CN108115756A - 一种用于pvc板生产线的柔性自动化下料系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，属于自动化生产技术领域。除尘机构后方连接中转承载平台，中转承载平台上连接中心定位机构，PVC板储放机构位于中转承载平台下方并连接于中转承载平台的侧面，伸缩式吸盘机械手机构位于中转承载平台和PVC板储放机构的上方，伸缩式吸盘机械手机构通过龙门移动导轨进行前后、左右的往复运动，检测与传感装置分别连接中心定位机构、伸缩式吸盘机械手机构。本发明能够通过中心定位机构和伸缩式吸盘机械手机构的移动实现不同宽度，不同长度的PVC板材的多行多列码垛；中心定位机构能够自动定位PVC板材的中心；另一方面，由伸缩式吸盘机械手机构实现机器代替人工自动码垛。
Description
技术领域
本发明属于自动化生产技术领域，特别涉及一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统。
背景技术
如今，建筑板材的应用越来越广泛。在板材的一系列生产加工过程中，为实现板材的多工序的加工以形成多种多样的产品，时时刻刻离不开板材的搬运过程，板材集成搬运需要将分散的板材进行码垛，再从此工作区域运输到下一工作区域。
目前，用于板材类的码垛方式主要有以下几种：
第一，人工码垛。切割完成后的板材主要依靠人工将其从加工流水线上取下进行码垛。如此大量的重复性体力劳动加大了工人劳作强度，码垛的精度也会因工人的疲劳和误操作受到影响。此外，提高了企业人力成本，导致企业的生产效率低，经济效益差。
第二，直接落料码垛。此方法将货盘放置在放有板材平板的正下方或者侧面，通过打开平板或者倾斜平板来实现板材自动落在货盘上。这类装置结构简单，但直接落下的板材受到一定的冲击后会遭到破坏，同时也会影响码垛的精度。而且平板打开时会占用更大的空间，降低空间利用率。
第三，利用升降台码垛。这种方法为避免自动落料码垛对板材带来的冲击伤害，采用升降台控制落料高度。但是随着码垛板材数量的增加，升降台承受的力会越来越大，这对升降台的承载能力和精度有严格要求。
第四，码垛机器人。虽然，码垛机器人的灵活性好、智能化程度高。但是，码垛机器人价格昂贵，多适用于中小型产品。在对大型的板材操作时，需使用大型机器人，操作不便且占用空间大，而且成本高昂。
此外，现在很多板材下料码垛的装置都只适用于平板式的板材，可以应用于槽板的装置很少。再加上板材的长度和宽度的变化也要求装置具备柔性化操作的特性。
现在，存在的主要技术问题是在板料生产过程中，一方面要考虑板材采用何种方式放于货盘上能够提高效率，控制精度，降低成本。另一方面还要针对不同长度和宽度的板料进行柔性化设计，而且使装置同时适用于平板和槽板。另外，要根据工厂生产线布置格局，有效利用空间，设计装置摆放位置。最后，利用机电一体化技术实现自动码垛。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统。
本发明为实现上述目的采取的技术方案是：一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：包括除尘机构、中转承载平台、中心定位机构、龙门移动导轨、伸缩式吸盘机械手机构、PVC板储放机构、检测与传感装置及与上述机构均连接的PLC电气控制柜；除尘机构后方连接中转承载平台，中转承载平台上连接中心定位机构，PVC板储放机构位于中转承载平台下方并连接于中转承载平台的侧面，伸缩式吸盘机械手机构位于中转承载平台和PVC板储放机构的上方，伸缩式吸盘机械手机构通过龙门移动导轨进行前后、左右的往复运动，检测与传感装置分别连接中心定位机构、伸缩式吸盘机械手机构。
所述中心定位机构由用于对不同长度的PVC板进行中心定位的定位挡板和用于对不同宽度的PVC板进行中心定位的定位夹板组成，从而实现PVC板的精确定位。
所述伸缩式吸盘机械手机构包括伺服电动缸、伸缩架及连接于伸缩架下方的真空吸盘阵列，伸缩架连接电动缸，通过电动缸带动伸缩架在竖直方向运动。
所述伸缩架为三条横架与一条纵架构成的王字形结构，三条横架上均等间距连接真空吸盘，纵架与横架的中心交叉处的真空吸盘呈矩形四点分布。
所述PVC板储放机构包括轮式平板车，货盘和定位装置，轮式平板车通过卡槽式的定位装置将平板车固定在合适位置，平板车上连接货盘，挡板式的定位装置连接于货盘的一侧用于将货盘定位。
所述检测与传感装置包括与中心定位机构连接的压力传感器、与伸缩式吸盘机械手机构连接的力传感器、在真空吸盘上下气系统处安装的真空压力计。
所述PLC电气控制柜连接除尘机构的吹气装置，用于其断续控制，PLC电气控制柜连接伸缩式吸盘机械手机构，用于其沿龙门移动导轨的横向和纵向的移动距离、真空吸盘阵列的上下气控制、伸缩式吸盘机械手机构运动的启闭，PLC电气控制柜连接中心定位机构，用于其横向和纵向的定位。
本发明的有益效果为：
1、实现生产线的柔性操作：能够通过中心定位机构和伸缩式吸盘机械手机构的移动实现不同宽度，不同长度的PVC板材的多行多列码垛；
2、实现生产线的自动化操作：通过程序控制，一方面，中心定位机构能够自动定位PVC板材的中心；另一方面，由伸缩式吸盘机械手机构实现机器代替人工自动码垛。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的PVC板储放机构的结构示意图。
图3为本发明的伸缩式吸盘机械手机构的结构示意图。
图4为本发明的操作流程图。
图中：1-除尘机构、2-中转承载平台、3-中心定位机构、4-龙门移动导轨、5-伸缩式吸盘机械手机构、6-PVC板储放机构、6-1-轮式平板车、6-2-货盘、6-3-定位装置、7-PVC板。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明进一步说明：
实施例1
如图1-图3所示，一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，包括除尘机构1、中转承载平台2、中心定位机构3、龙门移动导轨4、伸缩式吸盘机械手机构5、PVC板储放机构6、检测与传感装置及与上述机构均连接的PLC电气控制柜；除尘机构1后方连接中转承载平台2，中转承载平台2上连接中心定位机构3，PVC板储放机构6位于中转承载平台2下方并连接于中转承载平台2的侧面，伸缩式吸盘机械手机构5位于中转承载平台2和PVC板储放机构6的上方，伸缩式吸盘机械手机构5通过龙门移动导轨4进行前后、左右的往复运动，检测与传感装置分别连接中心定位机构3、伸缩式吸盘机械手机构5。
所述中心定位机构3由用于对不同长度的PVC板进行中心定位的定位挡板和用于对不同宽度的PVC板进行中心定位的定位夹板组成，从而实现PVC板的精确定位。
所述伸缩式吸盘机械手机构5包括伺服电动缸、伸缩架及连接于伸缩架下方的真空吸盘阵列，伸缩架连接电动缸，通过电动缸带动伸缩架在竖直方向运动。伸缩架为三条横架与一条纵架构成的王字形结构，三条横架上均等间距连接真空吸盘，纵架与横架的中心交叉处的真空吸盘呈矩形四点分布。
所述PVC板储放机构6包括轮式平板车6-1，货盘6-2和定位装置6-3，轮式平板车6-1通过卡槽式定位装置将平板车固定在合适位置，平板车6-1上放置货盘6-2，挡板式的定位装置6-3连接于货盘6-2的一侧用于将货盘6-2定位。
所述检测与传感装置包括与中心定位机构3连接的压力传感器、与伸缩式吸盘机械手机构5连接的力传感器、在真空吸盘上下气系统处安装的真空压力计。
所述PLC电气控制柜连接除尘机构1的吹气装置，用于其断续控制，PLC电气控制柜连接伸缩式吸盘机械手机构5，用于其沿龙门移动导轨4的横向和纵向的移动距离、真空吸盘阵列的上下气控制、伸缩式吸盘机械手机构5运动的启闭，PLC电气控制柜连接中心定位机构3，用于其横向和纵向的定位。
实施例2
如图4所示，本发明的动作流程为：传送PVC板→切割PVC板→PVC板除尘→PVC板传输与分离→定位PVC板中心→吸盘机械手吸附PVC板码垛。柔性自动化码垛系统通过这一系列动作完成多种型号PVC地板和槽板的搬运及多行、列码垛工作。
流程中涉及的主要机构及其主要作用如下：
1、PVC板码垛环节中柔性自动化设备包含的装置有：除尘机构，中转承载平台，中心定位机构，龙门移动导轨，伸缩式吸盘机械手机构，PVC板储放机构(包括轮式平板车，货盘和定位装置)，检测与传感装置，PLC电气控制柜。除尘机构后紧跟中转承载平台，中心定位机构安装于中转承载平台上，轮式平板车位于中转承载平台侧面，伸缩式吸盘机械手机构位于中转承载平台和轮式平板车的上方，它通过龙门移动导轨进行前后左右的往复运动。PLC电气控制台安放在工人操作位置。
2、利用三坐标模式实现三个方向的移动自由度：X方向→沿PVC板传送方向(水平方向)；Z方向→垂直于PVC板传送平台(竖直方向)；Y方向→同时垂直于X，Z方向(横向)。
3、除尘机构：切割PVC板时产生的大量粉尘，通过电气控制吹气装置进行断续吹气实现PVC板的一次清理。后面再配上持续运动的扫刷装置进行PVC板二次清理。
4、中转承载平台：经切割除尘后的PVC板传送至该平台后，通过传动部分的运动辊轮，分离连续的PVC板且传动其至待操作位置；利用固定支承部分的平板承载并保持PVC的平衡。
5、中心定位机构：经分离的PVC板到达中转承载平台指定位置后，借助双向伸缩夹持机构，实现PVC板Y方向中心定位；借助可调挡板机构，实现PVC板X方向中心定位。
6、龙门移动导轨：该导轨设置了两个方向的自由度，能使吸盘机械手灵活移动。一是X方向的移动，二是Y方向的移动。
7、伸缩式吸盘机械手机构：PVC板在中转承载平台上完成X，Y向定位后，按指定程序逻辑启用真空吸盘阵列，将PVC板从中转承载平台放置在货盘上。伸缩式的机构设计是为了适应不同长度的PVC板，吸放短的PVC板时机械手收缩，吸放长板时机械手伸展。通过伺服电动缸带动吸盘机械手Z向升降进行多层码垛，吸盘机械手沿龙门导轨Y向移动不同距离进行多列码垛，沿龙门导轨X向移动不同距离实现多行码垛。
8、PVC板储放机构：PVC板置于货盘上，货盘置于轮式平板车上。通过平板车定位装置(卡槽)将平板车固定在合适位置；利用安装在平板车上的货盘定位装置(挡板)将货盘定位，以实现对不同长度PVC板进行多行码垛时，确定不同尺寸和数量货盘的准确摆放位置。
9、检测与传感装置：第一，在中心定位机构处安装压力传感器，当PVC板中心定位结束，压力传感器将上气信号传送给PLC，控制吸盘机械手吸附PVC板。第二，在伸缩式吸盘机械手机构上安装力传感器，当检测到PVC板到达板材储放机构上时，力传感器将下气信号传送给PLC，控制吸盘机械手释放PVC板。第三，在真空吸盘上下气系统处安装真空压力计。吸盘机械手吸附PVC板后，检测吸盘内的真空度达到吸附标准，吸盘机械手运动；吸盘机械手释放PVC板后，检测吸盘内的真空度达到释放标准，吸盘机械手运动。第四，通过计数装置，在检测到码垛的层数达到要求后，吸盘机械手停止码垛。
10、PLC电气控制柜：通过PLC电气控制柜实现吹气装置的断续控制，伸缩式吸盘机械手机构沿龙门移动导轨的X向和Y向的移动距离，中心定位机构的X、Y向定位，真空吸盘阵列的上下气控制，伸缩式吸盘机械手机构运动的启闭。程序控制码垛过程的自动化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：包括除尘机构(1)、中转承载平台(2)、中心定位机构(3)、龙门移动导轨(4)、伸缩式吸盘机械手机构(5)、PVC板储放机构(6)、检测与传感装置及与上述机构均连接的PLC电气控制柜；除尘机构(1)后方连接中转承载平台(2)，中转承载平台(2)上连接中心定位机构(3)，PVC板储放机构(6)位于中转承载平台(2)下方并连接于中转承载平台(2)的侧面，伸缩式吸盘机械手机构(5)位于中转承载平台(2)和PVC板储放机构(6)的上方，伸缩式吸盘机械手机构(5)通过龙门移动导轨(4)进行前后、左右的往复运动，检测与传感装置分别连接中心定位机构(3)、伸缩式吸盘机械手机构(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：所述中心定位机构(3)由用于对不同长度的PVC板进行中心定位的定位挡板和用于对不同宽度的PVC板进行中心定位的定位夹板组成，从而实现PVC板的精确定位。
3.根据权利要求1所述的一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：所述伸缩式吸盘机械手机构(5)包括伺服电动缸、伸缩架及连接于伸缩架下方的真空吸盘阵列，伸缩架连接电动缸，通过电动缸带动伸缩架在竖直方向运动。
4.根据权利要求1所述的一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：所述伸缩架为三条横架与一条纵架构成的王字形结构，三条横架上均等间距连接真空吸盘，纵架与横架的中心交叉处的真空吸盘呈矩形四点分布。
5.根据权利要求1所述的一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：所述PVC板储放机构(6)包括轮式平板车(6-1)，货盘(6-2)和定位装置(6-3)，轮式平板车(6-1)通过卡槽式定位装置将平板车固定在合适位置，轮式平板车(6-1)上放置货盘(6-2)，挡板式的定位装置(6-3)连接于货盘(6-2)的一侧用于将货盘(6-2)定位。
6.根据权利要求1所述的一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：所述检测与传感装置包括与中心定位机构(3)连接的压力传感器、与伸缩式吸盘机械手机构(5)连接的力传感器、在真空吸盘上下气系统处安装的真空压力计。
7.根据权利要求1所述的一种用于PVC板生产线的柔性自动化下料系统，其特征是：所述PLC电气控制柜连接除尘机构(1)的吹气装置，用于其断续控制，PLC电气控制柜连接伸缩式吸盘机械手机构(5)，用于其沿龙门移动导轨(4)的横向和纵向的移动距离、真空吸盘阵列的上下气控制、伸缩式吸盘机械手机构(5)运动的启闭，PLC电气控制柜连接中心定位机构(3)，用于其横向和纵向的定位。
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