CN103863789A - 自动码砖机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出自动码砖机及其控制方法，以彻底解放目前繁重的人工码放操作，大幅提高工作效率，提高制砖业的机械化和自动化程度。本发明的自动码砖机包括砖坯移送单元、输送带和码砖单元，所述砖坯移送单元包括一个在工作端设有砖坯夹持机构并可绕其所在安装座的立轴转动的旋转臂，所述旋转臂为可绕其延长线旋转的复合旋转臂，所述立轴设置在可升降的基座上；所述输送带为间歇式输送带，其每一间歇位移的距离与其上所码放的砖坯间距相适应关键在于所述码砖单元包括垂直支架，所述垂直支架安装有可在机械臂驱动机构作用下相对于垂直支架做垂直移动及水平移动的机械臂；所述机械臂平行于输送带方向，且设有多个用于夹持砖坯的机械爪。

Description

自动码砖机及其控制方法

技术领域

 本发明属于机械制造技术领域，特别涉及到自动码砖机及其控制方法。

背景技术

专利号为201120001037.8的实用新型专利公开了一种与制砖机配合的码砖装置，包括在与盘转式压砖机制砖工位的出砖口位置相适应部位设置的砖坯移出单元和砖坯转送单元，砖坯移出单元包括一个在工作端设有砖坯夹持结构并可绕其所在的安装座的立轴转动的旋转臂；砖坯转送单元包括有在与该旋转臂的砖坯夹持结构转动轨迹相适应的部位设置的可由动力机构驱动的砖坯码放移动传送结构。上述装置虽然可以自动将压砖机制砖工位的出砖口顶出的砖坯夹持并移到移动传送机构上，但是后续的砖坯摆放还是需要人工进行，其自动化程度不高。

发明内容

本发明的目的是提出自动码砖机及其控制方法，以彻底解放目前繁重的人工码放操作，大幅提高工作效率，提高制砖业的机械化和自动化程度。

本发明的自动码砖机包括砖坯移送单元、输送带和码砖单元，所述砖坯移送单元和码砖单元分别位于输送带的两端，所述砖坯移送单元包括一个在工作端设有砖坯夹持机构并可绕其所在安装座的立轴转动的旋转臂，所述旋转臂为可绕其延长线旋转的复合旋转臂，所述立轴设置在可升降的基座上；所述输送带为间歇式输送带，其每一间歇位移的距离与其上所码放的砖坯间距相适应；关键在于所述码砖单元包括垂直支架，所述垂直支架安装有可在机械臂驱动机构作用下相对于垂直支架做垂直移动及水平移动的机械臂；所述机械臂平行于输送带方向，且设有多个用于夹持砖坯的机械爪。

如果采用一个机械爪来夹持多个砖坯，当砖坯的尺寸略有偏差时，机械爪就会漏掉某个或多个尺寸较小的砖坯，本发明采用多个机械爪来夹持多个砖坯，即使砖坯的尺寸略有偏差时，机械爪也能适应该尺寸的变化，不会漏掉砖坯。

上述自动码砖机的控制方法包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴，从而将砖坯放置于输送带上；

B：重复A步骤，待输送带上排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂移动至输送带上方，利用机械爪将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂，并调节机械臂的高度，将机械爪及其所夹持的砖坯移动至输送带旁侧的砖坯码放位置，然后松开机械爪，使所夹持的砖坯落下，形成砖垛； 

C：重复A、B步骤，直到砖垛中的砖坯数量符合要求。

应用此种控制方法能够码成长方体形状的砖垛，虽然效率较高，但是砖垛容易倾倒，针对该问题，本发明提出了下述两种改进结构：

第一种：所述每个机械爪均利用一个独立的夹持驱动机构驱动，所述夹持驱动机构为气缸，气缸不仅控制方便，而且还可以灵活调整其活塞的行程，保证能够夹持紧砖坯。

该种自动码砖机的控制方法包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴，从而将砖坯放置于输送带上；

B：重复A步骤，待输送带的中央位置排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂移动至输送带上方，控制机械臂中对应的机械爪将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂，并调节机械臂的高度，将机械爪及其所夹持的砖坯移动至输送带旁侧的砖坯码放位置，然后松开机械爪，使所夹持的砖坯落下；重复执行上述步骤，并逐次减少输送带中央位置所排列砖坯的数量，直到落下的砖坯码成数量符合要求的金字塔形的砖垛。

第二种：所述机械臂设有平行于机械臂轴向的水平导轨，所述机械爪安装于一个辅助支架上，所述辅助支架活动架设于所述水平导轨上，并可在水平驱动机构的驱动下沿水平导轨移动。

该种自动码砖机的控制方法包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴，从而将砖坯放置于输送带上；

B：重复A步骤，待输送带沿其输送方向排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂移动至输送带上方，控制机械臂中对应的机械爪将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂，并调节机械臂的高度，将机械爪及其所夹持的砖坯移动至输送带旁侧的砖坯码放位置，然后通过调节辅助支架的位置来调节机械爪的位置，使夹持有砖坯的机械爪位于已码砖垛的中央位置，然后松开机械爪，使所夹持的砖坯落下；重复执行上述步骤，并逐次减少输送带沿其输送方向所排列砖坯的数量，直到落下的砖坯码成数量符合要求的金字塔形的砖垛。

上述两种改进的自动码砖机及其控制方法可以码成金字塔形的砖垛，砖垛稳定性强，不易倾倒，提高了安全性。

具体来说，所述机械臂驱动机构包括升降电机和平移电机；所述垂直支架设有垂直滑轨，所述机械臂的端部通过滚轮活动架设于一个具有水平滑轨的水平支架上，所述水平支架通过滚轮活动架设于所述垂直滑轨上，所述垂直支架的顶端设有利用升降电机驱动的转轮，所述水平支架与一条绳索相连，所述绳索的另一端绕过转轮并连接有配重；所述水平支架设有利用平移电机驱动的螺杆，所述机械臂设有与所述螺杆配合的螺母。在螺母的配合下，通过平移电机转动螺杆，可以将螺杆的转动转化为机械臂沿螺杆轴向的水平移动；而通过升降电机转动转轮，可以调节水平支架的高度，从而实现了机械臂的水平及垂直移动。上述配重有助于减轻升降电机的负荷及保持垂直支架的平衡，使升降电机在较小功率的情况下提升水平支架。

为保证水平支架的平衡，所述水平支架的一侧设有三角形框架，所述三角形框架设有四个呈矩形排列的滚轮，所述滚轮架设于垂直支架侧部所设有的两条垂直滑轨上。

本发明的自动码砖机及其控制方法，可以实现自动码砖，彻底解放目前繁重的人工码放操作，大幅提高了工作效率，并提高了制砖业的机械化和自动化程度。

附图说明

    图1是实施例1的自动码砖机的整体结构俯视图。

图2是实施例1中的码砖单元的侧视图。

图3是图2中螺杆处的放大结构示意图。

图4是实施例1中的码砖单元的正视图。

图5是实施例1中第一种控制方法中输送带多次砖坯摆放情况示意图。

图6是实施例2中第一种控制方法中输送带多次砖坯摆放情况示意图。

图7是实施例2中的码砖单元的侧视图。

图8是实施例2的控制方法中输送带多次砖坯摆放情况示意图。

其中：1、砖坯移送单元；11、立轴；12、旋转臂；13、安装座；2、输送带；3、码砖单元；31、垂直支架；311、垂直滑轨；312、转轮；32、机械臂；321、机械爪；322、滚轮； 323、水平导轨；324、辅助支架；325、螺母；33、升降电机；34、平移电机；35、水平支架；351、水平滑轨；352、滚轮；353、螺杆；354、三角形框架；355、支架；36、绳索；37、配重。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1～4所示，本实施例的自动码砖机包括砖坯移送单元1、输送带2和码砖单元3，砖坯移送单元1和码砖单元3分别位于输送带2的两端，其中：

所述砖坯移送单元1包括一个在工作端设有砖坯夹持机构并可绕其所在安装座13的立轴11转动的旋转臂12，所述旋转臂12为可绕其延长线旋转的复合旋转臂，所述立轴11设置在可升降的基座上（砖坯夹持机构及基座未画出）；

所述输送带2为间歇式输送带，其每一间歇位移的距离与其上所码放的砖坯间距相适应；

所述码砖单元3包括垂直支架31，所述垂直支架31安装有可在机械臂驱动机构作用下相对于垂直支架做垂直移动及水平移动的机械臂32；所述机械臂32平行于输送带2的方向，且设有多个用于夹持砖坯的机械爪321。每个机械爪321均利用一个独立的气缸驱动（气缸未画出）。

具体来说，所述机械臂驱动机构包括升降电机33和平移电机34；所述垂直支架31设有垂直滑轨311，所述机械臂32的端部通过滚轮322活动架设于一个具有水平滑轨351的水平支架35上，所述水平支架35通过滚轮352活动架设于所述垂直滑轨311上，所述垂直支架311的顶端设有利用升降电机33驱动的转轮312，所述水平支架35与一条绳索36相连，所述绳索36的另一端绕过转轮312并连接有配重37；

所述水平支架35设有利用平移电机34驱动的螺杆353，该螺杆353利用支架355支撑，并可在支架355内自由转动；所述机械臂32固定有与所述螺杆353配合的螺母325。在螺母325的配合下，通过平移电机34转动螺杆353，可以将螺杆353的转动转化为机械臂32沿螺杆353轴向的水平移动；而通过升降电机33转动转轮312，可以调节水平支架35的高度，从而实现了机械臂32的水平及垂直移动。上述配重37有助于减轻升降电机33的负荷及保持垂直支架31的平衡，使升降电机33在较小功率的情况下提升水平支架35。

为保证水平支架35的平衡，所述水平支架35的一侧设有三角形框架354，所述三角形框架354设有四个呈矩形排列的滚轮352，所述滚轮352架设于垂直支架31侧部所设有的两条垂直滑轨311上。

上述自动码砖机的控制方法有两种，具体如下：

自动码砖机的第一种控制方法包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元1放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂12将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂12绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴11，从而将砖坯放置于输送带2上；

B：重复A步骤，待输送带2上排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂32移动至输送带2的上方，利用机械爪321将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂32，并调节机械臂32的高度，将机械爪321及其所夹持的砖坯移动至输送带2旁侧的砖坯码放位置4，然后松开机械爪321，使所夹持的砖坯落下，形成砖垛；输送带多次砖坯摆放情况如图5所示，其中黑色实心矩形为摆放的砖坯，空心矩形为输送带上砖坯的预定摆放位置，箭头表示输送带的输送方向，001～004表示先后步骤。

C：重复A、B步骤，直到砖垛中的砖坯数量符合要求。

应用此种控制方法能够码成长方体形状的砖垛，虽然效率较高，但是砖垛容易倾倒，针对该问题，本实施例还提出了下述改进的控制方法：

A：将砖坯移送单元1放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂12将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂12绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴11，从而将砖坯放置于输送带2上；

B：重复A步骤，待输送带2的中央位置排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂32移动至输送带2上方，控制机械臂32中对应的机械爪321将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂32，并调节机械臂32的高度，将机械爪321及其所夹持的砖坯移动至输送带2旁侧的砖坯码放位置4，然后松开机械爪321，使所夹持的砖坯落下；重复执行上述步骤，并逐次减少输送带2中央位置所排列砖坯的数量，直到落下的砖坯码成数量符合要求的金字塔形的砖垛。输送带多次砖坯摆放情况如图6所示，其中黑色实心矩形为摆放的砖坯，空心矩形为输送带上砖坯的预定摆放位置，箭头表示输送带的输送方向，001～004表示先后步骤。

该控制方法可以码成金字塔形的砖垛，砖垛稳定性强，不易倾倒，提高了安全性。

 

实施例2：

如图7所示，与实施例1不同的是，本实施例中的机械臂32设有平行于机械臂32轴向的水平导轨323，所述机械爪321安装于一个辅助支架324上，所述辅助支架324活动架设于所述水平导轨323上，并可在水平驱动机构（可采用电机带动皮带的方式或者螺杆螺母配合的方式，该水平驱动机构在图中未画出）的驱动下沿水平导轨323移动。

该种自动码砖机的控制方法包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元1放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂12将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂12绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴11，从而将砖坯放置于输送带2上；

B：重复A步骤，待输送带2沿其输送方向排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂32移动至输送带2的上方，控制机械臂32中对应的机械爪321将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂32，并调节机械臂32的高度，将机械爪321及其所夹持的砖坯移动至输送带2旁侧的砖坯码放位置4，然后通过调节辅助支架324的位置来调节机械爪321的位置，使夹持有砖坯的机械爪321位于已码砖垛的中央位置，然后松开机械爪321，使所夹持的砖坯落下；重复执行上述步骤，并逐次减少输送带2沿其输送方向所排列砖坯的数量，直到落下的砖坯码成数量符合要求的金字塔形的砖垛。输送带多次砖坯摆放情况如图8所示，其中黑色实心矩形为摆放的砖坯，空心矩形为输送带上砖坯的预定摆放位置，箭头表示输送带的输送方向，001～004表示先后步骤。

本实施例的自动码砖机控制更加灵活，可以码成金字塔形的砖垛，砖垛稳定性强，不易倾倒，提高了安全性。

Claims (9)

1.一种自动码砖机，包括砖坯移送单元、输送带和码砖单元，所述砖坯移送单元和码砖单元分别位于输送带的两端，所述砖坯移送单元包括一个在工作端设有砖坯夹持机构并可绕其所在安装座的立轴转动的旋转臂，所述旋转臂为可绕其延长线旋转的复合旋转臂，所述立轴设置在可升降的基座上；所述输送带为间歇式输送带，其每一间歇位移的距离与其上所码放的砖坯间距相适应；其特征在于所述码砖单元包括垂直支架，所述垂直支架安装有可在机械臂驱动机构作用下相对于垂直支架做垂直移动及水平移动的机械臂；所述机械臂平行于输送带方向，且设有多个用于夹持砖坯的机械爪。

2.根据权利要求1所述的自动码砖机，其特征在于所述每个机械爪均利用一个独立的夹持驱动机构驱动。

3.根据权利要求2所述的自动码砖机，其特征在于所述夹持驱动机构为气缸。

4.根据权利要求1所述的自动码砖机，其特征在于所述机械臂设有平行于机械臂轴向的水平导轨，所述机械爪安装于一个辅助支架上，所述辅助支架活动架设于所述水平导轨上，并可在水平驱动机构的驱动下沿水平导轨移动。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的自动码砖机，其特征在于所述机械臂驱动机构包括升降电机和平移电机；所述垂直支架设有垂直滑轨，所述机械臂的端部通过滚轮活动架设于一个具有水平滑轨的水平支架上，所述水平支架通过滚轮活动架设于所述垂直滑轨上，所述垂直支架的顶端设有利用升降电机驱动的转轮，所述水平支架与一条绳索相连，所述绳索的另一端绕过转轮并连接有配重；所述水平支架设有利用平移电机驱动的螺杆，所述机械臂设有与所述螺杆配合的螺母。

6.根据权利要求5所述的自动码砖机，其特征在于所述水平支架的一侧设有三角形框架，所述三角形框架设有四个呈矩形排列的滚轮，所述滚轮架设于垂直支架侧部所设有的两条垂直滑轨上。

7.根据权利要求1所述的自动码砖机的控制方法，其特征在于包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴，从而将砖坯放置于输送带上；

B：重复A步骤，待输送带上排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂移动至输送带上方，利用机械爪将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂，并调节机械臂的高度，将机械爪及其所夹持的砖坯移动至输送带旁侧的砖坯码放位置，然后松开机械爪，使所夹持的砖坯落下，形成砖垛；

C：重复A、B步骤，直到砖垛中的砖坯数量符合要求。

8.根据权利要求2或3所述的自动码砖机的控制方法，其特征在于包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴，从而将砖坯放置于输送带上；

B：重复A步骤，待输送带的中央位置排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂移动至输送带上方，控制机械臂中对应的机械爪将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂，并调节机械臂的高度，将机械爪及其所夹持的砖坯移动至输送带旁侧的砖坯码放位置，然后松开机械爪，使所夹持的砖坯落下；重复执行上述步骤，并逐次减少输送带中央位置所排列砖坯的数量，直到落下的砖坯码成数量符合要求的金字塔形的砖垛。

9.根据权利要求4所述的自动码砖机的控制方法，其特征在于包括如下步骤:

A：将砖坯移送单元放置于盘转式压砖机制砖工位出砖口处，利用旋转臂将出砖口处的砖坯夹持，然后将旋转臂绕其延长线旋转90度，并转动和抬升立轴，从而将砖坯放置于输送带上；

B：重复A步骤，待输送带沿其输送方向排列有预订数量的砖坯后，控制机械臂移动至输送带上方，控制机械臂中对应的机械爪将该预订数量的砖坯夹持住，然后水平移动机械臂，并调节机械臂的高度，将机械爪及其所夹持的砖坯移动至输送带旁侧的砖坯码放位置，然后通过调节辅助支架的位置来调节机械爪的位置，使夹持有砖坯的机械爪位于已码砖垛的中央位置，然后松开机械爪，使所夹持的砖坯落下；重复执行上述步骤，并逐次减少输送带沿其输送方向所排列砖坯的数量，直到落下的砖坯码成数量符合要求的金字塔形的砖垛。

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