桁架機(jī)械手碼垛技術(shù)在大米加工企業(yè)中的應(yīng)用

　　所謂的碼垛機(jī)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(shí)施儲(chǔ)存，裝卸，運(yùn)輸?shù)忍幚砦锪骰顒?dòng)的材料。作為一種新興技術(shù)在物流自動(dòng)化領(lǐng)域近幾年，機(jī)器人碼垛技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，上線碼垛機(jī)也在不斷提高，靈活性，處理速度機(jī)器人碼垛機(jī)和抓取負(fù)荷不斷提升應(yīng)用程序的吞吐量不斷擴(kuò)大。

　　近年來(lái)，在大米加工領(lǐng)域，由于能源成本急劇上升，勞動(dòng)力市場(chǎng)人員短缺，人力成本逐年上升，不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)因素給企業(yè)的包裝和倉(cāng)儲(chǔ)帶來(lái)了變化，促進(jìn)了大米加工的廣泛應(yīng)用。水稻加工企業(yè)機(jī)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(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，高利潤(rùn)時(shí)代悄然逝去。在日本、美國(guó)和泰國(guó)，大米加工企業(yè)每天的產(chǎn)量都超過(guò)500噸，其中最大的生產(chǎn)單位是5000噸/(24小時(shí))。近年來(lái)，我國(guó)的大米加工業(yè)逐步向大規(guī)模生產(chǎn)和集約經(jīng)營(yíng)方向發(fā)展。包裝和堆放在大型大米加工企業(yè)中越來(lái)越重要。技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)也是增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)的法寶之一。在中國(guó)，桁架機(jī)械手等智能產(chǎn)品的增長(zhǎng)勢(shì)頭每年保持20至25/年。社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的永恒命題。桁架機(jī)械手堆垛系統(tǒng)在大米加工行業(yè)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用和發(fā)展。

1.我國(guó)大米加工廠堆垛的現(xiàn)狀。

　　1.1我國(guó)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(jí)包裝堆積平臺(tái);輔助傳送器的；

④人工堆疊輸送帶;

⑤橋碼垛;

⑥托盤車用機(jī)器人和碼垛;

⑦自動(dòng)包裝規(guī)模包裝，密封和自動(dòng)機(jī)器人碼垛。

　　人工搬運(yùn)和碼垛是最原始、最不安全的碼垛形式，需要大量的勞動(dòng)力，而且在碼垛過(guò)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(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(shí)起，碼垛已經(jīng)從手動(dòng)移動(dòng)模式發(fā)展到旋轉(zhuǎn)模式，極大地解放了勞動(dòng)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(duì)碼垛生產(chǎn)能力提出了新的要求。為了解決這一問(wèn)題，人們采用輔助平臺(tái)進(jìn)行人工碼垛，確實(shí)解決了當(dāng)時(shí)碼垛能力的問(wèn)題，但并沒(méi)有從根本上解決碼垛能力低的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和堆垛生產(chǎn)能力需求的增加，用于帶式輸送機(jī)輔助運(yùn)輸?shù)氖謩?dòng)堆垛機(jī)和橋式堆垛機(jī)逐漸出現(xiàn)在大米加工廠。這從根本上開(kāi)啟了碼垛的新時(shí)代，機(jī)械設(shè)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(shí)，為水稻產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化、規(guī)模化和集團(tuán)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

　　隨著水稻企業(yè)的發(fā)展，水稻生產(chǎn)已成為我國(guó)的一個(gè)微利產(chǎn)業(yè)。在中國(guó)加入WTO后，中國(guó)水稻生產(chǎn)企業(yè)面臨著中國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)外水稻生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)管理和技術(shù)上具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)歷了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全面洗禮。但在世界稻米生產(chǎn)商的競(jìng)爭(zhēng)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(yíng)無(wú)疑是國(guó)內(nèi)水稻生產(chǎn)企業(yè)的必然選擇，也是水稻機(jī)械制造商必須考慮的問(wèn)題。

　　勞動(dòng)力成本，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)過(guò)熱導(dǎo)致勞動(dòng)力成本上升，而工業(yè)勞動(dòng)力成本是與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和收入相關(guān)的，過(guò)去，大量農(nóng)村廉價(jià)勞動(dòng)力涌入城市的過(guò)剩，因?yàn)槲覀兊男袠I(yè)和這個(gè)第一第二，三產(chǎn)業(yè)之間巨大的收入差距，使我國(guó)工業(yè)化，城鎮(zhèn)化，成本優(yōu)勢(shì)可以維持很長(zhǎng)一段時(shí)間，特別是在制造業(yè)方面，勞動(dòng)力成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)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(yīng)增加。現(xiàn)在，農(nóng)村地區(qū)的城市化、城市化以及國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的保護(hù)和激勵(lì)增加了農(nóng)業(yè)收入，因此農(nóng)村地區(qū)的剩余勞動(dòng)力減少了，勞動(dòng)力成本也相應(yīng)增加了。中國(guó)的勞動(dòng)力價(jià)格優(yōu)勢(shì)將在5到8年內(nèi)消失。　　

1.2桁架機(jī)械手碼垛在大米加工廠中的應(yīng)用

　　近年來(lái)，機(jī)器人碼垛技術(shù)的發(fā)展非常迅速，而且這種趨勢(shì)是今天的大型大米加工廠，規(guī)?；图瘓F(tuán)的趨勢(shì)的發(fā)展相適應(yīng)。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(chǔ)空間越來(lái)越成為，迫切需要的，所以袋碼垛機(jī)高效，運(yùn)行可靠已成為生產(chǎn)基地，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)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(jī)器人碼垛機(jī)，越來(lái)越受到廣大用戶的青睞，并迅速碼垛占領(lǐng)市場(chǎng)。　　

2.1機(jī)械手碼垛機(jī)原理

　　機(jī)械手堆放機(jī)由轉(zhuǎn)位機(jī)、編組機(jī)、托盤機(jī)械手、托盤倉(cāng)庫(kù)、托盤平臺(tái)、托盤輸送機(jī)等重要部件組成。

　　當(dāng)通過(guò)慢速停止輸送機(jī)將袋子送到旋轉(zhuǎn)機(jī)器時(shí)，根據(jù)換位的要求，旋轉(zhuǎn)機(jī)器將袋子翻轉(zhuǎn)到0°或90°。然后將袋子送入編組機(jī)，并由編組機(jī)按縱向3袋或臥式2袋對(duì)袋子進(jìn)行分組。編組袋根據(jù)5袋/層由碼垛平臺(tái)上的碼垛機(jī)械手成型、碼垛，在代碼完成后，通過(guò)堆板輸送機(jī)將其運(yùn)送到叉車的工作位置，最后用叉車運(yùn)輸至倉(cāng)庫(kù)。　　

2.2機(jī)器人碼垛機(jī)的分類

　　根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，機(jī)械手碼垛機(jī)有以下三種形式：笛卡爾式、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)式和龍門起重機(jī)式。

　　笛卡兒機(jī)器人的存放器主要由柱狀、x射線臂、y臂和握把四個(gè)部分組成，以四個(gè)自由度完成材料(包括三個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié))。堆疊。這種疊床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，車身堅(jiān)固，重量大。適用于較重材料的堆放。

　　旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機(jī)械手圍繞機(jī)身旋轉(zhuǎn)，包括腰椎關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)四個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。這種形式的碼垛機(jī)是通過(guò)教學(xué)編程的，即操作者拿著教學(xué)箱，控制機(jī)械手按照規(guī)定的動(dòng)作移動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)過(guò)程存儲(chǔ)在內(nèi)存中，在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)可以再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。這種機(jī)械式移動(dòng)電話具有種類繁多的小型移動(dòng)電話，可以同時(shí)進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)托盤，并能靈活地對(duì)應(yīng)各種產(chǎn)品生產(chǎn)線的工作。

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

2.3機(jī)械手碼垛機(jī)的特點(diǎn)

　　機(jī)械手堆放機(jī)的主要特點(diǎn)是：

　　(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，備件少。因此，維護(hù)簡(jiǎn)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(yù)留一個(gè)大倉(cāng)庫(kù)面積。

　　(3)自動(dòng)化程度高。從裝袋、車削、編碼到碼垛的全過(guò)程，都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shè)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(dòng)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(jī)械功率通常為約堆垛機(jī)26千瓦，而功率堆垛機(jī)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(shù)很簡(jiǎn)單。

　　(7)簡(jiǎn)單定位起點(diǎn)和安置點(diǎn)，教學(xué)方法簡(jiǎn)單易懂。　

2.4水稻加工廠機(jī)械手堆料機(jī)的優(yōu)點(diǎn)　　

2.4.1機(jī)械手碼垛機(jī)與人工碼垛機(jī)相比在大米加工企業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　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(yùn)成本以每年5%的速度增長(zhǎng)。水稻企業(yè)的搬運(yùn)工大多平均年齡在40歲以上，面臨著搬運(yùn)工老化的問(wèn)題。80后和90后更不愿意從事這樣高強(qiáng)度的工作。簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)，凸顯了水稻產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力的短缺。機(jī)械手碼垛技術(shù)不僅可以改善勞動(dòng)條件，節(jié)約能源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且可以降低勞動(dòng)成本。　

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

　　與高、低位置機(jī)械碼垛機(jī)相比，機(jī)械手碼垛機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、故障率低、性能可靠、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。從施工角度看，機(jī)械手碼垛機(jī)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(cāng)庫(kù)面積。從可用性的角度看，可以根據(jù)客戶產(chǎn)品的大小來(lái)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(huì)影響客戶的正常生產(chǎn)，機(jī)械碼垛機(jī)的改變是相當(dāng)麻煩的，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。在能耗方面，機(jī)械碼垛機(jī)左右功率為26 kW，機(jī)械手碼垛機(jī)功率約為5kW。大大降低了運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)，機(jī)械手碼垛機(jī)也具有操作簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單易學(xué)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，幾乎可以在現(xiàn)有的任何大米加工廠中進(jìn)行升級(jí)。　　

3.發(fā)展與展望碼垛機(jī)器人技術(shù)　　

3.1滑動(dòng)支架或方形代替支架組

　　一個(gè)古老的趨勢(shì)正在復(fù)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(jī)的改進(jìn)

　　這些新的包裝趨勢(shì)已經(jīng)導(dǎo)致許多傳統(tǒng)的自動(dòng)碼垛方法，需要重新審查和改變。此外，這也使得碼垛機(jī)更加模塊化，可以在碼垛機(jī)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(jī)來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，緩沖取代了傳統(tǒng)的輻條。墊料輸送機(jī)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(dòng)支架堆垛。它不僅為產(chǎn)品堆碼提供了一個(gè)完全平坦的表面，而且由于頭尾鏈很小，傳送帶可以非?？拷舜耍瑥亩鴮㈤g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(dá)后放慢速度，在開(kāi)始時(shí)加快速度，以及產(chǎn)品改變方向時(shí)的平穩(wěn)過(guò)渡。機(jī)械側(cè)的主要問(wèn)題是，當(dāng)氣缸使用碰撞旋轉(zhuǎn)器和止回板處于氣墊狀態(tài)時(shí)，機(jī)械轉(zhuǎn)換點(diǎn)也會(huì)改變，以使截面間的流動(dòng)順暢。

　　在旋轉(zhuǎn)袋子時(shí)需要特別小心，需要輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)或壓差旋轉(zhuǎn)。為了使堆疊層成為圖案，有必要轉(zhuǎn)動(dòng)袋子。所述袋進(jìn)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(dòng)所述包的后部使用變頻驅(qū)動(dòng)組件旋轉(zhuǎn)90度軟或差壓旋轉(zhuǎn)裝置。一個(gè)袋子的中心是反輻和驅(qū)動(dòng)比背面更快。托盤的一側(cè)由可變頻率驅(qū)動(dòng)，另一側(cè)是固定驅(qū)動(dòng)器。袋子進(jìn)入傳送帶的中間區(qū)域，其中一半由變頻驅(qū)動(dòng)支架支撐，另一半由固定速度支架支撐。如果沒(méi)有必要旋轉(zhuǎn)袋，變速驅(qū)動(dòng)器的側(cè)面將適合于恒速驅(qū)動(dòng)器，使袋的側(cè)面保持不變。如果要旋轉(zhuǎn)袋，則加速變速傳動(dòng)的這一邊緣，以使袋的一側(cè)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(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)，以滿足更高的收益率的要求。通過(guò)增加兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)齒輪，該箱可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)90°和180°的旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針，從而允許產(chǎn)品堆棧上的袋和標(biāo)簽的定位。　

4、結(jié)論

　　在大米加工企業(yè)中，堆垛機(jī)主要用于成品的儲(chǔ)存、原料的儲(chǔ)存和裝載。碼垛機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，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(shè)定程序進(jìn)行，并顯示顯示信號(hào)。操作員只能監(jiān)視。由于采用了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、雙向開(kāi)放式卸料臺(tái)和自動(dòng)中間機(jī)構(gòu)，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(lái)，機(jī)器人碼垛技術(shù)的發(fā)展非常迅速，而且這種趨勢(shì)是大米加工廠的規(guī)?；?，集團(tuán)化發(fā)展趨勢(shì)相適應(yīng)。