CN108861393A - 钢结构构件制作过程的全自动搬运装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢结构构件制作过程的全自动搬运装置及方法，本装置的电机和减速器设于机座，第一支承柱设于减速器输出轴下方并且通过轴承座连接减速器输出轴，第二支承柱设于第一支承柱前方，第一旋转件和第二旋转件为三根转臂，第一旋转件连接减速器输出轴，第二旋转件中心通过轴承座设于第二支承柱顶端，各转臂顶端活动连接搬运传送平台的两端。本方法在各加工工位至少设置一个接近开关，搬运装置设于相邻加工工位之间，相邻加工工位的接近开关分别发送搬运信号和停止搬运信号，搬运装置接收信号后启动电机经搬运传送平台完成构件搬运。本装置及方法实现构件自动搬运，极大提高搬运及生产效率，避免搬运过程安全隐患，有效降低生产运营成本。

Description

钢结构构件制作过程的全自动搬运装置及方法

技术领域

本发明涉及一种钢结构构件制作过程的全自动搬运装置及方法。

背景技术

钢结构是由钢制材料制作，主要由型钢、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊接、螺栓或铆钉连接，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层建筑等领域。

目前钢结构构件在流水加工制作中，构件在各工序之间的搬运基本都是采用行车吊运，其耗费很多时间和大量人力，从而严重限制了构件的生产效率，增加了生产运营成本，且由于构件一般均较大，搬运过程存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢结构构件制作过程的全自动搬运装置及方法，本装置及方法克服传统钢结构构件在各工序之间搬运的缺陷，实现钢结构构件的自动搬运，极大提高搬运及生产效率，避免搬运过程的安全隐患，有效降低生产运营成本。

为解决上述技术问题，本发明钢结构构件制作过程的全自动搬运装置包括机座、电机、减速器、第一支承柱、第二支承柱、第一旋转件、第二旋转件、第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台，所述电机和减速器通过设于所述机座的安装孔间隔设于所述机座，所述电机输出轴与减速器输入轴之间通过带轮和传动皮带连接，所述第一支承柱垂直设于所述减速器输出轴下方并且通过设于顶面的轴承座连接减速器输出轴，所述第二支承柱间隔垂直设于所述第一支承柱前方，所述第一旋转件和第二旋转件分别为呈120°相位差布置的三根转臂，所述第一旋转件中心轴连接所述减速器输出轴并且三根转臂顶端活动连接所述第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台的后端，所述第二旋转件中心轴通过轴承座设于所述第二支承柱顶端并且三根转臂顶端活动连接所述第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台的前端。

进一步，所述减速器是两级涡轮蜗杆减速器。

进一步，连接电机与机座的所述安装孔为长槽孔。

进一步，所述电机输出轴和减速器输入轴与带轮之间通过键连接并且为过盈配合。

进一步，本装置还包括安全罩壳，所述安全罩壳设于所述机座并且罩合所述带轮和传动皮带。

一种采用上述钢结构构件制作过程的全自动搬运装置的搬运方法包括如下步骤：

步骤一、钢结构构件的各零件经传送装置传送至加工工位进行加工作业成构件，加工工位至少设置一个接近开关；

步骤二、搬运装置设于相邻加工工位之间，上道加工工位加工作业完成后，构件经传送装置继续传送并触发接近开关发送搬运信号；

步骤三、搬运装置接收接近开关发送的搬运信号后启动电机运行，电机经减速器驱动第一旋转件转动，期间第一旋转件与第二旋转件配合驱动第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台错位平移，当某一搬运传送平台移动至需搬运的构件下方时，构件被托举后经其余搬运传送平台移动至下道加工工位；

步骤四、构件移动至下道加工工位时触发该加工工位的接近开关发送停止搬运信号，搬运装置接收停止搬运信号后停止电机运行，完成搬运作业。

进一步，所述传送装置为传送皮带、滚轮传送装置或磁道导航自动小车。

由于本发明钢结构构件制作过程的全自动搬运装置及方法采用了上述技术方案，即本装置的电机和减速器设于机座，电机输出轴与减速器输入轴之间传动连接，第一支承柱设于减速器输出轴下方并且通过轴承座连接减速器输出轴，第二支承柱设于第一支承柱前方，第一旋转件和第二旋转件为三根转臂，第一旋转件连接减速器输出轴，第二旋转件中心通过轴承座设于第二支承柱顶端，各转臂顶端活动连接搬运传送平台的两端。本方法在各加工工位至少设置一个接近开关，搬运装置设于相邻加工工位之间，相邻加工工位的接近开关分别发送搬运信号和停止搬运信号，搬运装置接收信号后启动电机经搬运传送平台完成构件搬运。本装置及方法克服传统钢结构构件在各工序之间搬运的缺陷，实现钢结构构件的自动搬运，极大提高搬运及生产效率，避免搬运过程的安全隐患，有效降低生产运营成本。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明钢结构构件制作过程的全自动搬运装置示意图；

图2为采用本搬运装置的搬运方法示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本发明钢结构构件制作过程的全自动搬运装置包括机座1、电机2、减速器3、第一支承柱4、第二支承柱5、第一旋转件6、第二旋转件7、第一搬运传送平台8、第二搬运传送平台9和第三搬运传送平台10，所述电机2和减速器3通过设于所述机座1的安装孔间隔设于所述机座1，所述电机2输出轴与减速器3输入轴之间通过带轮21、31和传动皮带22连接，所述第一支承柱4垂直设于所述减速器3输出轴下方并且通过设于顶面的轴承座41连接减速器3输出轴，所述第二支承柱5间隔垂直设于所述第一支承柱4前方，所述第一旋转件6和第二旋转件7分别为呈120°相位差布置的三根转臂61、71，所述第一旋转件6中心轴连接所述减速器3输出轴并且三根转臂61顶端活动连接所述第一搬运传送平台8、第二搬运传送平台9和第三搬运传送平台10的后端，所述第二旋转件7中心轴通过轴承座51设于所述第二支承柱5顶端并且三根转臂71顶端活动连接所述第一搬运传送平台8、第二搬运传送平台9和第三搬运传送平台10的前端。

优选的，所述减速器3是两级涡轮蜗杆减速器。两级涡轮蜗杆减速器特点是减速比大，提高输出力矩，以达到能够搬运较重构件的目的。

优选的，连接电机2与机座1的所述安装孔11为长槽孔。通过长槽孔可以调整电机与减速器的间距，以达到调整传动皮带的张紧力，使得带轮得以正常工作。

优选的，所述电机2输出轴和减速器3输入轴与带轮21、31之间通过键连接并且为过盈配合。使得电机可靠驱动减速器，确保减速器的输出力矩。

优选的，本装置还包括安全罩壳（图中未视出），所述安全罩壳设于所述机座1并且罩合所述带轮21、31和传动皮带22。安全罩壳对带轮和传动皮带进行隔离，避免人体碰触造成的机械伤害，确保本装置运行的安全。

本搬运装置可采用PLC等控制器实现控制，控制器接收接近开关信号后进行本装置的启停操作，电机采用适应较高启停频率的电机，实际可根据搬运工件的频率选择电机启停或电机一直运行而采用离合器来启停搬运，各搬运传送平台可采用马达驱动的辊条实现构件的移动搬运，通过PLC控制器编程实现钢结构构件制作流水线中全部搬运装置的协同工作，完成构件在流水线上的搬运作业。

如图2所示，一种采用上述钢结构构件制作过程的全自动搬运装置的搬运方法包括如下步骤：

步骤一、钢结构构件12的各零件经传送装置传送至加工工位进行加工作业成构件，加工工位至少设置一个接近开关15、16；

步骤二、搬运装置20设于相邻加工工位13、14之间，上道加工工位13加工作业完成后，构件12经传送装置继续传送并触发接近开关15发送搬运信号；

步骤三、搬运装置20接收接近开关15发送的搬运信号后启动电机运行，电机经减速器驱动第一旋转件转动，期间第一旋转件与第二旋转件配合驱动第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台错位平移，当某一搬运传送平台移动至需搬运的构件12下方时，构件12被托举后经其余搬运传送平台移动至下道加工工位14；

步骤四、构件12移动至下道加工工位14时触发该加工工位14的接近开关16发送停止搬运信号，搬运装置20接收停止搬运信号后停止电机运行，完成搬运作业。

其中，接近开关信号可由PLC控制器接收，PLC控制器接收接近开关信号后控制搬运装置电机的启停。

优选的，所述传送装置为传送皮带、滚轮传送装置或磁道导航自动小车。

实际应用中，本装置可以进行单机搬运作业，也可以进行多机联动，加工工位包括下料工位、组装加工工位（如焊接和/或铆接）、打磨加工工位、油漆加工工位等。下料工位下好的零件可作二维码或传感器等标识，并将每个零件的标识映射至钢构件生产信息系统，然后将零件经传送装置输送至组装加工工位，组装加工工位采集零件标识信息输入钢构件生产信息系统进行零件匹配，零件信息无误后进行焊接和/或铆接组装，零件组装后形成构件并在钢构件生产信息系统对零件重新进行标识，构件经打磨加工工位、油漆加工工位等加工作业后入库，期间构件在各加工工位运转时可通过本装置实现搬运。

单机搬运作业时，电机初始处于停止状态，在工件的各加工工位安装接近开关，由于搬运的工件皆为金属构件，当金属构件接近接近开关时，接近开关检测到信号，上一加工工位接近开关信号就是搬运装置的启动信号，启动电机，经减速器减速后由两个旋转件带动各搬运传送平台平动，搬运传送平台的任何一点从侧面看都是做圆周运动，其运动轨迹都是圆弧轨迹，从上往下看搬运传送平台为平动；搬运传送平台移动到工件的正下方时，将工件抬离加工工位，工件抬起以圆弧轨迹搬运至下一加工工位，待工件放下后，该加工工位的接近开关检测到信号，该信号为搬运装置停止信号，电机停止运行，由此搬运过程完成。由于旋转件的特征是由三个呈120°间隔的转臂构成，因此搬运传送平台由三个平台组成，其相位相差为120°，当某个平台处在下一加工工位的下缘时，另一个平台正好处在上一加工工位的正下缘，等待下一个工件的到来，实现相邻加工工位之间工件的搬运，如此往复运转，提高搬运效率。

对于多个搬运装置的联合搬运作业，同样当工件由传送装置运送到加工工位后，采用两台搬运装置将工件从上一加工工位搬运至下一加工工位，每台搬运装置各对应一个接近开关，待两个接近开关都检测到该加工工位有需要搬运的工件后，启动两台搬运装置的电机，使两台搬运装置的搬运传送平台同步运行，同步运行可采用调整电机的速度同步或采用相位滞后装置先启动等控制方式使两台搬运装置同步运动，如果两台搬运装置不同步，必然有一台受力较大，受力过大的一台可通过皮带打滑也能使两台搬运装置同步运转，搬运传送平台接近工件，将工件从该加工工位上搬起，绕旋转件中心轴做圆弧轨迹移动将工件搬运至下一加工工位，当下一加工工位的接近开关检测到该位置工件到位后，两台搬运装置停止搬运，实现多台搬运装置的联动。

本搬运装置和方法解决在钢结构构件制作过程中构件从一个加工工位搬运至另一加工工位的问题，有效提高搬运效率，避免构件在搬运过程中的安全隐患，且对构件实现全自动搬运，大大节省人力，降低劳动强度。本装置整体结构紧凑，体积小，占用空间小，方便设置于流水线的相邻加工工位之间，采用两级涡轮蜗杆减速器，提高输出力矩，适应重构件的搬运，其搬运过程连续，构件搬运平稳安全。

Claims (7)

1.一种钢结构构件制作过程的全自动搬运装置，其特征在于：本装置包括机座、电机、减速器、第一支承柱、第二支承柱、第一旋转件、第二旋转件、第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台，所述电机和减速器通过设于所述机座的安装孔间隔设于所述机座，所述电机输出轴与减速器输入轴之间通过带轮和传动皮带连接，所述第一支承柱垂直设于所述减速器输出轴下方并且通过设于顶面的轴承座连接减速器输出轴，所述第二支承柱间隔垂直设于所述第一支承柱前方，所述第一旋转件和第二旋转件分别为呈120°相位差布置的三根转臂，所述第一旋转件中心轴连接所述减速器输出轴并且三根转臂顶端活动连接所述第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台的后端，所述第二旋转件中心轴通过轴承座设于所述第二支承柱顶端并且三根转臂顶端活动连接所述第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台的前端。

2.根据权利要求1所述的钢结构构件制作过程的全自动搬运装置，其特征在于：所述减速器是两级涡轮蜗杆减速器。

3.根据权利要求1或2所述的钢结构构件制作过程的全自动搬运装置，其特征在于：连接电机与机座的所述安装孔为长槽孔。

4.根据权利要求3所述的钢结构构件制作过程的全自动搬运装置，其特征在于：所述电机输出轴和减速器输入轴与带轮之间通过键连接并且为过盈配合。

5.根据权利要求3所述的钢结构构件制作过程的全自动搬运装置，其特征在于：本装置还包括安全罩壳，所述安全罩壳设于所述机座并且罩合所述带轮和传动皮带。

6.一种采用权1至权5任一项所述钢结构构件制作过程的全自动搬运装置的搬运方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、钢结构构件的各零件经传送装置传送至加工工位进行加工作业成构件，加工工位至少设置一个接近开关；

步骤二、搬运装置设于相邻加工工位之间，上道加工工位加工作业完成后，构件经传送装置继续传送并触发接近开关发送搬运信号；

步骤三、搬运装置接收接近开关发送的搬运信号后启动电机运行，电机经减速器驱动第一旋转件转动，期间第一旋转件与第二旋转件配合驱动第一搬运传送平台、第二搬运传送平台和第三搬运传送平台错位平移，当某一搬运传送平台移动至需搬运的构件下方时，构件被托举后经其余搬运传送平台移动至下道加工工位；

步骤四、构件移动至下道加工工位时触发该加工工位的接近开关发送停止搬运信号，搬运装置接收停止搬运信号后停止电机运行，完成搬运作业。

7.根据权利要求6所述的搬运方法，其特征在于：所述传送装置为传送皮带、滚轮传送装置或磁道导航自动小车。