CN109650042A - 一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化设备技术领域，涉及一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，包括堆垛机本体、安装在堆垛机本体上并可以上下左右移动的移动组件、与移动组件连接的抓取组件，所述移动组件包括可以带动所述抓取组件做横向运动的X轴移动组件、可以带动所述抓取组件做纵向运动的Y轴移动组件、可以带动所述抓取组件做竖直运动的Z轴移动组件，所述抓取组件包括对称设置的机械抓手和电磁铁，所述机械抓手和电磁铁通过换向电机实现位置互换，所述抓取组件还包括自动识别装置。本发明具有结构简单，操作方便，分拣速度快，工作效率高，准确率高，稳定可靠等优点，具有很大的市场价值，值得广泛推广应用。

Description

一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，具体涉及一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置。

背景技术

随着自动化立体仓库的技术越来越成熟，自动化仓储进入了快速增长期，大中小企业都开始进行自动化仓储改造。但是现有自动化仓储形式都是采用堆垛机+货架的形式进行出入库，堆垛机将货盘从货架取出进行其他工序处理，这种对于货盘上货物全部出库的工厂完全可以满足，但是对于仅仅只取货盘上的指定型号的货物将无从下手，大部分都是采用将货盘取出转移到输送线上，再由专门的设备进行分拣出库，这样的设计在地域空间有限的仓库中，无法在现有仓库基础上进行额外的布线进行库外分拣；另外库外分拣也会占用更多的输送时间，降低出入库效率，影响公司正常生产节拍。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，提供了一种结构简单，操作方便，分拣速度快，工作效率高，准确率高，稳定可靠的基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，包括堆垛机本体、安装在堆垛机本体上并可以上下左右移动的移动组件、与移动组件连接的抓取组件，所述移动组件包括可以带动所述抓取组件做横向运动的X轴移动组件、可以带动所述抓取组件做纵向运动的Y轴移动组件、可以带动所述抓取组件做竖直运动的Z轴移动组件，所述抓取组件包括对称设置的机械抓手和电磁铁，所述机械抓手和电磁铁通过换向电机实现位置互换，所述抓取组件还包括自动识别装置。

优选的，所述堆垛机本体包括可沿轨道前后移动的底盘小车、垂直设置在底盘小车上方的立柱、可沿立柱上下移动的货物平台，所述货物平台上设有可伸缩托板，所述立柱上设有配电柜。

优选的，所述移动组件设有两组，分别通过支撑杆对称设置在货物平台的上方，两个所述支撑杆垂直并对称设置在货物平台的前后两端。

优选的，所述可伸缩托板设有两个，平行设置在货物平台上，并可以向货物平台的左右两侧实现双向伸缩。

优选的，所述Y轴移动组件包括水平设置在支撑杆上方的Y轴移动导轨、安装在Y轴移动导轨一侧并能驱动Y轴移动滑块沿着Y轴移动导轨进行前后移动的Y轴电机。

优选的，所述X轴移动组件包括与Y轴移动滑块固定连接的X轴移动导轨、安装在X轴移动导轨一侧并能驱动X轴移动滑块沿着X轴移动导轨进行前后移动的X轴电机。

优选的，所述Z轴移动组件包括Z轴移动导轨和Z轴电机，所述Z轴移动导轨与X轴移动导轨相互垂直设置，所述X轴移动滑块一端配合设置在X轴移动导轨内，另一端配合设置在Z轴移动导轨内，所述Z轴电机安装在Z轴移动导轨的上方并能驱动Z轴移动导轨沿着X轴移动滑块上下移动。

优选的，所述换向电机设置在Z轴移动导轨的下方，所述机械抓手和电磁铁设置在垂直于货物平台的同一直线上，且机械抓手和电磁铁通过换向电机实现上下位置互换。

优选的，所述自动识别装置为安装在机械抓手一侧，用于对货物轮廓扫描定位的视觉检测相机。

采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，通过两组移动组件即两个抓手组件的设置，实现单轨双机械手臂形式，提高分拣速度，通过自动识别装置的设置，保证了抓取的准确率；在堆垛机上实时分拣可以避免将货盘抽出放在输送线上单独分拣的麻烦，避免占用输送线空间，有利于提高效率，节省空间和时间，降低成本；与本装置配套的货架采用电磁铁抽拉式储存盒，只需在端部抽拉即可，无需伸入底部，减少货格上下之间的空间尺寸，有利于节省存放空间，提高货架利用率，增加货架储存数量；综上所述，本发明具有结构简单，操作方便，分拣速度快，工作效率高，准确率高，稳定可靠等优点，具有很大的市场价值，值得广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置的部分结构示意图。

其中：堆垛机本体1、轨道11、底盘小车12、立柱13、货物平台14、可伸缩托板15、配电柜16、支撑杆17、移动组件2、X轴移动组件21、X轴移动导轨211、X轴移动滑块212、X轴电机213、Y轴移动组件22、Y轴移动导轨221、Y轴移动滑块222、Y轴电机223、Z轴移动组件23、Z轴移动导轨231、Z轴电机232、抓取组件3、机械抓手31、电磁铁32、换向电机33、自动识别装置34。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本实施例提供的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，包括堆垛机本体1、安装在堆垛机本体1上并可以上下左右移动的移动组件2、与移动组件2连接的抓取组件3。

所述堆垛机本体1包括可沿轨道11前后移动的底盘小车12、垂直设置在底盘小车12上方的立柱13、可沿立柱13上下移动的货物平台14，具体的，轨道11铺设在货架中间地面上，供应堆垛机行走使用，保证堆垛机沿直线行走或倒退，底盘小车12具有与轨道11配合的行走轮，行走轮在驱动机构的作用下可沿轨道11前后移动，货物平台14沿立柱上的轨道或齿轮齿条上下移动，货物平台14水平放置，用于支撑移动组件2及储存盒、周转盒，储存盒从货架上取出或放置，周转盒从输送线上取出或放置，将储存盒内的物品取出放置到周转盒即为出库，将周转盒内的物品取出放置到储存盒则为入库，所述可伸缩托板15设有两个，平行设置在货物平台14上，并可以向货物平台14的左右两侧实现双向伸缩，抓取组件将储存盒从货架上抽出时，可伸缩托板15向外伸出，起辅助支撑作用，不工作时收回在货物平台14内，节省空间，所述立柱13上设有配电柜16，用于设置堆垛机的供电和控制系统。

所述移动组件2设有两组，分别通过支撑杆17对称设置在货物平台14的上方，两个所述支撑杆17垂直并对称设置在货物平台14的前后两端，所述移动组件2包括可以带动所述抓取组件3做横向运动的X轴移动组件21、可以带动所述抓取组件3做纵向运动的Y轴移动组件22、可以带动所述抓取组件3做竖直运动的Z轴移动组件23。

具体的，所述Y轴移动组件22包括水平设置在支撑杆17上方的Y轴移动导轨221、安装在Y轴移动导轨221一侧并能驱动Y轴移动滑块222沿着Y轴移动导轨221进行前后移动的Y轴电机223，所述X轴移动组件21包括与Y轴移动滑块222固定连接的X轴移动导轨211、安装在X轴移动导轨211一侧并能驱动X轴移动滑块212沿着X轴移动导轨211进行前后移动的X轴电机213，所述Z轴移动组件23包括Z轴移动导轨231和Z轴电机232，所述Z轴移动导轨231与X轴移动导轨211相互垂直设置，所述X轴移动滑块212一端配合设置在X轴移动导轨211内，另一端配合设置在Z轴移动导轨231内，所述Z轴电机232安装在Z轴移动导轨231的上方并能驱动Z轴移动导轨231沿着X轴移动滑块212上下移动。

所述抓取组件3包括对称设置的机械抓手31、电磁铁32和自动识别装置34，所述机械抓手31和电磁铁32通过换向电机33实现位置互换，所述换向电机33设置在Z轴移动导轨231的下方，所述机械抓手31和电磁铁32设置在垂直于货物平台14的同一直线上，且机械抓手31和电磁铁32通过换向电机33实现上下位置互换，机械抓手31和电磁铁32位置互换可实现不同的功能，电磁铁32通电产生磁力后负责将储存盒或周转盒从货架或输送线上抽出至货物平台14，或从货物平台14将将储存盒或周转盒送回至货架或输送线，机械抓手31为夹爪或吸盘用于将物品从储存盒或周转盒中夹出/吸出，所述自动识别装置34为安装在机械抓手31一侧，用于对货物轮廓扫描定位的视觉检测相机，能够保证货物抓取的准确性。

本发明一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置设计了一种堆垛机加三坐标机械手进行分拣的结构形式，实现在线实施分拣，省去库外分拣，重新布线的麻烦，同时为了提高分拣速度，在一个轨道11上布置了2台抓取组件3进行抓取，为了增加货位数量，摒弃底部安装货物的形式，减少货格上下之间的空间尺寸，采用侧面安装铁块，用电磁铁32将储存盒抽出的形式拉到货物平台14上；底部采用可伸缩托板15进行平衡支撑；电磁铁32安装在抓取组件3上，与机械抓手31对称布置，电磁铁32将储存盒抽出放到货物平台上，当储存盒拉到指定位置后，机械抓手31与电磁铁32端旋转换位，进行抓取，在抓取的同时进行相机扫描轮廓定位，确保准确率。

出库原理：货物平台14上可以存放两个盒体，一个为从输送线上取到的周转箱，另一个为从货架上拉出的储存盒，机械抓手31将储存盒内的货物夹取转移到周转箱内，之后堆垛机将周转箱运送至输送线上进行出库，出库的货物即为系统指定的货物；

入库原理：堆垛机从输送线上取走装满货物的周转箱放在货物平台上，堆垛机行走至指定的储存位置，由机械手通过电磁铁32将储存盒抽出放在货物平台上，抽出的同时，可伸缩托板15同时伸出防止储存盒倾斜掉落，放好后，电磁铁32断电同时换向电机33将电磁铁32转换成机械抓手31端将周转盒内的货物夹取到储存盒内，当周转完成，将储存盒推回货架上进行下一个储存盒货物的储存，直到周转箱内货物全部储存完成，堆垛机将周转箱运出放在输送线上，再取走下一个周转箱进行货物存储。

综上所述，本发明提供的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，采用单轨双机械手臂形式，提高了分拣速度；采用电磁铁去放存储盒，节省了货架空间；采用在线实时分拣，提高了效率，降低了成本，具有很大的市场价值，值得广泛推广应用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，包括堆垛机本体(1)、安装在堆垛机本体(1)上并可以上下左右移动的移动组件(2)、与移动组件(2)连接的抓取组件(3)，其特征在于：所述移动组件(2)包括可以带动所述抓取组件(3)做横向运动的X轴移动组件(21)、可以带动所述抓取组件(3)做纵向运动的Y轴移动组件(22)、可以带动所述抓取组件(3)做竖直运动的Z轴移动组件(23)，所述抓取组件(3)包括对称设置的机械抓手(31)和电磁铁(32)，所述机械抓手(31)和电磁铁(32)通过换向电机(33)实现位置互换，所述抓取组件(3)还包括自动识别装置(34)。

2.根据权利要求1所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述堆垛机本体(1)包括可沿轨道(11)前后移动的底盘小车(12)、垂直设置在底盘小车(12)上方的立柱(13)、可沿立柱(13)上下移动的货物平台(14)，所述货物平台(14)上设有可伸缩托板(15)，所述立柱(13)上设有配电柜(16)。

3.根据权利要求2所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述移动组件(2)设有两组，分别通过支撑杆(17)对称设置在货物平台(14)的上方，两个所述支撑杆(17)垂直并对称设置在货物平台(14)的前后两端。

4.根据权利要求2所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述可伸缩托板(15)设有两个，平行设置在货物平台(14)上，并可以向货物平台(14)的左右两侧实现双向伸缩。

5.根据权利要求3所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述Y轴移动组件(22)包括水平设置在支撑杆(17)上方的Y轴移动导轨(221)、安装在Y轴移动导轨(221)一侧并能驱动Y轴移动滑块(222)沿着Y轴移动导轨(221)进行前后移动的Y轴电机(223)。

6.根据权利要求5所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述X轴移动组件(21)包括与Y轴移动滑块(222)固定连接的X轴移动导轨(211)、安装在X轴移动导轨(211)一侧并能驱动X轴移动滑块(212)沿着X轴移动导轨(211)进行前后移动的X轴电机(213)。

7.根据权利要求6所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述Z轴移动组件(23)包括Z轴移动导轨(231)和Z轴电机(232)，所述Z轴移动导轨(231)与X轴移动导轨(211)相互垂直设置，所述X轴移动滑块(212)一端配合设置在X轴移动导轨(211)内，另一端配合设置在Z轴移动导轨(231)内，所述Z轴电机(232)安装在Z轴移动导轨(231)的上方并能驱动Z轴移动导轨(231)沿着X轴移动滑块(212)上下移动。

8.根据权利要求7所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述换向电机(33)设置在Z轴移动导轨(231)的下方，所述机械抓手(31)和电磁铁(32)设置在垂直于货物平台(14)的同一直线上，且机械抓手(31)和电磁铁(32)通过换向电机(33)实现上下位置互换。

9.根据权利要求1所述的一种基于三坐标机械手爪的分拣堆垛装置，其特征在于：所述自动识别装置(34)为安装在机械抓手(31)一侧，用于对货物轮廓扫描定位的视觉检测相机。