CN1073956C - 装卸坯料堆垛的设备 - Google Patents
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Abstract
在托盘(19)上传递用于香烟包装盒和其它类型片状产品的坯料堆垛(10)。坯料堆垛(10)在托盘(19)上排列成排(20)和层(21)。设置装卸设备(25)卸空托盘(19)。在装卸设备的铰接臂(28)上设置抓取头(29),以便每次抓取一个坯料堆垛。抓取头(29)上设有两个夹持爪(30、31),所述夹持爪(30、31)相互设置成直角,以便在坯料堆垛(10)的两个相邻的垂直表面,即,侧面(11)和端面(14)提供抽吸空气抓取坯料堆垛(10)。
Description
本发明涉及一种用于抓取和运送坯料堆垛的设备,所述坯料堆垛一个放置在另一个上面。该装置尤其用于制造带有铰接盖的香烟包装盒。多个坯料堆垛在基座上一个靠一个形成排,并且在托盘上多排堆垛一个放置在另一个上面形成层。而且为了还用于抓取单独的坯料堆垛,在转动臂上设置抓取头,并且将抓取的坯料堆垛传递到输送机上。
在香烟制造业中采用这种有效的、可靠的包装设备装卸包装材料。广泛使用的带有铰接盖的包装盒由坯料制成,这些坯料由别处生产。以坯料堆垛的方式,主要在托盘上进行输送。本发明涉及卸空托盘,即,从托盘上抓取坯料堆垛,并且将其传送到包装机、贮存库或坯料堆垛的输送机上。
现有的一种类似设备用具有一组吸杯的抓取头装卸坯料堆垛。该吸杯用于抓取位于上侧的坯料堆垛。为此,该坯料堆垛由包装件包围。该吸杯在该包装件的上部抓取该坯料堆垛。
按照本发明的目的,要提供一种用于无包装件的坯料堆垛的装卸设备,其可以有效地从托盘或基座上抓取坯料堆垛,将它们提升并送往合适地点。
本发明的一种装卸坯料堆的设备,所述坯料的一个放在另一个之上,用于制造带有铰接盖的香烟包装盒的坯料,在基座上具有的多个一个靠着一个的坯料堆垛构成排,在托盘上许多排一排堆垛在另一排之上形成层,并且,为了抓取单独的坯料堆垛,设有在铰接臂上的抓取头以将坯料堆垛抓起并将其放在输送机上,其特征是:抓取头具有两个夹持爪,该夹持爪可自由地靠在坯料堆垛的相邻的、成横向的垂直表面处,由抽吸抓取和夹持坯料堆垛。
鉴于现有的用于装卸坯料堆垛的设备,其上设有榫状的或薄壁形的夹持或抓取部件,它们总是在坯料堆垛的下方产生驱动作用。按照本发明的抓取头的操作方式,在坯料堆垛的垂直侧面利用抽吸空气,即直空,抓取和夹持坯料堆垛。鉴于此,抓取头上设有两个相互垂直的、竖立的夹持爪,当抓取头进入接收位置时,夹持爪被单独和连续的对应于坯料堆垛的竖直侧面的运动被驱动。当这些夹持爪坐落于坯料堆垛时,在夹持爪的支撑表面区域的抽吸孔内产生真空。以这种方式,将紧密形成在一起的坯料堆垛固定在两个夹持爪上。接着,抓取头提升坯料堆垛并且进行传递。
本发明的其它特征涉及抓取头的结构,特别是涉及夹持爪,以及控制抓取头的必要运动的部件。通过本发明的实施例和附图有助于详细了解本发明。
图1是坯料堆垛装卸设备的平面示意图。
图2是简化的装卸设备中的抓取头的侧视图。
图3是按照图2中Ⅲ-Ⅲ水平剖面所示的、详细的抓取头的俯视图。
图4是类似于图3的俯视图,其表示抓取头位于另一个相对位置。
图5是相对于图2所示抓取头转过90°时的侧视图。
图6是沿图5中Ⅵ-Ⅵ剖面所示的、详细的抓取头的侧视图。
在给出的优选实施例中,涉及装卸坯料堆垛10,各堆垛由大量薄卡片制成的坯料构成。堆垛10中的坯料具有相应的外形轮廓线,以致坯料堆垛形成相对平的表面,以及紧密的侧面,即,侧面11和12。还有头部表面13和尾端表面14。
在此情况下,坯料堆垛10中的坯料用于制作具有铰接盖的香烟盒。因为这种包装盒结构赋予坯料外形以特殊的构造,所以这种类型的包装盒应用广泛。形成坯料纵向边缘的侧表面11、12是平直的狭窄穿孔或凹口,为了简化起见,在附图中未加区别。因为坯料中具有伸出的盖的内折片15和相邻的斜边16,所以其特征是坯料堆垛10的头部表面13。在成型的具有铰接盖的包装盒中,盖的内折片15与盖的前壁内侧相邻。斜边16形成铰接盖的封闭边缘的斜边。
相对的端部表面14也具有此类型坯料的特征,即,具有斜边17和中央横边18,所述横边18连接两斜边17。斜边17、横边18形成梯形凹口。这也形成了坯料堆垛的端部表面14的形状,即,梯形凹陷。
在基座上即在托盘19传递坯料堆垛10。坯料堆垛10以若干排20放置,其在所述托盘19上,一个靠一个相互紧密排放。坯料堆垛10沿相同方向在排20中对齐,并且它们的侧表面11、12相互相邻。相邻排的坯料堆垛10的头部表面13和端部表面14相互相邻。各排20中的坯料堆垛10相互对齐。
若干排20形成一层21。在托盘19上装填若干层21,所述层21一层排放在另一层21上。接着,由纸、薄膜或类似物制作的封闭中间层22放置在层21之间。
为了从托盘19上卸下坯料堆垛10,将托盘19放置在夹具23内,所述夹具23具有U形轮廓线。此夹具在局部范围内夹持托盘19的侧表面。
在工作过程中,从托盘19上单独并且连续地取下坯料堆垛10,传递到输送机24上。输送机24是一台带式输送机。将坯料堆垛10以很小的相互间隔放置在输送机上。而且,坯料堆垛10的纵向垂直于输送方向。输送机24将坯料堆垛10输送到包装机或临时贮存库。
采用优选的固定的装卸设备25对于托盘19进行卸货。此装卸设备25被设计为类似一种自动操作的机械手。拖板27可以在固定的垂直支撑柱26上上下往复移动。铰接臂28与拖板27铰接。在两部分铰接臂的端部设有抓头或抓取头29,以便一次抓取一堆坯料堆垛10。使抓取头29能够在铰接臂28的端部转动。由于铰接臂28的移动,以及拖板27的上下往复移动,可以驱动抓取头29到达托盘19范围内的任意位置,以便抓取坯料堆垛10。
抓取头29上设有至少两个夹持部件,以便抓取坯料堆垛,夹持部件与坯料堆垛10的垂直侧面自由邻接,借助抽吸空气即真空作用将坯料堆垛固定到夹持部件上。夹持部件基本上沿着坯料堆垛10的全部高度延伸,而且至少可以延伸到坯料堆垛的下支撑平面。
在此实施例中,说明在抓取头29中设有两个垂直的夹持爪30、31,其成角度设置,即相互成直角。夹持爪30、31以这种方式插入:它们分别接触坯料堆垛10的两个相邻的垂直表面。在此实施例中,坯料堆垛10这样放置在托盘19上:排20中的坯料堆垛10的梯形端部表面14面对装卸设备25。因此,第一夹持爪30接触坯料堆垛10的自由侧,即,端部表面14。另一个夹持爪31被设置来夹持坯料堆垛10的第二自由表面,即,侧表面11。
夹持爪30、31一直移动到接触坯料堆垛10的相应表面。然后,将真空施加到夹持爪30、31的区域,或与坯料堆垛10相邻的相同区域。由此,将坯料堆垛10固定到夹持爪30、31上。现在,可以提升抓取头29,带上坯料堆垛10,将其移动到输送机24上。
面对端部表面14的夹持爪30具有相应于坯料堆垛10的轮廓的梯形截面。中央夹持表面32通过坯料的横边18接触端部表面14的区域。斜面33与相应的由斜边17形成的端部表面14的区域相邻。于是,夹持爪30以配合方式和可调整方式与坯料堆垛的端面相邻。
面对坯料堆垛10的夹持爪30的局部表面区域才具有真空夹持力,即,中央夹持表面32所在的区域。抽吸孔34连接抽气通道35。所述抽吸孔35位于夹持表面32内。抽气通道35连通抽气管36。当夹持爪30接触坯料堆垛10时,由轮廓连接件37将抽吸区域与外界之间密封。所述连接件37插入夹持爪30的表面。由弹性轮廓连接件37限定夹持爪30的真空区域。轮廓连接件37从夹持爪30的表面以适当的量稍微伸出。
用于侧面11的夹持爪31设置成平直的支撑表面38。该夹持爪31通过与侧面11相邻夹持坯料堆垛10。
支撑表面38的局部区域设置成抽吸表面39。在此区域内,同样设有抽吸孔,在此区域具有若干个抽气槽40。上述抽气槽40连通同一真空管道41。抽吸表面39,即,抽气槽40所在的区域由轮廓连接件42围绕,产生与上述夹持爪30相同的真空作用力。抽吸表面39一直延伸到夹持爪31的下边缘,以致真空作用力可以施加到坯料堆垛10中的下面的坯料。抽吸表面39的高度可以低于坯料堆垛10的高度。
为了抓取坯料堆垛10,由装卸设备25使抓取头29下降,直到夹持爪30、31到达坯料堆垛10的下表面所在的位置。在这种情况下,夹持爪30、31在中间层22的区域内。或者说,夹持爪30、31可以位于坯料堆垛10的下层21的上侧。如图3所示,在抓取位于层21的边缘或角部的第一坯料堆垛10时,夹持爪30仅位于中间层22的突出的边缘区域,从而限定了抓取头29的调整高度。而另一夹持爪31自动调整到此高度位置。
在比较低的初始位置,夹持爪30、31与要被抓取的坯料堆垛10有一定距离。现在驱动夹持爪30朝向坯料堆垛10的相应的端部表面14,这个动作由抓取头在水平面相应移动来完成。通过使夹持爪30与端部表面14的轮廓相接触,导致坯料堆垛10的一侧与抓取头29接触。接着,使夹持爪31沿横向朝着坯料堆垛10的侧表面11移动。
到这一端,安装在抓取头29上的夹持爪31可以沿水平方向进行调整。在这种情况下,两横向导向杆43设置在夹持爪31上,使得夹持爪31位于坯料堆垛10所在区域的自由端外侧。这些导向杆安装在拖板44的孔内,以便导向杆可以在夹持爪30的自由后侧移动。气压缸45借助拖板连接在夹持爪30的后侧,为夹持爪31提供横向运动。气压缸45的活塞杆46连接夹持爪31的肩部。
一旦两夹持爪30、31接触坯料堆垛10的相应表面,向该表面提供真空。于是,将坯料堆垛10固定到抓取头29上,接着,可以将坯料堆垛10提升离开基座。
为了保证坯料堆垛10中下面的坯料被牢固夹持,在抓取头29上设置压力部件,通过该压力部件将压力施加到被抓取的坯料堆垛10的上侧,直到坯料堆垛10从中间层22上提升离开。在这种情况下,压力部件是弹性压力板47。此压力板47连接气压缸49的非旋转活塞杆48。此气压缸位于抓取头29的支撑板50的下侧。所述压力板47通过弹簧51弹性安装,即,在活塞杆48的下端的夹持板上,压力板47可以承受上方的弹性力的作用。通过使活塞杆48向下移动,带动压力板47下降,在坯料堆垛10上产生弹性压力。由此,特别是在由夹持爪30、31作用的区域内将坯料一起压紧。
夹持爪30也设置在同一支撑板50上,其可以在压力作用下向上产生位移。夹持爪30的上端装有承载杆53,所述承载杆53设置在支撑板50的导向体54内,,以便其可以沿着垂直方向产生位移。压力弹簧55在导向体54上弹性支撑夹持爪30。夹持爪30的相对位置是这样选定的:当夹持爪30到达下平面(中间层22)上时,使压力弹簧55的弹性压力产生有效作用。在此,推动承载杆53相对于支撑板50向上移动。设置在承载杆53的上端的开关片56在此驱动端部开关57或支撑板50上侧的无触点位置传感器。工作过程至此,使抓取头29停止向下移动。夹持爪30、31到达下端位置。此时,夹持爪30、31被支撑在坯料堆垛10所在的同一基座上。在此优选的实施例中,如图5所示,设置的两个承载杆53相互间隔一定距离,将夹持爪30安装或设置在支撑板50上。承载杆53的下端通过横梁68相互连接。夹持爪30设置在横梁68的下方。
下面描述自动装卸坯料堆垛10的工作过程。当装卸设备25或机械手的中央控制装置使其移动时,产生必需实现的运动——夹持爪30移动离开。通过竖直的杆状承载部件,使支撑板50与铰接臂28的端部相连接。此承载部件58在装卸设备25的控制下,可以围绕垂直轴转动。
用于控制抓取头29的最重要的运动的传感器59设置在支撑板50上。传感器59可以是光电的、或激光操纵的传感器。在一个新的工作循环开始后,如图1所示,将装满坯料堆垛的托盘19送入空的工位。首先由传感器59扫描托盘19的重要数据。在此,抓取头29或支撑板50在中央、高于上层21一定距离处移动。在此移动过程中,传感器59扫描托盘19的轮廓或装载情况。传感器59可以探测出装载物的高度,即,坯料堆垛10的层21的数量。在这里,传感器59可以探测出坯料堆垛10上侧的不完全层21和不完全排20的轮廓。然后,将采集到的数据储存到中央计算机,以便控制装卸设备25的运行。
接着,传感器59控制抓取头29沿着水平面移动。以这种方式驱动抓取头29到达坯料堆垛10的上方位置,此坯料堆垛10位于上层21的角部,此堆垛所在的相对位置使其侧面11和端面14向外暴露。
当抓取头29到达坯料堆垛10上方的开始位置时,抓取头29向下进入图2和3所示的位置。由开关片56和端部位置开关57协同作用使抓取头29停止下降移动。然后,抓取头29全部朝向坯料堆垛10水平移动。由另一个传感器60控制抓取头29的水平移动。所述传感器60设置在夹持爪30的下部区域的水平孔内。当抓取头29与坯料堆垛10的端面14相接触时,传感器60使得抓取头29或夹持爪30的水平移动停止。
接着,压力缸45以这种方式驱动,即,使夹持爪31移动,直到其接触坯料堆垛10的侧面11。此时,两夹持爪30、31连通真空源,以便将真空压力传递到坯料堆垛10的表面。
一旦抓取头29抓取坯料堆垛10,其首先与坯料堆垛10一起上升,然后被驱动进入图4所示的中间侧位置。接着,被抓取的坯料堆垛10进入其原先位置上方的侧面位置。在此位置,预备抓取下面的坯料64的部件进入工作状态。此部件是提升装置61,以便用于单独的坯料64,其被遗留在中间层22上,不由夹持爪30、31抓取。提升装置61被设置为长的、竖直部件,并且设置在支撑板的侧面,与夹持爪30、31有一定距离。在提升装置61的下端设置抽吸装置62,所述抽吸装置62在坯料64的中部抓取被遗留下来的坯料64,然后提升,以便坯料堆垛10被完全取走。
单独的坯料64可以被分开放置到输送机24上,或者与坯料堆垛10放置在一起。在此实施例中,为单独的坯料64设置了收集接收器65,将其设置在输送机的装料端。收集接收器65固定在一确定位置,其离开相邻的坯料堆垛10的距离相应于提升装置61离开夹持爪30之间的距离。当坯料堆垛10被放置在输送机24上之后,如果由提升装置61携带的坯料,其位于收集接收器65的上方。在放置坯料堆垛10的同时将坯料64放入收集接收器65。在收集接收器65中接收单独的坯料64,直到某一时刻坯料构成完整合适的堆垛,可以由输送机24输送出。收集接收器65设有位于相对侧的夹持部件66和67,其轮廓相应于面对的坯料堆垛的侧面,即,分别相应于坯料堆垛10的头部表面13和端面14。由此,被抓取的坯料64以合适的配合方式进入收集接收器65。
提升装置61或其抽吸装置62连接分开的真空管道,并且可以分开控制。在此,抽吸装置64的真空度可以被计量,以便仅有单一的坯料64可以被抓取。以这种方式控制抓取头29,即,抓取坯料堆垛10离开托盘19后,其位于图4所示的中间位置,也就是坯料堆垛10原先所在位置的侧边位置。在此,抓取头29稍微下降,以便提升装置61可以抓取任一遗留的坯料64。如果这里没有遗留的坯料,抽吸装置与中间层22相接触。但是,真空作用力不足以提升中间层22。
移动抓取头29到达另一单独的坯料堆垛10所在基座的位置,执行其扫描和贮存移动程序。另外,也可以由传感器57执行每次探测要被抓取的坯料堆垛10的工作程序,即,在抓取头29下降进入坯料堆垛接收位置之前,对于坯料堆垛10所在的位置进行扫描。所示传感器的另一个作用是,在抓取头29的移动程序中,扫描坯料堆垛所在层的位置,以及坯料堆垛10所在单独的排20中的位置。
Claims (11)
1.一种装卸坯料堆垛的设备,所述坯料的一个放在另一个之上,用于制造带有铰接盖的香烟包装盒的坯料,在基座上具有的多个一个靠着一个的坯料堆垛(10)构成排(20),在托盘(19)上许多排(20)一排堆垛在另一排之上形成层(21),并且,为了抓取单独的坯料堆垛,设有在铰接臂上的抓取头(29)以将坯料堆垛(10)抓起并将其放在输送机(24)上,其特征是:抓取头(29)具有两个夹持爪(30、31),该夹持爪可自由地靠在坯料堆垛(10)的相邻的、成横向的垂直表面处,由抽吸抓取和夹持坯料堆垛(10)。
2.按照权利要求1所述的设备,其特征是:抓取头(29)的第一夹持爪(30)与具有相应轮廓形式的坯料堆垛(10)的狭窄端面(14)相邻,所述端面(14)通过梯形凹陷部分形成燕尾形状;而第二夹持爪(31)与侧面,即坯料堆垛(10)的侧面(11)相邻。
3.按照权利要求1或2所述的设备,其特征是:仅仅在一个和/或另一个夹持爪(30、31)中的局部区域由抽吸气体产生作用,即,在夹持表面(32)或抽吸表面(39)所在的区域抽吸气体产生作用,在夹持爪(30、31)中的夹持表面(32)或抽吸表面(39)所在的区域设有抽吸孔,夹持表面(32)或抽吸表面(39)所在的区域由轮廓连接件(37、42)被限定或密封围绕,在夹持爪(30、31)中的其它区域不产生抽吸作用。
4.按照权利要求3所述的设备,其特征是:在夹持爪(30、31)中的夹持表面(32)或抽吸表面(39)各自延伸到其下边缘。
5.按照权利要求1所述的设备,其特征是:夹持爪(30、31)可以沿横向朝着相应的坯料堆垛(10)的表面移动,特别是,以这种方式,即,当接收坯料堆垛(10)时,第一夹持爪(30)具有梯形横截面,其对应于具有燕尾形状的端面(14);然后,对应于侧面(11)的第二夹持爪(31)移动,直到它们与坯料堆垛(10)相接触。
6.按照权利要求5所述的设备,其特征是:第二夹持爪(31)安装在第一夹持爪(30)上,并且可以移动。
7.按照权利要求1所述的设备,其特征是:具有相互成直角设置的夹持爪(30、31)的抓取头(29)在下降移动中进入与坯料堆垛(10)相对表面的邻近位置,在此下端位置,至少有一个夹持爪,特别是夹持爪(30)坐落于基座上,例如,坐落于相互叠放的层(21)之间的中间层(22)上。
8.按照权利要求1所述的设备,其特征是:夹持爪之一直接连接抓取头(29)的支撑结构,所述支撑结构是水平支撑板(50),该夹持爪(30)能够相对于支撑板在弹簧负载作用下上下移动。
9.按照权利要求1所述的设备,其特征是:为了由夹持爪(30、31)抓取坯料堆垛(10),压力部件可以下降到有关的坯料堆垛(10)的上侧,最好压板(47)连接到抓取头(29)或支撑板(50)上,并且能够上下往复移动。
10.按照权利要求1所述的设备,其特征是:由装卸设备(25)的铰接臂(28)专门使抓取头(29)移动,由传感器(59)控制装卸设备(25)的控制装置,所述传感器(59)连接在抓取头(29)上,特别是连接在支撑板(50)上,通常该传感器扫描托盘(19)上的装载物,并且储存必要的数据,以便抓取单独的坯料堆垛(10)。
11.按照权利要求1所述的设备,其特征是:抓取头(29)具有分开的部件,以便抓取和携带单独的坯料离开基座或中间层(22),即一提升装置(61)具有抽吸装置(62),所述抽吸装置(62)设置在提升装置(61)的下端,一旦抓取头提升坯料堆垛(10)离开基座,在基座或中间层(22)上遗留了堆垛下面的坯料,则由提升装置(61)在抓取头(29)的另一个工作循环过程中抓取此遗留的坯料。
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