CN107323932B - 一种用于搬运染料桶的自动抓取立体库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于搬运染料桶的自动抓取立体库，包括自动抓取立体库(2)以及染料桶(4)，所述自动抓取立体库包括用于放置染料桶的立体架(2.1)、三轴移动平台(2.2)、以及用于抓取染料桶的机械手(2.3)，机械手安装在三轴移动平台上，以实现机械手沿X、Y、Z空间运动，从而实现机械手对立体架上任意位置的染料桶的抓取和运送。

Description

一种用于搬运染料桶的自动抓取立体库

技术领域

本发明属于染料设备技术领域，具体涉及一种用于搬运染料桶的自动抓取立体库。

背景技术

现有的染料称料、化料、染液输送等一系列操作过程中，染料桶的是平面布置在车间里，车间空间使用率很低，工人人工对染料桶进行搬运，非常耗时耗力；

传统的人工粉状染料化料方式，是根据染色所需，由人工将称料桶中的粉末染料投 入染色机旁的辅助罐中，然后加入清水进行搅拌，染液输送完毕后，由人工对辅助罐及管道进行冲洗。由于染色用粉状染料种类繁多，人工操作，疏忽差错难免，投料时间无 法精确保证，还可能出现误投现象；化料时间、用水量以及搅拌均匀程度难以规范化， 整个过程人为因素影响大，容易造成“色不符”、“色差”和“缸差”；生产现场药桶 杂陈，环境严重污染，工人所受身体伤害大；

染料自动化料是在一个密封的罐内进行化料，化料过程中染料四处飞扬，放进罐内 的料桶里外都有染料附着在桶表面，而料桶是要循环使用，所以化完料的料桶出罐时必须是清洗干净、且桶内外表面没有水珠。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于搬运染料桶的自动抓取立体 库。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于搬运染料桶的自动抓取立体库，包括自动抓取立体库(2)以及染料桶(4)，

所述自动抓取立体库包括用于放置染料桶的立体架(2.1)、三轴移动平台(2.2)、以及用于抓取染料桶的机械手(2.3)，机械手安装在三轴移动平台上，以实现机械手沿 X、Y、Z空间运动，从而实现机械手对立体架上任意位置的染料桶的抓取和运送；

所述染料桶为圆桶状，染料桶的顶口设置有外翻边(4.1)，以使机械手能够提升染料桶；在染料桶的外壁上沿外壁圆周设置有一圈筋板(4.2)，所述筋板由圆环顶板(4.21)和圆环侧板(4.22)组成，圆环顶板与染料桶径向平行，圆环侧板与染料桶同轴，圆环侧 板的顶边与圆环顶板的外圆周无缝固定连接；圆环顶板内圆周与染料桶的外壁焊接，且 在圆环顶板的与染料桶外壁连接处设置有多个漏水孔(a)；在圆环侧板的底侧设置有多 个凹糟(b)。

在上述技术方案中，所述立体架(2.1)包括三层，每层设置四个染料桶支架(2.11)， 每个染料桶支架上可分别放置一个染料桶。

在上述技术方案中，三轴移动平台包括底台、立柱、横梁，底台安装在齿条轨道上，构成底台沿齿条轨道水平横向运动的第一轴移动机构，立柱竖直固定在底台上，横梁通 过导轨丝杆机构安装在立柱上，构成横梁沿立柱竖直上下移动的第二轴移动机构，机械 手安装架通过导轨丝杆机构安装在横梁上，机械手安装在机械手安装架上，构成机械手 沿横梁水平纵向运动的第三轴移动机构。

在上述技术方案中，漏水孔沿圆环顶板内圆周等间距分布，凹槽沿圆环侧板的圆周 等间距分布。

本发明的优点和有益效果为：

1，本发明的自动抓取立体库具有用于放置染料桶的立体架，并配合三轴移动平台和 机械手，实现了染料桶的自动立体式存取，与传统的平面存取相比，本发明大大提高了车间空间使用率，减少了人工劳动成本，提高了染料桶的存取效率；

2，本发明的专用染料桶顶口设置有外翻边，外翻边与自动抓取立体库的机械手相配 合，以使机械手能够提升染料桶；在染料桶的外壁上沿外壁圆周设置有一圈筋板，当染料桶放入卡紧翻转机构的环形染料桶支架后，染料桶的筋板的圆环侧板架设在环形染料桶支架上，圆环顶板与染料桶外壁之间的漏水孔和圆环侧板与环形染料桶支架之间的凹糟构成排水通道，从而避免染料残留在染料桶和环形染料桶支架之间的间隙。

附图说明

图1是本发明实施例的俯视图。

图2是本发明实施例的正视图。

图3是本发明实施例的染料化料装置的结构示意图。

图4是本发明实施例的染料化料装置的局部放大示意图。

图5是本发明实施例的染料化料装置的俯视图。

图6是本发明实施例的染料桶的立体结构示意图。

图7是本发明实施例的染料桶的正视图。

图8是图7的A处局部放大示意图。

图9是本发明实施例的机械手和染料桶配合的结构示意图。

图10是本发明实施例的染料桶和卡紧翻转机构配合的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

参见附图1和2，包括自动抓取立体库2、染料化料装置3、以及专用染料桶4；

所述自动抓取立体库2包括用于放置染料桶的立体架2.1、三轴移动平台2.2、以及用于抓取染料桶的机械手2.3，所述立体架2.1包括三层，每层设置四个染料桶支架2.11，每个染料桶支架2.11上可分别放置一个染料桶4，机械手2.3安装在三轴移动平台2.2上，以实现机械手沿X、Y、Z空间运动，从而实现机械手对立体架上任意位置的染料桶的抓 取和运送；在立体架的一侧设置有进料平台2.4；在本实施例中，三轴移动平台2.2包括 底台2.21、立柱2.22、横梁2.23，底台安装在齿条轨道2.24上，构成底台沿齿条轨道水 平横向运动的第一轴移动机构，立柱2.22竖直固定在底台2.21上，横梁2.23通过导轨丝 杆机构安装在立柱2.22上，构成横梁沿立柱竖直上下移动的第二轴移动机构，机械手安 装架2.25通过导轨丝杆机构安装在横梁2.23上，机械手2.3安装在机械手安装架2.25上， 构成机械手沿横梁水平纵向运动的第三轴移动机构。

参见附图3-5，染料化料装置3包括化料罐体3.1、罐盖3.2、搅拌桨3.3、卡紧翻转机构3.4，罐盖通过气动开盖机构设置在化料罐体上口，所述化料罐体直径为1m，化料 罐体底部为锥形，锥角为45度，在罐底设置有出料口3.5，出料口外接出料管路，出料 管路上设置泵3.6；在化料罐体的锥壁上安装有温度传感器3.7，在化料罐体出料口处安 装有音叉开关3.8(检测液位信号)，在化料罐体的锥壁上还设置有至少一个蒸汽进气口 3.9，蒸汽进气口外接供高压蒸汽管路，蒸汽进气口设置有第一阀门3.10；在化料罐体上 口内壁沿其圆周设置有一圈环形水道3.11，环形水道上设置有进水口3.12，进水口连接 高压供水管路，高压供水管路上设置第二阀门3.13，环形水道上设置有对着化料罐体内 壁的通孔，高压水进入环形水道后从环形水道通孔喷射而出，对化料罐体内壁进行清洗； 罐盖的中心位置安装有360度旋转喷头3.14，360度旋转喷头外接总进水/气管路，该总 进水/气管路连接冷水进水分路、热水进水分路和高压进气分路(可以是高压空气或者高 压蒸汽)，在冷水进水分路上设置有第三阀门3.15，在热水进水分路上设置有第四阀门 3.16，在高压进气分路上设置有第五阀门3.18，在总进水/气管路上设置流量计3.17；

卡紧翻转机构3.4包括环形染料桶支架3.41、中心顶杆3.42、空心转轴3.43、气缸3.44、轴套3.45、翻转电机3.46、以及传动齿轮，环形染料桶支架3.41的内径略大于染 料桶外径，可将染料桶4放置在环形染料桶支架3.41上，环形染料桶支架3.41设置在化 料罐体内部，环形染料桶支架3.41与空心转轴3.43连接，空心转轴3.43通过轴套3.45 固定在化料罐体的管壁上，中心顶杆3.42同轴设置在空心转轴3.43中，中心顶杆的长度 大于空心转轴长度，中心顶杆3.42外端连接气缸3.44的动作杆，气缸3.44通过安装支架 3.47固定安装在化料罐体上，在空心转轴3.43上固定设置有从动齿轮3.48，翻转电机3.46 的输出轴上固定设置有主动齿轮3.49，主动齿轮通过转动链3.410与从动齿轮连接，翻转 电机驱动空心转轴旋转，空心转轴带动环形染料桶支架翻转，当气缸动作杆动作时，气 缸动作杆可带动中心顶杆在空心转轴内沿其轴向顶住或收缩；

所述搅拌桨3.3斜插设置在化料罐体内，搅拌桨底端深入至化料罐体的锥形罐体底 部，搅拌桨顶端与外部搅拌桨驱动电机3.19连接。

参见附图6-10，所述染料桶4为圆桶状，染料桶的顶口设置有外翻边4.1，以使机械手能够提升染料桶(参见图9，所述机械手为两爪式机械手，夹爪闭合后，夹爪的加持面 与染料桶桶身配合，然后机械手上提，染料桶的顶口的外翻边抵挡住机械手夹爪，以使 机械手能够提升染料桶)；在染料桶的外壁上沿外壁圆周设置有一圈筋板4.2，所述筋板 由圆环顶板4.21和圆环侧板4.22组成，圆环顶板4.21与染料桶径向平行，圆环侧板4.22 与染料桶同轴，圆环侧板的顶边与圆环顶板的外圆周无缝固定连接(即，圆环侧板固定 连接在圆环顶板的外圆周的下方)；圆环顶板内圆周与染料桶的外壁焊接，且在圆环顶 板的与染料桶外壁连接处设置有多个漏水孔a，漏水孔沿圆环顶板内圆周等间距分布；在 圆环侧板的底侧设置有多个凹糟b(即在圆环侧板的与染料桶桶底相对一侧开设有多个凹 槽)，凹槽沿圆环侧板的圆周等间距分布；当染料桶4放入卡紧翻转机构3.4的环形染料 桶支架3.41后，染料桶4的筋板4.2的圆环侧板4.22架设在环形染料桶支架3.41上，圆 环顶板与染料桶外壁之间的漏水孔a和圆环侧板4.22与环形染料桶支架3.41之间的凹糟 b构成排水通道，从而避免染料残留在染料桶4和环形染料桶支架3.41之间的间隙。

当需要化料时，调整三轴移动平台，使机械手抓取存放在立体架上的染料桶，并将染料桶放入化料罐体内的环形染料桶支架中，使染料桶的筋板架接在环形染料桶支架上，然后闭合罐盖；然后卡紧翻转机构的气缸动作，气缸驱动中心顶杆顶出，使中心顶杆伸 至筋板上表面，卡主染料桶的筋板被卡在环形染料桶支架和中心顶杆之间，然后翻转电 机动作，驱动空心转轴旋转，空心转轴带动环形染料桶支架翻转，将染料桶内的染料倾 倒出来；

然后，开启第三阀门和第四阀门，通过360度旋转喷头向化料罐体内喷水，并开启搅拌桨，对染料进行溶解化料；通过设置在360度旋转喷头外接总进水/气管路上的流量 计检测总进水量，并通过第三阀门和第四阀门控制进水量；通过温度传感器检测料罐体 内的水温信号，当水温低于设定值时，第一阀门打开，向料罐体内通入高温蒸汽，提升 水温，以达到最佳化料温度；

化料完成后，开启泵，将染料溶液从出料口排出，通过音叉开关检测染料溶液是否全部排出，染料溶液全部排出后关闭泵；

然后，开启360度旋转喷头供水水路(开启第三阀门或者第四阀门)和环形水道进水水路(开启第二阀门)，利用360度旋转喷头对染料桶以及卡紧翻转机构和搅拌桨进 行清洗，利用环形水道向化料罐体的内壁进行清洗；清洗时，卡紧翻转机构驱动染料罐 翻转几次，同时搅拌桨低速运转，以便对染料桶、卡紧翻转机构和搅拌桨进行全面清洗； 清洗时，水流过漏水孔a和凹糟b构成的排水通道，从而避免染料残留，提高清洗效果；

清洗完成后(一般清洗30秒，卡紧翻转机构驱动染料罐翻转3次)，再次打开泵， 将清洗水从出料口排出；

然后，关闭第二阀门、第三阀门和第四阀门，开启第五阀门，通过360度旋转喷头向化料罐体内吹气，吹干染料桶，吹干时，卡紧翻转机构驱动染料罐翻转几次；

吹干完成后，关闭第五阀门，开启罐盖，机械手取出染料桶。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下， 任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落 入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于搬运染料桶的自动抓取立体库，其特征在于：包括自动抓取立体库（2）、染料桶（4）和染料化料装置（3），

所述自动抓取立体库包括用于放置染料桶的立体架（2.1）、三轴移动平台（2.2）、以及用于抓取染料桶的机械手（2.3），机械手安装在三轴移动平台上，以实现机械手沿X、Y、Z空间运动，从而实现机械手对立体架上任意位置的染料桶的抓取和运送；

所述染料桶为圆桶状，染料桶的顶口设置有外翻边（4.1），以使机械手能够提升染料桶；在染料桶的外壁上沿外壁圆周设置有一圈筋板（4.2），所述筋板由圆环顶板（4.21）和圆环侧板（4.22）组成，圆环顶板与染料桶径向平行，圆环侧板与染料桶同轴，圆环侧板的顶边与圆环顶板的外圆周无缝固定连接；圆环顶板内圆周与染料桶的外壁焊接，且在圆环顶板的与染料桶外壁连接处设置有多个漏水孔（a）；在圆环侧板的底侧设置有多个凹糟（b）；

所述染料化料装置（3）包括化料罐体（3.1）和卡紧翻转机构（3.4），卡紧翻转机构（3.4）包括环形染料桶支架（3.41）、中心顶杆（3.42）、空心转轴（3.43）、气缸（3.44）、轴套（3.45）和翻转电机（3.46），环形染料桶支架（3.41）设置在化料罐体内部，环形染料桶支架（3.41）与空心转轴（3.43）连接，空心转轴通过轴套固定在化料罐体的管壁上，中心顶杆（3.42）同轴设置在空心转轴（3.43）中，中心顶杆外端连接气缸（3.44）的动作杆，在空心转轴上固定设置有从动齿轮（3.48），翻转电机（3.46）的输出轴上固定设置有主动齿轮（3.49），主动齿轮与从动齿轮连接，翻转电机驱动空心转轴旋转，空心转轴带动环形染料桶支架翻转，当气缸动作杆动作时，气缸动作杆可带动中心顶杆在空心转轴内沿其轴向顶住或收缩；

当染料桶（4）放入卡紧翻转机构的环形染料桶支架（3.41）后，染料桶的筋板（4.2）的圆环侧板（4.22）架设在环形染料桶支架（3.41）上，圆环顶板与染料桶外壁之间的漏水孔（a）和圆环侧板（4.22）与环形染料桶支架（3.41）之间的凹糟（b）构成排水通道。

2.根据权利要求1所述的用于搬运染料桶的自动抓取立体库，其特征在于：所述立体架（2.1）包括多层，每层设置多个染料桶支架（2.11）。

3.根据权利要求1所述的用于搬运染料桶的自动抓取立体库，其特征在于：三轴移动平台包括底台、立柱、横梁，底台安装在齿条轨道上，构成底台沿齿条轨道水平横向运动的第一轴移动机构，立柱竖直固定在底台上，横梁通过导轨丝杆机构安装在立柱上，构成横梁沿立柱竖直上下移动的第二轴移动机构，机械手安装架通过导轨丝杆机构安装在横梁上，机械手安装在机械手安装架上，构成机械手沿横梁水平纵向运动的第三轴移动机构。

4.根据权利要求1所述的用于搬运染料桶的自动抓取立体库，其特征在于：漏水孔沿圆环顶板内圆周等间距分布，凹槽沿圆环侧板的圆周等间距分布。