CN110697413A - 一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间 - Google Patents
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Abstract
一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间，其中自动上下盘系统包括支撑桁架、移动桁架、桁架机械手和PLC控制器，桁架机械手用于从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，桁架机械手与移动桁架连接，移动桁架在支撑桁架上移动，PLC控制器用于控制桁架机械手从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘或控制所述桁架机械手将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上以及控制移动桁架移动至线盘缓存架或成缆机处。本发明在成缆机生产线上设置自动上下盘系统，通过PLC控制器对移动桁架和桁架机械手的定位控制实现线盘缓存架和成缆机之间的全自动送盘、上盘和下盘动作，全程无需人工参与，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电线电缆设备技术领域，特别涉及一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间。
背景技术
成缆机是一种用于各种截面的多芯橡套电缆、塑力电缆、交联电缆、电话电缆、控制电缆的成缆、装铠用的电线电缆设备，它的用途广泛，具有良好的市场前景。目前，在实际生产过程中，成缆机都是通过线盘将编制完成的电缆进行收集，以供后续的运输或者使用，但是线盘的安装和拆卸均需要通过人工实现，从而增加了劳动强度，降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间，以解决现有技术中线盘的安装和拆卸需要通过人工实现，劳动强度大，生产效率低的问题。具体技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种自动上下盘系统，应用于成缆机生产线，包括支撑桁架、移动桁架、桁架机械手和PLC控制器；
所述桁架机械手用于从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上；
所述桁架机械手与所述移动桁架连接，所述移动桁架在所述支撑桁架上移动；
所述PLC控制器用于控制所述桁架机械手从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或控制所述桁架机械手将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，以及控制所述移动桁架移动至线盘缓存架或成缆机处。
可选的，所述线盘缓存架包括用于放置线盘的多个存储节点。
可选的，所述桁架机械手的机械手抓取部在竖直方向上运动，可从任意一个所述存储节点中抓取线盘或将线盘放置在任意一个所述存储节点中。
可选的，所述机械手抓取部设置多个定位节点，多个所述定位节点的设置位置与多个所述存储节点的设置位置相匹配，所述机械手抓取部在竖直方向上运动至任一定位节点，可从相对应的一个所述存储节点中抓取线盘或将线盘放置在相对应的一个所述存储节点中。
可选的，每个所述存储节点上设有一个传感器，所述传感器与所述PLC控制器信号反馈连接。
可选的，所述线盘缓存架可以旋转，所述线盘缓存架的两面都可以存储线盘。
可选的，所述桁架机械手包括机械手主体、链条库、链条库动力、机械手抓取部和齿条，所述链条库设置在所述机械手主体的内侧周壁，所述齿条设置在所述链条库内，所述机械手抓取部与所述齿条连接并向机械手主体的外侧突出以抓取线盘，所述链条库动力与所述链条库电连接，用于驱动所述链条库带动所述齿条运动，从而实现所述机械手抓取部在竖直方向上的运动。
可选的，所述支撑桁架还包括一个桁架横梁，所述桁架横梁设置在所述支撑桁架的侧边，用于对所述移动桁架进行支撑与限位。
可选的，所述支撑桁架还包括输送轨道，所述输送轨道至少包括一个支撑面以及两个阻挡面，两个所述阻挡面垂直设置在所述支撑面的两侧。
可选的，所述移动桁架的底部两侧设有两个滚轮，两个所述滚轮并列平行设置并可沿着所述输送轨道滚动。
第二方面，本发明提供一种成缆机生产线，包括线盘缓存架、成缆机以及如第一方面所述的自动上下盘系统。
第三方面，本发明提供一种成缆机生产车间，包括如第二方面所述的成缆机生产线。可选的，所述线盘缓存架的数量与所述成缆机生产线的数量相同。
本发明提供的一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间，具有以下有益效果：
一种自动上下盘系统，应用于成缆机生产线，包括支撑桁架、移动桁架、桁架机械手和PLC控制器，所述桁架机械手用于从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，所述桁架机械手与所述移动桁架连接，所述移动桁架在所述支撑桁架上移动，所述PLC控制器用于控制所述桁架机械手从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或控制所述桁架机械手将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，以及控制所述移动桁架移动至线盘缓存架或成缆机处。本发明在成缆机生产线上设置自动上下盘系统，通过PLC控制器对移动桁架和桁架机械手的定位控制实现线盘缓存架和成缆机之间的全自动送盘、上盘和下盘动作，全程无需人工参与，极大地降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，另外，减少了大型叉车的使用，提高了车间的安全系数。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种自动上下盘系统的主视图；
图2是本发明一实施例提供的一种自动上下盘系统的左视图；
其中，附图1～2的附图标记说明如下：
1-移动桁架；2-PLC控制器；3-支撑桁架；4-成缆机生产线；5-线盘缓存架；6-桁架机械手；61-链条库动力；62-机械手抓取部；63-齿条；64-链条库；7-成缆机。
具体实施方式
如背景技术所述，现有的成缆机生产过程中，线盘的搬运、安装和拆卸均需要通过人工实现，通过现场的调研表明，目前这种生产方式还存在以下缺陷：
1)电动叉车或手动叉车将线盘运送到各条生产线，并将线盘放置于成缆机旁边的地面上，由于现有的成缆机生产线之间的间距小，叉车进出不方便，存在安全隐患。
2)叉车每日运输量大，司机劳动强度大，影响车间安全生产及环境，造成现场6S混乱。
3)成缆机在上盘和换盘时，首先利用吊带将线盘系好，再通过行车将线盘吊至摇篮架上并将其固定，此过程需要工人扶助线盘，每盘线盘重约600公斤，在扶助过程中存在很大的安全隐患。
4)随着生产速度的提高，线盘的更换频率也会随之增加，导致员工的劳动强度增大，对工人的体力要求较高，同时安全系数也会降低。
基于此，申请人提出一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间，通过应用PLC控制器控制桁架机械手从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，以及控制移动桁架移动至线盘缓存架或成缆机处，实现成缆机生产过程中自动进行线盘的搬运、安装和拆卸，全程不使用人工作业。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
<实施例一>
参阅图1和图2，图1是本实施例提供的一种自动上下盘系统的主视图；图2是本实施例提供的一种用于成缆机的自动上下盘系统的左视图。
一种自动上下盘系统，应用于成缆机生产线，包括支撑桁架3、移动桁架1、桁架机械手6和PLC控制器2；
所述桁架机械手6用于从线盘缓存架5或成缆机7上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架5或成缆机7上；
所述桁架机械手与所述移动桁架连接，所述移动桁架1在所述支撑桁架3上移动；
所述PLC控制器2用于控制所述桁架机械手6从线盘缓存架5或成缆机7上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架5或成缆机7上，以及控制所述移动桁架1移动至线盘缓存架5或成缆机7处。
具体的，所述支撑桁架3为立方体，覆盖在成缆机生产线4的上方，所述移动桁架1设置在所述支撑桁架3的顶部并可以在所述支撑桁架3上实现X轴方向和Y轴方向上的移动，以将所述桁架机械手6移送到指定位置，其中，所述X轴方向为平行于所述成缆机生产线4的方向，所述Y轴方向为与X轴方向垂直并与X轴方向在同一水平面的方向。
具体的，所述桁架机械手6包括机械手主体、链条库64、链条库动力61、机械手抓取部62和齿条63，所述链条库64设置在所述机械手主体的内侧周壁，所述齿条63设置在所述链条库64内，所述机械手抓取部62与所述齿条63连接并向机械手主体的外侧突出以抓取线盘，所述链条库动力61与所述链条库64电连接，用于驱动所述链条库64带动所述齿条63运动，从而实现所述机械手抓取部62相对于所述移动桁架1在Z轴方向上的运动，其中，所述Z轴方向为垂直于所述X轴方向和所述Y轴方向所在平面的方向。
另外，所述桁架机械手6还可以进行正反转运动，方便机械手抓取部62从线盘缓存架5或成缆机7上抓取线盘或将线盘放置在线盘缓存架5或成缆机7上。
需要说明的是，以上所述X轴方向、所述Y轴方向和所述Z轴方向均包括两个自由度，分别为X轴方向正负、Y轴方向正负和Z轴方向正负，这样所述机械手抓取部可以实现在空间三个自由度的任意定位。
进一步的，所述支撑桁架还包括一个桁架横梁，所述桁架横梁设置在所述支撑桁架3的侧边，用于对所述移动桁架1进行支撑与限位。进一步的，所述支撑桁架3还包括沿X轴方向设置的输送轨道，所述输送轨道至少包括一个支撑面以及两个阻挡面，两个所述阻挡面垂直设置在所述支撑面的两侧。
进一步的，所述移动桁架1的底部两侧设有两个滚轮，两个所述滚轮并列平行设置并可沿着所述输送轨道滚动，输送轨道的支撑面用于供移动桁架1滚动，两阻挡面用于保证所述移动桁架1到达指定位置过程中一直在所述支撑面的轴线方向上滚动，从而保证所述移动桁架1的定位更加准确。
进一步的，所述线盘缓存架包括用于放置线盘的多个存储节点，所述桁架机械手6的机械手抓取部62在竖直方向上运动，可从任意一个所述存储节点中抓取线盘或将线盘放置在任意一个所述存储节点中，具体的，所述机械手抓取部设置多个定位节点，多个所述定位节点的设置位置与多个所述存储节点的设置位置相匹配，所述机械手抓取部在竖直方向上运动至任一定位节点，可从相对应的一个所述存储节点中抓取线盘或将线盘放置在相对应的一个所述存储节点中。
进一步的，所述线盘缓存架5可以旋转，所述线盘缓存架5的两面都可以存储线盘。优选的，所述线盘缓存架5的两面均设有两组存储单元，每组所述存储单元设有6个所述存储节点，这样一个所述线盘缓存架5共可以设置24个所述存储节点，大大增加了所述线盘缓存架5的利用空间。相应地，所述机械手抓取部的定位节点设有6个，分别对应每组所述存储单元的6个所述存储节点。
进一步的，每个所述存储节点上设有一个传感器，所述传感器与所述PLC控制器2信号反馈连接，所述传感器用于监测所述存储节点上是否有线盘。
本发明的工作原理如下：
开启PLC控制器2，所述PLC控制器2根据移动桁架1的起始位置确定工作起点，并把该工作起点作为后续移动桁架1、桁架机械手6等装置移动的依据，从而保证了整个自动上下盘系统的各个动作有序且准确。根据成缆机生产线4的具体需求，PLC控制器2通过对移动桁架1的动力源如电机、气缸等的控制可保证所述移动桁架1在X轴以及Y轴方向上的精确运动，将所述移动桁架1移动至线盘缓存架5或成缆机7处。进一步的，可以在所述移动桁架1的运动过程中设置多个限位开关从而降低对动力源的要求，减少能源的使用。另外，所述PLC控制器2通过对所述桁架机械手6的控制使所述链条库动力61驱动所述链条库64带动所述齿条63在Z轴方向上运动，从而调整机械手抓取部62在Z轴方向上的位置。
若某条成缆机生产线4上的某台成缆机7需要上料(即装上待加工线盘)，PLC控制器2根据所述传感器的采集信号判断是否存在放有待加工线盘的存储节点，若判断1号存储节点放有待加工线盘，则PLC控制器2向所述移动桁架1以及所述桁架机械手6发出指令，将所述机械手抓取部62定位到1号存储节点并取下线盘最终将待加工线盘装至成缆机7上供其加工；若某条成缆机生产线4上的某台成缆机7需要下料(即卸下加工完成的线盘)，所述PLC传感器2向所述移动桁架1以及所述桁架机械手6发出指令，将所述机械手抓取部62移送至成缆机7处并将加工完成的线盘收卷卸下，然后将所述线盘送至线盘缓存架5并在存储节点内进行存放，若此时所述机械手抓取部62的定位节点所对应的存储节点上的传感器监测到该存储节点上放有线盘，则传感器通过信号反馈给PLC控制器2，然后PLC控制器2发出指令，指示机械手抓取部62自动进行下一次存储最终将加工完成的线盘存放至空的存储节点内。
本发明通过PLC控制器2对移动桁架1和桁架机械手6的定位控制以及对线盘缓存架存储节点的监测实现线盘缓存架5和成缆机生产线4的成缆机7之间的全自动送盘、上盘和下盘动作，全程无需人工参与，极大地降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，另外，减少了大型叉车的使用，提高了车间的安全系数。
<实施例二>
本实施例提供一种成缆机生产线，包括线盘缓存架、成缆机以及如实施例一所述的自动上下盘系统。
<实施例三>
本实施例提供一种成缆机生产车间，包括如实施例二所述的成缆机生产线。
进一步的，成缆机生产车间包括多条所述成缆机生产线4，所述线盘缓存架的数量与所述成缆机生产线的数量相同，可根据所述成缆机生产线4的需求数量增加或减少。所述成缆机生产线4沿着所述Y轴方向并排设置，优选的，在每条所述成缆机生产线4的末端设置一个所述线盘缓存架5，这样不仅可以节约所述移动桁架1的移动路程，而且也方便于机械手抓取部62对线盘的搬运。
综上所述，在本发明提供的一种自动上下盘系统、成缆机生产线及成缆机生产车间，具有以下优点：一种自动上下盘系统，应用于成缆机生产线，包括支撑桁架、移动桁架、桁架机械手和PLC控制器，所述桁架机械手用于从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，所述桁架机械手与所述移动桁架连接，所述移动桁架在所述支撑桁架上移动，所述PLC控制器用于控制所述桁架机械手从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或控制所述桁架机械手将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，以及控制所述移动桁架移动至线盘缓存架或成缆机处。本发明在成缆机生产线上设置自动上下盘系统，通过PLC控制器对移动桁架和桁架机械手的定位控制实现线盘缓存架和成缆机之间的全自动送盘、上盘和下盘动作，全程无需人工参与，极大地降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，另外，减少了大型叉车的使用，提高了车间的安全系数。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种自动上下盘系统，应用于成缆机生产线，其特征在于，包括支撑桁架、移动桁架、桁架机械手和PLC控制器；
所述桁架机械手用于从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上；
所述桁架机械手与所述移动桁架连接，所述移动桁架在所述支撑桁架上移动；
所述PLC控制器用于控制所述桁架机械手从线盘缓存架或成缆机上抓取线盘，或控制所述桁架机械手将线盘放置在线盘缓存架或成缆机上，以及控制所述移动桁架移动至线盘缓存架或成缆机处。
2.如权利要求1所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述线盘缓存架包括用于放置线盘的多个存储节点。
3.如权利要求2所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述桁架机械手的机械手抓取部在竖直方向上运动，可从任意一个所述存储节点中抓取线盘或将线盘放置在任意一个所述存储节点中。
4.如权利要求3所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述机械手抓取部设置多个定位节点，多个所述定位节点的设置位置与多个所述存储节点的设置位置相匹配，所述机械手抓取部在竖直方向上运动至任一定位节点，可从相对应的一个所述存储节点中抓取线盘或将线盘放置在相对应的一个所述存储节点中。
5.如权利要去4所述的自动上下盘系统，其特征在于，每个所述存储节点上设有一个传感器，所述传感器与所述PLC控制器信号反馈连接。
6.如权利要求1所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述线盘缓存架可以旋转，所述线盘缓存架的两面都可以存储线盘。
7.如权利要求1所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述桁架机械手包括机械手主体、链条库、链条库动力、机械手抓取部和齿条，所述链条库设置在所述机械手主体的内侧周壁，所述齿条设置在所述链条库内，所述机械手抓取部与所述齿条连接并向机械手主体的外侧突出以抓取线盘，所述链条库动力与所述链条库电连接，用于驱动所述链条库带动所述齿条运动，从而实现所述机械手抓取部在竖直方向上的运动。
8.如权利要求1所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述支撑桁架还包括一个桁架横梁，所述桁架横梁设置在所述支撑桁架的侧边，用于对所述移动桁架进行支撑与限位。
9.如权利要求1所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述支撑桁架还包括输送轨道，所述输送轨道至少包括一个支撑面以及两个阻挡面，两个所述阻挡面垂直设置在所述支撑面的两侧。
10.如权利要求9所述的自动上下盘系统，其特征在于，所述移动桁架的底部两侧设有两个滚轮，两个所述滚轮并列平行设置并可沿着所述输送轨道滚动。
11.一种成缆机生产线，其特征在于，包括线盘缓存架、成缆机以及如权利要求1-10任意一项所述的自动上下盘系统。
12.一种成缆机生产车间，其特征在于，包括如权利要求11所述的成缆机生产线。
13.如权利要求12所述的成缆机生产车间，其特征在于，所述线盘缓存架的数量与所述成缆机生产线的数量相同。
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| CN112289513A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-29 | 合肥神马科技集团有限公司 | 一种卧式成缆生产线工作方法 |
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