CN103359643A

CN103359643A - 一种手动托盘车柔性自动上下料机构

Info

Publication number: CN103359643A
Application number: CN2013102677765A
Authority: CN
Inventors: 傅建中; 王郑拓; 蒋丰骏; 徐月同; 陈少梦
Original assignee: SUZHOU ZIJINGANG INTELLIGENT MANUFACTURING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: SUZHOU ZIJINGANG INTELLIGENT MANUFACTURING EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: CN103359643B

Abstract

本发明公开了一种手动托盘车柔性自动上下料机构，是一种用于手动托盘车上下料的全自动机械装置，包括可沿滑轨运动的立柱，立柱中心竖直方向设置滚珠丝杆机构，一吊臂座连接在滚珠丝杆机构中可运动的螺母上；所述吊臂座的两侧对称安装有向外伸展的吊臂，吊臂随吊臂座垂直运动时，同时与立柱滑动配合运动；每个吊臂上均设置有可沿伸展方向异向运动的两根连接杆，且两根连接杆布置方向与滑轨走向平行；每根连接杆至少一端连接一取件手，所述取件手为吊爪或电磁吸臂。本发明具有柔性化特点，结构紧凑，能满足多种规格手动托盘车上下料需要，有效提高手动托盘车的焊接质量与生产效率，降低工人的劳动强度，改善工人的劳动环境。

Description

一种手动托盘车柔性自动上下料机构

技术领域

本发明属于机械制造领域，尤其是一种用于手动托盘车自动化焊接生产线的柔性自动上下料机构。

背景技术

手动托盘车是简便、有效的物流搬运设备，广泛应用于车间、仓库、车站、港口、机场等国民经济各部门，是装卸、短距离运输的高效设备。随着经济、物流业的快速发展，手动托盘车已出现持续的供不应求的局面。我国是手动托盘车制造与消费大国，但其生产模式为劳动密集型，技术含量低、附加值低，随着劳动力成本上升、人民币升值等因素的恶化，我国低成本的优势将逐渐丧失，因此如何加快手动托盘车生产技术改造，实现手动托盘车自动化生产已迫在眉睫。

手动托盘车由若干个异形钣金件焊接而成，由于应用场合的不同，手动托盘车又分为多种规格，各规格的尺寸不尽相同；同时，手动托盘车的焊接加工主要采用机器人主焊+人工补焊相结合的方式组织生产，操作工人需要将工件由机器人主焊工位手动搬运至人工补焊工位，才能进行才能完成补焊工作，劳动强度十分巨大。

可见，目前手动托盘车焊接的上下料过程存在以下的局限性：1）工作环境差，劳动强度大。手动托盘车的一般采用CO₂气体保护焊，工人在搬运工件的工程中不可避免的吸入焊接烟尘与有害气体，严重危害到搬运该群体的身体健康；同时，工人每天需不断搬运成百上千个手动托盘车，每个手动托盘车重量为30kg左右，工人的劳动强度十分巨大。2）劳动力密集，招工和管理困难。目前一条手动托盘车焊接生产线的上下料过程需要3－4操作工人才能完成加工，随着中国劳动力成本上升、人民币升值以及环境、资源瓶颈等因素恶化，中国低成本的优势将逐步消失，出现招工和管理困难，难以按时完成订单任务。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出一种手动托盘车柔性自动上下料机构，使工件在各工位快速有效的转移，简化手动托盘车的上下料过程，降低了工人劳动强度与产品的生产成本。

本发明的技术解决方案如下：

一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：包括可沿滑轨运动的立柱，立柱中心竖直方向设置滚珠丝杆机构，一吊臂座连接在滚珠丝杆机构中可运动的螺母上；

所述吊臂座的两侧对称安装有向外伸展的吊臂，吊臂随吊臂座垂直运动时，同时与立柱滑动配合运动；

每个吊臂上均设置有可沿伸展方向异向运动的两根连接杆，且两根连接杆布置方向与滑轨走向平行；每根连接杆至少一端连接一取件手，所述取件手为吊爪或电磁吸臂。

每根连接杆的两端连接的取件手分别位于吊臂的一个侧面；每根连接杆的一端与吊爪或电磁吸臂连接，另一端与电磁吸臂或吊爪连接。连接杆的两端可以分别连接吊爪、电磁吸臂，也可以均连接吊爪或均连接电磁吸臂。

所述立柱的顶面上、靠近吊臂的两侧分别设一通孔，两根啮合于链轮座上的链条的一端分别穿过立柱的通孔连接在吊臂座的两侧，两根链条的另一端分别连接在配重块上，将配重块悬于与设置吊臂相异的立柱的其中一个侧面。

两个所述链轮座平行地设置在立柱的顶面上，并从通孔向悬挂配重块的立柱侧面方向布置。

每个吊臂上与吊臂座相连接的一侧设置对称的升降滑块，设置吊臂的立柱的两个侧面上设置有对称的升降导轨，所述吊臂通过升降滑块沿升降导轨滑动。

吊臂的两个侧面上，其中一个侧面设置至少一条吊爪导轨，另一个侧面设置至少一条电磁吸臂导轨，所述吊爪、电磁吸臂分别通过滑块沿所述吊爪导轨、电磁吸臂导轨滑动。

两根连接杆分别由一设置在吊臂上的气缸驱动运动。

所述的电磁吸臂的下表面装有电磁吸盘。

所述的吊爪底端为可插入手动托盘车的长轴套内的钩形。

本发明的有益效果是：

1、通过本发明的自动化上下料实现工件快速、高效的转移，使装配焊接工序与补焊工序有机的成为整体，提高了手动托盘车生产效率，降低了工人的劳动强度，改善了工人的劳动环境。

2、本发明具有柔性化，适用多种规格手动托盘车的上下料搬运；有效节省加工场地面积；极大的减少了用工人数。并从机电一体化设计思想出发，弥补现有手动托盘车生产技术的局限性，为手动托盘车自动化柔性焊接加工提供了解决方案。

3、本发明从机电一体化设计思想出发，根据手动托盘车的外形特点，为手动托盘车的自动化分料提供了一套切实可行的解决方案。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2－图5分别为本发明的图1中对应部件的放大视图；

图6为本发明使用吊爪工作时的工作示意图；

图7为本发明使用电磁吸臂工作时的工作示意图；

图8为手动托盘车示意图；

图中：1、滑轨；2、行进电机；3、底座；4、立柱；5、吊爪；6、吊爪导轨；7、连接杆；8、驱动气缸；9、电磁吸臂；10、电磁吸臂导轨；11、链条；12、升降电机；13、链轮座；14、升降导轨；15、吊臂座；16、吊臂；17、配重块；18、升降滑块；19、滚珠丝杆机构；20、长轴套；21、货叉。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

如图1－图5，本发明包括滑轨1、行进电机2、底座3、立柱4、吊爪5、吊爪导轨6、连接杆7、驱动气缸8、电磁吸臂9、电磁吸臂导轨10、链条11、升降电机12、链轮座13、升降导轨14、吊臂座15、吊臂16、配重块17、升降滑块18、滚珠丝杆机构19。

立柱4安装固定在底座3上，行进电机2安装固定在底座3上，底座3通过行进电机2驱动沿滑轨1滑动，立柱4沿滑轨1运动的方向为行进方向；

立柱4的中心沿垂直方向安装有滚珠丝杆机构19，立柱4垂直于行进方向的左右两侧分别对称安装有一副升降导轨14，立柱4的上表面沿行进方向对称安装固定有链轮座13，立柱4的上表面加工有通孔，每个链轮座13的链轮上均装有链条11，两根链条11的一端通过立柱4的通孔分别连接在吊臂座15的两侧，两根链条11的另一端分别连接在配重块17上，吊臂座15安装在滚珠丝杆机构19上，吊臂座15垂直于行进方向的两端分别对称安装有吊臂16，两个吊臂16与吊臂座15相连接的一侧分别安装固定有四个升降滑块18，升降滑块18可沿升降导轨14上下滑动，吊臂16与吊臂座15通过升降电机12驱动滚珠丝杆机构19实现升降运动；

吊臂16沿行进方向的一侧安装有一对吊爪导轨6，吊臂16沿行进方向的另一侧安装有一对电磁吸臂导轨10，吊爪导轨6与电磁吸臂导轨10沿垂直于立柱4行进方向平行排布，一对吊爪5通过滑块安装在吊爪导轨6上，一对电磁吸臂9通过滑块安装在电磁吸臂导轨10上，两根吊爪5分别通过连接杆7与其同一侧的电磁吸臂9相连接，吊臂的上表面安装固定有两个驱动气缸8，两个驱动气缸8的尾部相衔接，两个驱动气缸8的气缸杆杆头分别连接在同一侧的连接杆7上，吊爪5与电磁吸臂9通过驱动气缸8的驱动分别沿吊爪导轨6与电磁吸臂导轨10实现同步运动。

电磁吸臂9的下表面均装有电磁吸盘。

本发明的实施过程：

其中一种使用吊爪5抓取工件即手动托盘车的过程如图6和图8所示。首先，行进电机2驱动底座3沿滑轨1滑动，带动立柱4运动至工件所在工位，两个驱动气缸8分别驱动连接杆7，带动吊爪5沿吊爪导轨6向两侧滑动，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16降落至可抓取工件的高度；然后，两个驱动气缸8分别驱动连接杆7收回，带动吊爪5的可插入手动托盘车的长轴套20内的钩形的底端，进入手动托盘车的长轴套20内，抓取工件，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16提升工件至一定高度；最后，行进电机2驱动底座3沿滑轨1滑动，带动立柱4运动至工件下一工位，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16将工件放置到该工位的工作台上，两个驱动气缸8分别驱动连接杆7，带动吊爪5沿吊爪导轨6向两侧滑动，使吊爪5的底端与长轴套20分离，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16升至安全高度，至此，完成工件的搬运工作。

另一种使用电磁吸臂9抓取工作即手动托盘车的过程如图7和图8所示。首先，行进电机2驱动底座3沿滑轨1滑动，带动立柱4运动至工件所在工位，两个驱动气缸8分别驱动连接杆7，带动电磁吸臂9沿电磁吸臂导轨10向两侧滑动，使两个电磁吸臂9之间的距离与手动托盘车的规格相一致；然后，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16降落至可抓取工件的高度，电磁吸臂9上电，通过货叉21表面将工件吸附在电磁吸臂9下表面的电磁吸盘上，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16提升工件至一定高度；最后，行进电机2驱动底座3沿滑轨1滑动，带动立柱4运动至工件下一工位，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16将工件放置到该工位的工作台上，电磁吸臂9断电，释放工件，升降电机12驱动滚珠丝杆机构19，带动吊臂16升至安全高度，至此，完成工件的搬运工作。

本发明通过结构紧凑，工作效率高，工人劳动强度低，具有很强的实用性。

本发明的设计原理：

首先，本发明根据手动托盘车的几何特性，完成手动托盘车自动上下料的可靠性设计。本发明采用手动托盘车的长轴套20以及货叉21为定位基准，分别设计了吊爪5和电磁吸臂9两套搬运系统，完成主焊工位和补焊工位之间的搬运。同时，吊臂16的两端都安装有吊爪5和电磁吸臂9，使得两侧可以进行协同搬运。

其次，本发明采用自动化技术，使用两个电机和四个气缸，实现了整个装置的机电一体化。本发明在操作过程中不需要人工干预，就能自动完成主焊工位和补焊工位之间的手动托盘车的搬运工作，极大地提高了手动托盘车加工自动化程度，有效地减少了劳动力人数，缓解了招工和管理困难。

最后，本发明采用柔性化设计。由于应用场合不同，手动托盘车有多种规格，每种规格的高度基本相同，长度和宽度各不相同。针对手动托盘车多规格特点，本发明的吊爪5和电磁吸臂9适用于多种长度的手动托盘车，并且能根据手动托盘车的宽度进行自适应。

Claims

1. 一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：包括可沿滑轨运动的立柱，立柱中心竖直方向设置滚珠丝杆机构，一吊臂座连接在滚珠丝杆机构中可运动的螺母上；

2.根据权利要求1所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：每根连接杆的两端连接的取件手分别位于吊臂的一个侧面；每根连接杆的一端与吊爪或电磁吸臂连接，另一端与电磁吸臂或吊爪连接。

3.根据权利要求1所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：所述立柱的顶面上、靠近吊臂的两侧分别设一通孔，两根啮合于链轮座上的链条的一端分别穿过立柱的通孔连接在吊臂座的两侧，两根链条的另一端分别连接在配重块上，将配重块悬于与设置吊臂相异的立柱的其中一个侧面。

4.根据权利要求3所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：两个所述链轮座平行地设置在立柱的顶面上，并从通孔向悬挂配重块的立柱侧面方向布置。

5.根据权利要求1所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：每个吊臂上与吊臂座相连接的一侧设置对称的升降滑块，设置吊臂的立柱的两个侧面上设置有对称的升降导轨，所述吊臂通过升降滑块沿升降导轨滑动。

6.根据权利要求1所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：吊臂的两个侧面上，其中一个侧面设置至少一条吊爪导轨，另一个侧面设置至少一条电磁吸臂导轨，所述吊爪、电磁吸臂分别通过滑块沿所述吊爪导轨、电磁吸臂导轨滑动。

7.根据权利要求1或6所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：两根连接杆分别由一设置在吊臂上的气缸驱动运动。

8.根据权利要求1所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：所述的电磁吸臂的下表面装有电磁吸盘。

9.根据权利要求1所述的一种手动托盘车柔性自动上下料机构，其特征在于：所述的吊爪底端为可插入手动托盘车的长轴套内的钩形。