CN110697426A - 一种理盘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种自动化生产线连续上料和下料的理盘机，包括机架，机架包括底层框架和上层框架，底层框架和上层框架之间分为前段、中段和后段并分别通过若干立柱支撑，前段和后段分别设有用于提升和下降托盘的升降机构，升降机构分别用于逐层提升和下降多层叠置的托盘，上层框架对应的中段设有便于平移两升降机构的最上层的托盘的支撑辊轮，支撑辊轮的上侧设有用于平移托盘的机械手，机架的前段的前侧和后段的后侧设有便于托盘运送车进出的进出口。本发明的理盘机构，分段设置各段的功能部件，通过各段部件的协调动作实现零件托盘的机械化上料、平移和下料，保证生产节拍的紧凑性，提高生产效率和自动化、机械化水平。

Description

一种理盘机

技术领域

本发明涉及自动流水生产线的上下料装备技术领域，特别涉及一种自动化连续上料和下料的理盘机。

背景技术

在牙刷的自动化流水生产线上，用于摆放牙刷或牙刷板的托盘需要进行工序间的转移输送，在同一工序也需要进行空托盘的自动上线，再将满载的托盘转移至下料区进行集中下料。现有技术中，这种托盘的上料和下料操作对人工的依赖性要求高，影响生产节拍的连续性，生产效率低。

发明内容

本发明针对现有技术中牙刷自动化生产线中托盘的上下线输送需求，提供一种理盘机，以实现托盘的自动化上线和下线，提高生产线的效率，降低人工成本。

本发明的目的是这样实现的，一种理盘机，包括机架，所述机架包括底层框架和上层框架，所述底层框架和上层框架之间分为前段、中段和后段并分别通过若干立柱支撑，所述前段和后段分别设有用于提升和下降托盘的升降机构，所述升降机构内分别叠置有若干层托盘，所述上层框架对应的中段设有便于平移两升降机构的最上层的托盘的支撑辊轮，所述支撑辊轮的上侧设有用于平移托盘的机械手，所述机架的前段的前侧和后段的后侧设有便于托盘运送车进出的进出口。

本发明的理盘机结构中，前段，中段和后段分段设置分别用于托盘的上料、满截后的单只托盘经中段平移至下料段；具体为：前段和后段的升降机构分别用于逐层提升叠置摆放的空的托盘至指定高度和逐层下降叠置满载的托盘，机械手用于将满载的托盘逐一从上料段平称至下料段，叠置的托盘通过进出口集中进出对应的升降机构内，实现堆叠托盘的整体上料和整体下料，本发明的理盘机构，分段设置各段的功能部件，通过各段部件的协调动作实现零件托盘的机械化上料、平移和下料，满足牙刷自动化生产线的托盘上下料需求，保证生产节拍的紧凑性，提高生产效率和自动化、机械化水平。

本发明的每套升降机构包括：托盘两平行的外侧设置的两只同步升降的升降座，所述升降座相向的内侧分别连接用于支撑最下层的托盘两侧的支撑底框，所述升降座的外侧分别固定有滑块导轨机构，每组滑块导轨机构分别通过链条升降机构驱动，两组链条升降机构分别通过同步链轮机构驱动实现同步升降；所述升降机构顶侧和底侧的机架上分别设有用于检测托盘上限位置和下限位置的位置传感器。本发明的升降机构中，两只升降座上连接同步升降的支撑底框用于支撑多层叠放的托盘底部的两侧，两只升降座通过链条升降机构的驱动实现同步升降，以逐层提升或降低托盘的高度，使接料区顶层的托盘位于接料高度进行接料，接料后通过机械手平移至另一升降机构逐层堆叠下降。

进一步地，本发明中，所述链条升降机构包括垂直设置的链条盒，所述链条盒的底侧设有第一链轮，链条盒的顶侧设有第二链轮，所述第一链轮和第一链轮之间连接有与导轨平行的升降链条，所述链条盒对应滑块导轨一侧的侧壁配合设有竖向的开槽，所述开槽两侧分别设有竖向导轨，两竖向导轨分别与滑块配合连接，两滑块之间连接有同步连接块，所述同步连接块伸入开槽内并与升降链条固定连接实现同步升降；所述同步链轮机构包括固定于底层框中段的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有两只同尺寸的主动链轮，每个所述主动链轮分别通过同步链条传动连接有从动链轮，两从动链轮的轮轴的另一端分别连接所述第一链轮。本发明的链条升降机构中，驱动电机输出轴上两只同尺寸的主动链轮分别同步驱动两只从动链轮同速转动，两只同速转动的主动链轮分别带动各自的链轮升降机构的实现同步升降运动以带动两升降座的同步升降。

进一步的，每套所述升降机构的驱动电机平行固定于机架中段的底层框上，两驱动电机的输出轴互为反向设置分别指向各自的升降机构。

为便于升降机构中顶层接料的托盘与下层其它的待用托盘分离，所述上层框架对应的托盘两侧配合设有的托持机构，所述托持机构包括从托盘外侧向托盘侧缘同步开合的托板组件，所述托板组件的侧缘与托盘的侧缘配合夹持，所述托板组件外侧的上层框架上固定有夹持气缸，所述夹持气缸伸缩杆的端部与托板组件固定连接。本发明的托持机构，托盘两侧两只同步动作的气缸，实现托板组件的同步开合，以夹持固定托盘的两侧缘，便于顶层托盘与下部其它的托盘的分离，以方便满载后的托盘的平移转运。

为便于夹持托盘，所述托板组件包括水平设置的移板，所述移板一端与夹持气缸连接，移板另一端垂直设有竖板，所述竖板对应托盘的一侧固定有用于托固托盘底部侧缘的托板。

为便于从另一水平方向限位固定托持机构托固的托盘，所述机架的进出口上侧设有用于顶层托盘外侧壁抵靠的限位挡板；所述托板上侧摆动连接有摆动拉杆，所述摆动拉杆竖直方向的中部与托板通过支撑轴摆动连接，所述托板上连接有小气缸，所述摆动拉杆的上端与小气缸的伸缩杆转动连接，所述摆动拉杆的下端与托盘配合顶推用于将托盘向限位挡板方向推动，所述托盘与摆动拉杆配合的部位设有侧开的台阶缺口，所述台阶缺口靠近限位挡板的侧端与摆动拉杆配合抵靠，所述摆动拉杆在小气缸的推动下摆动使下端与台阶缺口的端部抵靠实现托盘外侧与限位挡板抵靠定位。上述结构中，当托持机构托持住托盘后，为防止装载牙刷过程中，托盘沿另一方向串动，小气缸的伸缩动作带动摆动拉杆摆动，摆动拉杆的下端与托盘的缺口侧端配合抵推，将托盘向限位挡板侧抵推并稳固停靠，顶层装料的托盘通过托持机构和小气缸摆动机构的双向固定作用实现稳定的固定，防止装料过程中串动，而影响准确装料。

为便于实现零件托盘在前后和后段的两升降机构之间平移，所述机械手包括平移机构，所述平移机构下侧设有前后两只导杆气缸，所述导杆气缸垂直设置，所述导杆气缸下侧的连接端连接有直角推板，两只导杆气缸下侧的直角推板对称设置，所述直角推板的水平板端与导杆气缸下侧的连接端固定连接，所述直角推板的垂直端用于推拉待平移的托盘。本发明的机械手结构，随导杆气缸升降动作的直角托板平移至待平移的托盘的上侧，垂直端从上向下移动时与托盘前侧或后侧的的一个竖直侧缘抵靠或钩住，然后平移机构向另一方向平移，拉或推动托盘沿支撑辊轮向另一升降机构的托盘堆放位置平移，然后再返回至前一升降机构，等待执行下次平移动作。

本发明的平移机构包括同一安装高度上设置的两条水平导轨，所述水平导轨上配合设有同步滑块，两同步滑块的下侧固定有连接板，所述连接板用于固定连接所述导杆气缸，两水平导轨之间设有带轮传动机构，所述带轮传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和同步齿带，所述同步滑块之间的连接板上固定有与一侧的同步齿带固定的随动块。

进一步的，所述机械手的平移机构前后往返平移两次完成托盘从前段的升降机构向后段升降机构一次全程平移，前侧的直角推板的垂直端位于前侧用于托盘前半程的平移，后侧的直角推板的垂直端位于后侧用于托盘后半程的平移。

附图说明

图1为本发明的理盘机立体图。

图2为机架的分布示意图。

图3为单侧的升降机构的立体图（机架的中段及另一侧的相关结构未示出）。

图4为底层框架上同步链轮机构的示意图。

图5为单侧的链条升降机构的示意图。

图6为上层框架上单侧的托持机构的结构示意图（未放托盘）。

图7为上层框架上单侧的托持机构的结构示意图（放托盘）。

图8为机械手的结构示意图。

其中，1机架；101上层框架；102底层框架；2升降机构；201升降座；202支撑底框；203竖向导轨；204滑块；205链条盒；206开槽；207驱动电机；208主动链轮；209从动链轮；210第一链轮；211随动链轮；3机械手；301导杆气缸；302直角推板；303同步齿带；304水平导轨；305同步滑块；306随动块；307连接板；4支撑辊轮；5托持机构；501夹持气缸；502移板；503竖板；504托板；505摆动拉杆；506小气缸；507限位挡板；6托盘；7位置传感器。

具体实施方式

如图1—图8所示，为本发明的理盘机，包括机架1，机架1包括底层框架102和上层框架101，底层框架102和上层框架101之间分为前段、中段和后段并分别通过若干立柱支撑，前段和后段分别设有用于提升和下降托盘的升降机构，升降机构内分别叠置有若干层托盘6，其中，一侧的升降机构中叠置空托盘，通过升降机构逐层提升到生产线的工作高度，来放置生产出来的牙刷或牙刷板，另一侧的升降机构用于放置满载牙刷或牙刷板工件的托盘；上层框架101对应的中段设有便于平移两升降机构的最上层的托盘的支撑辊轮4，支撑辊轮4的上侧设有用于平移托盘的机械手3，机架的前段的前侧和后段的后侧设有便于托盘运送车进出的进出口，如图2的所示的箭头进出的方位。

如图3所示，本发明中的每套升降机构均包括：托盘两平行的外侧设置的两只同步升降的升降座201，升降座201相向的内侧分别连接用于支撑最下层的托盘两侧的支撑底框202，升降座201的外侧分别固定有滑块导轨机构，每组滑块导轨机构分别通过链条升降机构驱动，两组链条升降机构分别通过同步链轮机构驱动实现同步升降，升降机构顶侧和底侧的机架上分别设有用于检测托盘上限位置和下限位置的位置传感器7。

本实施例中，链条升降机构包括垂直设置的链条盒205，链条盒205的底侧设有第一链轮210，链条盒的顶侧设有第二链轮，第一链轮210和第一链轮之间连接有与导轨平行的升降链条，链条盒205对应滑块导轨一侧的侧壁配合设有竖向的开槽206，开槽206两侧分别设有竖向导轨203，两竖向导轨203分别与滑块204配合连接，两滑块204之间连接有同步连接块，该同步连接块伸入开槽206内并与升降链条固定连接实现滑块与链条的同步升降；同步链轮机构包括固定于底层框架102中段的驱动电机207，驱动电机207的输出轴上连接有两只同尺寸的主动链轮208，每只主动链轮208分别通过同步链条传动连接有从动链轮209，两从动链轮209的轮轴的另一端分别连接第一链轮210。本发明的链条升降机构中，驱动电机输出轴上两只同尺寸的主动链轮208分别同步驱动两只从动链轮209同速转动，两只同速转动的从动链轮分别带动各自的链轮升降机构实现同步升降运动以带动两升降座的同步升降。本实施例中，固前段分别各设有一套升降机构，每套升降机构的驱动电机均包括一部驱动电机，两驱动电机平行固定于机架中段的底层框上，其输出轴方向互为反向设置分别指向各自的升降机构，这样每只驱动电机的输出轴所其自身驱动的升降机构中的两只从动链轮的距离不对等，因此在距离较远的从动链轮与主动链轮之间又分别设置一随动链轮211，以防止同步链条长度不等造成同步传动误差大的问题。

如图6和图7所示，为便于升降机构中顶层接料的托盘6与下层其它的待用托盘分离，上层框架101对应的托盘两侧配合设有的托持机构，托持机构包括从托盘6外侧向托盘侧缘同步开合的托板组件，托板组件的侧缘与托盘6的侧缘配合夹持，托板组件外侧的上层框架101上固定有夹持气缸501，夹持气缸501伸缩杆的端部与托板组件固定连接。为便于夹持托盘，托板组件包括水平设置的移板502，移板502一端与夹持气缸501连接，移板502另一端垂直设有竖板503，竖板503对应托盘的一侧固定有用于托固托盘6底部侧缘的托板504。本发明的托持机构，托盘6两侧两只同步动作的夹持气缸501，实现托板组件的同步开合，以夹持固定托盘6的两侧缘，便于顶层托盘与下部其它的托盘的分离，以方便满载后的托盘的平移转运。

为便于从另一水平方向限位固定托持机构托固的托盘6，机架1的进出口上侧设有用于顶层托盘外侧壁抵靠的限位挡板507；托板504上侧摆动连接有摆动拉杆505，摆动拉杆505竖直方向的中部与托板504通过支撑轴摆动连接，托板504上连接有一水平设置的小气缸506，摆动拉杆505的上端与小气缸506的伸缩杆转动连接，摆动拉杆505的下端与托盘6配合顶推用于将托盘向限位挡板507方向推动，托盘6与摆动拉杆505配合的部位设有侧开的台阶缺口，台阶缺口靠近限位挡板的侧端与摆动拉杆配合抵靠，摆动拉杆505在小气缸506的推动下摆动使下端与台阶缺口的端部抵靠实现托盘6外侧与限位挡板507抵靠定位，以防止托盘装载工件过程中串动。

如图8所示，为便于实现零件托盘在前后和后段的两升降机构之间平移，机械手包括平移机构，平移机构下侧设有前后两只导杆气缸301，导杆气缸301垂直设置，导杆气缸301下侧的连接端连接有直角推板302，两只导杆气缸301下侧的直角推板302对称设置，直角推板302的水平板端与导杆气缸301下侧的连接端固定连接，直角推板302的垂直端用于推拉待平移的托盘。本实施例中的平移机构包括同一安装高度上设置的两条水平导轨304，水平导轨304上配合设有同步滑块305，两同步滑块305的下侧固定有连接板307，连接板307用于固定连接导杆气缸301，两水平导轨之间设有带轮传动机构，带轮传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和同步齿带306，同步滑块305之间的连接板307上固定有与一侧的同步齿带306固定的随动块306。

本发明的机械手结构，随导杆气缸升降动作的直角托板平移至待平移的托盘的上侧，垂直端从上向下移动时与托盘前侧或后侧的一个竖直侧缘抵靠或钩住，然后平移机构向另一方向平移，拉或推动托盘沿支撑辊轮向另一升降机构的托盘堆放位置平移，然后再返回至前一升降机构，等待执行下次平移动作。这样机械手往返平移两次，完成一只托盘从上料侧的升降机构平移至下料侧的升降机构上，每个单次行程，可以平移两个单程的行程，实现平移机构行程短，精度高，便于控制。

本发明的理盘机工作时，以前段的升降机构内的空托盘对应上料侧，后段的升降机构的满载托盘对应下料侧为例进行说明。首先将升降座201降至支撑底框202最低，通过托盘运送车将若干层叠置的空托盘运送至上料侧的升降机构内，升降座201上升一定的高度，两侧的支撑底框202将底层的托盘托起，同时带动各层托盘上升，使托盘支撑在升降机构的升降座201上，然后通过驱动电机207的驱动，升降座201向上提升，使顶层托盘升至设定的高度，为便于监测顶层托盘到达的高度，在上层框架101上预先设置的位置传感器可以监测到顶层的托盘到达的高度，当顶层的托盘与位置传感器接触时，驱动电机207停止运行，托盘停止升高，此时，托持机构的两夹持气缸501动作，使托板504从两侧托持夹固顶层的托盘6，升降机构再次动作，下降大约一层托盘的高度，使顶层托盘与其它托盘分离，然后小气缸506动作，使摆动拉杆505摆动，以推动托盘与限位挡板507抵靠锁固，此时，顶层的托盘平稳的停止于接料位置，等待接收生产线输送来的牙刷工件接序接放；当托盘满载后，机械手动作，机械手平移机构平移至前侧的直角托板302正对待平移的托盘侧缘的上方，导杆气缸301向下动作，使直角托板钩住托盘内侧缘，然后平移机构沿水平导轨303向另一侧的升降机构平移半程；同时，上料侧的升降机构再次上升当前顶层的托盘至设定的高度，进行下一层托盘的升提，夹持和限位抵靠锁固 ，使当前的顶层托盘等待装料；装满后，机械手动作，使前侧的直角托板对准当前顶层满载托盘的侧缘，此位置时，后侧的直角托板的垂直端正对前一半程平移的托盘的侧缘，两导杆气缸同步下降，分别与前后两托盘的对应和侧缘钩住，平移机构再次动作继续将两托盘向下料侧的升降机构平移半程，经此半程平移结束，后侧的托盘平移至后段下料侧的升降机构的托盘叠放位置，此时如果之前已经叠放一定数量的托盘，将继续叠放，叠一层升降机构对应下降一层。通过上述连续不断的工作过程，上料侧的升降机构逐层将空托盘上升进行接料，然后通过机械手平移至下料侧的升降机构逐层叠放下降，直至下料侧升降机构降至最下限位置，托盘叠至上限高度，通过运送车将满载叠置的托盘转运至其它工序位置。

Claims (10)

1.一种理盘机，包括机架，所述机架包括底层框架和上层框架，所述底层框架和上层框架之间分为前段、中段和后段并分别通过若干立柱支撑，其特征在于，所述前段和后段分别设有用于提升和下降托盘的升降机构，所述升降机构分别用于逐层提升和下降多层叠置的托盘，所述上层框架对应的中段设有便于平移两升降机构的最上层的托盘的支撑辊轮，所述支撑辊轮的上侧设有用于平移托盘的机械手，所述机架的前段的前侧和后段的后侧设有便于托盘运送车进出的进出口。

2.根据权利要求1所述理盘机，其特征在于，每套所述升降机构包括：托盘两平行的外侧设置的两只同步升降的升降座，所述升降座相向的内侧分别连接用于支撑最下层的托盘两侧的支撑底框，所述升降座的外侧分别固定有滑块导轨机构，每组滑块导轨机构分别通过链条机构驱动，两组链条机构分别通过同步链轮机构驱动实现同步升降； 所述升降机构顶侧和底侧的机架上分别设有用于检测托盘上限位置和下限位置的位置传感器。

3.根据权利要求2所述的理盘机，其特征在于，所述链条机构包括垂直设置的链条盒，所述链条盒的底侧设有第一链轮，链条盒的顶侧设有第二链轮，所述第一链轮和第一链轮之间连接有与导轨平行的升降链条，所述链条盒对应滑块导轨一侧的侧壁配合设有竖向的开槽，所述开槽两侧分别设有竖向导轨，两竖向导轨分别与滑块配合连接，两滑块之间连接有同步连接块，所述同步连接块伸入开槽内并与升降链条固定连接实现同步升降；所述同步链轮机构包括固定于底层框架中段的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有两只同尺寸的主动链轮，每个所述主动链轮分别通过同步链条传动连接有从动链轮，两从动链轮的轮轴的另一端分别连接所述第一链轮。

4.根据权利要求3所述的理盘机，其特征在于，每套所述升降机构的驱动电机平行固定于机架中段的底层框上，两驱动电机的输出轴互为反向设置分别指向各自的升降机构。

5.根据权利要求2所述的理盘机，其特征在于，所述上层框架对应的托盘两侧配合设有的托持机构，所述托持机构包括从托盘外侧向托盘侧缘同步开合的托板组件，所述托板组件的侧缘与托盘的侧缘配合夹持，所述托板组件外侧的上层框架上固定有夹持气缸，所述夹持气缸伸缩杆的端部与托板组件固定连接。

6.根据权利要求5所述的理盘机，其特征在于，所述托板组件包括水平设置的移板，所述移板一端与夹持气缸连接，移板另一端垂直设有竖板，所述竖板对应托盘的一侧固定有用于托固托盘底部侧缘的托板。

7.根据权利要求6所述的理盘机，其特征在于，所述机架的进出口上侧设有用于顶层托盘外侧壁抵靠的限位挡板；所述托板上侧连接有摆动拉杆，所述摆动拉杆竖直方向的中部与托板通过支撑轴摆动连接，所述托板上连接有小气缸，所述摆动拉杆的上端与小气缸的伸缩杆转动连接，所述摆动拉杆的下端与托盘配合顶推用于将托盘向限位挡板方向推动，所述托盘与摆动拉杆配合的部位设有侧开的台阶缺口，所述台阶缺口靠近限位挡板的侧端与摆动拉杆配合抵靠，所述摆动拉杆在小气缸的推动下摆动使下端与台阶缺口的端部抵靠实现托盘外侧与限位挡板抵靠定位。

8.根据权利要求1所述的理盘机，其特征在于，所述机械手包括平移机构，所述平移机构下侧设有前后两只导杆气缸，所述升降气缸垂直设置，所述导杆气缸下侧的连接端连接有直角推板，两只导杆气缸下侧的直角推板前后对称设置，所述直角推板的水平板端与导杆气缸下侧的连接端固定连接，所述直角推板的垂直端用于推拉待平移的托盘。

9.根据权利要求8所述的理盘机，其特征在于，所述平移机构包括同一安装高度上设置的两条水平导轨，所述水平导轨上配合设有同步滑块，两同步滑块的下侧固定有连接板，所述连接板用于固定连接所述导杆气缸，两水平导轨之间设有带轮传动机构，所述带轮传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和同步齿带，所述同步滑块之间的连接板上固定有与一侧的同步齿带固定的随动块。

10.根据权利要求8所述的理盘机，其特征在于，所述机械手的平移机构前后往返平移两次完成托盘从前段的升降机构向后段升降机构一次全程平移，前侧的直角推板的垂直端位于前侧用于托盘前半程的平移，后侧的直角推板的垂直端位于后侧用于托盘后半程的平移。

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