壽命。控制系統(tǒng)的主要部件和敏感部件使用日本的歐姆龍和富士產(chǎn)品，氣動系統(tǒng)的主要部件使用日本的smc產(chǎn)品。

　　(5)低的能量消耗。機械功率通常為約堆垛機26千瓦，而功率堆垛機器人為約5千瓦。

　　(6)所有的控制都可以在控制柜的屏幕上操作。手術很簡單。

　　(7)簡單定位起點和安置點，教學方法簡單易懂。　

2.4水稻加工廠機械手堆料機的優(yōu)點　　

2.4.1機械手碼垛機與人工碼垛機相比在大米加工企業(yè)的應用優(yōu)勢

　　目前，大米加工企業(yè)碼垛人工的現(xiàn)狀是人工成本較高，人工搬運成本以每年5%的速度增長。水稻企業(yè)的搬運工大多平均年齡在40歲以上，面臨著搬運工老化的問題。80后和90后更不愿意從事這樣高強度的工作。簡單重復的勞動，凸顯了水稻產(chǎn)業(yè)勞動力的短缺。機械手碼垛技術不僅可以改善勞動條件，節(jié)約能源，提高勞動生產(chǎn)率，而且可以降低勞動成本。　

2.4.2水稻加工企業(yè)機械手堆填區(qū)優(yōu)于機械手堆填區(qū)的優(yōu)點

　　與高、低位置機械碼垛機相比，機械手碼垛機具有結構簡單、零件少、故障率低、性能可靠、維修簡單等優(yōu)點。從施工角度看，機械手碼垛機占地較少，有利于客戶廠房生產(chǎn)線的布置，可留出較大的倉庫面積。從可用性的角度看，可以根據(jù)客戶產(chǎn)品的大小來改變托盤的尺寸、體積、形狀和尺寸，只需在觸摸屏上稍加修改即可，不會影響客戶的正常生產(chǎn)，機械碼垛機的改變是相當麻煩的，甚至是不可能實現(xiàn)的。在能耗方面，機械碼垛機左右功率為26 kW，機械手碼垛機功率約為5kW。大大降低了運營成本。同時，機械手碼垛機也具有操作簡單、操作簡單易學、安裝方便等優(yōu)點，幾乎可以在現(xiàn)有的任何大米加工廠中進行升級。　　

3.發(fā)展與展望碼垛機器人技術　　

3.1滑動支架或方形代替支架組

　　一個古老的趨勢正在復蘇：使用滑塊托盤或立方體托盤代替托盤作為傳統(tǒng)的堆疊方法。這也節(jié)省了支持板的成本。

3. 2 碼垛機的改進

　　這些新的包裝趨勢已經(jīng)導致許多傳統(tǒng)的自動碼垛方法，需要重新審查和改變。此外，這也使得碼垛機更加模塊化，可以在碼垛機上添加一系列模塊，以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。　　

3.3代替收斂塑料傳送帶的

　　Intralox和其他制造商率先使用塑料帶或“緩沖”輸送機來應對這些挑戰(zhàn)，緩沖取代了傳統(tǒng)的輻條。墊料輸送機作為堆垛的輸送面，也適用于產(chǎn)品立方體堆垛或僅用滑動支架堆垛。它不僅為產(chǎn)品堆碼提供了一個完全平坦的表面，而且由于頭尾鏈很小，傳送帶可以非?？拷舜?，從而將間隙縮小到最小。　

3.4輕柔的處理理念

　　核心概念包括在產(chǎn)品到達后放慢速度，在開始時加快速度，以及產(chǎn)品改變方向時的平穩(wěn)過渡。機械側的主要問題是，當氣缸使用碰撞旋轉(zhuǎn)器和止回板處于氣墊狀態(tài)時，機械轉(zhuǎn)換點也會改變，以使截面間的流動順暢。

　　在旋轉(zhuǎn)袋子時需要特別小心，需要輕輕轉(zhuǎn)動或壓差旋轉(zhuǎn)。為了使堆疊層成為圖案，有必要轉(zhuǎn)動袋子。所述袋進入延伸到袋轉(zhuǎn)移路徑的塊，所述包的角與板相接觸，且所述包的背面推動所述包的后部使用變頻驅(qū)動組件旋轉(zhuǎn)90度軟或差壓旋轉(zhuǎn)裝置。一個袋子的中心是反輻和驅(qū)動比背面更快。托盤的一側由可變頻率驅(qū)動，另一側是固定驅(qū)動器。袋子進入傳送帶的中間區(qū)域，其中一半由變頻驅(qū)動支架支撐，另一半由固定速度支架支撐。如果沒有必要旋轉(zhuǎn)袋，變速驅(qū)動器的側面將適合于恒速驅(qū)動器，使袋的側面保持不變。如果要旋轉(zhuǎn)袋，則加速變速傳動的這一邊緣，以使袋的一側繞支架的較快速度旋轉(zhuǎn)。盒子旋轉(zhuǎn)90度。在此之后，雙方的速度再次保持，袋的方向保持不變。

　　更先進的技術設計，以滿足更高的收益率的要求。通過增加兩側的驅(qū)動齒輪，該箱可順時針旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)90°和180°的旋轉(zhuǎn)逆時針，從而允許產(chǎn)品堆棧上的袋和標簽的定位。　

4、結論

　　在大米加工企業(yè)中，堆垛機主要用于成品的儲存、原料的儲存和裝載。碼垛機正常運行時，裝載、分包、包裝、推送、編碼、卸料、空托盤輸入、裝載托盤輸出等工序均按設定程序進行，并顯示顯示信號。操作員只能監(jiān)視。由于采用了旋轉(zhuǎn)機構、雙向開放式卸料臺和自動中間機構，使堆垛層編碼合理，包裝袋向內(nèi)密封，使堆垛形狀整齊，堆垛質(zhì)量高。

　　近年來，機器人碼垛技術的發(fā)展非常迅速，而且這種趨勢是大米加工廠的規(guī)?；?，集團化發(fā)展趨勢相適應。