CN104310289A - 一种多方位物料自动搬运装卸设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多方位物料自动搬运装卸设备,包括垂直升降平台、X/Y向水平进给装置和装卸工作台,垂直升降平台用于物料垂直方向的搬运,X/Y向水平进给装置用于实现物料在X/Y向平面的搬运,装卸工作台用于物料的安放和装卸,X/Y向水平进给装置安装在垂直升降平台上,装卸工作台安装在X/Y向水平进给装置上,装卸工作台上设有装卸机械手。本发明的自动搬运装卸设备结构简单,能够满足多种物料的装卸,操作简单,适用范围广;采用PLC控制器对升降平台的上下移动、X/Y向水平进给装置的水平移动和装卸工作台的物料装卸分别进行控制,控制精度高,实现了搬运和装卸的自动化,提高了生产线的工作效率,节省了人力和时间。

Description

一种多方位物料自动搬运装卸设备
技术领域
[0001] 本发明属于物流领域,特别涉及一种多方位物料自动搬运装卸设备。
背景技术
[0002] 物料的搬运与装卸是生产加工实践中的重要环节,其作业方式、自动化程度、工作特点等因素直接决定着工作效率的高低。随着科技水平迅速发展,工厂的生产和加工智能化程度越来越高,但工厂中各种物料和成品运输主要还是靠轨道车、传送带、叉车等搬运工具进行搬运。这些运输方式普遍存在智能化水平低,运行路线及安放位置固定,只适用于单种尺寸物品的搬运,导引精度低,制造成本高,耗费人力和物力等缺点。而且,随着工厂生产产品的多样化和环境的日益复杂,这些搬运方式显然不适合机械,电子,医药,化工等行业的复杂生产环境。
[0003] 由于工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大,以及生产过程中物料搬运费用对赢利的影响巨大,促使企业在生产中越来越多的采用大型、高效、自动化的物料搬运机械。随着我国物料搬运设备制造企业在国际市场上竞争能力的不断增强,以及发展中国家经济建设持续稳定发展的市场需要,世界市场对我国物料搬运机械的总体需求将不断增长。
[0004] 物料搬运设备制造行业为国民经济各行业、重大建设工程以及国防安全提供各种现代化的搬运设备。由此可见,研发一种能够适用于非固定路线搬运、安放物品位置随机、搬运不同大小尺寸的物品,集码垛、搬运、装卸功能于一体的新型智能搬运车,以及采用何种控制方法来提高其工作效率和智能化程度,成为本领域技术人员丞待解决的技术课题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种结构简单,能够满足多种物料的装卸,采用PLC控制器进行控制,控制精度高,实现了搬运和装卸的自动化,提高生产线的工作效率高,节省了人力和时间的多方位物料自动搬运装卸设备。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多方位物料自动搬运装卸设备,包括垂直升降平台、X/Y向水平进给装置和装卸工作台,垂直升降平台用于物料垂直方向的搬运,X/Y向水平进给装置用于实现物料在X/Y向平面的搬运,装卸工作台用于物料的安放和装卸,X/Y向水平进给装置安装在垂直升降平台上,装卸工作台安装在X/Y向水平进给装置上,装卸工作台上设有装卸机械手。
[0007] 进一步地,所述的垂直升降台包括升降平台底座、升降台液压缸、液压泵、升降台电磁阀、升降台液压推杆、升降台上板面和两组双叉支架,双叉支架用于推动平台的升降,两组双叉支架呈前后对称式分布,每一组双叉支架包括固定支架和活动支架,活动支架和固定支架交叉布置,中间通过连接螺杆铰接,活动支架底部通过支架滑轮滑动连接在升降平台底座上一侧的滑轨内,固定支架的底部铰接在升降平台底座的另一端;
[0008] 液压泵和升降台电磁阀分别通过螺栓固定安装在平台底座上,液压泵分别与升降台电磁阀和升降台液压缸连接,升降台电磁阀与PLC控制器相连,升降台液压缸与升降台液压推杆的一端铰接,升降台液压推杆的另一端铰接在固定支架的中部,固定支架和活动支架的顶部分别铰接在升降台上板面的底部。
[0009] 进一步地,所述的X/Y向水平进给装置包括支撑平台、X向滚珠丝杆驱动装置和Y向滚珠丝杆驱动装置,X向滚珠丝杆驱动装置由X向滚珠丝杆、X向滚珠丝杆螺母座、X向轴承座、X向轴承、X向联轴器和X向步进电机组成,Y向滚珠丝杆驱动装置由Y向滚珠丝杆、Y向滚珠丝杆螺母座、Y向轴承座、Y向轴承、Y向联轴器和Y向步进电机组成;
[0010] 支撑平台安装在X向滚珠丝杆螺母座上方,支撑平台的底部通过第一滑块滑动连接在升降平台上板面上的导轨内,X向滚珠丝杆通过X向轴承安装在X向轴承座之间,X向轴承座安装在升降平台上板面上,X向滚珠丝杆通过X向联轴器与X向步进电机连接,X向步进电机与PLC控制器连接,Y向滚珠丝杆通过Y向轴承安装在Y向轴承座之间,Y向轴承座安装在支撑平台上,Y向滚珠丝杆的末端通过Y向联轴器与Y向步进电机连接,Y向步进电机与PLC控制器连接。
[0011] 进一步地,所述的装卸工作台包括工作平台、装卸机械手基座、装卸机械手,装卸机械手安装在装卸机械手基座上,装卸机械手分为手腕和手爪,手腕用于实现旋转动作,手腕的一端通过手腕回转油缸固定连接在装卸机械手基座上,手腕的另一端通过手爪伸缩油缸固定连接手爪,装卸机械手基座固定安装在工作平台上,工作平台底部通过第二滑块滑动连接在支撑平台上的导轨内。
[0012] 进一步地,所述的装卸工作台还包括门架、挡板和叉架,门架的底部固定安装在工作平台上,门架上设有供手爪伸缩油缸穿过的孔,手爪伸缩油缸穿过门架与手爪固定连接,挡板和叉架分别固定安装在门架的下端。
[0013] 进一步地,所述的手腕回转油缸通过手腕电磁阀连接PLC控制器,手爪伸缩油缸通过手爪电磁阀连接PLC控制器。
[0014] 所述的固定支架和活动支架均为V型支架,两个V型支架交叉布置,V型支架相交处分别通过两个连接螺杆铰接。
[0015] 进一步地,所述的升降台电磁阀采用双线圈双位电磁阀。
[0016] 本发明的有益效果是:
[0017] 1、结构简单,采用标准件设计完成,易于实现,能够满足多种物料的搬运装卸,操作简单,适用范围广;
[0018] 2、采用PLC控制器对升降平台的上下移动、X/Y向水平进给装置的水平移动和装卸工作台的物料装卸分别进行控制,控制精度高,实现了搬运和装卸的自动化,提高了生产线的工作效率,节省了人力和时间;
[0019] 3、实现了物料的四自由度的运动,工作空间大。
附图说明
[0020] 图1为本发明的搬运装卸设备结构示意图;
[0021] 图2为本发明的装卸工作台结构示意图;
[0022] 图3为本发明的控制系统结构示意图;
[0023] 附图标记说明:1-升降平台底座,2-升降台液压缸,3-液压泵,4-升降台液压推杆,5-X向步进电机,6-X向联轴器,7-第一滑块,8-X向滚珠丝杆,9-X向滚珠丝杆螺母座,1-Y向滚珠丝杆,11-支撑平台,12-轴承座,13-轴承,14-升降台上板面,15-固定支架,16-滑动支架,17-支架滑轮,18-工作平台,19-装卸机械手基座,20-手腕回转油缸,21-手腕,22-手爪伸缩油缸,23-门架,24-手爪,25-挡板,26-叉架,27-连接螺杆,28-第二滑块。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图进一步说明本发明的技术方案,但本发明所保护的内容不局限于以下所述。
[0025] 如图1所示,一种多方位物料自动搬运装卸设备,包括垂直升降平台、X/Y向水平进给装置和装卸工作台,垂直升降平台用于物料垂直方向的搬运,X/Y向水平进给装置用于实现物料在X/Y向平面的搬运,装卸工作台用于物料的安放和装卸,X/Y向水平进给装置安装在垂直升降平台上,装卸工作台安装在X/Y向水平进给装置上,装卸工作台上设有装卸机械手。
[0026] 进一步地,所述的垂直升降台包括升降平台底座1、升降台液压缸2、液压泵3、升降台电磁阀、升降台液压推杆4、升降台上板面14和两组双叉支架,双叉支架用于推动平台的升降,两组双叉支架呈前后对称式分布,每一组双叉支架包括固定支架15和活动支架16,活动支架16和固定支架15交叉布置,中间通过连接螺杆27铰接,活动支架16底部通过支架滑轮17滑动连接在升降平台底座I上一侧的滑轨内,固定支架15的底部铰接在升降平台底座I的另一端;
[0027] 液压泵3和升降台电磁阀分别通过螺栓固定安装在平台底座I上,液压泵3分别与升降台电磁阀和升降台液压缸2连接,升降台电磁阀与PLC控制器相连,用于控制平台的升降,升降台液压缸2与升降台液压推杆4的一端铰接,升降台液压推杆4的另一端铰接在固定支架15的中部,固定支架15和活动支架16的顶部分别铰接在升降台上板面14的底部。
[0028] 进一步地,所述的X/Y向水平进给装置包括支撑平台11、X向滚珠丝杆驱动装置和Y向滚珠丝杆驱动装置,X向滚珠丝杆驱动装置由X向滚珠丝杆8、x向滚珠丝杆螺母座9、X向轴承座12、X向轴承13、X向联轴器6和X向步进电机5组成,Y向滚珠丝杆驱动装置由Y向滚珠丝杆10、Y向滚珠丝杆螺母座、Y向轴承座、Y向轴承、Y向联轴器和Y向步进电机组成;
[0029] 支撑平台11安装在X向滚珠丝杆螺母座9上方,支撑平台11的底部通过第一滑块7滑动连接在升降平台上板面14上的导轨内,X向滚珠丝杆8通过X向轴承13安装在X向轴承座12之间,X向轴承座12安装在升降平台上板面14上,X向滚珠丝杆8通过X向联轴器6与X向步进电机5连接,X向步进电机5与PLC控制器连接,Y向滚珠丝杆10通过Y向轴承安装在Y向轴承座之间,Y向轴承座安装在支撑平台11上,Y向滚珠丝杆的末端通过Y向联轴器与Y向步进电机连接,Y向步进电机与PLC控制器连接。
[0030] 进一步地如图2所示,本实施例的装卸工作台包括工作平台18、装卸机械手基座19、装卸机械手,装卸机械手安装在装卸机械手基座19上,装卸机械手分为手腕21和手爪24,手腕21用于实现旋转动作,手腕21的一端通过手腕回转油缸20固定连接在装卸机械手基座19上,手腕21的另一端通过手爪伸缩油缸22固定连接手爪24,装卸机械手基座19固定安装在工作平台18上,工作平台18底部通过第二滑块28滑动连接在支撑平台11上的导轨内。
[0031] 进一步地,所述的装卸工作台还包括门架23、挡板25和叉架26,门架23的底部固定安装在工作平台18上,门架23上设有供手爪伸缩油缸22穿过的孔,手爪伸缩油缸22穿过门架23与手爪24固定连接,挡板25和叉架26分别固定安装在门架23的下端。
[0032] 本实施例所述的手腕回转油缸20通过手腕电磁阀连接PLC控制器,手爪伸缩油缸22通过手爪电磁阀连接PLC控制器。
[0033] 本实施例的固定支架15和活动支架16均为V型支架,两个V型支架交叉布置,V型支架相交处分别通过两个连接螺杆27铰接。
[0034] 本实施例的升降台电磁阀采用双线圈双位电磁阀。
[0035] 如图3所示,本发明采用PLC控制器分别连接升降台电磁阀、X向步进电机5、Y向步进电机、手腕电磁阀和手爪电磁阀,升降台电磁阀与液压泵3连接,控制垂直升降台的上下移动;Χ向步进电机5连接X向滚珠丝杆8, Y向步进电机连接Y向滚至丝杆10,控制装卸工作台的水平移动;手腕电磁阀连接手腕回转油缸20,手爪电磁阀连接手爪伸缩油缸22,控制装卸机械手对物料的安装和装卸。
[0036] 本发明的多方位自动物料搬运装卸设备的工作流程为:
[0037] S1:多方位自动物料装卸设备启动,设定设备不同工作状态下的各工作参数;
[0038] S2:将所需装卸的物料安放在装卸工作台的叉架26上,完成物料装夹;
[0039] S3:垂直升降平台启动,提升物料至指定位置;
[0040] S4:Χ/Υ向水平进给机构启动,将物料搬运至指定位置;
[0041] S5:装卸机械手启动,设备调整位置,使机械手处于指定的位置,机械手手爪抓紧物料,机械手手腕转动,调整物料至合适的位置,安装完成后机械手手爪、手腕回到初始状态;
[0042] S6:设备运动至下一指定位置,完成下一物料的搬运安装;
[0043] S7:完成所有物料安装任务后,PLC控制器在设定的时间段后进行卸料动作,卸料动作与安装动作顺序相反。
[0044] S8:完成所有物料的搬运装卸任务后,设备关闭,停止工作。
[0045] 本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:包括垂直升降平台、X/Y向水平进给装置和装卸工作台,垂直升降平台用于物料垂直方向的搬运,X/Y向水平进给装置用于实现物料在X/Y向平面的搬运,装卸工作台用于物料的安放和装卸,X/Y向水平进给装置安装在垂直升降平台上,装卸工作台安装在X/Y向水平进给装置上,装卸工作台上设有装卸机械手。
2.根据权利要求1所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的垂直升降台包括升降平台底座(I)、升降台液压缸(2)、液压泵(3)、升降台电磁阀、升降台液压推杆(4)、升降台上板面(14)和两组双叉支架,双叉支架用于推动平台的升降,两组双叉支架呈前后对称式分布,每一组双叉支架包括固定支架(15)和活动支架(16),活动支架(16)和固定支架(15)交叉布置,中间通过连接螺杆(27)铰接,活动支架(16)底部通过支架滑轮(17)滑动连接在升降平台底座(I)上一侧的滑轨内,固定支架(15)的底部铰接在升降平台底座(I)的另一端; 液压泵(3)和升降台电磁阀分别通过螺栓固定安装在平台底座(I)上,液压泵(3)分别与升降台电磁阀和升降台液压缸(2)连接,升降台电磁阀与PLC控制器相连,升降台液压缸(2)与升降台液压推杆(4)的一端铰接,升降台液压推杆(4)的另一端铰接在固定支架(15)的中部,固定支架(15)和活动支架(16)的顶部分别铰接在升降台上板面(14)的底部。
3.根据权利要求2所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的X/Y向水平进给装置包括支撑平台(11)、X向滚珠丝杆驱动装置和Y向滚珠丝杆驱动装置,X向滚珠丝杆驱动装置由X向滚珠丝杆⑶、X向滚珠丝杆螺母座(9)、X向轴承座(12)、X向轴承(13)、X向联轴器(6)和X向步进电机(5)组成,Y向滚珠丝杆驱动装置由Y向滚珠丝杆(10)、Y向滚珠丝杆螺母座、Y向轴承座、Y向轴承、Y向联轴器和Y向步进电机组成; 支撑平台(11)安装在X向滚珠丝杆螺母座(9)上方,支撑平台(11)的底部通过第一滑块(7)滑动连接在升降平台上板面(14)上的导轨内,X向滚珠丝杆(8)通过X向轴承(13)安装在X向轴承座(12)之间,X向轴承座(12)安装在升降平台上板面(14)上,X向滚珠丝杆⑶通过X向联轴器(6)与X向步进电机(5)连接,X向步进电机(5)与PLC控制器连接,Y向滚珠丝杆(10)通过Y向轴承安装在Y向轴承座之间,Y向轴承座安装在支撑平台(11)上,Y向滚珠丝杆的末端通过Y向联轴器与Y向步进电机连接,Y向步进电机与PLC控制器连接。
4.根据权利要求3所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的装卸工作台包括工作平台(18)、装卸机械手基座(19)、装卸机械手,装卸机械手安装在装卸机械手基座(19)上,装卸机械手分为手腕(21)和手爪(24),手腕(21)用于实现旋转动作,手腕(21)的一端通过手腕回转油缸(20)固定连接在装卸机械手基座(19)上,手腕(21)的另一端通过手爪伸缩油缸(22)固定连接手爪(24),装卸机械手基座(19)固定安装在工作平台(18)上,工作平台(18)底部通过第二滑块(28)滑动连接在支撑平台(11)上的导轨内。
5.根据权利要求4所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的装卸工作台还包括门架(23)、挡板(25)和叉架(26),门架(23)的底部固定安装在工作平台(18)上,门架(23)上设有供手爪伸缩油缸(22)穿过的孔,手爪伸缩油缸(22)穿过门架(23)与手爪(24)固定连接,挡板(25)和叉架(26)分别固定安装在门架(23)的下端。
6.根据权利要求5所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的手腕回转油缸(20)通过手腕电磁阀连接PLC控制器,手爪伸缩油缸(22)通过手爪电磁阀连接PLC控制器。
7.根据权利要求2所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的固定支架(15)和活动支架(16)均为V型支架,两个V型支架交叉布置,V型支架相交处分别通过两个连接螺杆(27)铰接。
8.根据权利要求2所述的多方位物料自动搬运装卸设备,其特征在于:所述的升降台电磁阀采用双线圈双位电磁阀。
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