一種基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)，屬于瓷磚生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，對著社會對瓷磚需求量的日益增大，生產(chǎn)量也迅速增加。在現(xiàn)有技術(shù)中，瓷磚從窯爐燒結(jié)之后進(jìn)入包裝線，在包裝線內(nèi)多片瓷磚被裝入包裝盒內(nèi)，在進(jìn)行捆綁、打包等步驟之后從包裝線的末端送出。包裝好的瓷磚由包裝線送出之后由人工將瓷磚進(jìn)行搬運和碼放。同時，在進(jìn)行瓷磚的生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)工藝的問題往往會燒制出不同等級的產(chǎn)品，因此在包裝過程中會將不用等級的產(chǎn)品進(jìn)行分類包裝，從而便于瓷磚的存放以及以不同的價格將不同等級的產(chǎn)品進(jìn)行出售。

如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，往往需要人工將包裝好的瓷磚進(jìn)行搬運和碼放，由于瓷磚本身的重量較重，因此人工在進(jìn)行搬運和碼放時會浪費大量的人力和物力，效率極為低下。由于瓷磚為易碎產(chǎn)品，因此在搬運的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)磕碰的現(xiàn)象，造成產(chǎn)品損壞而無法售出，因此在一定程度上也增加了生產(chǎn)成本。同時由上述可知，在瓷磚燒制的過程中會燒制出不同等級的產(chǎn)品，因此為避免混亂，需要在碼放時將不同等級的瓷磚分類碼放，因此進(jìn)一步增加了人工搬運的勞動強度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對不同等級瓷磚進(jìn)行自動夾取、并進(jìn)行分離轉(zhuǎn)移和碼放，避免了人力物力的大量浪費，提高了勞動效率同時保證了產(chǎn)品完好的基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)，其特征在于：包括如下步驟

步驟1001，初始化，并執(zhí)行復(fù)位子程序，

系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化之后，準(zhǔn)備進(jìn)行瓷磚的抓取；

步驟1002，機械手行至工作位，

機械手由原始位置移動至工作位；

步驟1003，瓷磚翻轉(zhuǎn)工位內(nèi)是否存有瓷磚，

下位機判斷瓷磚翻轉(zhuǎn)工位內(nèi)是否放置有瓷磚，如果放置有瓷磚，執(zhí)行步驟1007，如果瓷磚翻轉(zhuǎn)工位內(nèi)沒有瓷磚，執(zhí)行步驟1004；

步驟1004，判斷是否存在空置的瓷磚碼放工位，

下位機根據(jù)設(shè)置在棧板檢測模塊判斷是否存在未放置棧板的瓷磚碼放工位，如果存在未放置棧板的瓷磚碼放工位，執(zhí)行步驟1005，如果不存在未放置棧板的瓷磚碼放工位，返回執(zhí)行步驟1003；

步驟1005，判斷棧板存放工位內(nèi)是否有棧板，

下位機判斷棧板存放工位內(nèi)是否存留有棧板，如果存留有棧板，執(zhí)行步驟1006，如果棧板存放工位內(nèi)沒有棧板，執(zhí)行步驟1011；

步驟1006，抓取棧板，

下位機控制機械手從棧板存放工位內(nèi)抓取一個棧板并放入空置的瓷磚碼放工位內(nèi)；

步驟1007，確定瓷磚等級，

上位機對每包瓷磚的等級進(jìn)行確定，并將每包待碼放的瓷磚的等級送至下位機；

步驟1008，瓷磚碼放工位內(nèi)是否裝滿瓷磚，

下位機根據(jù)棧板檢測模塊判斷與該包瓷磚的瓷磚等級對應(yīng)的瓷磚碼放工位內(nèi)的棧板上是否已裝滿瓷磚，如果已經(jīng)裝滿瓷磚，執(zhí)行步驟1009，如果尚未裝滿瓷磚，執(zhí)行步驟1015；

步驟1009，判斷是否存在閑置的瓷磚碼放工位，

下位機根據(jù)棧板檢測模塊判斷所有的瓷磚碼放工位內(nèi)是否存在有閑置的瓷磚碼放工位，如果存在有閑置的瓷磚碼放工位，執(zhí)行步驟1014，如果不存在有限制的瓷磚碼放工位，執(zhí)行步驟1010；

步驟1010，判斷是否存在空置的瓷磚碼放工位，

下位機根據(jù)設(shè)置在棧板檢測模塊判斷是否存在未放置棧板的瓷磚碼放工位，如果存在未放置棧板的瓷磚碼放工位，執(zhí)行步驟1012，如果不存在未放置棧板的瓷磚碼放工位，返回執(zhí)行步驟1011；

步驟1011，報警，

下位機控制報警系統(tǒng)進(jìn)行報警，由人工進(jìn)行處理；

步驟1012，判斷棧板存放工位內(nèi)是否有棧板，

下位機判斷棧板存放工位內(nèi)是否存留有棧板，如果存留有棧板，執(zhí)行步驟1013，如果棧板存放工位內(nèi)沒有棧板，執(zhí)行步驟1010；

步驟1013，抓取棧板，

下位機控制機械手從棧板存放工位內(nèi)抓取一個棧板并放入空置的瓷磚碼放工位內(nèi)；

步驟1014，定義瓷磚碼放工位的瓷磚等級，

下位機將該瓷磚碼放工位臨時定義為步驟1007中瓷磚等級所對應(yīng)的瓷磚碼放工位；

步驟1015，抓取、放置瓷磚，

下位機控制機械手按照瓷磚轉(zhuǎn)移子程序和瓷磚放置子程序?qū)⒋纱u由瓷磚翻轉(zhuǎn)工位放置到對應(yīng)等級的瓷磚碼放工位內(nèi)的棧板上，然后返回步驟1002。

優(yōu)選的，步驟1015中所述的瓷磚轉(zhuǎn)移子程序，包括如下步驟：

步驟2001，計算得到機械手的移動總距離a；

控制單元根據(jù)機械手的移動起點和移動終點計算得到確定機械手在X軸和Y軸所在平面上的移動總距離a；

步驟2002，將移動距離a分為若干移動區(qū)段：區(qū)段a₁……區(qū)段a_n；

控制單元按照距離分段原則自機械手的移動起點開始將機械手的移動總距離a分為若干移動區(qū)段：區(qū)段a₁……區(qū)段a_n；

步驟2003，以第一速度移動；

機械手自起點開始以第一速度在區(qū)段a₁內(nèi)移動；

步驟2004，機械手是否進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂；

控制單元判斷機械手是否已經(jīng)進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂，如果進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂，執(zhí)行步驟2005，否則返回執(zhí)行步驟2003；

步驟2005，以第二速度運行；

控制單元控制機械手在區(qū)段a₂內(nèi)以低于第一速度的第二速度移動；

步驟2006，判斷機械手是否進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n；

控制單元判斷機械手是否已經(jīng)進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n，如果進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n，執(zhí)行步驟2008，否則執(zhí)行步驟2007；

步驟2007，以第N-1速度運行；

控制單元控制機械手第N-1速度移動；

步驟2008，以第N速度移動；

控制單元控制機械手在區(qū)段a_n內(nèi)以低于第N-1速度的第N速度移動，當(dāng)移動至移動終點后停止移動。

優(yōu)選的，步驟2002中所述的距離分段原則為：在機械手的整個移動距離a中確定一個減速點作為區(qū)段a₂的起始點，減速點與機械手的移動起點之間為區(qū)段a₁，減速點與機械手的移動終點之間的距離平分后形成區(qū)段a₂~區(qū)段a_n。

優(yōu)選的，步驟1015中所述的瓷磚轉(zhuǎn)移子程序，包括如下步驟：

步驟3001，確定下落高度；

控制單元根據(jù)棧板表面的高度以及瓷磚底部的高度確定機械手的下落距離；

步驟3002，瓷磚是否需要旋轉(zhuǎn)；

控制單元判斷該包瓷磚在下落前是否需要旋轉(zhuǎn)，如果需要旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟3003，如果不需要旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟3004；

步驟3003，機械手旋轉(zhuǎn)；

控制單元根據(jù)該包瓷磚在棧板上的預(yù)設(shè)位置確定瓷磚需要旋轉(zhuǎn)的角度，并驅(qū)動機械手轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度；

步驟3004，機械手下落；

控制單元控制機械手下落，使瓷磚的底面緊貼棧板上表面，完成瓷磚的放置；

步驟3005，機械手回位；

機械手松開瓷磚，然后復(fù)位繼續(xù)下一包瓷磚的抓取和轉(zhuǎn)移。

一種基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)，其特征在于：包括由護(hù)欄圍成的碼放作業(yè)區(qū)，在碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)設(shè)置有存放棧板的棧板存放工位和至少一個瓷磚碼放工位，在碼放作業(yè)區(qū)的后端設(shè)置有用于運送瓷磚的傳送裝置，在碼放作業(yè)區(qū)的上方設(shè)置有機械手，用于將棧板存放工位內(nèi)的棧板放入瓷磚碼放工位，并將傳送裝置上的瓷磚轉(zhuǎn)移到瓷磚碼放工位內(nèi)的棧板上，在碼放作業(yè)區(qū)外部設(shè)置有控制柜，控制柜內(nèi)設(shè)置有控制單元。

優(yōu)選的，所述的控制單元包括上位機、與上位機雙向連接的下位機，在下位機的輸出端口上連接有驅(qū)動機械手動作的變頻控制模塊；

在下位機的輸入端口上連接有用于判斷所述的瓷磚碼放工位內(nèi)是否放置有棧板的棧板檢測模塊、用于判斷所述的傳送裝置末端是否存在有瓷磚的瓷磚檢測模塊以及用于對機械手的移動進(jìn)行限位的限位模塊。

優(yōu)選的，所述的棧板檢測模塊為設(shè)置在所述瓷磚碼放工位底部的光電開關(guān)；所述的瓷磚檢測模塊為設(shè)置在所述傳送裝置末端的光電開關(guān)。

優(yōu)選的，在所述的下位機的輸入端口上還設(shè)置有安全光柵，安全光柵設(shè)置在碼放作業(yè)區(qū)前端的開口處兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述的變頻控制模塊包括四臺變頻器以及與變頻器一一對應(yīng)的四臺變頻電機，四臺變頻電機分別用于實現(xiàn)機械手在X軸、Y軸、Z軸方向的直線運動以及機械手繞其自身旋轉(zhuǎn)的W軸方向的旋轉(zhuǎn)運動，四臺變頻電機上均安裝有編碼器與下位機連接的編碼器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：

1、通過本基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)，實現(xiàn)了瓷磚碼放工位中棧板的自動放置以及瓷磚由包裝線末端的傳送裝置至瓷磚碼放工位中棧板的自動夾取、移動以及放置，避免了人力物力的大量浪費，大大提高了勞動效率同時避免了人工搬運時對產(chǎn)品磕碰的可能，保證了產(chǎn)品的品質(zhì)。

2、通過在瓷磚碼放工位內(nèi)放置對其內(nèi)部是否有棧板進(jìn)行檢測的棧板檢測模塊，可以有效防止放置瓷磚時因瓷磚碼放工位內(nèi)未放置棧板而造成的瓷磚損壞。

3、通過在傳送裝置的末端設(shè)置瓷磚檢測模塊，當(dāng)傳送裝置處運送瓷磚后，控制單元可以立刻檢測到，因此避免了瓷磚在傳送裝置處的滯留。

4、在碼放作業(yè)區(qū)的前端開口處的兩端設(shè)置有一組安全光柵，安全光柵在碼放作業(yè)區(qū)的前端開口處形成一道光柵線，在作業(yè)時如果工作人員誤闖入碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)之后，碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)立即停止作業(yè)，有效避免了發(fā)生危險。

5、在本轉(zhuǎn)移碼放方法中，通過瓷磚轉(zhuǎn)移子程序，將機械手的移動距離分為若干區(qū)段：區(qū)段a₁……區(qū)段a_n，并且從區(qū)段a₁開始以速度遞減的形式使機械手以不同的速度運行，因此在機械手移動初期其移動的速度較快，因此保證了機械手整體運行速度，提高了系統(tǒng)的運行效率，由于機械手本身以及其夾取的瓷磚的總重量較重，因此在機械手移動的末期以低速運行，降低了機械手3以及瓷磚本身重量所帶來的慣性，因此提高了定位的精準(zhǔn)性和系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)俯視圖。

圖2為基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)控制單元原理方框圖。

圖3為機械手的主視示意圖。

圖4為機械手的俯視示意圖。

圖5為機械手驅(qū)動機構(gòu)的立體示意圖。

圖6為基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)流程圖。

圖7為基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)瓷磚轉(zhuǎn)移子程序流程圖。

圖8為基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)瓷磚放置子程序流程圖。

圖9為基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)瓷磚放置子程序流程圖。

其中：1、傳送裝置 2、瓷磚翻轉(zhuǎn)工位 3、機械手 301、棧板夾緊導(dǎo)向板 302、手指安裝板 303、夾板限位光電開關(guān) 304、抓取機構(gòu)主體 305、手指導(dǎo)向軸承 306、棧板抓取手指 307、瓷磚夾板 308、夾板安裝板 309、夾板開合氣缸 310、棧板抓取氣缸 311、夾板開合齒輪 312、夾板開合齒條 313、瓷磚感應(yīng)器 314、棧板抓取齒輪 315、棧板抓取齒條 4、瓷磚碼放工位 5、護(hù)欄 6、棧板檢測開關(guān) 7、安全光柵 8、棧板 9、棧板存放工位。

具體實施方式

圖1~9是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~9對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)（以下簡稱轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)），包括由護(hù)欄5圍成的一個矩形區(qū)域，在該矩形區(qū)域內(nèi)部為瓷磚的碼放作業(yè)區(qū)，矩形區(qū)域一端為開口端，并將該開口端設(shè)為碼放作業(yè)區(qū)的前端，通過在碼放作業(yè)區(qū)的前端設(shè)置開口，方便運輸工具進(jìn)入碼放作業(yè)區(qū)的內(nèi)部并將完成碼放的瓷磚運出。

在碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)部設(shè)置有一個存放有若干棧板8的棧板存放工位9和多個瓷磚碼放工位4，在碼放作業(yè)區(qū)的上方架設(shè)有一只機械手3，在碼放作業(yè)區(qū)的后方為瓷磚包裝線的傳送裝置1，機械手3將傳送裝置1送至的瓷磚由傳送裝置1轉(zhuǎn)移至棧板存放工位9內(nèi)進(jìn)行碼放，傳送裝置1的末端從護(hù)欄5的外部延伸至護(hù)欄5內(nèi)部中多個瓷磚碼放工位4的中間位置，機械手3位于傳送裝置1末端的上方，傳送裝置1的末端為瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2，用于將在傳送裝置1上水平放置的瓷磚進(jìn)行翻轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直放置，以便于機械手3的夾取。在本轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)內(nèi)，將矩形的碼放作業(yè)區(qū)的長邊方向作為機械手3移動時的X軸方向，將碼放作業(yè)區(qū)的短邊方向作為機械手3移動時的Y軸方向，將機械手3在碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)上下移動的方向作為機械手3移動的Z軸方向，機械手3同時可實現(xiàn)繞其自身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)（W軸）的運動。

在碼放作業(yè)區(qū)的前端開口處的兩端設(shè)置有一組安全光柵7，安全光柵7在碼放作業(yè)區(qū)的前端開口處形成一道光柵線，在作業(yè)時如果工作人員誤闖入碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)之后，碼放作業(yè)區(qū)內(nèi)立即停止作業(yè)，有效避免了發(fā)生危險。在瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2的底部設(shè)置有光電開關(guān)，用于檢測在瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)是否留有未轉(zhuǎn)移的瓷磚，在瓷磚碼放工位4的底部設(shè)置有棧板檢測開關(guān)6，用于檢測在瓷磚碼放工位4內(nèi)部是否放置有棧板8。在碼放作業(yè)區(qū)的外部設(shè)置有本轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)的控制柜（圖中未畫出），在控制柜內(nèi)設(shè)置有用于對本轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行控制的控制單元。

如圖2所示，本轉(zhuǎn)移碼放系統(tǒng)的控制單元包括：上位機、下位機以及變頻器，上位機由安裝在控制柜柜門上的觸摸屏實現(xiàn)，下位機由安裝在控制柜內(nèi)的PLC實現(xiàn)，上位機和下位機之間雙向連接。下位機同時控制四臺變頻器，每一臺變頻器對應(yīng)一臺變頻電機，四臺變頻電機分別對應(yīng)機械手3的X軸、Y軸、Z軸以及W軸方向的動作，每一臺變頻電機上均對應(yīng)安裝有編碼器，編碼器的輸出端連接到下位機的信號輸入端。

在下位機的信號輸入端上還分別連接有接近開關(guān)、限位開關(guān)、光柵模塊、瓷磚檢測開關(guān)以及棧板檢測模塊，其中瓷磚檢測模塊為上述的安裝在瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2底部的光電開關(guān)，用于檢測在瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)是否留有未轉(zhuǎn)移的瓷磚；棧板檢測模塊為上述的安裝在瓷磚碼放工位4底部的棧板檢測開關(guān)6，用于檢測在瓷磚碼放工位4內(nèi)部是否放置有棧板8；光柵模塊為設(shè)置在碼放作業(yè)區(qū)的前端開口處的安全光柵7，當(dāng)安全光柵7被遮擋后，下位機控制機械手3停止動作。接近開關(guān)以及限位開關(guān)分別為對機械手3在X軸、Y軸方向上移動時進(jìn)行位置檢測的開關(guān)，用于防止機械手3在移動過程中移動失控。

如圖3~4所示：機械手3包括棧板抓取機構(gòu)以及瓷磚抓取機構(gòu)。棧板抓取機構(gòu)和瓷磚抓取機構(gòu)均安裝在抓取機構(gòu)主體304上，抓取機構(gòu)主體304為長方體殼體。w軸對應(yīng)的變頻電機的輸出鏈輪與抓取機構(gòu)主體304的中部固定連接，并帶動機械手3同步轉(zhuǎn)動。

棧板抓取機構(gòu)包括棧板抓取手指306以及推動棧板抓取手指306伸開與夾緊的手指動力單元。棧板抓取手指306為V形，且棧板抓取手指306的一端與手指動力單元相連，另一端設(shè)有用于對抓取的棧板8進(jìn)行阻擋的擋板，避免在抓取過程中棧板滑落，從而造成危險。棧板抓取手指306有四個，分別設(shè)置在抓取機構(gòu)主體304的四個角上。棧板抓取手指306安裝在手指安裝板302上，手指安裝板302與手指動力單元固定連接。

抓取機構(gòu)主體304上設(shè)有棧板夾緊導(dǎo)向板301，棧板夾緊導(dǎo)向板301與棧板抓取手指306一一對應(yīng)，棧板夾緊導(dǎo)向板301固定在抓取機構(gòu)主體304的側(cè)面上。棧板夾緊導(dǎo)向板301的自由端為由下至上逐漸內(nèi)凹弧形。棧板抓取手指306鉸接在手指安裝板302上，且棧板抓取手指306與手指安裝板302之間設(shè)有扭簧，從而使棧板抓取手指306在脫離棧板夾緊導(dǎo)向板301時處于張開狀態(tài)。棧板抓取手指306上轉(zhuǎn)動安裝有手指導(dǎo)向軸承305，手指導(dǎo)向軸承305設(shè)置在鉸接點與棧板夾緊導(dǎo)向板301之間。手指動力單元推動棧板抓取手指306分別向左右兩側(cè)運動，從而使棧板抓取手指306脫離棧板夾緊導(dǎo)向板301，棧板抓取手指306在扭簧和棧板抓取手指306重力的作用下處于張開狀態(tài)；手指動力單元帶動棧板抓取手指306由兩側(cè)向中間運動，使手指導(dǎo)向軸承305進(jìn)入棧板夾緊導(dǎo)向板301的自由端，棧板夾緊導(dǎo)向板301對棧板抓取手指306進(jìn)行導(dǎo)向，從而完成對棧板的抓取夾緊。

瓷磚抓取機構(gòu)包括瓷磚夾板307以及推動瓷磚夾板307軸向移動的夾板動力單元。瓷磚夾板307的上端安裝在夾板安裝板308上，另一端為自由端。夾板動力單元與夾板安裝板308相連，并推動夾板安裝板308水平移動，從而實現(xiàn)瓷磚的夾緊和松開。瓷磚夾板307與瓷磚接觸的一側(cè)設(shè)有橡膠，一方面用于增大與瓷磚的摩擦，另一方面能夠產(chǎn)生緩沖作用，避免與瓷磚發(fā)生碰撞，從而損壞瓷磚。瓷磚夾板307的下端向中部傾斜，從而能夠更好的夾緊瓷磚。

當(dāng)沿厚度方向抓取瓷磚時，瓷磚夾板307可以安裝在夾板安裝板308靠近抓取機構(gòu)主體304中部的一端，當(dāng)沿寬度或長度方向抓取瓷磚時，瓷磚夾板307安裝在夾板安裝板308靠近抓取機構(gòu)主體304外側(cè)的一端。用于相互配合夾緊瓷磚的兩塊瓷磚夾板307為一對，瓷磚夾板307有兩對，夾板安裝板308與瓷磚夾板307一一對應(yīng)。

在抓取機構(gòu)主體304的上方設(shè)有瓷磚抓取限位單元。瓷磚抓取限位單元為夾板限位光電開關(guān)303，每一對夾板限位光電開關(guān)303有兩個，兩個夾板限位光電開關(guān)303分別用于檢測夾板動力單元的起始位置和終止位置，從而完成限位。夾板限位光電開關(guān)303有兩對，分別對驅(qū)動兩對瓷磚夾板307運動的夾板動力單元進(jìn)行限位。

本機械手3既能夠完成對棧板8的抓取，又能夠?qū)崿F(xiàn)對瓷磚的抓取，自動化程度高，而且棧板8放置的精度高，在碼垛時不會使瓷磚傾斜，使用方便。

如圖5所示：手指動力單元與手指安裝板302之間設(shè)有棧板傳動機構(gòu)。手指動力單元為棧板抓取氣缸310，棧板抓取氣缸310有一個，且安裝在抓取機構(gòu)主體304的中部，棧板抓取氣缸310的活塞桿與棧板傳動機構(gòu)相連，手指安裝板302與棧板傳動機構(gòu)相連。

棧板傳動機構(gòu)包括棧板抓取齒輪314以及棧板抓取齒條315。棧板抓取齒輪314轉(zhuǎn)動安裝在抓取機構(gòu)主體304內(nèi)，且棧板抓取齒輪314的軸線豎直設(shè)置。棧板抓取齒條315有兩個，對稱設(shè)置在棧板抓取齒輪314的兩側(cè)，且兩個棧板抓取齒條315的一端伸出抓取機構(gòu)主體304并與手指安裝板302固定連接。棧板抓取氣缸310與一個棧板抓取齒條315固定連接，并推動該棧板抓取齒條315軸向移動，該棧板抓取齒條315通過棧板抓取齒輪314帶動另一個棧板抓取齒條315向相反的方向運動，從而兩側(cè)棧板抓取手指306的同步開合。

棧板抓取齒條315的外側(cè)設(shè)有將棧板抓取齒條315壓緊在棧板抓取齒輪314上的軸承，軸承通過螺栓安裝在抓取機構(gòu)主體304上。

夾板動力單元有兩個，兩個夾板動力單元分別設(shè)置在棧板抓取氣缸310的兩側(cè)，并分別驅(qū)動兩對瓷磚夾板307的開合。每個夾板動力單元包括有兩個夾板開合氣缸309，且兩個夾板開合氣缸309的活塞桿固定連接，并同步運動。夾板限位光電開關(guān)303通過檢測夾板開合氣缸309的活塞桿的位置，來對瓷磚夾板307進(jìn)行限位。

夾板動力單元與夾板安裝板308之間設(shè)有夾板傳動機構(gòu)。夾板傳動機構(gòu)包括夾板開合齒輪311以及夾板開合齒條312。夾板開合齒輪311轉(zhuǎn)動安裝在抓取機構(gòu)主體304上，且夾板開合齒輪311的軸線豎直設(shè)置。夾板開合齒條312有兩個，對稱設(shè)置在夾板開合齒輪311兩側(cè)，兩個夾板開合齒條312分別與安裝同一對瓷磚夾板307的夾板安裝板308固定連接。兩個夾板開合氣缸309的活塞桿與一個夾板開合齒條312相連，并帶動該夾板開合齒條312運動，該夾板開合齒條312通過夾板開合齒輪311帶動另一個夾板開合齒條312向相反的方向運動。夾板開合齒條312的兩側(cè)分別設(shè)有推動夾板開合齒條312壓緊夾板開合齒輪311的軸承。

棧板抓取齒輪314的下方設(shè)有瓷磚感應(yīng)器313，瓷磚感應(yīng)器313用于檢測瓷磚夾板307是否抓取瓷磚以及檢測棧板抓取手指306是否抓取有棧板8。

如圖6所示，基于棧板的多工位瓷磚轉(zhuǎn)移碼放方法及系統(tǒng)（以下簡稱轉(zhuǎn)移碼放方法），包括如下步驟：

步驟1001，初始化，并執(zhí)行復(fù)位子程序；

系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化之后，準(zhǔn)備進(jìn)行瓷磚的抓取。

在初始化之前，通過上位機選取機械手3需要執(zhí)行的抓取程序，抓取程序選擇完畢之后，機械手3按照預(yù)定的抓取程序執(zhí)行抓取作業(yè)。

抓取程序是預(yù)先通過上位機軟件寫入上位機內(nèi)的抓取流程方案，在本轉(zhuǎn)移碼放方法中，將碼放作業(yè)區(qū)的區(qū)域內(nèi)利用坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記，在對碼放工作區(qū)完成坐標(biāo)標(biāo)記之后，確定了瓷磚碼放工位4以及其兩側(cè)的棧板存放工位9的坐標(biāo)，同時確定了機械手3原始位置以及工作位的坐標(biāo)。在寫入抓取流程方案時，同時對每一塊棧板8上的瓷磚的碼放規(guī)則進(jìn)行設(shè)定，在完成了棧板8上瓷磚的碼放規(guī)則之后，即確定了每一包瓷磚在碼放工作區(qū)內(nèi)的坐標(biāo)，以及與X軸（或Y軸）的相對位置關(guān)系（平行或垂直）。在實際寫入抓取流程方案時，可以根據(jù)需要設(shè)置多種瓷磚在棧板8上的擺放方式。

步驟1002，機械手3行至工作位；

機械手3由原始位置移動至工作位。

步驟1003，瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)是否存有瓷磚；

下位機判斷瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)是否放置有瓷磚，如果放置有瓷磚，執(zhí)行步驟1007，如果瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)沒有瓷磚，執(zhí)行步驟1004；

步驟1004，判斷是否存在空置的瓷磚碼放工位4；

下位機根據(jù)設(shè)置在棧板檢測模塊判斷是否存在未放置棧板8的瓷磚碼放工位4，如果存在未放置棧板8的瓷磚碼放工位4，執(zhí)行步驟1005，如果不存在未放置棧板8的瓷磚碼放工位4，返回執(zhí)行步驟1003；

步驟1005，判斷棧板存放工位9內(nèi)是否有棧板8；

下位機判斷棧板存放工位9內(nèi)是否存留有棧板8，如果存留有棧板8，執(zhí)行步驟1006，如果棧板存放工位9內(nèi)沒有棧板8，執(zhí)行步驟1011。

步驟1006，抓取棧板8；

下位機控制機械手3從棧板存放工位9內(nèi)抓取一個棧板8并放入空置的瓷磚碼放工位4內(nèi)。

步驟1007，確定瓷磚等級；

上位機對每包瓷磚的等級進(jìn)行確定，并將每包待碼放的瓷磚的等級送至下位機。

在瓷磚由傳送裝置1傳送到瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2處之后，上位機將該報瓷磚的等級送至下位機中，然后由下位機控制機械手3將該包瓷磚送入相應(yīng)的瓷磚碼放工位4內(nèi)，從而保證了在每一個瓷磚碼放工位4內(nèi)放置的瓷磚均為同一等級的瓷磚。

對瓷磚等級的判斷可以通過多種方式實現(xiàn)，在本轉(zhuǎn)移碼放方法中，通過追溯的方式實現(xiàn)，即成品瓷磚在進(jìn)入傳送裝置1之前即完成了瓷磚等級的分類，瓷磚在進(jìn)入傳送裝置1之后，通過固定的時間被傳送至傳送裝置1末端的瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2上，即實現(xiàn)了瓷磚等級的判斷。

對于瓷磚等級的判斷，也可以通過其他形式的方式實現(xiàn)，如在瓷磚表面進(jìn)行編碼（如條形碼、二維碼），瓷磚在運送至瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2之后，通過在瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2或機械手3上放置掃碼裝置，即可實時的對瓷磚的等級進(jìn)行判斷。

步驟1008，瓷磚碼放工位4內(nèi)是否裝滿瓷磚；

下位機根據(jù)棧板檢測模塊判斷與該包瓷磚的瓷磚等級對應(yīng)的瓷磚碼放工位4內(nèi)的棧板8上是否已裝滿瓷磚，如果已經(jīng)裝滿瓷磚，執(zhí)行步驟1009，如果尚未裝滿瓷磚，執(zhí)行步驟1015。

步驟1009，判斷是否存在閑置的瓷磚碼放工位4；

下位機根據(jù)棧板檢測模塊判斷所有的瓷磚碼放工位4內(nèi)是否存在有閑置的瓷磚碼放工位4，如果存在有閑置的瓷磚碼放工位4，執(zhí)行步驟1014，如果不存在有限制的瓷磚碼放工位4，執(zhí)行步驟1010；

在本轉(zhuǎn)移碼放方法中，限制的瓷磚碼放工位4定義為：已經(jīng)放置有棧板8且該棧板8上尚未進(jìn)行瓷磚碼放的瓷磚碼放工位4。

步驟1010，判斷是否存在空置的瓷磚碼放工位4；

下位機根據(jù)設(shè)置在棧板檢測模塊判斷是否存在未放置棧板8的瓷磚碼放工位4，如果存在未放置棧板8的瓷磚碼放工位4，執(zhí)行步驟1012，如果不存在未放置棧板8的瓷磚碼放工位4，返回執(zhí)行步驟1011。

步驟1011，報警；

下位機控制報警系統(tǒng)（如報警燈，報警器）進(jìn)行報警，由人工進(jìn)行處理。

步驟1012，判斷棧板存放工位9內(nèi)是否有棧板8；

下位機判斷棧板存放工位9內(nèi)是否存留有棧板8，如果存留有棧板8，執(zhí)行步驟1013，如果棧板存放工位9內(nèi)沒有棧板8，執(zhí)行步驟1010。

步驟1013，抓取棧板8；

下位機控制機械手3從棧板存放工位9內(nèi)抓取一個棧板8并放入空置的瓷磚碼放工位4內(nèi)。

步驟1014，定義瓷磚碼放工位4的瓷磚等級；

下位機將該瓷磚碼放工位4臨時定義為步驟1007中瓷磚等級所對應(yīng)的瓷磚碼放工位4。

步驟1015，抓取、放置瓷磚；

下位機控制機械手3按照瓷磚轉(zhuǎn)移子程序和瓷磚放置子程序?qū)⒋纱u由瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2放置到對應(yīng)等級的瓷磚碼放工位4內(nèi)的棧板8上，然后返回步驟1002。

在機械手3將瓷磚從瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2上不斷轉(zhuǎn)移到棧板8的過程中，下位機不斷將瓷磚的碼放狀態(tài)送至上位機中，在上位機的顯示屏對棧板8上的碼放狀態(tài)進(jìn)行實時顯示，對棧板8上的瓷磚的碼放數(shù)量進(jìn)行計數(shù)，同時不斷將下一包瓷磚的碼放位置送至下位機，由下位機控制機械手3執(zhí)行下一包瓷磚的抓取控制。

如圖7所示，上述的瓷磚轉(zhuǎn)移子程序包括如下步驟：

步驟2001，計算得到機械手3的移動距離a；

上位機根據(jù)機械手3的工作位的坐標(biāo)以及碼放的瓷磚的坐標(biāo)確定機械手3在X軸和Y軸所在平面上的移動總距離a。

步驟2002，將移動距離a分為若干移動區(qū)段：區(qū)段a₁……區(qū)段a_n；

上位機將機械手3在X軸和Y軸所在平面上的移動總距離a分為若干移動區(qū)段，以機械手3的等待位置為起點以及瓷磚的坐標(biāo)為終點，依次分為：區(qū)段a₁……區(qū)段a_n。

步驟2003，以第一速度移動；

用于驅(qū)動機械手3在X軸方向和Y軸方向的電機在下位機的驅(qū)動下同時動作，驅(qū)動機械手3在區(qū)段a₁內(nèi)以第一速度進(jìn)行移動；

步驟2004，機械手3是否進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂；

上位機判斷機械手3是否已經(jīng)進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂，如果進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂，執(zhí)行步驟2005，否則返回執(zhí)行步驟2003。

步驟2005，以第二速度運行；

機械手3在移動進(jìn)入?yún)^(qū)段a₂之后，下位機通過相對應(yīng)的變頻器，對驅(qū)動機械手3在X軸方向和Y軸方向的電機減速，使機械手3以低于第一速度的第二速度在區(qū)段a2內(nèi)移動；

隨著機械手3在相對應(yīng)的電機驅(qū)動下不斷運行，機械手3依次進(jìn)入?yún)^(qū)段3、區(qū)段4……區(qū)段a_（n-1），并在相應(yīng)的區(qū)段內(nèi)依次以速度遞減的第三速度、第四速度……第N-1速度移動，因此該過程不再贅述。

步驟2006，以第N-1速度運行；

機械手3在移動進(jìn)入?yún)^(qū)段a_（n-1）之后，下位機控制驅(qū)動機械手3在X軸方向和Y軸方向的電機使機械手3以第N-1速度區(qū)段a_（n-1）內(nèi)移動；

步驟2007，機械手3是否進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n；

上位機判斷機械手3是否已經(jīng)進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n，如果進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n，執(zhí)行步驟2008，否則返回執(zhí)行步驟2006。

步驟2008，以第N速度移動；

機械手3在移動進(jìn)入?yún)^(qū)段a_n之后，下位機控制驅(qū)動機械手3在X軸方向和Y軸方向的電機使機械手3以第N速度區(qū)段a_n內(nèi)移動；

步驟2009，停止；

當(dāng)機械手3運行至瓷磚目標(biāo)位置時，下位機通過相對應(yīng)的電機使機械手3停止移動。

在本轉(zhuǎn)移碼放方法中，通過瓷磚轉(zhuǎn)移子程序，將機械手3的移動距離分為若干區(qū)段：區(qū)段a₁……區(qū)段a_n，并且從區(qū)段a₁開始以速度遞減的形式使機械手3以不同的速度運行，因此在機械手3移動初期其移動的速度較快，因此保證了機械手3整體運行速度，提高了系統(tǒng)的運行效率，由于機械手3本身以及其夾取的瓷磚的總重量較重，因此在機械手3移動的末期以低速運行，降低了機械手3以及瓷磚本身重量所帶來的慣性，因此提高了定位的精準(zhǔn)性和系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

區(qū)段a₁……區(qū)段a_n的設(shè)置原則為：在機械手3的整個移動距離a中，以機械手3的移動終點為起點反向確定一個點（記為點A）作為區(qū)段a₂的起始點，因此機械手3起點與點A之間的距離即為區(qū)段a₁，點A與機械手3的移動終點（即瓷磚目標(biāo)位置）之間的距離平分后形成區(qū)段a₂~區(qū)段a_n。由于每包瓷磚的起始位置相同而目標(biāo)位置不同，因此機械手3在移動每包瓷磚時移動的總距離a為變量，根據(jù)上述的區(qū)段劃分原則進(jìn)行區(qū)段劃分后，由于點A是以機械手3的終點為參照反向確定的，因此區(qū)段a₂~區(qū)段a_n的總距離以及每個區(qū)段的距離均為定值，而區(qū)段a₁的距離隨總距離a的變化而變化。

如圖8所示，上述的瓷磚放置子程序，包括如下步驟：

步驟3001，確定下落高度；

在夾取有瓷磚的機械手3移動至棧板8上方之后，上位機根據(jù)棧板8表面的高度以及瓷磚底部的高度確定機械手3需要下落的距離，即機械手3在Z軸上的移動距離。

步驟3002，瓷磚是否需要旋轉(zhuǎn)；

上位機根據(jù)預(yù)設(shè)定的瓷磚在棧板8上的碼放規(guī)則判斷該包瓷磚在下落前是否需要旋轉(zhuǎn)，即是否需要機械手3在W軸上進(jìn)行動作，如果需要旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟3003，如果不需要旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟3004；

步驟3003，機械手3旋轉(zhuǎn)；

上位機根據(jù)該包瓷磚在棧板8上的預(yù)設(shè)位置確定瓷磚需要旋轉(zhuǎn)的角度，并將控制信號送至下位機，由下位機驅(qū)動相對應(yīng)的電機動作，驅(qū)動機械手3轉(zhuǎn)動，使瓷磚旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度；

步驟3004，機械手3下落；

下位機驅(qū)動相應(yīng)的電機動作，使機械手3下落預(yù)定距離，使瓷磚的底面緊貼棧板8上表面，完成瓷磚的放置。

步驟3005，機械手3回位；

機械手3松開瓷磚，然后上升相應(yīng)的距離后，回到工作位繼續(xù)下一包瓷磚的抓取和轉(zhuǎn)移。

如圖9所示，上述的復(fù)位子程序，包括如下步驟：

步驟4001，設(shè)備無報警，復(fù)位啟動；

下位機確定系統(tǒng)無報警狀態(tài)，然后機械手3復(fù)位啟動。

步驟4002，Z軸是否完成復(fù)位；

下位機判斷機械手3的Z軸是否完成復(fù)位，如果Z軸未完成復(fù)位，執(zhí)行步驟4003，如果Z軸已完成復(fù)位，執(zhí)行步驟4004。

步驟4003，Z軸完成復(fù)位；

機械手3的Z軸完成復(fù)位，上升至原點。

步驟4004，其他軸復(fù)位；

下位機控制X軸、Y軸以及W軸復(fù)位；

步驟4005，復(fù)位結(jié)束；

復(fù)位子程序結(jié)束。

具體工作過程及工作原理如下：

在需要對打包完成的瓷磚由包裝線末端的瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2上轉(zhuǎn)移到瓷磚碼放工位4處時，操作人員通過上位機選定需要執(zhí)行的抓取程序，機械手3移動至等待位置開始工作，執(zhí)行瓷磚的抓取、轉(zhuǎn)移以及放置操作。

機械手3在開始工作之后，下位機首先判斷兩個瓷磚碼放工位4內(nèi)是否均未放置棧板8，如果兩個瓷磚碼放工位4內(nèi)均未放置棧板8，機械手3首先從棧板存放工位9內(nèi)夾取一個棧板8放到其中一個瓷磚碼放工位4內(nèi)，由于每塊棧板8的高度為定值，因此在將棧板8放入瓷磚碼放工位4內(nèi)之后，上位機自動記錄瓷磚碼放工位4中的棧板8表面的高度，作為放置瓷磚時的參考。

在機械手3每完成一次將棧板8放入瓷磚碼放工位4的操作之后，下位機首先判斷在瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)是否已存在有未抓取的瓷磚，如果已存在有尚未抓取的瓷磚，機械手3首先下降至瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2處對瓷磚進(jìn)行抓取，如果瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2內(nèi)尚不存在未抓取的瓷磚，機械手3繼續(xù)從棧板存放工位9內(nèi)夾取棧板8放入尚未放置棧板8的瓷磚碼放工位4內(nèi)。反復(fù)進(jìn)行上述判斷和棧板8的抓取，直到每個瓷磚碼放工位4內(nèi)均放置有棧板8。

在機械手3從瓷磚翻轉(zhuǎn)工位2中抓取瓷磚之后，機械手3首先上升至等待工位，然后由下位機驅(qū)動相應(yīng)的電機運行，使機械手3同時在X軸和Y軸方向移動，移動至需要放置的棧板8的上方。機械手3在X軸和Y軸方向移動之前，上位機已經(jīng)計算得出機械手3在X軸和Y軸方向移動的總距離，并將總距離分為若干區(qū)段，機械手3在X軸和Y軸方向移動的過程中，當(dāng)移動至第二區(qū)段之前，下位機驅(qū)動機械手3以最高速度運行，當(dāng)進(jìn)入第二區(qū)段、第三區(qū)段、……、第N區(qū)段時，依次降低機械手3的移動速度，當(dāng)機械手3移動至瓷磚的放置位置上方后，完成機械手3在X軸和Y軸方向的移動。

在機械手3移動至瓷磚的放置位置上方之后，上位機將計算得到的機械手3的下落高度以及是否需要對瓷磚進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的控制指令送至下位機，如果瓷磚進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則下位機首先控制相應(yīng)的電機動作，使機械手3在W軸上動作，旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，如果不需要瓷磚進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則由下位機控制相應(yīng)的電機動作，驅(qū)動機械手3在Z軸上動作，將瓷磚放置到棧板8的上表面。機械手3完成瓷磚的放置之后，松開瓷磚并回到工作位，繼續(xù)下一包瓷磚的抓取。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。