CN106956939A - 一种码垛夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种码垛夹具，包括上框架、夹持装置、第一驱动装置、下框架、第二驱动装置和爪持装置，夹持装置和第一驱动装置固定在上框架上，第一驱动装置用于驱动夹持装置实现对货物的夹紧；下框架固定安装在上框架的一侧端部并向下延伸，在下框架的底端安装有第二驱动装置和爪持装置，第二驱动装置用于驱动爪持装置实现对货物的抓扣抵住；采用本发明的码垛夹具安装设备上，码垛夹具通过设置所述夹持装置和爪持装置，可根据各物品的尺寸不同，来控制码垛夹具进行调整合适位置进行夹取搬运，不但提高了设备自动化程度及加工工艺，减少了劳动强度，而且实现了自动取代人工搬运工作，减少人工成本，解决了难以自动化抓取产品所需工具的难题。

Description

一种码垛夹具
技术领域
本发明涉及自动化设备制造的技术领域，具体涉及一种码垛夹具。
背景技术
目前产品(例如物流包裹)的生产线或者输送线上末端是由物流线定速把产品成品运送到员工的搬运位，一般地，靠人工徒手搬运下来到栈板上，这样使得劳动强度较大，而且经常出现手部握不住产品，容易摔下，导致产品损坏；同时由于产品体积太大，质量太重容易导致员工疲劳，造成搬运效率低下，导致不能及时把产品从物流线上搬清。据报告显示，国内企业已出现年龄断层现象，随着国内的劳动力成本越来越高，亟需采用自动系统取代人工劳动来完成相关工作。因此，如何设计一种即能自动进行搬运码垛作业又提高工作效率的搬运夹具是物流等行业领域关注的热点问题。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种能够实现自动进行搬运码垛作业又提高工作效率的码垛夹具。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
本发明提供一种码垛夹具，包括上框架、夹持装置、第一驱动装置、下框架、第二驱动装置和爪持装置，夹持装置和第一驱动装置固定在上框架上，第一驱动装置用于驱动夹持装置实现对货物的夹紧；下框架固定安装在上框架的一侧端部并向下延伸，在下框架的底端安装有第二驱动装置和爪持装置，第二驱动装置用于驱动爪持装置实现对货物的抓扣抵住；
所述上框架包括左端框板、右端框板、双向滚珠丝杆、连接板和两根侧型材，左端框板的两端部分别通过两根侧型材与右端框板的两端部固定连接以形成矩形框架结构；在两根侧型材顶端之间通过连接板固定连接；
在每根侧型材的下端面均固定安装有一根导轨，在每根导轨从左往右依次设有第一滑块、第二滑块和第三滑块，第一滑块、第二滑块和第三滑块能够沿着导轨左右滑移；
在左端框板上固定安装有左带座轴承，在右端框板上固定安装有右带座轴承，双向滚珠丝杆的两端分别与左端框板上的左带座轴承、右端框板上的右带座轴承滑动配合连接；
双向滚珠丝杆分为左螺纹段、中间平滑段和右螺纹段，在双向滚珠丝杆的左螺纹段上套设有左滚珠丝杆螺母以及用于固定支撑的左丝杆螺母座，在双向滚珠丝杆的右螺纹段上套设有右滚珠丝杆螺母以及用于固定支撑的右丝杆螺母座；
第一伺服电机通过第一传动装置驱动双向滚珠丝杆进行自转，以实现位于双向滚珠丝杆左螺纹段上的左滚珠丝杆螺母、以及右螺纹段上的右滚珠丝杆螺母沿着双向滚珠丝杆同时向外或同时向内滑移；
夹持装置包括夹板、夹板座和多根加强筋；夹板顶端通过多根加强筋固定安装在夹板座上，夹板座与位于两根导轨上的第三滑块之间、以及夹板座与右丝杆螺母座之间均为固定连接；
下框架包括上座板、前框型材、后框型材和多根横固型材，前框型材和后框型材之间通过多根横固型材并排设置成一体；其中：前框型材与横固型材之间的连接处、以及后框型材与横固型材之间的连接处均通过角件型材进行固定；前框型材顶端、后框型材顶端分别通过前角座、后角座与上座板固定连接；
第二驱动装置包括下座板、第二伺服电机、第二传动装置、第二滚珠丝杆、滚珠丝杆螺母；第二滚珠丝杆两端分别与固定在两个轴承座内的轴承滑动配合连接，该两个轴承座固定在下座板的底面上；在下座板的底面上固定安装有两组导向装置，这两组导向装置并排设置在第二滚珠丝杆两侧；
每组导向装置包括导杆轴、导杆轴后座、直线轴承和导杆轴前座；导杆轴后座、导杆轴前座与下座板的底面固定连接，导杆轴的两端分别固定安装在导杆轴后座、导杆轴前座上，直线轴承套设在导杆轴上，并能够沿着导杆轴进行前后滑移；
在第二滚珠丝杆上套设有滚珠丝杆螺母，第二伺服电机通过第二传动装置驱动第二滚珠丝杆进行自转，以实现滚珠丝杆螺母沿着第二滚珠丝杆向外或向内滑移；
爪持装置包括爪钩连接板以及固定安装在爪钩连接板上的多个并排设置的长爪钩，爪钩连接板与轴承座、两组导向装置中的直线轴承固定连接；多个长爪钩延伸方向与第二滚珠丝杆延伸方向平行设置；
在第二伺服电机通过第二传动装置驱动第二滚珠丝杆进行自转时，滚珠丝杆螺母以及与滚珠丝杆螺母固定一体的爪钩连接板、长爪钩一起沿着第二滚珠丝杆向外或向内滑移，从而实现对货物的抓扣或者释放。
作为优选：第一传动装置包括第一减速器、第一主动轮、第一同步传送带和第一从动轮，第一主动轮通过第一减速器与第一伺服电机同轴连接，第一从动轮通过第一主动轮与第一从动轮传动连接；第一从动轮与双向滚珠丝杆同轴连接。
作为优选：第二传动装置包括第二减速器、第二主动轮、第二同步传送带和第二从动轮，第二主动轮通过第二减速器与第二伺服电机同轴连接，第二主动轮通过第二同步传送带与第二从动轮传动连接；第二从动轮与第二滚珠丝杆同轴连接。
作为优选：所述第一驱动装置和第二驱动装置均与PLC控制模块电气连接，通过PLC控制模块可以通过预设的程序控制所第一驱动装置和第二驱动装置运行的时机和行程，从而实现夹持装置的精准夹持操作以及爪持装置的及时对货物的抓扣抵住。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
采用本发明的码垛夹具安装设备上，码垛夹具通过设置所述夹持装置和爪持装置，可根据各物品的尺寸不同，来控制码垛夹具进行调整合适位置进行夹取搬运，不但提高了设备自动化程度及加工工艺，减少了劳动强度，而且实现了自动取代人工搬运工作，减少人工成本，解决了难以自动化抓取产品所需工具的难题；同时，通过PLC控制模块可以通过预设的程序控制所第一驱动装置和第二驱动装置运行的时机和行程，从而实现夹持装置的精准夹持操作以及爪持装置的及时对货物的抓扣抵住。这样来实现适应于各物品尺寸的夹取、搬运和码垛等工作，体现了码垛夹具的智能自动化。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2～4是本发明中上框架和夹持装置的结构示意图；
图5是本发明中夹持装置的结构示意图；
图6～7是本发明中下框架的结构示意图；
图8～9是本发明中爪持装置的结构示意图。
附图标注：上框架1，左端框板11，右端框板12，左带座轴承111，右带座轴承121，侧型材13，第一伺服电机14，第一减速器141，第一主动轮142，第一同步传送带143，第一从动轮144，左滚珠丝杆螺母15，左丝杆螺母座151，右滚珠丝杆螺母16，右丝杆螺母座161，双向滚珠丝杆17，左螺纹段171，右螺纹段172，导轨18，第一滑块181，第二滑块182，第三滑块183，连接板20，夹板30，夹板座301，加强筋302，下框架4，前框型材41，前角座411，后框型材42，后角座421，横固型材43，角件型材431，上座板50，下座板60，第二驱动装置61，第二伺服电机611，第二减速器612，第二主动轮613，第二同步传送带614，第二从动轮615，第二滚珠丝杆616，轴承607，轴承座617，滚珠丝杆螺母618，导杆轴621，导杆轴后座622，直线轴承623，导杆轴前座624，长爪钩63，爪钩连接板64。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1～9所示，本发明提供一种码垛夹具的具体实施例，如图1所示，该码垛夹具包括上框架1、夹持装置、第一驱动装置、下框架4、第二驱动装置61和爪持装置，夹持装置和第一驱动装置固定在上框架1上，第一驱动装置用于驱动夹持装置实现对货物的夹紧；下框架4固定安装在上框架1的一侧端部并向下延伸，在下框架4的底端安装有第二驱动装置61和爪持装置，第二驱动装置61用于驱动爪持装置实现对货物的抓扣抵住。
如图2～4所示，所述上框架1包括左端框板11、右端框板12、双向滚珠丝杆17、连接板20和两根侧型材13，左端框板11的两端部分别通过两根侧型材13与右端框板12的两端部固定连接以形成矩形框架结构；在两根侧型材13顶端之间通过连接板20固定连接；在每根侧型材13的下端面均固定安装有一根导轨18，在每根导轨18从左往右依次设有第一滑块181、第二滑块182和第三滑块183，第一滑块181、第二滑块182和第三滑块183能够沿着导轨18左右滑移；在左端框板11上固定安装有左带座轴承111，在右端框板12上固定安装有右带座轴承121，双向滚珠丝杆17的两端分别与左端框板11上的左带座轴承111、右端框板12上的右带座轴承121滑动配合连接；双向滚珠丝杆17分为左螺纹段、中间平滑段和右螺纹段，在双向滚珠丝杆17的左螺纹段上套设有左滚珠丝杆螺母15以及用于固定支撑的左丝杆螺母座151，在双向滚珠丝杆17的右螺纹段上套设有右滚珠丝杆螺母16以及用于固定支撑的右丝杆螺母座161；第一伺服电机14通过第一传动装置驱动双向滚珠丝杆17进行自转，以实现位于双向滚珠丝杆17左螺纹段上的左滚珠丝杆螺母15、以及右螺纹段上的右滚珠丝杆螺母16沿着双向滚珠丝杆17同时向外或同时向内滑移。
如图2～5所示，夹持装置包括夹板30、夹板座301和多根加强筋302；夹板30顶端通过多根加强筋302固定安装在夹板座301上，夹板座301与位于两根导轨18上的第三滑块183之间、以及夹板座301与右丝杆螺母座161之间均为固定连接。
如图7～8所示，所述下框架4包括上座板50、前框型材41、后框型材42和多根横固型材43，前框型材41和后框型材42之间通过多根横固型材43并排设置成一体；其中：前框型材41与横固型材43之间的连接处、以及后框型材42与横固型材43之间的连接处均通过角件型材431进行固定；前框型材41顶端、后框型材42顶端分别通过前角座411、后角座421与上座板50固定连接。
如图8所示，第二驱动装置61包括下座板60、第二伺服电机611、第二传动装置、第二滚珠丝杆616、滚珠丝杆螺母618；第二滚珠丝杆616两端分别与固定在两个轴承座617内的轴承607滑动配合连接，该两个轴承座617固定在下座板60的底面上；在下座板60的底面上固定安装有两组导向装置，这两组导向装置并排设置在第二滚珠丝杆616两侧；每组导向装置包括导杆轴621、导杆轴后座622、直线轴承623和导杆轴前座624；导杆轴后座622、导杆轴前座624与下座板60的底面固定连接，导杆轴621的两端分别固定安装在导杆轴后座622、导杆轴前座624上，直线轴承623套设在导杆轴621上，并能够沿着导杆轴621进行前后滑移；在第二滚珠丝杆616上套设有滚珠丝杆螺母618，第二伺服电机611通过第二传动装置驱动第二滚珠丝杆616进行自转，以实现滚珠丝杆螺母618沿着第二滚珠丝杆616向外或向内滑移。
如图9所示，所述爪持装置包括爪钩连接板64以及固定安装在爪钩连接板64上的多个并排设置的长爪钩63，爪钩连接板64与轴承座617、两组导向装置中的直线轴承623固定连接；多个长爪钩63延伸方向与第二滚珠丝杆616延伸方向平行设置；在第二伺服电机611通过第二传动装置驱动第二滚珠丝杆616进行自转时，滚珠丝杆螺母618以及与滚珠丝杆螺母618固定一体的爪钩连接板64、长爪钩63一起沿着第二滚珠丝杆616向外或向内滑移，从而实现对货物的抓扣或者释放。
如图5所示，所述第一传动装置包括第一减速器141、第一主动轮142、第一同步传送带143和第一从动轮144，第一主动轮142通过第一减速器141与第一伺服电机14同轴连接，第一从动轮144通过第一主动轮142与第一从动轮144传动连接；第一从动轮144与双向滚珠丝杆17同轴连接。
如图9所示，所述第二传动装置包括第二减速器612、第二主动轮613、第二同步传送带614和第二从动轮615，第二主动轮613通过第二减速器612与第二伺服电机611同轴连接，第二主动轮613通过第二同步传送带614与第二从动轮615传动连接；第二从动轮615与第二滚珠丝杆616同轴连接。
其中：所述第一驱动装置和第二驱动装置61均与PLC控制模块电气连接，通过PLC控制模块可以通过预设的程序控制所第一驱动装置和第二驱动装置61运行的时机和行程，从而实现夹持装置的精准夹持操作以及爪持装置的及时对货物的抓扣抵住。
采用本发明的码垛夹具安装设备上，码垛夹具通过设置所述夹持装置和爪持装置，可根据各物品的尺寸不同，来控制码垛夹具进行调整合适位置进行夹取搬运，不但提高了设备自动化程度及加工工艺，减少了劳动强度，而且实现了自动取代人工搬运工作，减少人工成本，解决了难以自动化抓取产品所需工具的难题；同时，通过PLC控制模块可以通过预设的程序控制所第一驱动装置和第二驱动装置61运行的时机和行程，从而实现夹持装置的精准夹持操作以及爪持装置的及时对货物的抓扣抵住。这样来实现适应于各物品尺寸的夹取、搬运和码垛等工作，体现了码垛夹具的智能自动化。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种码垛夹具，其特征在于，包括上框架(1)、夹持装置、第一驱动装置、下框架(4)、第二驱动装置(61)和爪持装置，夹持装置和第一驱动装置固定在上框架(1)上，第一驱动装置用于驱动夹持装置实现对货物的夹紧；下框架(4)固定安装在上框架(1)的一侧端部并向下延伸，在下框架(4)的底端安装有第二驱动装置(61)和爪持装置，第二驱动装置(61)用于驱动爪持装置实现对货物的抓扣抵住；
所述上框架(1)包括左端框板(11)、右端框板(12)、双向滚珠丝杆(17)、连接板(20)和两根侧型材(13)，左端框板(11)的两端部分别通过两根侧型材(13)与右端框板(12)的两端部固定连接以形成矩形框架结构；在两根侧型材(13)顶端之间通过连接板(20)固定连接；
在每根侧型材(13)的下端面均固定安装有一根导轨(18)，在每根导轨(18)从左往右依次设有第一滑块(181)、第二滑块(182)和第三滑块(183)，第一滑块(181)、第二滑块(182)和第三滑块(183)能够沿着导轨(18)左右滑移；
在左端框板(11)上固定安装有左带座轴承(111)，在右端框板(12)上固定安装有右带座轴承(121)，双向滚珠丝杆(17)的两端分别与左端框板(11)上的左带座轴承(111)、右端框板(12)上的右带座轴承(121)滑动配合连接；
双向滚珠丝杆(17)分为左螺纹段(171)、中间平滑段和右螺纹段(172)，在双向滚珠丝杆(17)的左螺纹段(171)上套设有左滚珠丝杆螺母(15)，在双向滚珠丝杆(17)的右螺纹段(172)上套设有右滚珠丝杆螺母(16)；
第一伺服电机(14)通过第一传动装置驱动双向滚珠丝杆(17)进行自转，以实现位于双向滚珠丝杆(17)左螺纹段(171)上的左滚珠丝杆螺母(15)、以及右螺纹段(172)上的右滚珠丝杆螺母(16)沿着双向滚珠丝杆(17)同时向外或同时向内滑移；
夹持装置包括夹板(30)、夹板座(301)和多根加强筋(302)；
夹板(30)顶端通过多根加强筋(302)固定安装在夹板座(301)上，夹板座(301)与位于两根导轨(18)上的第三滑块(183)之间、以及夹板座(301)与右丝杆螺母座(161)之间均为固定连接；
下框架(4)包括上座板(50)、前框型材(41)、后框型材(42)和多根横固型材(43)，前框型材(41)和后框型材(42)之间通过多根横固型材(43)并排设置成一体；其中：前框型材(41)与横固型材(43)之间的连接处、以及后框型材(42)与横固型材(43)之间的连接处均通过角件型材(431)进行固定；
前框型材(41)顶端、后框型材(42)顶端分别通过前角座(411)、后角座(421)与上座板(50)固定连接；
第二驱动装置(61)包括下座板(60)、第二伺服电机(611)、第二传动装置、第二滚珠丝杆(616)、滚珠丝杆螺母(618)；第二滚珠丝杆(616)两端分别与固定在两个轴承座(617)内的轴承(607)滑动配合连接，该两个轴承座(617)固定在下座板(60)的底面上；在下座板(60)的底面上固定安装有两组导向装置，这两组导向装置并排设置在第二滚珠丝杆(616)两侧；
每组导向装置包括导杆轴(621)、导杆轴后座(622)、直线轴承(623)和导杆轴前座(624)；导杆轴后座(622)、导杆轴前座(624)与下座板(60)的底面固定连接，导杆轴(621)的两端分别固定安装在导杆轴后座(622)、导杆轴前座(624)上，直线轴承(623)套设在导杆轴(621)上，并能够沿着导杆轴(621)进行前后滑移；
在第二滚珠丝杆(616)上套设有滚珠丝杆螺母(618)，第二伺服电机(611)通过第二传动装置驱动第二滚珠丝杆(616)进行自转，以实现滚珠丝杆螺母(618)沿着第二滚珠丝杆(616)向外或向内滑移；
爪持装置包括爪钩连接板(64)以及固定安装在爪钩连接板(64)上的多个并排设置的长爪钩(63)，爪钩连接板(64)与轴承座(617)、两组导向装置中的直线轴承(623)固定连接；
多个长爪钩(63)延伸方向与第二滚珠丝杆(616)延伸方向平行设置；在第二伺服电机(611)通过第二传动装置驱动第二滚珠丝杆(616)进行自转时，滚珠丝杆螺母(618)以及与滚珠丝杆螺母(618)固定一体的爪钩连接板(64)、长爪钩(63)一起沿着第二滚珠丝杆(616)向外或向内滑移，从而实现对货物的抓扣或者释放。
2.根据权利要求1中所述的一种码垛夹具，其特征在于，第一传动装置包括第一减速器(141)、第一主动轮(142)、第一同步传送带(143)和第一从动轮(144)，第一主动轮(142)通过第一减速器(141)与第一伺服电机(14)同轴连接，第一从动轮(144)通过第一主动轮(142)与第一从动轮(144)传动连接；第一从动轮(144)与双向滚珠丝杆(17)同轴连接。
3.根据权利要求1中所述的一种码垛夹具，其特征在于，第二传动装置包括第二减速器(612)、第二主动轮(613)、第二同步传送带(614)和第二从动轮(615)，第二主动轮(613)通过第二减速器(612)与第二伺服电机(611)同轴连接，第二主动轮(613)通过第二同步传送带(614)与第二从动轮(615)传动连接；第二从动轮(615)与第二滚珠丝杆(616)同轴连接。
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