CN104960822B - 托盘自动上下料机构以及托盘自动上下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托盘自动上下料机构以及托盘自动上下料方法，属于托盘自动化处理设备领域，提供一种可对批量托盘进行自动化上下料的托盘自动上下料机构，包括机架、设置在机架两侧的托盘平台、设置在两个托盘平台之间的移载平台已经进行转移托盘的托盘机械手和用于对托盘进行上下料作业的物品机械手。本发明可实现同时对一叠托盘进行上下料作业，并且对一叠托盘的上下料操作过程中只需要作业人员将待处理托盘放入相应的托盘平台以及从托盘平台中取出处理好后的托盘即可，其余过程可完全实现自动化作业，可有效提高工作效率，降低作业人员劳动强度，节约人工成本，并且通过自动化的作业还可保证上下料操作过程的均匀性。

Description

托盘自动上下料机构以及托盘自动上下料方法

技术领域

本发明涉及托盘自动化处理设备领域，尤其涉及一种托盘自动上下料机构以及相应的托盘自动上下料方法。

背景技术

托盘，又称料盘，用于盛放物料的器皿；目前托盘的上下料还通常采用单个托盘进行上下料或者是直接人工把托盘中的物料进行人工放料或者取料的作业方式，其普遍存在以下几点不足：1.效率低下，耗时，耗力；2.需要员工时刻快速供料，对人员的技术，熟练程度依赖性高，提高人力成本，并且劳动强度大，安全系数低；2.供料均匀性较差，无法提供稳定、均匀的供料。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可对批量托盘进行自动化上下料的托盘自动上下料机构以及相应的托盘自动上下料方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：托盘自动上下料机构，包括机架，在机架的两侧设置有可放置一叠托盘的托盘平台和用于升降所述托盘平台的平台驱动机构；在托盘平台的两侧，沿托盘平台升降方向设置有固定挡柱，所述固定挡柱与设置在托盘平台上对应的滑槽配合；还包括移载平台、滑轨和移载平台驱动机构；所述滑轨安装在机架上，并且滑轨的两端分别与两侧的托盘平台一一对应；所述移载平台安装在滑轨上，并可通过移载平台驱动机构驱动其沿滑轨移动；在与滑轨中部对应处的机架上还设置有用于向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品的物品机械手；在与两侧的托盘平台对应处的机架上分别安装有托盘机械手和相应的传感器组件，所述托盘机械手用于在托盘平台和移载平台之间转移托盘；所述传感器组件用于检测托盘平台的升降高度，并将检测结果反馈给平台驱动机构。

进一步的是：所述托盘机械手包括安装座、第一气缸、安装板、第二气缸和吸盘架，所述安装座安装在机架上，所述第一气缸安装在安装座上，所述安装板安装在第一气缸的伸缩端轴上，所述第二气缸安装在安装板上，所述吸盘架安装在第二气缸的伸缩端轴上；在所述吸盘架上设置有吸盘，所述吸盘朝向下方的托盘平台。

进一步的是：在安装座和安装板之间还设置有两根第一导向柱，并且两根第一导向柱位于第一气缸的两侧。

进一步的是：在安装板和吸盘架之间还设置有两根第二导向柱，并且两根第二导向柱位于第二气缸的两侧。

进一步的是：在移载平台上设置有用于对托盘进行限位的定挡边和动挡边，所述定挡边设置在移载平台的两侧，所述动挡边设置在移载平台上与上述设置有定挡边相对的另外两侧。

进一步的是：还包括托盘剥离机构，所述托盘剥离机构设置在与其中一侧托盘平台对应的机架上；所述托盘剥离机构包括旋转气缸和设置在旋转气缸的旋转轴上的剥离挡片；所述剥离挡片由旋转气缸带动旋转后可置于一叠托盘中的最上一个托盘和相邻的下一个托盘之间。

另外，本发明还提供一种采用本发明中的托盘自动上下料机构的托盘自动上下料方法，按照如下步骤进行：

a、将一叠托盘放置在设置有托盘剥离机构侧的托盘平台上，通过平台驱动机构将托盘连通托盘平台一起举升，并直到传感器组件检测到最上一个托盘到达指定位置时停止举升；

b、托盘剥离机构中的旋转气缸动作，带动剥离挡片旋转，并使剥离挡片置于上述一叠托盘中的最上一个托盘和相邻的下一个托盘之间；

c、托盘机械手动作，将一叠托盘中的最上一个托盘取出并放置到移载平台上；

d、移载平台驱动机构动作，带动移载平台移动至物品机械手作业指定位置；

e、物品机械手动作，进行向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品的作业；

f、移载平台驱动机构再次动作，带动移载平台移动至没有设置托盘剥离机构侧的托盘平台侧；然后该侧托盘机械手动作，将位于移载平台上的托盘移动放置到该侧托盘平台上；之后，该侧托盘平台下降一个托盘高度的距离；

g、托盘剥离机构中的旋转气缸再次动作，带动剥离挡片旋转，并使剥离挡片撤回；之后平台驱动机构将托盘连通托盘平台一起举升，并直到传感器组件检测到最上一个托盘到达指定位置时停止举升；

h、重复b至g步骤，直到所有托盘完成上下料作业为止。

进一步的是：步骤g与步骤d或者与步骤e或者与步骤f同时进行。

本发明的有益效果是：可实现同时对一叠托盘进行上下料作业，并且对一叠托盘的上下料操作过程中只需要作业人员将待处理托盘放入相应的托盘平台以及从托盘平台中取出处理好后的托盘即可，其余可完全实现自动化作业，可有效提高工作效率，降低作业人员劳动强度，节约人工成本，并且通过自动化的作业还可保证上下料操作过程的均匀性。

附图说明

图1为本发明所述的托盘自动上下料机构的三维视图；

图2为图1的爆炸视图；

图3为图1中局部区域P的放大视图；

图4为图2中局部区域I的放大视图，也是托盘剥离机构的结构视图；

图5为移载平台的结构视图；

图6为托盘平台和平台驱动机构的结构视图；

图7为托盘机械手的结构视图；

图中标记为：机架1、托盘平台2、平台驱动机构3、导柱31、固定挡柱4、滑槽5、移载平台6、滑轨7、移载平台驱动机构8、托盘机械手9、安装座91、第一气缸92、安装板93、第二气缸94、吸盘架95、吸盘96、第一导向柱97、第二导向柱98、传感器组件10、旋转气缸11、剥离挡片12、定挡边13、动挡边14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图7所示，本发明所述的托盘自动上下料机构，包括机架1，在机架的两侧设置有可放置一叠托盘的托盘平台2和用于升降所述托盘平台2的平台驱动机构3；在托盘平台2的两侧，沿托盘平台2升降方向设置有固定挡柱4，所述固定挡柱4与设置在托盘平台2上对应的滑槽5配合；还包括移载平台6、滑轨7和移载平台驱动机构8；所述滑轨7安装在机架1上，并且滑轨7的两端分别与两侧的托盘平台2一一对应；所述移载平台6安装在滑轨7上，并可通过移载平台驱动机构8驱动其沿滑轨7移动；在与滑轨7中部对应处的机架1上还设置有用于向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品的物品机械手；在与两侧的托盘平台2对应处的机架1上分别安装有托盘机械手9和相应的传感器组件10，所述托盘机械手9用于在托盘平台2和移载平台6之间转移托盘；所述传感器组件10用于检测托盘平台2的升降高度，并将检测结果反馈给平台驱动机构3。

其中，固定挡柱4的作用是通过与滑槽5的配合起到对托盘平台2的限位，同时起到对放入到托盘平台2上的托盘的限位，通常只需在托盘平台2上的两侧设置相应的固定挡柱4即可。当然，为了使托盘平台2在升降过程中具有较好的平稳性，可设置多根导柱31；如图6中所示，则设置有四根导柱31。

其中，物品机械手在途中未画出，其作用向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品，当移载平台6携带托盘并移动至供物品机械手作业的位置后，物品机械手开始作业；其作业可根据情况可以是向空托盘中放入物品，也可是从携带有物品的托盘中取出物品。一般，将物品机械手设置在与滑轨7中部对应处的机架1上，并且物品机械手的移动方向一般可设置为与滑轨7垂直，以便于相应操作。

托盘机械手9的作用是用于在托盘平台2和移载平台6之间转移托盘，根据作业流程，托盘机械手9分为将托盘从托盘平台2移动至移载平台6上和将托盘从移载平台6移动至托盘平台2上两种。

当然，上述两种托盘机械手9均可采用相同结构，如可采用如下结构：所述托盘机械手9包括安装座91、第一气缸92、安装板93、第二气缸94和吸盘架95，所述安装座91安装在机架1上，所述第一气缸92安装在安装座91上，所述安装板93安装在第一气缸92的伸缩端轴上，所述第二气缸94安装在安装板93上，所述吸盘架95安装在第二气缸94的伸缩端轴上；在所述吸盘架95上设置有吸盘96，所述吸盘96朝向下方的托盘平台2。采用上述结构的托盘机械手9后，其具体工作原理如下：以将托盘从托盘平台2移动至移载平台6为例：首先、第一气缸92与第二气缸94的伸缩端轴同时伸出，使吸盘96压在下方的托盘上并将托盘吸紧；然后、第一气缸92与第二气缸94的伸缩端轴同时缩回，此时相应托盘随吸盘96一起被吸起；之后、移载平台6移至被吸盘96吸起的托盘的正下方；最后、第二气缸94的伸缩端轴伸出，紧接着松开吸盘96对托盘的吸紧，使托盘放到移载平台6上。至此将托盘从托盘平台2移动至移载平台6的作业过程完毕。同理，通过相反步骤可将托盘从移载平台6移动至托盘平台2上。

在采用上述结构的托盘机械手9时，为了确保第一气缸92在伸缩时，安装板93保持平稳，可进一步在安装座91和安装板93之间还设置有两根第一导向柱97，并且两根第一导向柱97位于第一气缸92的两侧。同理，为了确保第二气缸94在伸缩时，吸盘架95保持平稳，可进一步在安装板93和吸盘架95之间还设置有两根第二导向柱98，并且两根第二导向柱98位于第二气缸94的两侧。

另外，移载平台6的作用是用于放置单个的托盘，以便物品机械手逐个对托盘进行相应作业。为了确保移载平台6对其上托盘具有较好的定位效果，以便物品机械手准确定位的操作，本发明进一步在移载平台6上设置有用于对托盘进行限位的定挡边13和动挡边14，所述定挡边13设置在移载平台6的两侧，所述动挡边14设置在移载平台6上与上述设置有定挡边13相对的另外两侧。其中定挡边13是指固定在移载平台6上的部件，其不会相对移动，而所谓动挡边14，其安装在移载平台6上后，至少有一个部件可相对移动，以实现对托盘的限位。通过定挡边13和动挡边14形成如图5中虚线框所示的矩形区域，该区域即为放置托盘的区间，并且该矩形上与动挡边14对应的两侧边可适当通过动挡边14进行调整。至于定挡边13和动挡边14的具体数量，可根据实际情况而定，如图5中所示，所述动挡边14有两个，分别在相应两侧分别设置一个；所述定挡边13有四个，分别在相应的两侧分别设置两个。

另外，为了避免在一叠托盘中取出最上一个托盘时将相邻的下一个托盘也一起取出，本发明还可设置托盘剥离机构，所述托盘剥离机构设置在与其中一侧托盘平台2对应的机架1上；所述托盘剥离机构包括旋转气缸11和设置在旋转气缸11的旋转轴上的剥离挡片12；所述剥离挡片12由旋转气缸11带动旋转后可置于一叠托盘中的最上一个托盘和相邻的下一个托盘之间。至于托盘剥离机构的数量，通常可设置两个，并且将两个托盘剥离机构设置在托盘的平台的两个侧边上。当然，当设置有托盘剥离机构时，该层对应的托盘平台2应当做为初始放入一叠托盘的平台。

另外，本发明所述的托盘自动上下料方法，其采用上述本发明所述的托盘自动上下料机构，并按照如下步骤进行：

a、将一叠托盘放置在设置有托盘剥离机构侧的托盘平台2上，通过平台驱动机构3将托盘连通托盘平台2一起举升，并直到传感器组件10检测到最上一个托盘到达指定位置时停止举升；

b、托盘剥离机构中的旋转气缸11动作，带动剥离挡片12旋转，并使剥离挡片12置于上述一叠托盘中的最上一个托盘和相邻的下一个托盘之间；

c、托盘机械手9动作，将一叠托盘中的最上一个托盘取出并放置到移载平台6上；

d、移载平台驱动机构8动作，带动移载平台6移动至物品机械手作业指定位置；

e、物品机械手动作，进行向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品的作业；

f、移载平台驱动机构8再次动作，带动移载平台6移动至没有设置托盘剥离机构侧的托盘平台2侧；然后该侧托盘机械手9动作，将位于移载平台6上的托盘移动放置到该侧托盘平台2上；之后，该侧托盘平台2下降一个托盘高度的距离；

g、托盘剥离机构中的旋转气缸11再次动作，带动剥离挡片12旋转，并使剥离挡片12撤回；之后平台驱动机构3将托盘连通托盘平台2一起举升，并直到传感器组件10检测到最上一个托盘到达指定位置时停止举升；

h、重复b至g步骤，直到所有托盘完成上下料作业为止。

当然，在进行相应的步骤时，相应的结构应当至于适当的位置，以为动作机构提供空间。

另外，由于步骤g与步骤d不涉及到同一个动作机构，因此二者可同时进行，以缩短整个流程的作业时间，同理，步骤g也可与步骤e或者步骤g与步骤f同时进行；当然，理论上步骤g在上述步骤d至步骤f之间同时进行。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.托盘自动上下料机构，其特征在于：包括机架(1)，在机架的两侧设置有可放置一叠托盘的托盘平台(2)和用于升降所述托盘平台(2)的平台驱动机构(3)；在托盘平台(2)的两侧，沿托盘平台(2)升降方向设置有固定挡柱(4)，所述固定挡柱(4)与设置在托盘平台(2)上对应的滑槽(5)配合；还包括移载平台(6)、滑轨(7)和移载平台驱动机构(8)；所述滑轨(7)安装在机架(1)上，并且滑轨(7)的两端分别与两侧的托盘平台(2)一一对应；所述移载平台(6)安装在滑轨(7)上，并可通过移载平台驱动机构(8)驱动其沿滑轨(7)移动；在与滑轨(7)中部对应处的机架(1)上还设置有用于向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品的物品机械手；在与两侧的托盘平台(2)对应处的机架(1)上分别安装有托盘机械手(9)和相应的传感器组件(10)，所述托盘机械手(9)用于在托盘平台(2)和移载平台(6)之间转移托盘；所述传感器组件(10)用于检测托盘平台(2)的升降高度，并将检测结果反馈给平台驱动机构(3)。

2.如权利要求1所述的托盘自动上下料机构，其特征在于：所述托盘机械手(9)包括安装座(91)、第一气缸(92)、安装板(93)、第二气缸(94)和吸盘架(95)，所述安装座(91)安装在机架(1)上，所述第一气缸(92)安装在安装座(91)上，所述安装板(93)安装在第一气缸(92)的伸缩端轴上，所述第二气缸(94)安装在安装板(93)上，所述吸盘架(95)安装在第二气缸(94)的伸缩端轴上；在所述吸盘架(95)上设置有吸盘(96)，所述吸盘(96)朝向下方的托盘平台(2)。

3.如权利要求2所述的托盘自动上下料机构，其特征在于：在安装座(91)和安装板(93)之间还设置有两根第一导向柱(97)，并且两根第一导向柱(97)位于第一气缸(92)的两侧。

4.如权利要求3所述的托盘自动上下料机构，其特征在于：在安装板(93)和吸盘架(95)之间还设置有两根第二导向柱(98)，并且两根第二导向柱(98)位于第二气缸(94)的两侧。

5.如权利要求1所述的托盘自动上下料机构，其特征在于：在移载平台(6)上设置有用于对托盘进行限位的定挡边(13)和动挡边(14)，所述定挡边(13)设置在移载平台(6)的两侧，所述动挡边(14)设置在移载平台(6)上与上述设置有定挡边(13)相对的另外两侧。

6.如权利要求1至5中任一项所述的托盘自动上下料机构，其特征在于：还包括托盘剥离机构，所述托盘剥离机构设置在与其中一侧托盘平台(2)对应的机架(1)上；所述托盘剥离机构包括旋转气缸(11)和设置在旋转气缸(11)的旋转轴上的剥离挡片(12)；所述剥离挡片(12)由旋转气缸(11)带动旋转后可置于一叠托盘中的最上一个托盘和相邻的下一个托盘之间。

7.托盘自动上下料方法，其特征在于：采用上述权利要求5所述的托盘自动上下料机构，其特征在于：按照如下步骤进行：

a、将一叠托盘放置在设置有托盘剥离机构侧的托盘平台(2)上，通过平台驱动机构(3)将托盘连通托盘平台(2)一起举升，并直到传感器组件(10)检测到最上一个托盘到达指定位置时停止举升；

b、托盘剥离机构中的旋转气缸(11)动作，带动剥离挡片(12)旋转，并使剥离挡片(12)置于上述一叠托盘中的最上一个托盘和相邻的下一个托盘之间；

c、托盘机械手(9)动作，将一叠托盘中的最上一个托盘取出并放置到移载平台(6)上；

d、移载平台驱动机构(8)动作，带动移载平台(6)移动至物品机械手作业指定位置；

e、物品机械手动作，进行向托盘中放入物品或者从托盘中取出物品的作业；

f、移载平台驱动机构(8)再次动作，带动移载平台(6)移动至没有设置托盘剥离机构侧的托盘平台(2)侧；然后该侧托盘机械手(9)动作，将位于移载平台(6)上的托盘移动放置到该侧托盘平台(2)上；之后，该侧托盘平台(2)下降一个托盘高度的距离；

g、托盘剥离机构中的旋转气缸(11)再次动作，带动剥离挡片(12)旋转，并使剥离挡片(12)撤回；之后平台驱动机构(3)将托盘连通托盘平台(2)一起举升，并直到传感器组件(10)检测到最上一个托盘到达指定位置时停止举升；

h、重复b至g步骤，直到所有托盘完成上下料作业为止。

8.如权利要求7所述的托盘自动上下料方法，其特征在于：步骤g与步骤d或者与步骤e或者与步骤f同时进行。