CN104889979A - 一种真空吸盘式码垛机械手 - Google Patents
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Abstract
一种真空吸盘式码垛机械手，包括机架，在机架下方设有浮动架，在浮动架下方分布有相互平行的横梁，横梁之间的相对位置可以改变，在横梁的下端分布有复数个真空吸盘组件，复数个真空吸盘组件的相对位置可以沿着横梁长度方向改变，相邻的真空吸盘组件之间通过限位板Ⅰ和限位螺钉Ⅰ相连接，与真空吸盘组件通过管路还连接有真空发生装置，还设有吹灰清扫机构。采用本发明可提高砖坯的表面外观质量和砖垛的整体稳定性，且可提高码垛机械手的结构稳定性，减少机械手的维护工作量，最终提高、工业生产的自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于墙体材料码垛机械技术领域，特别是涉及一种码垛机械手。
背景技术
在墙体材料蒸压砖的生产过程中，压砖机通常一次将模腔内的原材料压制成若干排砖坯，每一排砖坯有若干块。成型后的砖坯外形如图1所示，其长宽高分别为L、T和H。若干排砖坯在模腔中的摆放形式如图2所示，每一排中各砖坯之间有块间隙a，砖坯排与排之间有排间隙b。
现有技术中，通常采用夹片式码垛装置将这些砖坯码放到养护小车上（然后送到蒸压釜中进行养护）。码放时，夹片式码垛装置的夹片进入排间隙b夹持住砖坯的长度方向的两端面把若干排砖坯同时抓起，如图3所示。每排砖坯中砖坯与砖坯之间的间隙a通过码垛装置在列与列之间的收拢以缩小；砖坯排与排之间也通过码垛装置收拢，将排间隙b收拢变小，然后码垛装置把抓起的砖坯 码放到养护小车上，码垛装置的夹片再从排间隙b中抽出。砖坯在养护小车上码放若干层，上下相邻的两层砖坯成90°交叉放置。这样的放置方式，在上一层的砖坯中，总有一些砖坯N在宽度方向上横跨在下一层的两块砖坯之间的排间隙b上，如图4所示。由于在码放过程中，排间隙b之间需放置两个码垛装置的夹片，使得收拢后，排间隙b的最小值为两个夹片的厚度，夹片的厚度较厚，并且夹片式码垛装置在码放后松开砖坯时还要保证夹片与砖坯端面有一定的间隙，从而使排间隙b较大，砖坯N与下层两块砖坯的接触面积比较小。
因此，以上述码垛方式码跺后的养护小车在被运送到蒸压釜内（进行蒸压养护）的过程中以及在蒸压釜中养护后出釜的过程中，砖坯N极易产生倾斜、掉落到排间隙b中，致使砖坯损坏、砖跺开裂和垮塌，造成大量的损失，再者，码垛装置的夹片每天要夹取砖坯数千次，动作频繁，控制夹片夹砖间距的机构容易松动，松动后的夹片在进入排间隙b夹砖和收拢码放后从排间隙b中抽出的过程中，容易刮擦到砖坯的表面，导致砖坯表面受损，甚至损毁砖坯，影响到砖坯的外观质量和砖坯的成品率。为了防止砖坯受损，操作工人每隔一段时间就需要停机去调整夹片的张开间距，这样，虽然在一定程度上保证了砖坯质量，却大大提高了工人的劳动强度，降低了生产效率，不利于工业化的连续生.产。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种真空吸盘式码垛机械手。
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种真空吸盘式码垛机械手，包括机架，在机架下方设有浮动架，浮动架可相对机架上下浮动，在浮动架下方分布有相互平行的横梁，在横梁的下端分布有复数个真空吸盘组件，位于横梁长度方向上中间部位的任一个真空吸盘组件与相应的横梁固定连接，其余真空吸盘组件间隔设置，分别与设在横梁导轨Ⅰ上的滑块Ⅰ固定连接，相邻的真空吸盘组件之间通过限位板Ⅰ和限位螺钉Ⅰ相连接，横梁上靠近两端各安装有一个列收拢驱动缸，位于横梁最外端的两个真空吸盘组件分别连接到相应的列收拢驱动缸的驱动杆上，还包括与真空吸盘组件通过管路相连接的真空发生装置，以及用于在真空吸盘组件工作前对所要吸附的砖坯进行吹灰和清扫的吹灰清扫机构，所述的吹灰清扫机构设置在浮动架上，所述的横梁为两根，其中一根横梁与浮动架固定连接，另一根横梁上固定连接有滑块Ⅱ，浮动架上固定连接有导轨Ⅱ，所述的滑块Ⅱ与导轨Ⅱ滑动连接，在所述的两根横梁之间连接有排收拢驱动缸；或者所述的横梁多于两根，位于最外端的两根横梁中有一根与浮动架固定连接，其余几根通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架相连接，位于最外端的两根横梁中的另一根连接有排收拢驱动缸，排收拢驱动缸的缸体与浮动架相连接，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位；或者所述的横梁多于两根，位于中间位置的横梁与浮动架固定连接，其余横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架连接，中间位置的横梁两侧各设有一个排收拢驱动缸，两个排收拢驱动缸的缸体固定连接到浮动架上，两个排收拢驱动缸的驱动杆分别与最外侧的两根横梁对应连接，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位；或者所述的横梁多于两根，位于中间位置的横梁与浮动架固定连接，其余横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架连接，最外侧的两根横梁之间安装有排收拢驱动缸，排收拢驱动缸的缸体固定连接在最外侧两根横梁的其中一根上，排收拢驱动缸的驱动杆连接到最外侧两根横梁的另外一根上，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位。
所述的浮动架通过导向杆与机架相连接，导向杆的上端活动连接在机架上，导向杆的下端与浮动架固定连接，或者导向杆的上端固定连接在机架上，导向杆的下端与浮动架活动连接；在导向杆位于机架和浮动架之间的部分套设有浮动弹簧。
所述的真空吸盘组件包括具有空腔的吸盘本体和设在吸盘本体吸附端周缘的柔性密封海绵体。
所述的真空发生装置为真空泵或真空发生器或负压鼓风机。
所述的吹灰清扫机构包括用于与气源相连接的集气管，间隔分布在集气管上的复数个吹灰喷嘴、连接架和毛刷，所述的毛刷置于集气管后方，所述的毛刷和集气管均设置在连接架上，所述的连接架与浮动架固定连接。
有益效果：
1、根据本发明，由于真空吸盘组件向下投影的最大轮廓尺寸可以小于砖坯的顶面尺寸，收拢后矩阵中砖坯排与排之间的间隙（即排间隙b）可以根据需要进行设置，该排间隙b可远远小于现有技术中码垛装置的两个夹片的厚度，这样收拢后的砖坯矩阵在养护小车上进行交叉码放后，砖垛的外形尺寸更小，砖坯N与下层两块砖坯的接触面积更大，可以有效防止运输过程中砖坯N的倾斜和砖垛的开裂、垮塌现象，大大提高了砖垛的整体稳定性。
2、进一步地，砖坯的表面只与柔性密封海绵体接触，且两者之间无相对移动和刮擦，提高了砖坯的表面外观质量。
3、本发明使用吸盘结构代替传统码垛机械手夹砖时的摆动式夹片结构，使得码垛机械手的活动部位更少，提高了码垛机械手的结构稳定性，减少了机械手的维护工作量，提高了工业生产的自动化程度。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的描述。
附图说明
图1是砖坯的外形结构示意图。
图2是砖坯在模具中的一种布置形式示意图。
图3是现有技术的码垛机械手抓取砖坯的示意图。
图4是现有技术的码垛机械手码垛示意图。
图5是本发明的主视结构示意图。
图6是图5的俯视图。
图7是采用本发明码放的砖垛。
图8是真空吸盘组件的剖视图。
图9是本发明的立体结构示意图。
图中，1、机架，2、浮动架，3、固定横梁，4、真空发生装置，5、导轨Ⅰ，6、滑块Ⅰ，7、真空吸盘组件，7-1、吸盘本体，7-2、柔性密封海绵体，7-3、空腔，7-4、限位螺钉Ⅰ连接用螺纹孔，7-5、与真空发生装置连接用孔，8、排收拢驱动缸，9、导轨Ⅱ，10、滑块Ⅱ，11、活动横梁，12、毛刷，13、吹灰喷嘴，14、集气管，15、连接架，16、导向杆，17、浮动弹簧，18、限位螺钉Ⅰ，19、限位板Ⅰ，20、列收拢驱动缸。
具体实施方式
一种真空吸盘式码垛机械手，包括机架1，在机架1下方设有浮动架2，浮动架2可相对机架1上下浮动，在浮动架2下方分布有相互平行的横梁。
本实施方式，所述的浮动架2通过导向杆16与机架1相连接，导向杆16的上端活动连接在机架1上，导向杆16的下端与浮动架2固定连接，在导向杆位于机架1和浮动架2之间的部分套设有浮动弹簧17。
本实施方式，所述的横梁为两根，其中一根横梁与浮动架固定连接，如图5所示的固定横梁3。另一根横梁通过导轨Ⅱ9和滑块Ⅱ10与浮动架2相连接，如图5所示的活动横梁11，导轨Ⅱ9固定在所述的浮动架2上，滑块Ⅱ10与活动横梁11固定连接，滑块Ⅱ10与导轨Ⅱ9配合滑动。在所述的两根横梁之间连接有排收拢驱动缸8，所述的排收拢驱动缸8可以是一种气缸也可以是一种液压缸。
在每根横梁的下端分布有4到18个真空吸盘组件7，横梁上靠近两端各安装有一个列收拢驱动缸20，位于横梁长度方向上中间部位的一个真空吸盘组件与相应的横梁固定连接。其余真空吸盘组件间隔设置，分别与设在横梁导轨Ⅰ5上的滑块Ⅰ6固定连接，相邻的真空吸盘组件之间通过限位板Ⅰ19和限位螺钉Ⅰ18相连接，位于横梁最外端的两个真空吸盘组件分别连接到相应的列收拢驱动缸20的驱动杆上；具体地，所述的真空吸盘组件包括具有空腔7-3的吸盘本体7-1和设在吸盘本体吸附端周缘的柔性密封海绵体7-2，所述的限位板Ⅰ19安装在相邻的两个吸盘本体上，限位板Ⅰ19两端各设一个腰型孔，限位螺钉Ⅰ18穿过限位板Ⅰ19上设的腰形孔与吸盘本体上的限位螺钉Ⅰ连接用螺纹孔7-4相连接。所述的吸盘本体7-1通过螺钉固定连接在相应的滑块Ⅰ6上。所述的列收拢驱动缸20固定在横梁上，驱动最外端的吸盘本体向中间固定的吸盘本体做收拢和张开动作。
本实施方式，在两根横梁上，分别设有 18个真空吸盘组件，两根横梁上的真空吸盘组件对称布置。
还包括与真空吸盘组件通过管路相连接的真空发生装置4。所述的真空发生装置4可以是真空泵或真空发生器或负压鼓风机中的任一种。
如图8所示，在吸盘本体上设有与真空发生装置连接用孔7-5，该与真空发生装置连接用孔7-5通过管路与真空发生装置相连接。
浮动架2上设有用于在真空吸盘组件工作前对所要吸附的砖坯进行吹灰和清扫的吹灰清扫机构。
本实施方式，吹灰清扫机构包括用于与气源通过管路相连接的集气管14，间隔分部在集气管上的18个吹灰喷嘴13、连接架15和毛刷12。18个吹灰喷嘴和长方形矩阵中18列砖坯的位置一一对应。
所述的毛刷12置于集气管14后方，也就是说，在本发明工作时，吹灰喷嘴先到达工作位，吹去砖坯表面的浮灰，然后毛刷紧跟其后将砖坯表面吹灰喷嘴不能吹走的较大的尘粒扫走。 所述的毛刷12和集气管14均设置在两个连接架15上，所述的连接架15与浮动架2固定连接。
也可以，所述的横梁为3根，位于最外端的两根横梁中有一根与浮动架固定连接，其余两根横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架相连接，位于最外端的两根横梁中的另一根连接有排收拢驱动缸，排收拢驱动缸的缸体与浮动架相连接，，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位（此种实施方式图中未示出）。
或者也可以，所述的横梁为3根，位于中间位置的横梁与浮动架固定连接，其余横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架连接，中间位置的横梁两侧各有一个排收拢驱动缸，两个排收拢驱动缸的缸体固定连接到浮动架上，两个排收拢驱动缸的驱动杆分别与相对应最外侧的两根横梁相连接，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位（此种实施方式图中未示出）。
或者也可以，所述的横梁为3根，位于中间位置的横梁与浮动架固定连接，其余横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架连接，最外侧的两根横梁之间安装有排收拢驱动缸，排收拢驱动缸的缸体固定连接在最外侧两根横梁的其中一根上，排收拢驱动缸的驱动杆连接到最外侧两根横梁的另外一根上，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位（此种实施方式图中未示出）。
本文所述的排和列，即按照宽度（图1中的T，或者说是厚度）方向依次放置为排，按照长度方向（图1中的L）依次放置为列，高度方向（图1中的H）与水平面垂直。如图2所示为两排，十八列砖坯矩阵的俯视图。
工作时，本发明一种真空吸盘式码垛机械手在码垛机的带动下向砖坯矩阵 平移，吹灰清扫机构吹扫砖坯上表面的灰尘后，待真空吸盘组件7的中心线与砖坯矩阵中相对应砖坯的中心线对齐后，向下移动到砖坯的上表面，浮动架2沿着导向杆16的向上压缩浮动弹簧17，使所有36个真空吸盘组件7的柔性密封海绵体7-2与砖坯矩阵中对应的砖坯紧密贴合并密封，真空发生装置4产生的负压通过管路与吸盘本体7-1的吸盘空腔7-3连接，在负压的作用下将砖坯吸起，吸起后的砖坯在列收拢驱动缸20的作用下沿着导轨Ⅰ5按照限位板Ⅰ19限定的尺寸进行列与列之间的收拢，活动横梁11上的砖坯在排收拢驱动缸8的作用下沿着导轨Ⅱ方向进行排与排之间的的收拢，收拢后排间隙b的值可以到10mm以下。
然后，本发明一种真空吸盘式码垛机械手在码垛机的带动下，将收拢后的砖坯逐层码放到养护小车上，层与层之间呈90°交叉放置，码放后砖垛中的砖坯N与下层两块砖坯的接触面积大大增加，使得砖垛更加稳定。
采用本发明进行码垛，砖坯的表面只与柔性密封海绵体7-2接触，且两者之间无相对移动和刮擦，提高了砖坯的表面外观质量。
由于真空吸盘组件向下投影的最大轮廓尺寸可以小于砖坯的顶面尺寸，因此收拢后矩阵中砖坯排与排之间的间隙b可以缩小为0。但实际中，为了保证砖坯进入蒸养釜后蒸养的均匀，一般在排与排之间保留一个较小的间隙，该间隙远远小于现有技术中码垛装置的两个夹片的厚度，这样收拢后的砖坯矩阵在养护小车上进行交叉码放后，砖垛的外形尺寸更小，砖坯N与下层两块砖坯的接触面积更大，可以有效防止砖坯N的倾斜和砖垛的开裂、垮塌现象，大大提高了砖垛的整体稳定性。
本发明使用吸盘结构代替传统码垛机械手夹砖时的摆动式夹片结构，使得码垛机械手的活动部位更少，提高了码垛机械手的结构稳定性，减少了机械手的维护工作量，提高了工业生产的自动化程度。
本具体实施方式仅仅是为了说明本发明，其并不构成对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种真空吸盘式码垛机械手，其特征在于：包括机架（1），在机架（1）下方设有浮动架（2），浮动架（2）可相对机架（1）上下浮动，在浮动架（2）下方分布有相互平行的横梁，在横梁的下端分布有复数个真空吸盘组件（7），位于横梁长度方向上中间部位的任一个真空吸盘组件与相应的横梁固定连接，其余真空吸盘组件间隔设置，分别与设在横梁导轨Ⅰ（5）上的滑块Ⅰ（6）固定连接，相邻的真空吸盘组件之间通过限位板Ⅰ（19）和限位螺钉Ⅰ（18）相连接，横梁上靠近两端各安装有一个列收拢驱动缸（20），位于横梁最外端的两个真空吸盘组件分别连接到相应的列收拢驱动缸（20）的驱动杆上，还包括与真空吸盘组件通过管路相连接的真空发生装置（4），以及用于在真空吸盘组件工作前对所要吸附的砖坯进行吹灰和清扫的吹灰清扫机构，所述的吹灰清扫机构设置在浮动架（2）上，所述的横梁为两根，其中一根横梁与浮动架（2）固定连接，另一根横梁上固定连接有滑块Ⅱ，浮动架（2）上固定连接有导轨Ⅱ，所述的滑块Ⅱ与导轨Ⅱ滑动连接，在所述的两根横梁之间连接有排收拢驱动缸（8）；或者所述的横梁多于两根，位于最外端的两根横梁中有一根与浮动架固定连接，其余几根通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架相连接，位于最外端的两根横梁中的另一根连接有排收拢驱动缸，排收拢驱动缸的缸体与浮动架相连接，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位；或者所述的横梁多于两根，位于中间位置的横梁与浮动架固定连接，其余横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架连接，中间位置的横梁两侧各设有一个排收拢驱动缸，两个排收拢驱动缸的缸体固定连接到浮动架上，两个排收拢驱动缸的驱动杆分别与最外侧的两根横梁对应连接，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位；或者所述的横梁多于两根，位于中间位置的横梁与浮动架固定连接，其余横梁通过导轨Ⅱ和滑块Ⅱ与浮动架连接，最外侧的两根横梁之间安装有排收拢驱动缸，排收拢驱动缸的缸体固定连接在最外侧两根横梁的其中一根上，排收拢驱动缸的驱动杆连接到最外侧两根横梁的另外一根上，相邻两根横梁之间用限位板Ⅱ和限位螺钉Ⅱ进行连接和限位。
2.根据权利要求1所述的一种真空吸盘式码垛机械手，其特征在于：所述的浮动架（2）通过导向杆（16）与机架（1）相连接，导向杆（16）的上端活动连接在机架（1）上，导向杆（16）的下端与浮动架（2）固定连接，或者导向杆（16）的上端固定连接在机架（1）上，导向杆（16）的下端与浮动架（2）活动连接，在导向杆位于机架（1）和浮动架（2）之间的部分套设有浮动弹簧（17）。
3.根据权利要求1所述的一种真空吸盘式码垛机械手，其特征在于：所述的真空吸盘组件包括具有空腔（7-3）的吸盘本体（7-1）和设在吸盘本体吸附端周缘的柔性密封海绵体（7-2）。
4.根据权利要求1所述的一种真空吸盘式码垛机械手，其特征在于：所述的真空发生装置（4）为真空泵或真空发生器或负压鼓风机。
5.根据权利要求1所述的一种真空吸盘式码垛机械手，其特征在于：所述的吹灰清扫机构包括用于与气源相连接的集气管（14），间隔分部在集气管上的复数个吹灰喷嘴（13）、连接架（15）和毛刷（12），所述的毛刷（12）置于集气管（14）后方，所述的毛刷（12）和集气管（14）均设置在连接架（15）上，所述的连接架（15）与浮动架（2）固定连接。
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