CN108082891A - 一种自动码垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动码垛系统，属于锌锭铸造技术领域，其包括传送机构、光敏传感器、机械手以及控制系统；传送机构包括第一传送装置和第二传送装置；光敏传感器设于第一传送装置上；机械手的夹持装置包括一受力架、若干手爪以及若干伸缩气缸；手爪包括滑板、夹板以及第二旋转电机；滑板在伸缩气缸的作用下在受力架上滑动，实现锌锭的夹紧和释放；夹板用于夹持锌锭，第二旋转电机用于驱动夹板旋转，实现翻锭功能；控制系统用于根据光敏传感器的感应情况，协调第一传送装置及机械手的工作；本发明解决了现有码垛系统存在的翻锭噪音大、设备停机空载时间长、维修成本高及翻锭装置占地面积大的问题。

Description

一种自动码垛系统

技术领域

本发明涉及锌锭铸造技术领域，特别是一种自动码垛系统。

背景技术

锌是重要的有色金属，广泛应用于汽车、建筑、机械、化工等工业领域，在国民经济中占有重要地位。锌锭铸造完成后进入码垛系统，码垛系统中设置有翻锭装置对锌锭进行翻锭，其目的在于确保码垛时锌锭的正反方向保持一致；目前，锌冶炼企业普遍采用机械翻锭的方法进行翻锭，具体为：通过一条下滑的辊道和设于辊道末端的翻锭板，利用锌锭下滑的惯性和重力实现锌锭翻面，这样就需要一定的下滑距离和落差；经过翻锭板的锌锭经滑道进入推锭装置，最后由机械手抓取至锌锭垛输送机。这种翻锭方式存在的缺点有：(1)噪音大，对员工的职业病危害有较大影响；(2)设备停机空载时间长；(3)配件消耗大以及故障率高，从而造成维修成本高；(4)翻锭装置占地面积大。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种自动码垛系统，用于解决现有码垛系统存在的翻锭噪音大、设备停机空载时间长、维修成本高及翻锭装置占地面积大的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自动码垛系统，包括：

传送机构，其包括用于传送锌锭的第一传送装置和用于传送锌锭垛的第二传送装置；所述第一传送装置上设有夹锭区，所述第二传送装置上设有堆锭区；

光敏传感器，设于所述夹锭区的一侧，用于检测锌锭是否进入夹锭区；

机械手，设于所述第一传送装置与所述第二传送装置之间，用于将位于所述夹锭区的锌锭码垛至所述堆锭区，其包括：

底座，呈圆柱体形状；

旋转支座，设于所述底座上，并通过第一旋转轴与所述底座转动连接；

第一旋转电机，设于所述旋转支座上，并连接所述第一旋转轴，用于驱动所述旋转支座旋转；

立臂，其下端通过第一翻转轴与所述旋转支座铰接；

第一翻转电机，设于所述旋转支座上，并连接所述第一翻转轴，用于驱动立臂翻转；

前伸直臂，其后端通过第二翻转轴与所述立臂的上端铰接；

第二翻转电机，设于所述前伸直臂上，并连接所述第二翻转轴，用于驱动前伸直臂翻转；

连接臂，其上端通过第三翻转轴与所述前伸直臂的前端铰接；和，

夹持装置，其包括一受力架、若干手爪以及若干伸缩气缸；所述受力架的上部与所述连接臂的下端固定连接，所述受力架的下部设有若干平行设置的滑轨；所述手爪成对地设置于所述滑轨上，其包括滑板、夹板以及第二旋转电机；所述滑板的上端设于所述滑轨上，并与所述滑轨滑动连接；所述夹板设于滑板下端的内侧，并通过第二旋转轴与所述滑板转动连接；所述第二旋转电机安装在滑板下端的外侧，并与所述第二旋转轴连接，用于驱动所述夹板旋转；所述伸缩气缸设于所述受力架的下部，并与所述手爪一一对应；所述伸缩气缸具有与所述滑轨平行设置的伸缩推杆；所述伸缩推杆与所述滑板的上端固定连接，用于驱动所述手爪夹持或者释放锌锭；以及，

控制系统，设于所述机械手上，用于根据光敏传感器的感应情况控制所述第一传送装置以及所述机械手执行相应的动作；所述第一传送装置、所述光敏传感器、所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第一翻转电机、所述第二翻转电机以及所述伸缩气缸均与所述控制系统连接。

优选地，所述第一传送装置包括：

机架，呈长方体框架结构；

两链轮组，其对称设于所述机架的两端，并分别通过两链轮轴与所述机架转动连接；所述链轮组包括若干间隔设置的链轮；

传送电机，设于所述机架上，并与所述链轮轴传动连接，用于驱动所述链轮组旋转；所述传送电机与所述控制系统连接；以及，

若干传送链条，其分别安装在两链轮组对应的链轮上，并构成一传送通道，所述夹锭区位于所述传送通道上。

由于锌锭的重量比较大，一般的传送装置，其负荷较低，无法满足其传送要求；本发明的所述第一传送装置具有较大的负荷能力，能够满足锌锭的传送要求，同时具有良好的稳定性和安全性。

优选地，所述第一传送装置于夹锭区设有将锌锭抬升的升降台，所述升降台包括：

升降气缸，设于所述机架上，其具有可上下移动的升降推杆；所述升降气缸与所述控制系统连接；以及，

抬升机构，其包括底板和若干设于所述底板上部的抬升块；所述底板的下部与所述升降推杆的上部固定连接；若干所述抬升块间隔设置在所述夹锭区内，并分别位于相邻两传送链条之间；所述抬升机构可随所述升降推杆上下移动，用于抬升位于所述夹锭区的锌锭。

所述升降台的设置，便于所述机械手夹取位于所述夹锭区的锌锭；当所述光敏传感器检测到锌锭进入夹锭区时，所述升降台的抬升机构在所述升降气缸的作用下，将锌锭抬升；这样，所述机械手便能够与锌锭充分地接触，提高了所述机械手夹锭的稳定性以及效率，同时，避免了所述机械手触碰所述第一传送装置并因此导致所述第一传送装置受到损害的现象。

优选地，所述机架于其两端之间设有若干横梁，所述横梁抵设于所述传送链条的内侧，用于支撑所述传送通道。这样设置，提高了所述机架以及所述传送通道的受力稳定性，便于锌锭稳定传送。

优选地，所述光敏传感器为红外线传感器。红外线传感器具有灵敏度高、便于控制以及价格较为廉价的优点。

优选地，所述夹板的夹持面开设有用于与锌锭相配合的卡槽。所述卡槽的设置，便于提高所述夹板夹持锌锭的稳定性，避免锌锭在码垛过程中出现脱落的情况，提高了所述机械手的工作稳定性及使用安全性。

优选地，所述受力架于若干所述伸缩气缸的外侧设有一防护壳。所述防护壳的设置，便于保护所述伸缩气缸，避免所述伸缩气缸受损。

优选地，所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第一翻转电机以及所述第二翻转电机均为伺服电机。伺服电机具有精度高、稳定性强、适用性强、易控制的优点，便于提高所述机械手的整体性能。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过机械手直接将第一传送装置上的锌锭码垛至第二传送装置，省去了滑道翻锭及推锭机推锭的流程；其中，机械手的夹持装置包括受力架、手爪以及伸缩气缸，滑板在伸缩气缸的作用下在受力架的滑轨上滑动，实现锌锭的夹紧和释放；夹板通过第二旋转轴与滑板转动连接，用于接触并夹持锌锭，第二旋转电机与第二旋转轴连接，用于驱动夹板旋转，实现翻锭功能；本发明的机械手同时兼备搬运功能及翻锭功能，能够有效地解决传统码垛系统存在的翻锭噪音大，设备停机空载时间长、维修成本高及翻锭装置占地面积大的问题。

2.本发明于第一传送装置的夹锭区设置光敏传感器，锌锭进入夹锭区时，控制系统控制第一传送装置停止，便于机械手夹持锌锭；升降台的设置，进一步方便机械手夹取位于夹锭区的锌锭；当光敏传感器检测到锌锭进入夹锭区时，升降台的抬升机构在升降气缸的作用下，将锌锭抬升，这样机械手便能够与锌锭充分地接触，提高了机械手夹持锌锭的稳定性以及夹锭的工作效率，同时，避免了机械手对第一传送装置造成损害。

3.本发明具有自动化程度高、工作效率高、使用安全、操作简单等优点，能够有效地降低锌锭生产成本，具有良好的推广意义。

附图说明

图1是本发明的侧视图；

图2是本发明的第一传送装置的俯视图；

图3是本发明的机械手的侧视图；

图4是本发明的夹持装置的侧视图；

图5是本发明的夹持装置的正视图；

图中主要元件符号说明如下：

1-第一传送装置、2-机架、3-链轮组、4-链轮、5-传送电机、6-传送链条、7-升降台、8-升降气缸、9-底板、10-抬升块、11-横梁、12-第二传送装置、13-光敏传感器、14-机械手、15-底座、16-旋转支座、17-第一旋转电机、18-立臂、19-第一翻转电机、20-前伸直臂、21-第二翻转电机、22-连接臂、23-夹持装置、24-受力架、25-手爪、26-伸缩气缸、27-滑板、28-夹板、29-第二旋转电机、30-伸缩推杆、31-卡槽、32-防护壳。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1所示，一种自动码垛系统包括传送机构、光敏传感器13、机械手14以及控制系统。传送机构包括用于传送锌锭的第一传送装置1和用于传送锌锭垛的第二传送装置12。本实施例中，第一传送装置1的传送方向与第二传送装置12的传送方向垂直设置。第一传送装置1上设有夹锭区，第二传送装置12上设有堆锭区。光敏传感器13设于夹锭区的一侧，用于检测锌锭是否进入夹锭区。光敏传感器13为红外线传感器。红外线传感器具有灵敏度高、便于控制以及价格较为廉价的优点。

如图1、2所示，第一传送装置1包括机架2、两链轮组3、传送电机5以及若干传送链条6。机架2呈长方体框架结构，两链轮组3对称设于机架2的两端，并分别通过两链轮轴与机架2转动连接，链轮组3包括若干间隔设置的链轮4。传送电机5设于机架2上，并与链轮轴传动连接，用于驱动链轮组3旋转。若干传送链条6分别安装在两链轮组3对应的链轮4上，并构成一传送通道，夹锭区位于传送通道上。本实施例中，每一链轮组3包括四个链轮4，相应的，传送链条6的数量为四条；光敏传感器13安装在夹锭区的一侧的机架2上。本发明的第一传送装置1具有较大的负荷能力，能够满足锌锭的传送要求，同时具有良好的稳定性和安全性。优选地，机架2于其两端之间设有若干横梁11，横梁11抵设于传送链条6的内侧，用于支撑传送通道。这样设置，提高了机架2以及传送通道的受力稳定性，便于锌锭稳定传送。

第一传送装置1于夹锭区设有将锌锭抬升的升降台7，升降台7包括升降气缸8以及抬升机构。升降气缸8设于机架2上，其具有可上下移动的升降推杆。抬升机构包括底板9和若干设于底板9上部的抬升块10；本实施例中，抬升块10的数量为三块。底板9的下部与升降推杆的上部固定连接，三块抬升块10间隔设置在夹锭区内，并分别位于相邻两传送链条6之间。抬升机构可随升降推杆上下移动，用于抬升位于夹锭区的锌锭。升降台7的设置，便于机械手14夹取位于夹锭区的锌锭；当光敏传感器13检测到锌锭进入夹锭区时，升降台7的抬升机构在升降气缸8的作用下，将锌锭抬升；这样，机械手14便能够与锌锭充分地接触，提高了机械手14夹锭的稳定性以及效率，同时，避免了机械手14触碰第一传送装置1并因此导致第一传送装置1受到损害的现象。

如图1、3所示，机械手14设于第一传送装置1与第二传送装置12之间，用于将位于夹锭区的锌锭码垛至堆锭区，其包括底座15、旋转支座16、第一旋转电机17、立臂18、第一翻转电机19、前伸直臂20、第二翻转电机21、连接臂22和夹持装置23。底座15呈圆柱体形状，旋转支座16设于底座15上，并通过第一旋转轴与底座15转动连接。第一旋转电机17设于旋转支座16上，并连接第一旋转轴，用于驱动旋转支座16旋转。立臂18的下端通过第一翻转轴与旋转支座16铰接，第一翻转电机19设于旋转支座16上，并连接第一翻转轴，用于驱动立臂18翻转。前伸直臂20的后端通过第二翻转轴与立臂18的上端铰接，第二翻转电机21设于前伸直臂20上，并连接第二翻转轴，用于驱动前伸直臂20翻转。连接臂22的上端通过第三翻转轴与前伸直臂20的前端铰接。

如图3、4、5所示，夹持装置23包括一受力架24、若干手爪25以及若干伸缩气缸26。本实施例中，手爪25及伸缩气缸26的数量均为四个。受力架24的上部与连接臂22的下端固定连接，受力架24的下部设有若干平行设置的滑轨；本实施例中，滑轨的数量为两条。手爪25成对地设置于滑轨上，也就是说，每一滑轨中设有两个相对设置的手爪25。手爪25包括滑板27、夹板28以及第二旋转电机29，滑板27的上端设于滑轨上，并与滑轨滑动连接。夹板28设于滑板27下端的内侧，并通过第二旋转轴与滑板27转动连接；第二旋转电机29安装在滑板27下端的外侧，并与第二旋转轴连接，用于驱动夹板28旋转。夹板28的夹持面开设有用于与锌锭相配合的卡槽31，便于提高夹板28夹持锌锭的稳定性，避免锌锭在码垛过程中出现脱落的情况，提高了机械手14的工作稳定性及使用安全性。伸缩气缸26设于受力架24的下部，并与手爪25一一对应。伸缩气缸26具有与滑轨平行设置的伸缩推杆30，伸缩推杆30与滑板27的上端固定连接，用于驱动手爪25夹持或者释放锌锭。优选地，受力架24于若干伸缩气缸26的外侧设有一防护壳32。防护壳32的设置，便于保护伸缩气缸26，避免伸缩气缸26受损。

控制系统设于机械手14上，用于根据光敏传感器13的感应情况控制第一传送装置1以及机械手14执行相应的动作；第一传送装置1、光敏传感器13、第一旋转电机17、第二旋转电机29、第一翻转电机19、第二翻转电机21、传送电机5、升降气缸8以及伸缩气缸26均与控制系统连接。其中，第一旋转电机17、第二旋转电机29、第一翻转电机19以及第二翻转电机21均为伺服电机。伺服电机具有精度高、稳定性强、适用性强、易控制的优点，便于提高机械手14的整体性能。

本发明的工作流程如下：锌锭在第一传送装置1上进行传送，当锌锭进入夹锭区时，光敏传感器13向控制系统发送反馈信号，控制系统控制传送电机5停止运转；接着，控制系统控制升降气缸8的升降推杆上升，升降机构将锌锭进行抬升；接着，控制系统相继控制第一旋转电机17、第一翻转电机19以及第二翻转电机21旋转，使得机械手14的夹持装置23到达夹锭区；接着，控制系统控制伸缩气缸26的伸缩推杆30收缩，从而驱动手爪25将锌锭夹紧；接着，控制系统相继控制第二翻转电机21、第一翻转电机19以及第一旋转电机17旋转，使得夹持装置23到达第二传送装置12的上方；同时，控制系统控制传送电机5转动，使得第一传送装置1继续传送锌锭；接着，控制系统控制第二旋转电机29旋转，使得手爪25上的夹板28带动锌锭旋转180°，实现翻锭；接着，控制系统控制第二翻转电机21及第一翻转电机19旋转，使得夹持装置23将锌锭送达堆锭区；最后，控制系统控制伸缩气缸26的伸缩推杆30伸展，将锌锭释放到堆锭区，即完成一次码垛过程。当堆锭区的锌锭垛到达预设高度时，第二传送装置12将锌锭垛进行传送。当然，根据需要，也可以对控制系统进行设置，使得机械手14在码垛过程中选择执行翻锭步骤或者不执行翻锭步骤或者部分锌锭执行翻锭步骤，部分锌锭不执行翻锭步骤，从而提高堆垛效率。

本发明通过机械手14直接将第一传送装置1上的锌锭码垛至第二传送装置12，省去了滑道翻锭及推锭机推锭的流程；本发明的机械手14同时兼备搬运功能及翻锭功能，能够有效地解决传统码垛系统存在的翻锭噪音大，设备停机空载时间长、维修成本高及翻锭装置占地面积大的问题。本发明具有自动化程度高、工作效率高、使用安全、操作简单等优点，能够有效地降低锌锭生产成本，具有良好的推广意义。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种自动码垛系统，其特征在于，包括：

传送机构，其包括用于传送锌锭的第一传送装置和用于传送锌锭垛的第二传送装置；所述第一传送装置上设有夹锭区，所述第二传送装置上设有堆锭区；

光敏传感器，设于所述夹锭区的一侧，用于检测锌锭是否进入夹锭区；

机械手，设于所述第一传送装置与所述第二传送装置之间，用于将位于所述夹锭区的锌锭码垛至所述堆锭区，其包括：

底座，呈圆柱体形状；

旋转支座，设于所述底座上，并通过第一旋转轴与所述底座转动连接；

第一旋转电机，设于所述旋转支座上，并连接所述第一旋转轴，用于驱动所述旋转支座旋转；

立臂，其下端通过第一翻转轴与所述旋转支座铰接；

第一翻转电机，设于所述旋转支座上，并连接所述第一翻转轴，用于驱动立臂翻转；

前伸直臂，其后端通过第二翻转轴与所述立臂的上端铰接；

第二翻转电机，设于所述前伸直臂上，并连接所述第二翻转轴，用于驱动前伸直臂翻转；

连接臂，其上端通过第三翻转轴与所述前伸直臂的前端铰接；和，

夹持装置，其包括一受力架、若干手爪以及若干伸缩气缸；所述受力架的上部与所述连接臂的下端固定连接，所述受力架的下部设有若干平行设置的滑轨；所述手爪成对地设置于所述滑轨上，其包括滑板、夹板以及第二旋转电机；所述滑板的上端设于所述滑轨上，并与所述滑轨滑动连接；所述夹板设于滑板下端的内侧，并通过第二旋转轴与所述滑板转动连接；所述第二旋转电机安装在滑板下端的外侧，并与所述第二旋转轴连接，用于驱动所述夹板旋转；所述伸缩气缸设于所述受力架的下部，并与所述手爪一一对应；所述伸缩气缸具有与所述滑轨平行设置的伸缩推杆；所述伸缩推杆与所述滑板的上端固定连接，用于驱动所述手爪夹持或者释放锌锭；以及，

控制系统，设于所述机械手上，用于根据光敏传感器的感应情况控制所述第一传送装置以及所述机械手执行相应的动作；所述第一传送装置、所述光敏传感器、所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第一翻转电机、所述第二翻转电机以及所述伸缩气缸均与所述控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述第一传送装置包括：

机架，呈长方体框架结构；

两链轮组，其对称设于所述机架的两端，并分别通过两链轮轴与所述机架转动连接；所述链轮组包括若干间隔设置的链轮；

传送电机，设于所述机架上，并与所述链轮轴传动连接，用于驱动所述链轮组旋转；所述传送电机与所述控制系统连接；以及，

若干传送链条，其分别安装在两链轮组对应的链轮上，并构成一传送通道，所述夹锭区位于所述传送通道上。

3.根据权利要求2所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述第一传送装置于夹锭区设有将锌锭抬升的升降台，所述升降台包括：

升降气缸，设于所述机架上，其具有可上下移动的升降推杆；所述升降气缸与所述控制系统连接；以及，

抬升机构，其包括底板和若干设于所述底板上部的抬升块；所述底板的下部与所述升降推杆的上部固定连接；若干所述抬升块间隔设置在所述夹锭区内，并分别位于相邻两传送链条之间；所述抬升机构可随所述升降推杆上下移动，用于抬升位于所述夹锭区的锌锭。

4.根据权利要求3所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述机架于其两端之间设有若干横梁，所述横梁抵设于所述传送链条的内侧，用于支撑所述传送通道。

5.根据权利要求1所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述光敏传感器为红外线传感器。

6.根据权利要求1所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述夹板的夹持面开设有用于与锌锭相配合的卡槽。

7.根据权利要求1所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述受力架于若干所述伸缩气缸的外侧设有一防护壳。

8.根据权利要求1所述的一种自动码垛系统，其特征在于：所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第一翻转电机以及所述第二翻转电机均为伺服电机。