CN107187843B - 金属桶姿势整理设备和金属桶姿势整理方法 - Google Patents

Abstract

一种金属桶姿势整理设备，包括有周向整理机构，周向整理机构设有旋转底座以及识别桶壁周向标志物的传感器，传感器安装在旋转底座上方空间的外围，旋转底座由伺服电机驱动，旋转底座的转轴为竖向，传感器连接到伺服电机；在周向整理机构的前方设有第一级翻转机构，在第一级翻转机构的前方设有第二级翻转机构；在周向整理机构和第一级翻转机构之间设有第一平行传送机构，在第一级翻转机构和第二级翻转机构之间设有第二平行传送机构。本发明还提供一种金属桶姿势整理方法。本发明能使各个金属桶的桶壁朝向一致而且提手朝向也一致，以便在后续的堆垛工序中实现堆叠整齐。

Description

金属桶姿势整理设备和金属桶姿势整理方法

技术领域

本发明属于金属桶堆垛生产线配套设备的技术领域，具体涉及一种能够对即将进行堆垛的金属桶进行整理的金属桶姿势整理设备和金属桶姿势整理方法。

背景技术

图1所示，金属桶8的侧壁一般由金属板经卷曲首尾焊接成为圆柱形，因而侧壁带有一条竖向焊缝81，竖向焊缝涂有保护油层，色泽与相邻部位存在较大差异，因此能够被肉眼识别，也能够被传感器识别。金属桶8一般还带有一根提手82（也称提梁）、两个提耳83，两个提耳83对称地固定位于金属桶的侧壁上部，提手的两端分别插入提耳的安装孔。金属桶侧壁一般印刷有还有彩印图案。每个金属桶8的两个提耳83所处的方位（即相对于金属桶中心轴线处在什么方向，或者说，在金属桶桶壁周向上所处的方位）必定相差180度。而金属桶竖向焊缝的方位，则可能与提耳错开一定大小的角度，也有可能与其中一个提耳83所处的方位相同（即错开0°）；对于相同款式的各个金属桶而言，竖向焊缝与提耳错开角度大小相同。

金属桶制作完成后，需要上下叠加地堆叠在一起，以节省空间，上下堆叠在一起的过程简称堆垛，堆叠在一起的金属桶简称垛体。当款式相同的各个金属桶堆垛后，只要上下金属桶的竖向焊缝对齐，则上下金属桶的图案必定对齐，提耳必定对齐，这是因为，对于款式相同的金属桶而言，竖向焊缝的朝向与图案的朝向、提耳的朝向具有唯一确定的对应关系。

为了使堆垛后上下金属桶桶壁对齐，人们采用了周向整理机构，周向整理机构包括有旋转底座以及识别焊缝或者特殊点等周向标志物的传感器，传感器安装在旋转底座上方空间的外围；在堆垛前使金属桶位于旋转底座上并进行旋转，当传感器检测到周向标志物时，旋转底座和金属桶停止旋转，这样就可使金属桶的桶壁标志物在周向上被整理成为统一朝向，由此可使金属桶的桶壁朝向对齐，故这种机构称为“周向整理机构”。

但是，按照现有技术，即使能够利用周向整理机构实现了上下金属桶的桶壁朝向对齐，也无法确保上下金属桶的提手对齐。这是因为，对于具体每个金属桶而言，提手相对于桶壁具有两种可能的自然下垂位置，即有可能向前下垂，也有可能向后下垂，提手朝向与桶壁朝向的相对方位关系有两种可能，而不是唯一对应关系，例如，在图1中，两个金属桶桶壁的竖向焊缝81朝向完全相同，而提手82的朝向却不同，因此桶壁对齐并不意味着提手必定能够对齐，换句话说，当桶壁朝向从周向上转动整理对齐后，提手可能刚好对齐，也可能相差了180度；反之，即使想办法使提手对齐了，桶壁朝向也可能相差了180度。现有技术中，桶壁朝向和提手朝向两者难以兼顾。

所谓“金属桶的桶壁朝向”，具体是指竖向焊缝朝向什么方位、提耳朝向什么方位、或者图案的特殊标志点朝向什么方位。

金属桶堆垛设备在工作过程中,金属桶依次向上游的工位移动，而且在向上游工位移动过程中，金属桶桶壁和桶底不发生任何转动，金属桶桶壁和桶底各个点的移动轨迹完全平行，因此这种带动金属桶移动（且桶壁和桶底各点移动轨迹平行）的机构称为“平行传送机构”；平行传送机构包括但不限于水平输送带、水平抱送机构，等等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种金属桶姿势整理设备和金属桶姿势整理方法，它能使各个金属桶的桶壁朝向一致而且提手朝向也一致，以便在后续的堆垛工序中实现堆叠整齐。

其目的可以按以下方案实现：该金属桶姿势整理设备包括有周向整理机构，周向整理机构设有旋转底座以及识别桶壁周向标志物的传感器，传感器安装在旋转底座上方空间的外围，旋转底座由伺服电机驱动，旋转底座的转轴为竖向，传感器连接到伺服电机；

其主要特点在于，在周向整理机构的前方设有第一级翻转机构，在第一级翻转机构的前方设有第二级翻转机构；在周向整理机构和第一级翻转机构之间设有第一平行传送机构，在第一级翻转机构和第二级翻转机构之间设有第二平行传送机构；

第一级翻转机构包括有能转动的第一磁块，第一磁块的转轴延伸方向为左右方向，还设有驱动第一磁块顺时针转动的第一级翻转动力部件；

第二级翻转机构包括有能转动的第二磁块，第二磁块的转轴延伸方向为左右方向，还设有驱动第二磁块顺时针转动的第二级翻转动力部件；

在第一磁块的转轴的前下方还固定设有第一级阻挡部件，当第一磁块带着金属桶从第一磁块的转轴后方顺时针翻转180°到达第一磁块的转轴前方时，第一级阻挡部件接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第一磁块翻转；

在第二磁块的转轴的前下方还固定设有第二级阻挡部件，当第二磁块带着金属桶从第二磁块的转轴后方顺时针翻转180°到达第二磁块的转轴前方时，第二级阻挡部件碰到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第二磁块翻转。

一种金属桶姿势整理方法，采用上述金属桶姿势整理设备，依次包括以下步骤：

（1）、开始整理工作之前，根据金属桶桶壁的周向标志物与提耳在金属桶桶壁周向上所处的相对方位关系调节传感器的安装位置，使得传感器相对于旋转底座转轴所处的方位符合以下条件：当放置在旋转底座上的金属桶的桶壁周向标志物旋转到对准传感器时，金属桶的两个提耳中心点连线方向为横向；

（2）、将金属桶以正立姿态放上周向整理机构的旋转底座，伺服电机驱动旋转底座和金属桶旋转，在此过程传感器监测桶壁的周向标志物的位置，当桶壁周向标志物旋转到对准传感器时，伺服电机停止驱动旋转底座和金属桶旋转，此时金属桶的两个提耳中心点连线方向为横向；

（3）、第一平行传送机构将金属桶从周向整理机构传送到第一级翻转机构的第一磁块转轴后方，在传送过程中保持金属桶正立姿势不变；在此期间，第一级翻转动力部件带动第一磁块经过第一磁块转轴下方顺时针翻转到第一磁块的转轴后方；当第一磁块顺时针翻转到第一磁块的转轴后方时，第一磁块吸住金属桶桶壁；

（4）、第一级翻转动力部件带动第一磁块和金属桶绕第一磁块转轴顺时针转动180度，使第一磁块和金属桶来到第一磁块的转轴前方，并且金属桶变为倒立状态；

（5）、第一磁块继续顺时针翻转，第一级阻挡部件接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第一磁块翻转，金属桶与第一磁块分离；

（6）、第二平行传送机构将金属桶从第一级翻转机构的第一磁块转轴前方传送到第二级翻转机构的第二磁块转轴后方，在传送过程中保持金属桶倒立姿势不变；在此期间，第二级翻转动力部件带动第二磁块经过第二磁块转轴下方顺时针翻转到第二磁块的转轴后方；当第二磁块顺时针翻转到第二磁块的转轴后方时，第二磁块吸住倒立的金属桶桶壁，此时金属桶的提手处于自然下垂状态；

（7）、第二级翻转动力部件带动第二磁块和金属桶绕转轴顺时针转动180度，使金属桶来到第二磁块的转轴前方，并且金属桶变为正立姿态；在此期间，当金属桶顺时针转动到第二磁块转轴的上方时，提手处于自然下垂状态，提手位于两个提耳中心点连线的下方；当金属桶顺时针转动到第二磁块转轴的前方时，提手位于金属桶的后半侧；

（8）、当金属桶变为正立姿态后，第二级阻挡部件接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第二磁块翻转；而第二磁块继续顺时针翻转，使金属桶与第二磁块分离；完成一个金属桶的姿势整理过程；

对于后续的金属桶，重复进行上述步骤（2）-（8）。

本申请文件中，判断哪个方向是前方、哪个方向是后方，以金属桶从第一级翻转机构转移到第二级翻转机构的过程中水平移动的方向为前方。前后方向也称为纵向，横向（即左右方向）垂直于纵向。

本申请文件中，按以下原则定义顺时针方向：第二磁块绕其转轴转动过程中，当第二磁块位于其转轴正上方时，第二磁块的运动方向是由后向前，这种转动方向定义为顺时针方向。

本发明具有以下优点和效果：

本发明在利用周向整理机构将款式相同的各个金属桶先后进行水平旋转，并藉此控制各个金属桶桶壁的朝向相同（意味着焊缝的朝向相同、提耳的朝向相同、图案的朝向相同），并且控制两个提耳中心点的连线为横向，周向整理过程暂时无需考虑提手是下垂在桶壁的前方还是下垂在桶壁的的后方；之后将金属桶第一次顺时针翻转，使金属桶倒立而桶口朝向下方，然后送到第二次翻转机构后方；第二次翻转开始时，提手自然下垂，金属桶第二次顺时针翻转后，提手必定位于金属桶的后半侧，因此可以确保所有金属桶的提手方向一致，而且金属桶桶壁的朝向仍然保持一致，经过桶身姿势整理后的金属桶可以利用后续的工序进行自动堆垛，这样使堆垛后的各个金属桶桶壁上下对齐而且提手也上下对齐。

附图说明

图1是金属桶的构造及提手两种可能下垂状态示意图。

图2是周向整理机构的结构及整理过程的使用状态示意图。

图3是图2所示周向整理机构在停止转动后的的变化状态示意图。

图4是第一级翻转机构在将金属桶翻转之前的结构及状态示意图。

图5是第一级翻转机构将原来正立的金属桶翻转180度之后的结构及状态示意图。

图6是第二级翻转机构在将金属桶翻转之前的结构及状态示意图。

图7是第二级翻转机构将原来倒立的金属桶顺时针翻转90度之后的结构及状态示意图。

图8是第二级翻转机构将原来倒立的金属桶顺时针翻转180度之后的结构及状态示意图。

图9是实施例二步骤（2）的另一种可能状态的示意图。

图10是将图9所示状态的金属桶进行第一次翻转之前的状态示意图。

图11是将图10所示状态的金属桶进行第一次翻转之后的状态示意图。

具体实施方式

实施例一

该金属桶姿势整理设备包括有周向整理机构，在周向整理机构的前方设有第一级翻转机构，在第一级翻转机构的前方设有第二级翻转机构。在周向整理机构和第一级翻转机构之间设有负责将金属桶平行移送的第一平行传送机构，在第一级翻转机构和第二级翻转机构之间设有负责将金属桶平行移送的第二平行传送机构；

图2、图3所示，周向整理机构包括旋转底座11以及识别桶壁周向标志物（具体为竖向焊缝）的传感器12，传感器12安装在旋转底座11上方空间的外围；旋转底座11由伺服电机13驱动，旋转底座的转轴14为竖向；传感器连接到伺服电机。

图4、图5所示，第一级翻转机构包括有能转动的第一磁块21，第一磁块的转轴22延伸方向为左右方向，第一磁块21用于吸住金属桶桶壁的表面呈弧形，弧度与金属桶桶壁的弧度匹配；还设有驱动第一磁块顺时针转动的第一级翻转动力部件；第一级翻转动力部件为电机23；在第一磁块的转轴22的前下方还固定设有第一级阻挡部件24，当第一磁块21带着金属桶从第一磁块的转轴22后方顺时针翻转180°到达第一磁块的转轴22前方时，第一级阻挡部件24接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第一磁块21翻转；

图6、图7、图8所示，第二级翻转机构包括有能转动的第二磁块42；第二磁块42的吸合面（用于吸住金属桶桶壁的表面）呈弧形，弧度与金属桶桶壁的弧度匹配；第二磁块的转轴43延伸方向为左右方向，第二磁块42随同转轮41同步转动，还设有驱动第二磁块42和转轮41顺时针转动的第二级翻转动力部件；在第二磁块的转轴43的前下方还固定设有第二级阻挡部件44，当第二磁块42带着金属桶从第二磁块的转轴43后方顺时针翻转180°到达第二磁块的转轴43前方时，第二级阻挡部件44碰到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第二磁块42翻转。

实施例二

一种金属桶姿势整理方法，采用实施例一的金属桶姿势整理设备，依次包括以下步骤：

（1）、开始金属桶姿势整理工作之前，根据金属桶桶壁的竖向焊缝与提耳在金属桶桶壁周向上所处的相对方位关系调节传感器12的安装位置，使得传感器12相对于旋转底座转轴14所处的方位符合以下条件：当放置在旋转底座上的金属桶的桶壁竖向焊缝旋转到对准传感器12时，金属桶的两个提耳中心点连线方向为横向；

（2）、将金属桶8以正立姿态放上周向整理机构的旋转底座11，伺服电机13驱动旋转底座11和金属桶8旋转，在此过程传感器监测桶壁的竖向焊缝的位置，当桶壁的竖向焊缝旋转到对准传感器时，伺服电机停止驱动旋转底座和金属桶旋转，此时金属桶的两个提耳中心点连线方向为横向；

（3）、第一平行传送机构将金属桶8从周向整理机构的旋转底座11传送到第一级翻转机构的第一磁块转轴22后方，在传送过程中保持金属桶正立姿势不变，在此期间，第一级翻转机构的电机23带动第一磁块21经过第一磁块转轴22下方顺时针翻转到第一磁块的转轴22后方；当第一磁块1顺时针翻转到第一磁块的转轴22后方时，第一磁块21吸住金属桶8桶壁，如图4所示；

（4）、第一级翻转机构的电机23带动第一磁块21和金属桶8绕第一磁块的转轴22顺时针转动180度，使第一磁块21和金属桶8来到第一磁块的转轴22前方，并且金属桶8变为倒立状态，如图5所示；

（5）、第一磁块21继续顺时针翻转，第一级阻挡部件23接触到金属桶8桶壁而阻挡金属桶继续跟随第一磁块21翻转，金属桶8与第一磁块分离；

（6）、第二平行传送机构将金属桶8从第一级翻转机构的第一磁块转轴22前方传送到第二级翻转机构的第二磁块转轴43后方，在传送过程中保持金属桶倒立姿势不变，在此期间，第二级翻转动力部件带动第二磁块42顺时针经过第二磁块转轴43下方翻转到第二磁块的转轴后方；当第二磁块42顺时针翻转到第二磁块的转轴43后方时，第二磁块42吸住倒立的金属桶桶壁，此时金属桶的提手82处于自然下垂状态，如图6所示；

（7）、第二级翻转动力部件带动第二磁块42和金属桶8绕第二磁块转轴顺时针转动180度，使金属桶8来到第二磁块的转轴43前方，并且金属桶变为正立姿态；在此期间，当第二磁块42和金属桶8顺时针转动到第二磁块转轴43的上方时，提手82处于自然下垂状态，提手82位于两个提耳83中心点连线的下方，如图7所示；当金属桶8顺时针转动到第二磁块的转轴43的前方变为正立姿态时，提手82自然而然位于金属桶8的后半侧，如图8所示；

（8）、当金属桶8变为正立姿态后，第二级阻挡部件44接触到金属桶8桶壁而阻挡金属桶继续跟随第二磁块翻转；而第二磁块42继续顺时针翻转，使金属桶8与第二磁块42分离；完成一个金属桶的姿势整理过程；

对于后续的金属桶，重复进行上述步骤（2）～（8），即每个金属桶进行一次步骤（2）～（8）。

各个金属桶分别经过上述步骤（2）～（8）的整理过程后，各金属桶桶壁的朝向保持一致，而且各金属桶的提手方向一致（均位于金属桶的后半侧），经过姿势整理后的各金属桶可以由后续的工序依次堆叠起来，因此堆垛后的上下各个金属桶的桶壁对齐而且提手也对齐。

在上述步骤（2）的桶壁周向整理过程中，暂时无需考虑提手82是下垂在桶壁的前方还是下垂在桶壁的的后方。具体说，如果提手82下垂在桶壁的后方，如图3所示，则后续的第一次翻转过程如图4、图5所示；如果提手82下垂在桶壁的前方，如图9所示，则后续的第一次翻转过程如图 10、图11 所示；但不管桶壁周向整理后的提手下垂在桶壁的前方还是下垂在桶壁的的后方，当开始第二次翻转时，提手的状态均自然下垂，如图6所示，当第二次翻转完成后，提手82均位于金属桶的后半侧，因此能够确保各个金属桶的提手朝向统一。

Claims (2)

1.一种金属桶姿势整理设备，包括周向整理机构，周向整理机构设有旋转底座以及识别桶壁周向标志物的传感器，传感器安装在旋转底座上方空间的外围，旋转底座由伺服电机驱动，旋转底座的转轴为竖向，传感器连接到伺服电机；

其特征在于：在周向整理机构的前方设有第一级翻转机构，在第一级翻转机构的前方设有第二级翻转机构；在周向整理机构和第一级翻转机构之间设有第一平行传送机构，在第一级翻转机构和第二级翻转机构之间设有第二平行传送机构；

第一级翻转机构包括有能转动的第一磁块，第一磁块的转轴延伸方向为左右方向，还设有驱动第一磁块顺时针转动的第一级翻转动力部件；

第二级翻转机构包括有能转动的第二磁块，第二磁块的转轴延伸方向为左右方向，还设有驱动第二磁块顺时针转动的第二级翻转动力部件；

在第一磁块的转轴的前下方还固定设有第一级阻挡部件，当第一磁块带着金属桶从第一磁块的转轴后方顺时针翻转180°到达第一磁块的转轴前方时，第一级阻挡部件接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第一磁块翻转；

在第二磁块的转轴的前下方还固定设有第二级阻挡部件，当第二磁块带着金属桶从第二磁块的转轴后方顺时针翻转180°到达第二磁块的转轴前方时，第二级阻挡部件碰到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第二磁块翻转。

2.一种金属桶姿势整理方法，其特征在于采用权利要求1所述的金属桶姿势整理设备，依次包括以下步骤：

（1）、开始整理工作之前，根据金属桶桶壁的周向标志物与提耳在金属桶桶壁周向上所处的相对方位关系调节传感器的安装位置，使得传感器相对于旋转底座转轴所处的方位符合以下条件：当放置在旋转底座上的金属桶的桶壁周向标志物旋转到对准传感器时，金属桶的两个提耳中心点连线方向为横向；

（2）、将金属桶以正立姿态放上周向整理机构的旋转底座，伺服电机驱动旋转底座和金属桶旋转，在此过程传感器监测桶壁的周向标志物的位置，当桶壁周向标志物旋转到对准传感器时，伺服电机停止驱动旋转底座和金属桶旋转，此时金属桶的两个提耳中心点连线方向为横向；

（3）、第一平行传送机构将金属桶从周向整理机构传送到第一级翻转机构的第一磁块转轴后方，在传送过程中保持金属桶正立姿势不变；在此期间，第一级翻转动力部件带动第一磁块经过第一磁块转轴下方顺时针翻转到第一磁块的转轴后方；当第一磁块顺时针翻转到第一磁块的转轴后方时，第一磁块吸住金属桶桶壁；

（4）、第一级翻转动力部件带动第一磁块和金属桶绕转轴顺时针转动180°，使第一磁块和金属桶来到第一磁块的转轴前方，并且金属桶变为倒立状态；

（5）、第一磁块继续顺时针翻转，第一级阻挡部件接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第一磁块翻转，金属桶与第一磁块分离；

（6）、第二平行传送机构将金属桶从第一级翻转机构的第一磁块转轴前方传送到第二级翻转机构的第二磁块转轴后方，在传送过程中保持金属桶倒立姿势不变，在此期间，第二级翻转动力部件带动第二磁块经过第二磁块转轴下方顺时针翻转到第二磁块的转轴后方；当第二磁块顺时针翻转到第二磁块的转轴后方时，第二磁块吸住倒立的金属桶桶壁，此时金属桶的提手处于自然下垂状态；

（7）、第二级翻转动力部件带动第二磁块和金属桶绕第二磁块的转轴顺时针转动180°，使金属桶来到第二磁块的转轴前方，并且金属桶变为正立姿态；在此期间，当金属桶顺时针转动到第二磁块转轴的上方时，提手处于自然下垂状态，提手位于两个提耳中心点连线的下方；当金属桶顺时针转动到第二磁块转轴的前方时，提手位于金属桶的后半侧；

（8）、当金属桶变为正立姿态后，第二级阻挡部件接触到金属桶桶壁而阻挡金属桶继续跟随第二磁块翻转；而第二磁块继续顺时针翻转，使金属桶与第二磁块分离，完成一个金属桶的姿势整理过程；

对于后续的金属桶，重复进行上述步骤（2）～（8）。