CN103420136A - 一种码垛机选择性转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码垛机选择性转向装置，旨在克服现有技术中的码垛机选择性转向装置无法满足高速码垛作业要求的不足，提供了能够显著提高选择转向速度的一种码垛机选择性转向装置。它包括输送台、感应器和设置在输送台输送路径一侧的挡轮转向装置，感应器电连接有控制器，控制器电连接挡轮转向装置，输送台沿输送放向设置有滚珠链板，所述的滚珠链板包括链板主板和滚珠，滚珠链板下方设置有平行滚珠链板的转盘，转盘位于挡轮专向装置靠近滚珠链板输送入口的一侧，所述转盘接触滚珠，转盘设置有转盘驱动装置，转盘驱动装置电连接控制器。本发明具有对箱体进行两次转向，提高转向效率；转向过程箱体晃动小，转向稳定等优点。

Description

一种码垛机选择性转向装置

技术领域

本发明涉及一种包装箱码垛机配套装置，尤其涉及一种码垛机选择性转向装置。

背景技术

包装箱码垛生产线是在产品包装完成后的对包装完成的包装箱进行有序排列并堆垛存放，代替了原有的人力码垛方式，大大提高了生产效率。由于多数包装箱是具有一定长宽比的立方体形状，在堆垛时各层包装箱交错叠放，能够有效提高堆垛稳定性。因此在码垛机中需要设置选择性转向装置对包装箱进行选择性转向。现有技术中的码垛及选择性转向装置的转向手段主要包括机械手转向、挡轮转向机构转向和差速转向机构转向等。其中设置有机械手机型自动转向的选择性转向装置通过机械手抓取箱体转向，精度高、工作效率高，但价格十分昂贵且后期维护费用大，限制了其推广。使用挡轮转向机构的转向装置，是通过固定挡轮阻挡箱体的一侧使其在输送过程中转向，但此时正在转向箱体会减速且转向过程缓慢，转向过程中会被后方的箱体追上，而影响转向操作。这一情况使得使用挡轮转向机构的转向装置转向速度不足，难以应用于高速码垛作业中。而使用差速转向机构的转向装置，通过差速传送带，使箱体转向，但当箱体宽度较小时，速差输送带提供的动力未能大于箱体和原输送带之间的静摩擦力时，箱子保持竖向继续前进，无法转动。因此，现有技术中的码垛机选择性转向装置的不足之处在于：转向速度有限，无法适应高速码垛作业的要求。

中国专利授权公告号：CN 103029993A，授权公告日：2013年4月10日，该发明提供了一种适合于码垛机货物分层交错叠置的码垛装置，包括直送段、转向输送段、输送缓存段、推箱转送段和取货输送段，所述的直送段依次与转向输送段、输送缓存段、推箱转送段和取货输送段承接配合；所述的转向输送段设置转向驱动装置，所述的推箱转送段设置推箱转输装置。转向驱动装置包括气缸、摆杆和拨叉。该发明设置斜辊转向输送段，使得货物可以在需要转向时自动实现货物转向。并设置推箱转送段实现货物的横向推送，转向平稳。在取货输送段设置矫正装置，可以分组将货物码齐，以备机械手的抓取。该发明采用分层码垛成型，规整且易于抓取。其不足之处是：使用拨叉拨动箱体，使箱体转向，选择转向效率低，不适用于高速码垛作业中。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的码垛机选择性转向装置无法满足高速码垛作业要求的不足，提供了能够显著提高选择转向速度的一种码垛机选择性转向装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种码垛机选择性转向装置，包括输送台、感应器和设置在输送台输送路径一侧的挡轮转向装置，感应器电连接有控制器，控制器电连接挡轮转向装置，输送台沿输送放向设置有滚珠链板，所述的滚珠链板包括链板主板和滚珠，滚珠链板下方设置有平行滚珠链板的转盘，转盘位于挡轮专向装置靠近滚珠链板输送入口的一侧，所述转盘接触滚珠，转盘设置有转盘驱动装置，转盘驱动装置电连接控制器。转盘设置在挡轮转向装置靠近输送入口的一侧，对待转向的箱体进行预转向。盘转动时会带动滚珠链板上的滚珠转动，在需要选择转向的箱体在输送到转盘位置时会被滚珠带动而进行预转向。经过预转向的箱体在输送到挡轮转向装置作用范围时已经转动了一定的角度。这样箱体在挡轮转向装置处所需要完成的转动角度将会大大减小，大大缩短箱体在挡轮转向装置处减速时间。因此，可以有效减缓箱体转向过程中减速，容易被后方箱体冲撞的问题，显著提高箱体的输送速度，提高码垛机的整体效率。

作为优选，链板主板上设置有若干通孔，滚珠设置在通孔内，通孔两端设置有限位结构，滚珠可延通孔滑动；滚珠滑动到最低位置时滚珠上端位于链板主板上表面下方。由于本发明中的滚珠链板上的滚珠可绕自身球心自由转动，因此在滚珠链板输送速度较快时，箱体在输送过程中特别是在转运到本发明上时容易发生不必要的滑动而对转向效果造成影响。本发明中的滚珠是可升降的，只有在转盘范围内，滚珠才会被转盘推出链板主板的上表面，使得箱体转动。而在转盘范围外，滚珠由于重力作用下降，箱体直接放置在链板主板上不会发生意外滑动，并且减缓箱体在挡轮转向装置进行转向后由于惯性引起的转向过度。

作为优选，所述的限位结构包括上位限位环和下位限位罩，所述的上位限位环为圆环，设置在通孔的上端，所述的下位限位罩设置在通孔的下端内部设置有空腔，空腔的横截面和通孔的横截面形状尺寸相同，下位限位罩下端面设置有圆形孔。上位限位环和下位限位罩起到限位作用，限制滚珠升降的位置，防止其从通孔上端滑出，并且在转盘范围外，滚珠上端位于通孔内。下位限位罩同时延长了滚珠的滑动路程，间接减小了链板主板的厚度。

作为优选，转盘上表面和链板主板上表面之间的距离小于滚珠直径。输送到转盘范围内的滚珠会被转盘顶起并且上端露出链板主板上表面，同时由于转盘转动带动滚珠转动，接着带动输送到这一位置的箱体，使箱体在不降低输送速度的情况进行预转向。

作为优选，转盘圆心处同轴设置有一顶面为圆形的凸台；滚珠包括滚珠A和滚珠B，滚珠A和转盘圆心沿垂直输送线方向的距离小于凸台半径，滚珠B和转盘圆心沿垂直输送线方向的距离大于凸台半径，滚珠A的直径小于滚珠B的直径，两者的差值大于或等于凸台顶面距离转盘的距离，在滑动到最低位置时其下端和链板主板下表面的距离小于转盘上表面和链板主板下表面的距离。箱体预转向的主要过程是在箱体运送到转盘圆心位置附近时进行的，这时箱体的转动方向和转盘转动方向相反和挡轮转向装置所要进行的转向方向一致。而转盘转动时在其圆心两侧的滚珠转动方向相反，并且为保证转向效率，在同一批次的箱体转向过程中，转盘不会暂停转动。若转盘上表面采用常规平面结构，在箱体刚输送到转盘范围的边缘时，箱体只有前端受到转盘一侧的滚珠的作用，因此会受到和预转向方向相反的转矩作用，造成一定的和预转向方向相反的转动。同理，在箱体即将离开转盘范围时，只有箱体尾部受到转盘一侧的滚珠作用，造成箱体方向转动。这两种情况不仅会显著影响到箱体预转向的效率，同时引起的箱体晃动还会影响箱体运输时的稳定性，大大增加整条码垛生产线的出错率。而本发明中转盘的上表面结构和滚珠A、B的结构能够有效缓解这一问题：由于滚珠A的尺寸限制，只有在凸台范围内的滚珠A才会凸出链板主板上表面，可以有效减少上述箱体方向转动的时间和幅度，有效增加预转向效率和箱体输送稳定性。

作为优选，挡轮转向装置包括挡轮安装座、驱动气缸、摆动臂和挡轮，挡轮安装座设置在输送台上位于滚珠链板的一侧，摆动臂通过一位于其中部的销轴和挡轮安装座转动连接；驱动气缸设置在挡轮安装座上，其缸杆末端转动连接摆动臂的一端，摆动臂的另一端设置挡轮；驱动气缸电连接控制器。在需要对箱体进行转向时，驱动气缸控制摆动臂转动，将设置有挡轮的一端转动到箱体的输送路径上，挡轮阻挡箱体的一侧使其转动完成转向。

作为优选，转盘驱动装置包括传送带轮、同步带、减速带轮、减速器和伺服电机，伺服电机通过安装架安装在输送台内，伺服电机连接减速器，减速器连接减速带轮，传送带轮和转盘同轴连接，同步带设置在减速带轮和传送带轮之间；伺服电机电连接控制器。伺服电机为转盘提供动力，减速器调整转盘以适合的速度转动。

作为优选，转盘圆心位于滚珠链板中线上，滚珠链板宽度大于转盘直径。沿滚珠链板中线输送的箱体能够准确输送到转盘圆心位置，先后通过转盘和挡轮转向装置完成稳定的转向过程。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）对箱体进行两次转向，提高转向效率；（2）转向过程箱体晃动小，转向稳定。

附图说明

图1是本发明的使用状态示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的俯视局部剖视图。

图4是本发明的挡轮转向装置的结构示意图。

图5是本发明的转盘和转盘驱动装置的结构示意图。

图6是图3“A”处的局部剖视图。

图7是图6“C”的局部放大视图。

图8是图3“B”处的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

实施例：如图1、图2所示，本发明的一种码垛机选择性转向装置，包括输送台1和设置在输送台1输送路径一侧的挡轮转向装置。如图4所示，所述的挡轮转向装置包括挡轮安装座41、驱动气缸42、摆动臂43和挡轮44，挡轮安装座41设置在输送台1上位于滚珠链板2的一侧，摆动臂43通过一位于其中部的销轴45和挡轮安装座41转动连接；驱动气缸42设置在挡轮安装座41上，其缸杆末端转动连接摆动臂43的一端，摆动臂43的另一端设置挡轮44。输送台1在挡轮44专项装置靠近输送入口的一侧，还设置有感应器5。感应器5电连接有控制器。控制器电连接驱动气缸42。在码垛时需要将相邻两层的箱体6方向交错，通过感应器5检测通过的箱体6数量，在需要进行转向的箱体6通过感应器5时，感应器5发出信号，通过一控制器控制驱动气缸42，驱动气缸42将挡轮44转动到箱体6输送路径上。这样在箱体6输送到挡轮转向装置位置，挡轮44阻挡箱体6的一侧，使箱体6转向。

如图3所示，输送台1沿输送放向设置有滚珠链板2，并设置有链板驱动机构；所述的滚珠链板2包括链板主板21和滚珠；滚珠链板2下方设置有平行滚珠链板2的转盘3，转盘3位于挡轮专向装置靠近滚珠链板2输送入口的一侧，且位于挡轮转向装置和感应器5之间的位置。转盘3圆心位于滚珠链板2中线上，转盘3的直径和滚珠链板2宽度相等。

如图5所示，所述的转盘驱动装置包括传送带轮32、同步带33、减速带轮34、减速器35和伺服电机36，伺服电机36通过安装架37安装在输送台1内，伺服电机36连接减速器35，减速器35连接减速带轮34，传送带轮32和转盘3同轴连接，同步带33设置在减速带轮34和传送带轮32之间。伺服电机36为转盘3提供动力，减速器35调整转盘3以适合的速度转动。伺服电机36电连接控制器。

控制器在控制驱动气缸42的同时控制伺服电机，使挡轮44转动到箱体6输送路径上时，转盘3同步转动。转盘3转动时会带动滚珠链板2上的滚珠转动，在需要选择转向的箱体6在输送到转盘3位置时会被滚珠带动而进行预转向。经过预转向的箱体6在输送到挡轮转向装置作用范围时已经转动了一定的角度。这样箱体6在挡轮转向装置处所需要完成的转动角度将会大大减小，大大缩短箱体6在挡轮转向装置处减速时间。因此，可以有效减缓箱体6转向过程中减速，容易被后方箱体6冲撞的问题，显著提高箱体6的输送速度，提高码垛机的整体效率。

如图6、图7、图8所示，链板主板21上设置有若干通孔25，滚珠设置在通孔25内，所述的限位结构包括上位限位环23和下位限位罩24，所述的上位限位环23为圆环，设置在通孔25的上端，所述的下位限位罩24设置在通孔25的下端内部设置有空腔，空腔的横截面和通孔25的横截面形状尺寸相同，下位限位罩24下端面设置有圆形孔。上位限位环23、通孔25和下位限位罩24构成了滚珠上下升降的空间。上位限位环23内孔的大小限制了滚珠从通孔25上端滑出。而下位限位罩24上的圆形孔的大小可以保证，滚珠在转盘3范围外时，其上端位于通孔25内。下位限位罩24同时延长了滚珠的滑动路程，间接减小了链板主板21的厚度。滚珠可延通孔25滑动；滚珠滑动到最低位置时滚珠上端位于链板上表面下方。这样的可升降的滚珠结构，使得滚珠只有在转盘3范围内，滚珠才会被转盘3推出链板主板21的上表面，使得箱体6转动。而在转盘3范围外，滚珠由于重力作用下降，箱体6直接放置在链板主板21上不会发生意外滑动，并且减缓箱体6在挡轮转向装置进行转向后由于惯性引起的转向过度。且转盘3上表面边缘设置有倒角，使得转盘3顶起滚珠的过程更为平缓且防止转盘3和滚珠硬性碰撞对结构的损害。

转盘3圆心处同轴设置有一顶面为圆形的凸台31，凸台边缘设置有倒角。滚珠包括滚珠A221和滚珠B222，滚珠A221和转盘3圆心沿垂直箱体6输送线方向的距离小于凸台31半径，滚珠B222和转盘3圆心沿垂直箱体6输送线方向的距离大于凸台31半径，滚珠A221的直径小于滚珠B222的直径，两者的差值大于或等于凸台31顶面距离转盘3的距离，在滑动到最低位置时其下端和链板主板21下表面的距离小于转盘3上表面和链板主板21下表面的距离。转盘3上表面的其他部分和链板主板21上表面的距离小于滚珠B222的直径。

箱体6预转向的主要过程是在箱体6运送到转盘3圆心位置附近时进行的，这时箱体6的转动方向和转盘3转动方向相反和挡轮转向装置所要进行的转向方向一致。而转盘3转动时在其圆心两侧的滚珠转动方向相反，并且为保证转向效率，在同一批次的箱体6转向过程中，转盘3不会暂停转动。若转盘3上表面采用常规平面结构，在箱体6刚输送到转盘3范围的边缘时，箱体6只有前端受到转盘3一侧的滚珠的作用，因此会受到和预转向方向相反的转矩作用，造成一定的和预转向方向相反的转动。同理，在箱体6即将离开转盘3范围时，只有箱体6尾部受到转盘3一侧的滚珠作用，造成箱体6方向转动。这两种情况不仅会显著影响到箱体6预转向的效率，同时引起的箱体6晃动还会影响箱体6运输时的稳定性，大大增加整条码垛生产线的出错率。而本发明中转盘3的上表面结构和滚珠A221、B的结构能够有效缓解这一问题：由于滚珠A221的尺寸限制，只有在凸台31范围内的滚珠A221才会凸出链板主板21上表面，可以有效减少上述箱体6方向转动的时间和幅度，有效增加预转向效率和箱体6输送稳定性。凸台31边缘设置的倒角，使得凸台31顶起滚珠A221的过程更为平缓且防止凸台31和滚珠A221硬性碰撞对结构的损害。

在使用时，本发明通过感应器5检测输送通过的箱体6数，在通过的箱体6数量达到预先设定的数量（即码垛后单层的箱体6数）时，控制器会控制转盘3以俯视图图X的逆时针方向转动，并使驱动气缸42控制挡轮44转动到箱体6输送路径上。这样，箱体6在经过转盘3范围内滚轮的预转向过程，再通过挡轮转向装置完成最终的转向。同时，感应器5仍在检测通过的箱体6数，当通过的箱体6数量再次达到预先设定值时，控制器停止转盘3，驱动气缸42转动挡轮44远离箱体6输送路径。此时通过的箱体6不会受到转向作用。以此方式循环，实现选择性转向工作。

Claims (8)

1.一种码垛机选择性转向装置，包括输送台（1）、感应器（5）和设置在输送台（1）输送路径一侧的挡轮转向装置，感应器（5）电连接有控制器，控制器电连接挡轮转向装置，其特征是，输送台（1）沿输送放向设置有滚珠链板（2），所述的滚珠链板（2）包括链板主板（21）和滚珠，滚珠链板（2）下方设置有平行滚珠链板（2）的转盘（3），转盘（3）位于挡轮专向装置靠近滚珠链板（2）输送入口的一侧，所述转盘（3）接触滚珠，转盘（3）设置有转盘驱动装置，转盘驱动装置电连接控制器。

2.根据权利要求1所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，链板主板（21）上设置有若干通孔（25），滚珠设置在通孔（25）内，通孔（25）两端设置有限位结构，滚珠可延通孔（25）滑动；滚珠滑动到最低位置时滚珠上端位于链板主板（21）上表面下方。

3.根据权利要求2所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，所述的限位结构包括上位限位环（23）和下位限位罩（24），所述的上位限位环（23）为圆环，设置在通孔（25）的上端，所述的下位限位罩（24）设置在通孔（25）的下端内部设置有空腔，空腔的横截面和通孔（25）的横截面形状尺寸相同，下位限位罩（24）下端面设置有圆形孔。

4.根据权利要求2所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，转盘（3）上表面和链板主板（21）上表面之间的距离小于滚珠直径。

5.根据权利要求2所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，转盘（3）圆心处同轴设置有一顶面为圆形的凸台（31）；滚珠包括滚珠A（221）和滚珠B（222），滚珠A（221）和转盘（3）圆心沿垂直输送线方向的距离小于凸台（31）半径，滚珠B（222）和转盘（3）圆心沿垂直输送线方向的距离大于凸台（31）半径，滚珠A（221）的直径小于滚珠B（222）的直径，两者的差值大于或等于凸台（31）顶面距离转盘（3）的距离，在滑动到最低位置时其下端和链板主板（21）下表面的距离小于转盘（3）上表面和链板主板（21）下表面的距离。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，挡轮转向装置包括挡轮安装座（41）、驱动气缸（42）、摆动臂（43）和挡轮（44），挡轮安装座（41）设置在输送台（1）上位于滚珠链板（2）的一侧，摆动臂（43）通过一位于其中部的销轴（45）和挡轮安装座（41）转动连接；驱动气缸（42）设置在挡轮安装座（41）上，其缸杆末端转动连接摆动臂（43）的一端，摆动臂（43）的另一端设置挡轮（44）；驱动气缸（42）电连接控制器。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，转盘驱动装置包括传送带轮（32）、同步带（33）、减速带轮（34）、减速器（35）和伺服电机（36），伺服电机（36）通过安装架（37）安装在输送台（1）内，伺服电机（36）连接减速器（35），减速器（35）连接减速带轮（34），传送带轮（32）和转盘（3）同轴连接，同步带（33）设置在减速带轮（34）和传送带轮（32）之间；伺服电机（36）电连接控制器。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种码垛机选择性转向装置，其特征是，转盘（3）圆心位于滚珠链板（2）中线上，滚珠链板（2）宽度大于转盘（3）直径。

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