本发明涉及一种食品加工机械技术领域，尤其涉及一种用于调料包自动排序的机械手系统。
背景技术：
在日常生活中，人们对方便面和酸辣粉等的需求量都比较大，而料包对于它们又是必不可少的东西。方便面、酸辣粉的生产商需要保证每一桶方便面和酸辣粉中都必须有一份料包。
目前方便面、酸辣粉等调料包大多都是人工放入的，需要耗费大量的人力资源，同时效率低，劳动强度大，还有安全隐患存在。
并且，在工作过程中人手还要与料包直接接触，虽然大部分厂商会让工人带无菌手套，但是长时间戴着无菌手套不仅会闷手，严重的时候还会使双手蜕皮，而且无菌手套用一次后下次要替换掉，这样就会造成无菌手套的浪费，提高使用成本。
虽然现在有一些自动投放装置，但是这些装置体积大功能多，并且价格昂贵，对于一些只进行料包自动排列摆放（只生产方便面和酸辣粉）的厂家有一些浪费，设备成本与效益不成比例，不适用于一些中小企业。
中国专利“方便面生产用调料包自动投放装置”（申请号201920267089.6）改变以往使用人工的劳动强度大的缺点。但是该专利在进料的地方如果一次放料太多，就会容易导致进料口堵塞，要是一次放料过少，又违背了当初设计要减少人工的理念，并且它需要从顶端放入料包会非常的不方便。其次它也只针对袋装方便面，而现在的年轻人一般都追求桶装的方便面、酸辣粉。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种料包自动排列机械手系统，能够为后道工序（灌装工序）以预定的稳定速度提供排列后的料包，整体结构简单，成本较低，便于控制料包向后道工序的供料速度并防止堵料。
为实现上述目的，本发明的料包自动排列机械手系统包括上料皮带传送装置，还包括料包转运机构和下料皮带传送装置，上料皮带传送装置和下料皮带传送装置平行并排设置；
上料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的上料带；上料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于上料架上；上料皮带传送装置的主动辊连接有上料电机并由上料电机驱动；
下料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的下料带；下料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于下料架上；下料皮带传送装置的主动辊连接有下料电机并由下料电机驱动；
以料包的传送方向为前向，料包转运机构位于上料皮带传送装置的前端部和下料皮带传送装置的后端部之间并用于将上料皮带传送装置上的料包定位转运至下料皮带传送装置上；
上料带左右两侧的上料架上安装有上料挡板，下料带左右两侧的下料架上安装有下料挡板；上料带的中部设有后大前小的喇叭口，喇叭口后端的左右两侧分别与同侧的上料挡板之间具有间隙，且该间隙小于待输送的料包的厚度；喇叭口由左右对称设置的左半部分和右半部分围成，左半部分的前端连接有左驱动电机，右半部分的右端连接有右驱动电机；喇叭口前端宽度与待输送的料包相匹配；
左半部分的周向侧壁处绕设有左传动带，左传动带绕经左驱动电机的输出轴并由左驱动电机驱动，喇叭口的左侧壁与左传动带相贴合；
左半部分的周向侧壁处绕设有右传动带，右传动带绕经右驱动电机的输出轴并由右驱动电机驱动，喇叭口的右侧壁与右传动带相贴合；
左驱动电机和右驱动电机均为变频电机；
喇叭口的左右侧壁处的左传动带和右传动带的运行方向均朝向后方；
上料挡板上连接有第一拐杆，第一拐杆延伸至喇叭口后端中部并向下连接有分流杆，分流杆竖向设置，分流杆的下端与上料带相邻并具有间隙，该间隙小于待输送的料包的厚度；
喇叭口前方的上料带左右两侧的上料挡板上分别设有左归拢装置和右归拢装置；
左归拢装置包括连接在上料带左侧的上料挡板上的左悬杆，左悬杆沿左右方向延伸至喇叭口的前端开口的左侧并连接有左归拢挡片；
右归拢装置包括连接在上料带右侧的上料挡板上的右悬杆，右悬杆沿左右方向延伸至喇叭口的前端开口的右侧并连接有右归拢挡片；
左归拢挡片和右归拢挡片平行并排设置；
喇叭口的入口处位于上料带由后向前的三分之一处，喇叭口后方的上料带为堆料区域，喇叭口及其内部的上料带围成整流区域，左归拢挡片和右归拢挡片以及两者之间的上料带围成归拢区域，归拢挡片前方的上料带为上料转运区域。
还包括有补料机构；
补料机构包括架设于下料皮带传送装置左右两侧的补料架，补料架顶端高于下料带且补料架顶端连接有补料皮带传送装置；
补料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的补料带；补料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于补料架顶端；补料带左右两侧的补料架上分别设有补料挡板，补料带的左右两侧与补料挡板之间具有间隙且该间隙小于待输送的料包厚度；
补料皮带传送装置的主动辊连接有补料电机并由补料电机驱动，补料电机为变频步进电机，补料带的表面沿补料带的长度方向均匀间隔设有多个补料槽板，相邻补料槽板及其间的补料带围成补料槽，补料槽用于盛装料包；
补料挡板前端连接有下料导板，下料导板位于补料带的正前方并与补料带相邻；下料导板前端低于后端呈倾斜设置，下料导板前窄后宽呈梯形，下料导板的前端位于补料带的左右方向的中部上方；下料导板左右两侧边向上连接有侧挡板；
步进电机的一个步长的长度与相邻两个补料槽板之间的距离相同。
料包转运机构包括转运架，转运架位于上料皮带传送装置的前端部和下料皮带传送装置的后端部之间；转运架向上连接有顶架；
转运架底部设有负压发生装置，转运架上设有转运电机和支撑箱，支撑箱转动连接有竖向设置的负压筒，负压筒上设有从动齿轮，转运电机的输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮之间通过齿轮带传动连接；负压筒与支撑箱之间通过迷宫密封圈转动密封配合，负压筒向上固定连通有呈空心圆柱形的负压箱，负压箱顶部沿周向均匀间隔连接有若干负压转运机构，负压箱上方的顶架向下固定连接有用于控制各负压转运机构的高度的高度控制盘，高度控制盘的底面向上凹陷设有底槽，底槽的侧壁底端形成环形的轨道，轨道朝向上料转运区域的一侧向上设有中间厚两侧薄的弧形凸起；支撑箱向下连接有负压管，负压管连接负压发生装置；
负压转运机构包括固定在负压箱上表面的安装座，安装座顶部设有安装槽，安装槽铰接有转运横杆，转运横杆沿负压箱的径向延伸，以指向负压箱中心的方向为内向，转运横杆的内端位于安装座的内侧并向下连接有拉簧，拉簧用于将转运横杆的内端向下拉出底槽；转运横杆的外端位于安装座的外侧且其旋转路径通过上料转运区域的正上方；
转运横杆的外端向下连接有空心设置的转运竖杆，转动竖杆向下固定连通设有用于抓取料包的吸盘；转运竖杆的内腔通过软管与负压箱相连通；
在拉簧的下拉作用以及安装座的转动支撑作用下，转运横杆向上与轨道相接触；转运横杆通过弧形凸起时吸盘向下移动至与上料转运区域处的上料带相邻的位置并用于吸附上料转运区域处的料包；
下料带后端部为转运接料区域，下料带左右两侧的下料挡板分别向上连接有第二拐杆，所述两个第二拐杆的自由端均延伸至下料带的中部并分别连接有落料板，两个落料板间隔设置且两个落料板之间围成落料口，落料口小于料包的宽度并大于吸盘的直径，吸盘的旋转路线通过落料口，落料口位于下料带宽度方向的中部并位于补料机构的后方。
转运横杆的上表面与轨道相对应的位置设有上槽，上槽内设有转轴，转轴与轨道滚动压接。
还包括有设置在转运架底部的控制箱，控制箱内设有电控装置和所述负压发生装置，转运电机、上料电机和下料电机均为变频电机；落料口与补料机构之间的下料挡板上安装有用于检测下料带上的料包的光电传感器；
电控装置连接所述的左驱动电机、右驱动电机、上料电机、下料电机、补料电机、负压发生装置、转运电机和光电传感器。
上料带的上半幅与下半幅之间平行间隔设有若干用于支撑上料带的上料辊轴，上料辊轴与上料挡板转动连接。
本发明还公开了使用上述料包自动排列机械手系统进行的料包排列方法，按以下步骤进行：
第一是准备；
工作人员通过电控装置启动左驱动电机、右驱动电机、上料电机、下料电机、负压发生装置、转运电机和光电传感器；左驱动电机的转速为右驱动电机转速的0.5倍；
第二是上料；
操作人员或上游设备送来若干料包并放置在堆料区域处的上料带上；
第三是送料；
通过控制上料电机的运行频率控制总送料速度；
上料电机驱动上料带的上半幅向前运行，带动堆料区域处的料包向前移动；料包在向前通过分流杆时，在分流杆的阻挡作用下分成左右两股料包流，沿分流杆的左右两侧进入喇叭口；
料包进入整流区域后，由于喇叭口前端宽度与待输送的料包相匹配，因此由整流区域流出的各料包的中心位置位于同一条中心线上，该中心线与喇叭口的中心线相重合；
整流区域内的部分料包与左传动带和右传动带相接触，左传动带和右传动带在运行过程中对料包起到与上料带运行方向相反的拨料作用；
宽度为一个料包宽度的料包流经过喇叭口后进入归拢区域，归拢为稳定地料包流；料包流经过归拢区域后进入上料转运区域；
第四是转运；
固定件负压发生装置产生的负压经固定件负压管传入固定件支撑箱，支撑箱将负压传递至转动件负压筒，负压筒将负压传递给一体转动的负压箱，负压箱通过同步转动的软管将负压传递至空心的转运竖杆，转运竖杆将负压传递给吸盘；
转运电机带动负压筒和负压箱旋转，各负压转运机构在负压箱的带动下不停旋转；电控装置控制转运电机的运行频率，使各负压转运机构的旋转速度与上料带的上料速度相匹配；各负压转运机构的转运横杆沿轨道旋转的过程中经过弧形凸起时，在弧形凸起的作用下向下移动，带动吸盘下移，使吸盘自动吸附上料转运区域处的料包；
吸附在吸盘上的料包在旋转至落料口时，吸盘通过落料口不断旋转，料包被落料口阻挡后落在转运接料区域的下料带宽度方向的中部，随下料带向前移动并供给至后道工序；
持续进行第三和第四步骤，将堆积在堆料区域的料包持续整流为速度均匀的料包流并转运后以恒定的速度供给后道工序，直到堆料区域处的料包用尽或将要用尽时，执行第二步骤。
还包括补料方法；
工作人员预先在补料带的上半幅上的每个补料槽中放入一个料包；
在第四步骤即转运步骤的持续进行过程中，光电传感器检测下料带上是否有料包正常输送向后道工序；当电控装置通过光电传感器检测到有漏料情况发生时，根据光电传感器检测到的连续漏料数量n，n为自然数，启动补料电机步进n个步长，调节补料电机的运行频率，使补料带将相应数量的料包依次通过下料导板下放至下料带上，保证下料带向后道工序输送料包的连续性。
本发明具有如下的优点：
料包在随上料带向前经过分流杆时，被分流杆阻挡后沿分流杆的左侧或右侧进入喇叭口内的整流区域，可以防止进料过于集中而发生进料堆积现象。
喇叭口的左右侧壁处的左传动带和右传动带的运行方向均朝向后方，起到与上料带送料方向相反的拨料作用。如果分流杆两侧的料包向前移动的速度相同，则两股料包在向前通过喇叭口较窄的前部时相对更容易被挤在一起形成堵塞；本发明中由于左驱动电机的转速为右驱动电机转速的0.5倍，因此分流杆两侧的料包向前移动的速度具有明显的速度差，不容易挤在一起形成堵塞，起到良好的防堵塞效果。
调节左驱动电机和右驱动电机的运行频率可以调节上料带喇叭口处向前的供料速度以及通过调节得到更好的防堵塞效果。
步进电机每运行一个步长，补料带向前运转一个补料槽的距离，补料带上表面的补料槽内的料包就会沿下料导板下落至下料带的中部，从而完成一个补料动作。下料导板使料包平稳地落在下料带上。
料包转运机构结构简单，通过轨道和弧形凸起使得转运横杆转动至弧形凸起处时，在弧形凸起的下压作用下向下移动，带动转运竖杆和吸盘下移，使得吸盘自动吸附上料转运区域处的料包。固定件负压发生装置产生的负压经固定件负压管传入固定件支撑箱，支撑箱将负压传递至转动件负压筒，负压筒将负压传递给一体转动的负压箱，负压箱通过同步转动的软管将负压传递至空心的转运竖杆，转运竖杆将负压传递给吸盘，吸盘通过负压吸附上料转运区域处的料包。料包随吸盘旋转通过落料口时，被落料板所阻挡，吸盘通过落料口而料包因大于落料口而被落料板阻挡而向下落在下料带的中部，完成料包转运工作并将料包一个接一个规则排列在下料带的中部。
料包转运机构能够通过吸盘的周期性旋转和自动升降，在吸盘的一个旋转周期中完成吸取料包、定点（落料口处）落料的功能，吸盘吸取物料的特性决定了每次只能吸附一个料包，使料包由可能的叠摞状态变为定点有序排列的无叠摞状态。
转轴的设置，使得转运横杆与轨道由滑动配合变为滚动配合，从而大幅降低转运横杆旋转时与轨道之间的摩擦力。
上料带通过各上料辊轴时带动各上料辊轴旋转，各上料辊轴旋转支撑上料带，既能够良好地支撑上料带，又通过转动降低了支撑上料带产生的摩擦力。
本发明的料包排列方法简单方便，人力需求少，能够持续稳定地向后道工序输送有序排列好的料包，提高生产的自动化程度，并且设备成本和运行成本均较低，相比现有设备更适宜中小厂家使用。
本发明的补料方法能够在某个或某些吸盘没有吸到料包的情况下，仍然保持向下道工序输送料包的持续性，实现了补料的及时性，使得本发明具有良好的容错性。
本发明不仅减少了人工的劳动强度，还能实现料包的有序排列，实现与前后端设备连接形成生产线；本发明的料包自动排列机械手系统结构紧凑，拆装简单，维护容易，并且成本低廉，完全满足了中小型生产线的生产需求；针对以往进料口容易发生堵塞的问题，本发明专门设计了分流柱来进行分流，以及喇叭口处的左传动带和右传动带来控制喇叭口处的进料速度。
本发明的一大特点是通过调节转运电机的频率来调节负压箱的转速，控制每个料包之间的距离，进而适应于各种方便面的料包的传送；本发明操作方便，结构简单，不需要太多工人，只需要一个工人就能完成维修设备，放料等工作；另外，本发明对上料皮带传送装置、下料皮带传送装置、转动机构以及和补料机构进行了合理化布局，尽可能地节约空间（如上料带与下料带平行并排，且上料带的下游端部与下料带的上游端部相邻），并降低了成本。
附图说明
图1是本发明的料包自动排列机械手系统的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是料包自动排列机械手系统一个角度下的立体结构示意图；
图4是图3中a处的放大图；
图5是料包自动排列机械手系统另一个角度下的立体结构示意图；
图6是图5中b处的放大图；
图7是图1中c处的放大图；
图8是本发明的电控原理图。
具体实施方式
如图1至图8所示，本发明提供了一种料包自动排列机械手系统，包括上料皮带传送装置，还包括料包转运机构和下料皮带传送装置，上料皮带传送装置和下料皮带传送装置平行并排设置；
上料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的上料带1；上料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于上料架2上；上料皮带传送装置的主动辊连接有上料电机3并由上料电机3驱动；
上料皮带传送装置和下料皮带传送装置以及补料皮带传送装置结构相同，均为常规技术，各皮带传送装置中的主动辊和从动辊在各视图中均被上料带1或下料带4或补料带27所遮挡，图未示。
下料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的下料带4；下料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于下料架5上；下料皮带传送装置的主动辊连接有下料电机并由下料电机6驱动；
以料包的传送方向为前向，料包转运机构位于上料皮带传送装置的前端部和下料皮带传送装置的后端部之间并用于将上料皮带传送装置上的料包定位转运至下料皮带传送装置上；
由于是以料包的传送方向为前向，因此上料皮带传送装置和下料皮带传送装置的前后方向相反，左右方向也相反。
上料带1左右两侧（即上料带1宽度方向两侧）的上料架2上安装有上料挡板7，下料带4左右两侧的下料架5上安装有下料挡板8；上料带1的中部设有后大前小的喇叭口，喇叭口后端（即上游端）的左右两侧分别与同侧的上料挡板7之间具有间隙，且该间隙小于待输送的料包的厚度（待输送的料包中装有调料，因而具有厚度；此处间隙小于料包的厚度，可以确保不会漏料）；喇叭口由左右对称设置的左半部分10和右半部分11围成，左半部分10的前端连接有左驱动电机12，右半部分11的右端连接有右驱动电机13；喇叭口前端（即下游端）宽度与待输送的料包相匹配，因此由整流区域流出的各料包的中心位置基本位于同一条中心线上，该中心线与喇叭口的中心线相重合，为吸盘51定点吸取料包创造条件；具体地，喇叭口前端宽度大于料包宽度（从而允许料包通过）并小于料包对角线长度，从而防止某些料包过于偏离喇叭口的中心线，以便于吸盘51下移至最低位置并通过喇叭口的中心线时吸附料包。
左半部分10的周向侧壁处绕设有左传动带14，左传动带14绕经左驱动电机12的输出轴并由左驱动电机12驱动，喇叭口的左侧壁与左传动带14相贴合；
左半部分10的周向侧壁处绕设有右传动带15，右传动带15绕经右驱动电机13的输出轴并由右驱动电机13驱动，喇叭口的右侧壁与右传动带15相贴合；
左驱动电机12和右驱动电机13均为变频电机；
喇叭口的左右侧壁处的左传动带14和右传动带15的运行方向均朝向后方（即料包输送的上游方向），从而对进入喇叭口的料包产生向后的拨料作用，既能控制喇叭口处的送料速度，又能防止料包在喇叭口处堵塞。
上料挡板7上连接有第一拐杆16，第一拐杆16延伸至喇叭口后端中部并向下连接有分流杆17，分流杆17竖向设置，分流杆17的下端与上料带1相邻并具有间隙，该间隙小于待输送的料包的厚度；
喇叭口前方的上料带1左右两侧的上料挡板7上分别设有左归拢装置和右归拢装置；
左归拢装置包括连接在上料带1左侧的上料挡板7上的左悬杆18，左悬杆18沿左右方向延伸至喇叭口的前端开口的左侧并连接有左归拢挡片19；
右归拢装置包括连接在上料带1右侧的上料挡板7上的右悬杆20，右悬杆20沿左右方向延伸至喇叭口的前端开口的右侧并连接有右归拢挡片21；
左归拢挡片19和右归拢挡片21平行并排设置；
喇叭口的入口处位于上料带1由后向前的三分之一处，喇叭口后方（即上游方）的上料带1为堆料区域22，喇叭口及其内部的上料带1围成整流区域23，左归拢挡片19和右归拢挡片21以及两者之间的上料带1围成归拢区域24，归拢挡片前方的上料带1为上料转运区域25。
料包在随上料带1向前经过分流杆17时，被分流杆17阻挡后沿分流杆17的左侧或右侧进入喇叭口内的整流区域23，可以防止进料过于集中而发生进料堆积现象。
喇叭口的左右侧壁处的左传动带14和右传动带15的运行方向均朝向后方，起到与上料带1方向相反的拨料作用，防止物料在通过前窄后宽的喇叭口时以及归拢料包时发生堵塞现象；调节上料电机3的运行频率可以调节上料带1的送料速度。
本发明还包括有补料机构；补料机构包括架设于下料皮带传送装置左右两侧的补料架26，补料架26顶端高于下料带4且补料架26顶端连接有补料皮带传送装置；
补料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的补料带27；补料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于补料架26顶端；补料带27左右两侧的补料架26上分别设有补料挡板28，补料带27的左右两侧与补料挡板28之间具有间隙且该间隙小于待输送的料包厚度；
补料皮带传送装置的主动辊连接有补料电机29并由补料电机29驱动，补料电机29为变频步进电机，补料带27的表面沿补料带27的长度方向均匀间隔设有多个补料槽板30，相邻补料槽板30及其间的补料带27围成补料槽，补料槽用于盛装料包；
补料挡板28前端连接有下料导板31，下料导板31位于补料带27的正前方并与补料带27相邻；下料导板31前端低于后端呈倾斜设置，下料导板31前窄后宽呈梯形，下料导板31的前端位于补料带27的左右方向的中部上方；下料导板31左右两侧边向上连接有侧挡板32；步进电机的一个步长的长度与相邻两个补料槽板30之间的距离相同。
步进电机每运行一个步长，补料带27向前运转一个补料槽的距离，补料带27上表面的补料槽内的料包就会沿下料导板31下落至下料带4的中部，从而完成一个补料动作。下料导板31使料包平稳地落在下料带4上。
料包转运机构包括转运架33，转运架33位于上料皮带传送装置的前端部和下料皮带传送装置的后端部之间；转运架33向上连接有顶架34；
转运架33底部设有负压发生装置58（设置在控制箱35内），转运架33上设有转运电机36和支撑箱37，支撑箱37转动连接有竖向设置的负压筒38，负压筒38上设有从动齿轮39，转运电机36的输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮39之间通过齿轮带40传动连接；主动齿轮为常规技术，图未详示。负压筒38与支撑箱37之间通过迷宫密封圈转动密封配合。通过迷宫密封圈实现转动密封是常规技术，图未详示迷宫密封圈。
负压筒38向上固定连通有呈空心圆柱形的负压箱41，负压箱41顶部沿周向均匀间隔连接有若干负压转运机构，负压箱41上方的顶架34向下固定连接有用于控制各负压转运机构的转运横杆42的高度的高度控制盘43，高度控制盘43的底面向上凹陷设有底槽，底槽的侧壁底端形成环形的轨道44，轨道44朝向上料转运区域25的一侧向上设有中间厚两侧薄的弧形凸起45；支撑箱37向下连接有负压管46，负压管46连接负压发生装置58；
负压转运机构包括固定在负压箱41上表面的安装座47，安装座47顶部设有安装槽48，安装槽48铰接有转运横杆42，转运横杆42沿负压箱41的径向延伸，以指向负压箱41中心的方向为内向，转运横杆42的内端位于安装座47的内侧并向下连接有拉簧49，拉簧49用于将转运横杆42的内端向下拉出底槽；转运横杆42的外端位于安装座47的外侧且其旋转路径通过上料转运区域25的正上方；
转运横杆42的外端向下连接有空心设置的转运竖杆50，转动竖杆向下固定连通设有用于抓取料包的吸盘51；转运竖杆50的内腔通过软管与负压箱41相连通；软管为常规技术，随同负压箱41和转运竖杆50一同旋转，为避免图面零乱，图未示软管。
在拉簧49的下拉作用以及安装座47的转动支撑作用下，转运横杆42向上与轨道44相接触；转运横杆42通过弧形凸起45时吸盘51向下移动至与上料转运区域25处的上料带1相邻的位置并用于吸附上料转运区域25处的料包；
下料带4后端部（即上游端部）为转运接料区域52，下料带4左右两侧的下料挡板8分别向上连接有第二拐杆53，所述两个第二拐杆53的自由端均延伸至下料带4的中部并分别连接有落料板54，两个落料板54间隔设置且两个落料板54之间围成落料口55，落料口55小于料包的宽度并大于吸盘51的直径，吸盘51的旋转路线通过落料口55，落料口55位于下料带4宽度方向的中部并位于补料机构的后方（即上游方向）。其中，负压发生装置58优选采用真空泵。
料包转运机构结构简单，通过轨道44和弧形凸起45使得转运横杆42转动至弧形凸起45处时，在弧形凸起45的下压作用下向下移动，带动转运竖杆50和吸盘51下移，吸盘51下移至最低位置时位于喇叭口的中心线上方，使得吸盘51定点自动吸附上料转运区域25处的料包。固定件负压发生装置58产生的负压经固定件负压管46传入固定件支撑箱37，支撑箱37将负压传递至转动件负压筒38，负压筒38将负压传递给一体转动的负压箱41，负压箱41通过同步转动的软管将负压传递至空心的转运竖杆50，转运竖杆50将负压传递给吸盘51，吸盘51通过负压吸附上料转运区域25处的料包。料包随吸盘51旋转通过落料口55时，被落料板54所阻挡，吸盘51通过落料口55而料包因大于落料口55而被落料板54阻挡而向下落在下料带4的中部，完成料包转运工作并将料包一个接一个规则排列在下料带4的中部。
转运横杆42的上表面与轨道44相对应的位置设有上槽56，上槽56内设有转轴57，转轴57与轨道44滚动压接。
转轴57的设置，使得转运横杆42与轨道44由滑动配合变为滚动配合，从而大幅降低转运横杆42旋转时与轨道44之间的摩擦力。
还包括有设置在转运架33底部的控制箱35，控制箱35内设有电控装置9和所述负压发生装置58，转运电机36、上料电机3和下料电机6均为变频电机；落料口55与补料机构之间的下料挡板8上安装有用于检测下料带4上的料包的光电传感器59；
电控装置9连接所述的左驱动电机12、右驱动电机13、上料电机3、下料电机6、补料电机29、负压发生装置58、转运电机36和光电传感器59。
上料带1的上半幅与下半幅之间平行间隔设有若干用于支撑上料带1的上料辊轴，上料辊轴与上料挡板7转动连接。
上料带1通过各上料辊轴时带动各上料辊轴旋转，各上料辊轴旋转支撑上料带1，既能够良好地支撑上料带1，又通过转动降低了支撑上料带1产生的摩擦力。上料辊轴为常规技术，图未示。
本发明还公开了使用上述料包自动排列机械手系统进行的料包排列方法，按以下步骤进行：
第一是准备；
工作人员通过电控装置9启动左驱动电机12、右驱动电机13、上料电机3、下料电机6、负压发生装置58、转运电机36和光电传感器59；左驱动电机12的转速为右驱动电机13转速的0.5倍；
第二是上料；
操作人员或上游设备送来若干料包并放置在堆料区域22处的上料带1上；
第三是送料；
通过控制上料电机3的运行频率控制总送料速度；
上料电机3驱动上料带1的上半幅向前（即下游方向）运行，带动堆料区域22处的料包向前移动；料包在向前通过分流杆17时，在分流杆17的阻挡作用下分成左右两股料包流，沿分流杆17的左右两侧进入喇叭口；
料包进入整流区域23后，由于喇叭口前端宽度与待输送的料包相匹配，因此由整流区域流出的各料包的中心位置位于同一条中心线上，该中心线与喇叭口的中心线相重合，为吸盘51定点吸取料包创造条件。
整流区域23内的部分料包与左传动带14和右传动带15相接触，左传动带14和右传动带15在运行过程中对料包起到与上料带1运行方向相反的拨料作用。
如果分流杆17两侧的料包向前移动的速度相同，则两股料包在向前通过喇叭口较窄的前部时相对更容易被挤在一起形成堵塞；本发明中由于左驱动电机12的转速为右驱动电机13转速的0.5倍，因此分流杆17两侧的料包向前移动的速度具有明显的速度差，不容易挤在一起形成堵塞，起到良好的防堵塞效果。
宽度为一个料包宽度的料包流经过喇叭口后进入归拢区域24，归拢为稳定地料包流；料包流经过归拢区域24后进入上料转运区域25；料包进入上料转运区域25时，偶尔会出现料包上下重叠的现象。
第四是转运；
固定件负压发生装置58产生的负压经固定件负压管46传入固定件支撑箱37，支撑箱37将负压传递至转动件负压筒38，负压筒38将负压传递给一体转动的负压箱41，负压箱41通过同步转动的软管将负压传递至空心的转运竖杆50，转运竖杆50将负压传递给吸盘51；
转运电机36带动负压筒38和负压箱41旋转，各负压转运机构在负压箱41的带动下不停旋转；电控装置9控制转运电机36的运行频率，使各负压转运机构的旋转速度与上料带1的上料速度相匹配；各负压转运机构的转运横杆42沿轨道44旋转的过程中经过弧形凸起45时，在弧形凸起45的作用下向下移动，带动吸盘51下移，使吸盘51自动吸附上料转运区域25处的料包；
吸附在吸盘51上的料包在旋转至落料口55时，吸盘51通过落料口55不断旋转，料包被落料口55阻挡后落在转运接料区域52的下料带4宽度方向的中部，随下料带4向前（下游方向）移动并供给至后道工序（如灌装工序）；
即便出现料包上下重叠的现象，由于吸盘51以及料包均具有柔软的性质，因此不会因受力过大而造成吸盘或转运竖杆50损坏。当然，料包上下重叠时，由于吸盘51只能吸取上层的料包，因此会有料包未被吸走而随上料带向前移动，直到由上料带前端落下。因此工作时需要在上料带的前端下方设置接料箱，接住因上下重叠而未被吸走的料包。长时间工作后，当接料箱中的料包积累到足够一次上料所需时，工作人员在上料时不从上道工序取料，而是将接料箱中的料包倒在上料带后端部的堆料区域。
持续进行第三和第四步骤，将堆积在堆料区域22的料包持续整流为速度均匀的料包流并转运后以恒定的速度供给后道工序，直到堆料区域22处的料包用尽或将要用尽时，执行第二步骤。
本发明的料包排列方法简单方便，人力需求少，能够持续稳定地向后道工序输送有序排列好的料包，提高生产的自动化程度，并且设备成本和运行成本均较低，相比现有设备更适宜中小厂家使用。
料包排列方法还包括补料方法；
工作人员预先在补料带27的上半幅上的每个补料槽中放入一个料包；
在第四步骤即转运步骤的持续进行过程中，光电传感器59检测下料带4上是否有料包正常输送向后道工序；当电控装置9通过光电传感器59检测到有漏料情况发生时，根据光电传感器59检测到的连续漏料数量n，n为自然数，启动补料电机29步进n个步长，调节补料电机29的运行频率，使补料带27将相应数量的料包依次通过下料导板31下放至下料带4上，保证下料带4向后道工序输送料包的连续性。
本发明的补料方法能够在某个或某些吸盘51没有吸到料包的情况下，仍然保持向下道工序输送料包的持续性，实现了补料的及时性，使得本发明具有良好的容错性。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.料包自动排列机械手系统，包括上料皮带传送装置，其特征在于：还包括料包转运机构和下料皮带传送装置，上料皮带传送装置和下料皮带传送装置平行并排设置；
上料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的上料带；上料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于上料架上；上料皮带传送装置的主动辊连接有上料电机并由上料电机驱动；
下料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的下料带；下料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于下料架上；下料皮带传送装置的主动辊连接有下料电机并由下料电机驱动；
以料包的传送方向为前向，料包转运机构位于上料皮带传送装置的前端部和下料皮带传送装置的后端部之间并用于将上料皮带传送装置上的料包定位转运至下料皮带传送装置上；
上料带左右两侧的上料架上安装有上料挡板，下料带左右两侧的下料架上安装有下料挡板；上料带的中部设有后大前小的喇叭口，喇叭口后端的左右两侧分别与同侧的上料挡板之间具有间隙，且该间隙小于待输送的料包的厚度；喇叭口由左右对称设置的左半部分和右半部分围成，左半部分的前端连接有左驱动电机，右半部分的右端连接有右驱动电机；喇叭口前端宽度与待输送的料包相匹配；
左半部分的周向侧壁处绕设有左传动带，左传动带绕经左驱动电机的输出轴并由左驱动电机驱动，喇叭口的左侧壁与左传动带相贴合；
左半部分的周向侧壁处绕设有右传动带，右传动带绕经右驱动电机的输出轴并由右驱动电机驱动，喇叭口的右侧壁与右传动带相贴合；
左驱动电机和右驱动电机均为变频电机；
喇叭口的左右侧壁处的左传动带和右传动带的运行方向均朝向后方；
上料挡板上连接有第一拐杆，第一拐杆延伸至喇叭口后端中部并向下连接有分流杆，分流杆竖向设置，分流杆的下端与上料带相邻并具有间隙，该间隙小于待输送的料包的厚度；
喇叭口前方的上料带左右两侧的上料挡板上分别设有左归拢装置和右归拢装置；
左归拢装置包括连接在上料带左侧的上料挡板上的左悬杆，左悬杆沿左右方向延伸至喇叭口的前端开口的左侧并连接有左归拢挡片；
右归拢装置包括连接在上料带右侧的上料挡板上的右悬杆，右悬杆沿左右方向延伸至喇叭口的前端开口的右侧并连接有右归拢挡片；
左归拢挡片和右归拢挡片平行并排设置；
喇叭口的入口处位于上料带由后向前的三分之一处，喇叭口后方的上料带为堆料区域，喇叭口及其内部的上料带围成整流区域，左归拢挡片和右归拢挡片以及两者之间的上料带围成归拢区域，归拢挡片前方的上料带为上料转运区域。
2.根据权利要求1所述的料包自动排列机械手系统，其特征在于：还包括有补料机构；
补料机构包括架设于下料皮带传送装置左右两侧的补料架，补料架顶端高于下料带且补料架顶端连接有补料皮带传送装置；
补料皮带传送装置包括主动辊、从动辊和绕设于主动辊和从动辊之间的补料带；补料皮带传送装置的主动辊和从动辊均安装于补料架顶端；补料带左右两侧的补料架上分别设有补料挡板，补料带的左右两侧与补料挡板之间具有间隙且该间隙小于待输送的料包厚度；
补料皮带传送装置的主动辊连接有补料电机并由补料电机驱动，补料电机为变频步进电机，补料带的表面沿补料带的长度方向均匀间隔设有多个补料槽板，相邻补料槽板及其间的补料带围成补料槽，补料槽用于盛装料包；
补料挡板前端连接有下料导板，下料导板位于补料带的正前方并与补料带相邻；下料导板前端低于后端呈倾斜设置，下料导板前窄后宽呈梯形，下料导板的前端位于补料带的左右方向的中部上方；下料导板左右两侧边向上连接有侧挡板；
步进电机的一个步长的长度与相邻两个补料槽板之间的距离相同。
3.根据权利要求2所述的料包自动排列机械手系统，其特征在于：料包转运机构包括转运架，转运架位于上料皮带传送装置的前端部和下料皮带传送装置的后端部之间；转运架向上连接有顶架；
转运架底部设有负压发生装置，转运架上设有转运电机和支撑箱，支撑箱转动连接有竖向设置的负压筒，负压筒上设有从动齿轮，转运电机的输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮之间通过齿轮带传动连接；负压筒与支撑箱之间通过迷宫密封圈转动密封配合，负压筒向上固定连通有呈空心圆柱形的负压箱，负压箱顶部沿周向均匀间隔连接有若干负压转运机构，负压箱上方的顶架向下固定连接有用于控制各负压转运机构的高度的高度控制盘，高度控制盘的底面向上凹陷设有底槽，底槽的侧壁底端形成环形的轨道，轨道朝向上料转运区域的一侧向上设有中间厚两侧薄的弧形凸起；支撑箱向下连接有负压管，负压管连接负压发生装置；
负压转运机构包括固定在负压箱上表面的安装座，安装座顶部设有安装槽，安装槽铰接有转运横杆，转运横杆沿负压箱的径向延伸，以指向负压箱中心的方向为内向，转运横杆的内端位于安装座的内侧并向下连接有拉簧，拉簧用于将转运横杆的内端向下拉出底槽；转运横杆的外端位于安装座的外侧且其旋转路径通过上料转运区域的正上方；
转运横杆的外端向下连接有空心设置的转运竖杆，转动竖杆向下固定连通设有用于抓取料包的吸盘；转运竖杆的内腔通过软管与负压箱相连通；
在拉簧的下拉作用以及安装座的转动支撑作用下，转运横杆向上与轨道相接触；转运横杆通过弧形凸起时吸盘向下移动至与上料转运区域处的上料带相邻的位置并用于吸附上料转运区域处的料包；
下料带后端部为转运接料区域，下料带左右两侧的下料挡板分别向上连接有第二拐杆，所述两个第二拐杆的自由端均延伸至下料带的中部并分别连接有落料板，两个落料板间隔设置且两个落料板之间围成落料口，落料口小于料包的宽度并大于吸盘的直径，吸盘的旋转路线通过落料口，落料口位于下料带宽度方向的中部并位于补料机构的后方。
4.根据权利要求3所述的料包自动排列机械手系统，其特征在于：转运横杆的上表面与轨道相对应的位置设有上槽，上槽内设有转轴，转轴与轨道滚动压接。
5.根据权利要求4所述的料包自动排列机械手系统，其特征在于：还包括有设置在转运架底部的控制箱，控制箱内设有电控装置和所述负压发生装置，转运电机、上料电机和下料电机均为变频电机；落料口与补料机构之间的下料挡板上安装有用于检测下料带上的料包的光电传感器；
电控装置连接所述的左驱动电机、右驱动电机、上料电机、下料电机、补料电机、负压发生装置、转运电机和光电传感器。
6.根据权利要求4所述的料包自动排列机械手系统，其特征在于：上料带的上半幅与下半幅之间平行间隔设有若干用于支撑上料带的上料辊轴，上料辊轴与上料挡板转动连接。
7.使用权利要求5中所述料包自动排列机械手系统进行的料包排列方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一是准备；
工作人员通过电控装置启动左驱动电机、右驱动电机、上料电机、下料电机、负压发生装置、转运电机和光电传感器；左驱动电机的转速为右驱动电机转速的0.5倍；
第二是上料；
操作人员或上游设备送来若干料包并放置在堆料区域处的上料带上；
第三是送料；
通过控制上料电机的运行频率控制总送料速度；
上料电机驱动上料带的上半幅向前运行，带动堆料区域处的料包向前移动；料包在向前通过分流杆时，在分流杆的阻挡作用下分成左右两股料包流，沿分流杆的左右两侧进入喇叭口；
料包进入整流区域后，由于喇叭口前端宽度与待输送的料包相匹配，因此由整流区域流出的各料包的中心位置位于同一条中心线上，该中心线与喇叭口的中心线相重合；
整流区域内的部分料包与左传动带和右传动带相接触，左传动带和右传动带在运行过程中对料包起到与上料带运行方向相反的拨料作用；
宽度为一个料包宽度的料包流经过喇叭口后进入归拢区域，归拢为稳定地料包流；料包流经过归拢区域后进入上料转运区域；
第四是转运；
固定件负压发生装置产生的负压经固定件负压管传入固定件支撑箱，支撑箱将负压传递至转动件负压筒，负压筒将负压传递给一体转动的负压箱，负压箱通过同步转动的软管将负压传递至空心的转运竖杆，转运竖杆将负压传递给吸盘；
转运电机带动负压筒和负压箱旋转，各负压转运机构在负压箱的带动下不停旋转；电控装置控制转运电机的运行频率，使各负压转运机构的旋转速度与上料带的上料速度相匹配；各负压转运机构的转运横杆沿轨道旋转的过程中经过弧形凸起时，在弧形凸起的作用下向下移动，带动吸盘下移，使吸盘自动吸附上料转运区域处的料包；
吸附在吸盘上的料包在旋转至落料口时，吸盘通过落料口不断旋转，料包被落料口阻挡后落在转运接料区域的下料带宽度方向的中部，随下料带向前移动并供给至后道工序；
持续进行第三和第四步骤，将堆积在堆料区域的料包持续整流为速度均匀的料包流并转运后以恒定的速度供给后道工序，直到堆料区域处的料包用尽或将要用尽时，执行第二步骤。
8.根据权利要求7所述的料包排列方法，其特征在于还包括补料方法；
工作人员预先在补料带的上半幅上的每个补料槽中放入一个料包；
在第四步骤即转运步骤的持续进行过程中，光电传感器检测下料带上是否有料包正常输送向后道工序；当电控装置通过光电传感器检测到有漏料情况发生时，根据光电传感器检测到的连续漏料数量n，n为自然数，启动补料电机步进n个步长，调节补料电机的运行频率，使补料带将相应数量的料包依次通过下料导板下放至下料带上，保证下料带向后道工序输送料包的连续性。
技术总结