CN110803523A - 板材自动码垛机 - Google Patents

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CN110803523A CN201911117018.9A CN201911117018A CN110803523A CN 110803523 A CN110803523 A CN 110803523A CN 201911117018 A CN201911117018 A CN 201911117018A CN 110803523 A CN110803523 A CN 110803523A
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邵耀东
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Abstract

本发明公开了板材自动码垛机，属于码垛机领域，板材自动码垛机，包括固定立柱与控制台，所述控制台固定安装于固定立柱的右侧，所述固定立柱的底部固定安装有转向器，所述转向器的正面固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与转向器的输入轴固定连接，所述固定立柱内部固定安装有两个传动升降装置，两个所述传动升降装置相对一侧的底部均贯穿固定立柱并分别与转向器的两个输出轴固定连接。本发明，相对与现有的板材码垛机，占地空间小，厂房利用率高，使用安全性高，全新设计使机械手前后移动的速度加快、码垛速度更快更平稳，该装置的制作成本降低，有利于大面积推广，降低对使用工厂维护人员的技能要求，降低后期维护成本。

Description

板材自动码垛机
技术领域
本发明涉及码垛机领域，更具体地说，涉及板材自动码垛机。
背景技术
码垛机是将已装入容器的纸箱，按一定排列码放在托盘、栈板(木质、塑胶)上，进行自动堆码，可堆码多层，然后推出，便于叉车运至仓库储存，本设备采用PLC+触摸屏控制，实现智能化操作管理，简便、易掌握，可大大地减少劳动力和降低劳动强度。码垛机是输送机输送来的料袋、纸箱或是其它包装材料按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠成垛，并将成垛的物料进行输送的设备。
现在市面上的板材码垛设备主要两种结构：一种是横梁框架结构，机械抓手在固定横梁上前后和上下移动以达到码垛的目的；第二种：是悬臂伸缩结构，机械手安装于可以伸缩的悬臂上，这样实现机械手前后移动，悬臂同时可以在立柱上上下移动，以此实现机械手的上下移动，主要问题是：第一种结构：占地面积大，板材码垛完成后叉车移动整垛板材不方便，另外也使厂房布局难度加大，厂房面积利用率低；第二种结构：成本高，移动时速度慢，上下移动的手臂长特别是设备后部占地空间大，有安全隐患，故而提出了板材自动码垛机来解决上述问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供板材自动码垛机，具备体积更小、效率更快与制作维护成本低的优点，解决了占地面积大，板材码垛完成后叉车移动整垛板材不方便，另外也使厂房布局难度加大，厂房面积利用率低与成本高，移动时速度慢，上下移动的手臂长特别是设备后部占地空间大，有安全隐患的问题。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
板材自动码垛机，包括固定立柱与控制台，所述控制台固定安装于固定立柱的右侧，所述固定立柱的底部固定安装有转向器，所述转向器的正面固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与转向器的输入轴固定连接，所述固定立柱内部固定安装有两个传动升降装置，两个所述传动升降装置相对一侧的底部均贯穿固定立柱并分别与转向器的两个输出轴固定连接，所述固定立柱的正面开设有两个条形通槽，两个所述条形通槽均与固定立柱的内部相连通，所述固定立柱的正面设置有两个升降臂，两个所述升降臂背面的一端分别通过两个条形通槽延伸至固定立柱的内部并与两个传动升降装置固定连接，两个升降臂的底部均固定安装有电缸，两个所述升降臂正面的一端均铰接有两个动摆臂，两个所述电缸的推进杆分别与正面的两个动摆臂铰接，四个所述动摆臂之间的底部铰接有夹持架，所述夹持架的底部固定安装有两排等距离排列的吸盘，所述夹持架的底部滑动连接有两个夹爪，两个所述夹爪分别位于两排吸盘相远离的一侧，所述固定立柱的正面固定安装有滚筒输送机，所述控制台输出端与伺服电机、电缸及滚筒输送机的输入端电性连接，所述控制台上安装有PLC控制器，所述PLC控制器与伺服电机、电缸及滚筒输送机均通过导线电性连接。
优选的，所述传动升降装置包括两个传动齿轮，所述转向器的左右两个输出轴分别与两个传动齿轮固定连接，两个所述传动齿轮均位于固定立柱的内部并与固定立柱的内壁转动连接，两个所述传动齿轮之间传动连接有导轨皮带的正面固定连接有定位滑块，两个所述升降臂背面的一端均与定位滑块固定连接。
优选的，两个所述升降臂之间固定连接有两个支撑杆，四个所述动摆臂分别通过两个支撑杆与升降臂铰接，两个所述支撑杆之间固定安装有传感器，所述传感器与PLC控制器通过导线电性连接。
优选的，所述夹持架包含有两个骨架，两个所述骨架之间固定连接有两个平衡杆，四个所述动摆臂的底部分别通过两个平衡杆与骨架铰接。
优选的，两个所述支撑杆与两个平衡杆之间相互平行。
优选的，两个所述骨架的底部均开设有滑轨，两个所述滑轨的内部滑动连接有滑块，所述夹爪的顶部与滑块固定连接。
优选的，所述滑块的内部固定安装有马达，所述滑块的底部转动连接有两个齿轮，两个所述齿轮的底部均与滑轨的内底壁啮合，所述马达的输出轴贯穿滑块并与右侧齿轮固定连接。
优选的，所述PLC控制器与马达通过导线电性连接。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案，通过控制台上的PLC控制器控制滚筒输送机工作转动，当板材被滚筒输送机输送至夹持架的底部时，PLC控制器控制伺服电机转动并让夹爪分开，从而通过转向器与传动升降装置配合带动升降臂向下移动直至夹持架底部的吸盘与板材接触，由于吸盘为真空吸盘，可与外部的真空机进行连接，进而起到对板材吸附的效果，然后夹爪向板材靠近直至夹紧后，伺服电机反向转动，带动板材上升一定距离后电缸通电将动摆臂向外侧推动，由于动摆臂的底部与夹持架铰接，并且升降臂只能够上下移动，从而使得夹持架向正面移动，当移动到最大位置时，伺服电机转动带动夹持架下移，然后夹爪远离板材，吸盘与板材脱离，板材受重力下落到码垛位置，实现板材的自动码垛效果，相对与现有的板材码垛机，占地空间小，厂房利用率高，使用安全性高，全新设计使机械手前后移动的速度加快、码垛速度更快更平稳，该装置的制作成本降低，有利于大面积推广，降低对使用工厂维护人员的技能要求，配件也通用易购，降低后期维护成本。
(2)本方案，通过传动齿轮与转向器的输出轴固定连接，使得伺服电机通电转动时能够带动底部的两个传动齿轮转动，由于顶部的两个与底部的两个传动齿轮之间传动连接有导轨皮带，让传动齿轮能够带动导轨皮带转动，进而带动导轨皮带上的定位滑块上下移动，从而调节升降臂的高度。
(3)本方案，通过两个支撑杆，分别限制四个动摆臂的运动，保证升降臂与夹持架之间的结构稳定，并且两个支撑杆之间的传感器能够检测底部滚筒输送机上的板材，给予PLC控制器开始工作的信号，实现自动化工作的效果。
(4)本方案，两个平衡杆进一步限制动摆臂与骨架之间的位置，进而让升降臂与夹持架之间形成稳定周长的平行四边形，方便夹持架在升降臂底部移动的同时，确保夹持架与升降臂一样在水平面平行，确保夹持板材的平稳度，增加使用安全性能，提高码垛效率。
(5)本方案，两个所述支撑杆与两个平衡杆之间相互平行，使的平行四边形的形状会根据电缸的运作推动程度来控制，结构简单，制作成本降低，有利于大面积推广，降低对使用工厂维护人员的技能要求，配件也通用易购，降低后期维护成本。
(6)本方案，夹爪通过滑块与滑轨的滑动配合，使的夹爪能够在骨架的底部滑动，便于夹爪对板材的夹持操作。
(7)本方案，当需要对板材夹持时，马达的输出轴带动右侧的齿轮转动，由于齿轮的底部与滑轨的内底壁啮合，从而让滑块带动夹爪向板材靠近或者远离。
(8)本方案，通过PLC控制器方便能够控制马达的转动。进而与其他电器协同工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的后视结构示意图；
图3为本发明夹爪与滑块的正视剖视结构示意图；
图4为本发明的后视剖视结构示意图；
图5为本发明固定立柱的正视剖视结构示意图。
图中标号说明：
1、固定立柱；2、转向器；3、伺服电机；4、传动升降装置；41、传动齿轮；42、导轨皮带；43、定位滑块；5、升降臂；6、条形通槽；7、电缸；8、动摆臂；9、夹持架；10、吸盘；11、夹爪；12、滚筒输送机；13、控制台；131、PLC控制器；14、支撑杆；15、传感器；16、骨架；17、平衡杆；18、滑轨；19、滑块；191、马达；192、齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-5，板材自动码垛机，包括固定立柱1与控制台13，控制台13固定安装于固定立柱1的右侧，固定立柱1的底部固定安装有转向器2，转向器2的正面固定安装有伺服电机3，伺服电机3的输出轴与转向器2的输入轴固定连接，固定立柱1内部固定安装有两个传动升降装置4，两个传动升降装置4相对一侧的底部均贯穿固定立柱1并分别与转向器2的两个输出轴固定连接，固定立柱1的正面开设有两个条形通槽6，两个条形通槽6均与固定立柱1的内部相连通，固定立柱1的正面设置有两个升降臂5，两个升降臂5背面的一端分别通过两个条形通槽6延伸至固定立柱1的内部并与两个传动升降装置4固定连接，两个升降臂5的底部均固定安装有电缸7，两个升降臂5正面的一端均铰接有两个动摆臂8，两个电缸7的推进杆分别与正面的两个动摆臂8铰接，四个动摆臂8之间的底部铰接有夹持架9，夹持架9的底部固定安装有两排等距离排列的吸盘10，夹持架9的底部滑动连接有两个夹爪11，两个夹爪11分别位于两排吸盘10相远离的一侧，固定立柱1的正面固定安装有滚筒输送机12，控制台13输出端与伺服电机3、电缸7及滚筒输送机12的输入端电性连接，控制台13上安装有PLC控制器131，PLC控制器131与伺服电机3、电缸7及滚筒输送机12均通过导线电性连接，通过控制台13上的PLC控制器131控制滚筒输送机12工作转动，当板材被滚筒输送机12输送至夹持架9的底部时，PLC控制器131控制伺服电机3转动并让夹爪11分开，从而通过转向器2与传动升降装置4配合带动升降臂5向下移动直至夹持架9底部的吸盘10与板材接触，由于吸盘10为真空吸盘，可与外部的真空机进行连接，进而起到对板材吸附的效果，然后夹爪11向板材靠近直至夹紧后，伺服电机3反向转动，带动板材上升一定距离后电缸7通电将动摆臂8向外侧推动，由于动摆臂8的底部与夹持架9铰接，并且升降臂5只能够上下移动，从而使得夹持架9向正面移动，当移动到最大位置时，伺服电机3转动带动夹持架9下移，然后夹爪11远离板材，吸盘10与板材脱离，板材受重力下落到码垛位置，实现板材的自动码垛效果，相对与现有的板材码垛机，占地空间小，厂房利用率高，使用安全性高，全新设计使机械手前后移动的速度加快、码垛速度更快更平稳，该装置的制作成本降低，有利于大面积推广，降低对使用工厂维护人员的技能要求，配件也通用易购，降低后期维护成本。
进一步的，传动升降装置4包括两个传动齿轮41，转向器2的左右两个输出轴分别与两个传动齿轮41固定连接，两个传动齿轮41均位于固定立柱1的内部并与固定立柱1的内壁转动连接，两个传动齿轮41之间传动连接有导轨皮带42的正面固定连接有定位滑块43，两个升降臂5背面的一端均与定位滑块43固定连接，通过传动齿轮41与转向器2的输出轴固定连接，使得伺服电机3通电转动时能够带动底部的两个传动齿轮41转动，由于顶部的两个与底部的两个传动齿轮41之间传动连接有导轨皮带42，让传动齿轮41能够带动导轨皮带42转动，进而带动导轨皮带42上的定位滑块43上下移动，从而调节升降臂5的高度。
进一步的，两个升降臂5之间固定连接有两个支撑杆14，四个动摆臂8分别通过两个支撑杆14与升降臂5铰接，两个支撑杆14之间固定安装有传感器15，传感器15与PLC控制器131通过导线电性连接，通过两个支撑杆14，分别限制四个动摆臂8的运动，保证升降臂5与夹持架9之间的结构稳定，并且两个支撑杆14之间的传感器15能够检测底部滚筒输送机12上的板材，给予PLC控制器131开始工作的信号，实现自动化工作的效果。
进一步的，夹持架9包含有两个骨架16，两个骨架16之间固定连接有两个平衡杆17，四个动摆臂8的底部分别通过两个平衡杆17与骨架16铰接，两个平衡杆17进一步限制动摆臂8与骨架16之间的位置，进而让升降臂5与夹持架9之间形成稳定周长的平行四边形，方便夹持架9在升降臂5底部移动的同时，确保夹持架9与升降臂5一样在水平面平行，确保夹持板材的平稳度，增加使用安全性能，提高码垛效率。
进一步的，两个支撑杆14与两个平衡杆17之间相互平行，两个支撑杆14与两个平衡杆17之间相互平行，使的平行四边形的形状会根据电缸7的运作推动程度来控制，结构简单，制作成本降低，有利于大面积推广，降低对使用工厂维护人员的技能要求，配件也通用易购，降低后期维护成本。
进一步的，两个骨架16的底部均开设有滑轨18，两个滑轨18的内部滑动连接有滑块19，夹爪11的顶部与滑块19固定连接，夹爪11通过滑块19与滑轨18的滑动配合，使的夹爪11能够在骨架16的底部滑动，便于夹爪11对板材的夹持操作。
进一步的，滑块19的内部固定安装有马达191，滑块19的底部转动连接有两个齿轮192，两个齿轮192的底部均与滑轨18的内底壁啮合，马达191的输出轴贯穿滑块19并与右侧齿轮192固定连接，当需要对板材夹持时，马达191的输出轴带动右侧的齿轮192转动，由于齿轮192的底部与滑轨18的内底壁啮合，从而让滑块19带动夹爪11向板材靠近或者远离。
进一步的，PLC控制器131与马达191通过导线电性连接，通过PLC控制器131方便能够控制马达191的转动。进而与其他电器协同工作。
该伺服电机3的型号为NSP-1500-2.2/3.7，该转向器2的型号为T6-1:1-ILR0-B，该电缸7的型号为DDG10-R，该PLC控制器131的型号为，该吸盘10的型号为SSURY，该马达191的型号为JT-RS540，该传感器15的型号为AHBC-LTA，其他符合本实施例使用的电器元件均可，上述电子元件均与外界电源和控制开关连接使用，其具体的电路连接方式以及使用方法均是常用公开的技术，在此就不进行过多赘述。
工作原理：通过控制台13上的PLC控制器131控制滚筒输送机12工作转动，当板材被滚筒输送机12输送至夹持架9的底部时，PLC控制器131控制伺服电机3转动并让夹爪11分开，通过传动齿轮41与转向器2的输出轴固定连接，使得伺服电机3通电转动时能够带动底部的两个传动齿轮41转动，由于顶部的两个与底部的两个传动齿轮41之间传动连接有导轨皮带42，让传动齿轮41能够带动导轨皮带42转动，进而带动导轨皮带42上的定位滑块43上下移动，从而调节升降臂5的高度，带动升降臂5向下移动直至夹持架9底部的吸盘10与板材接触，由于吸盘10为真空吸盘，可与外部的真空机进行连接，进而起到对板材吸附的效果，然后夹爪11向板材靠近直至夹紧后，伺服电机3反向转动，带动板材上升一定距离后电缸7通电将动摆臂8向外侧推动，通过两个平衡杆17进一步限制动摆臂8与骨架16之间的位置，进而让升降臂5与夹持架9之间形成稳定周长的平行四边形，方便夹持架9在升降臂5底部移动的同时，确保夹持架9与升降臂5一样在水平面平行，同时两个支撑杆14与两个平衡杆17之间相互平行，使的平行四边形的形状会根据电缸7的运作推动程度来控制，从而使得夹持架9向正面移动，当移动到最大位置时，伺服电机3转动带动夹持架9下移，然后夹爪11远离板材，吸盘10与板材脱离，板材受重力下落到码垛位置，实现板材的自动码垛效果，相对与现有的板材码垛机，占地空间小，厂房利用率高，使用安全性高，全新设计使机械手前后移动的速度加快、码垛速度更快更平稳，该装置的制作成本降低，有利于大面积推广，降低对使用工厂维护人员的技能要求，配件也通用易购，降低后期维护成本。
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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.板材自动码垛机，包括固定立柱(1)与控制台(13)，所述控制台(13)固定安装于固定立柱(1)的右侧，其特征在于：所述固定立柱(1)的底部固定安装有转向器(2)，所述转向器(2)的正面固定安装有伺服电机(3)，所述伺服电机(3)的输出轴与转向器(2)的输入轴固定连接，所述固定立柱(1)内部固定安装有两个传动升降装置(4)，两个所述传动升降装置(4)相对一侧的底部均贯穿固定立柱(1)并分别与转向器(2)的两个输出轴固定连接，所述固定立柱(1)的正面开设有两个条形通槽(6)，两个所述条形通槽(6)均与固定立柱(1)的内部相连通，所述固定立柱(1)的正面设置有两个升降臂(5)，两个所述升降臂(5)背面的一端分别通过两个条形通槽(6)延伸至固定立柱(1)的内部并与两个传动升降装置(4)固定连接，两个升降臂(5)的底部均固定安装有电缸(7)，两个所述升降臂(5)正面的一端均铰接有两个动摆臂(8)，两个所述电缸(7)的推进杆分别与正面的两个动摆臂(8)铰接，四个所述动摆臂(8)之间的底部铰接有夹持架(9)，所述夹持架(9)的底部固定安装有两排等距离排列的吸盘(10)，所述夹持架(9)的底部滑动连接有两个夹爪(11)，两个所述夹爪(11)分别位于两排吸盘(10)相远离的一侧，所述固定立柱(1)的正面固定安装有滚筒输送机(12)，所述控制台(13)输出端与伺服电机(3)、电缸(7)及滚筒输送机(12)的输入端电性连接，所述控制台(13)上安装有PLC控制器(131)，所述PLC控制器(131)与伺服电机(3)、电缸(7)及滚筒输送机(12)均通过导线电性连接。
2.根据权利要求1所述的板材自动码垛机，其特征在于：所述传动升降装置(4)包括两个传动齿轮(41)，所述转向器(2)的左右两个输出轴分别与两个传动齿轮(41)固定连接，两个所述传动齿轮(41)均位于固定立柱(1)的内部并与固定立柱(1)的内壁转动连接，两个所述传动齿轮(41)之间传动连接有导轨皮带(42)的正面固定连接有定位滑块(43)，两个所述升降臂(5)背面的一端均与定位滑块(43)固定连接。
3.根据权利要求1所述的板材自动码垛机，其特征在于：两个所述升降臂(5)之间固定连接有两个支撑杆(14)，四个所述动摆臂(8)分别通过两个支撑杆(14)与升降臂(5)铰接，两个所述支撑杆(14)之间固定安装有传感器(15)，所述传感器(15)与PLC控制器(131)通过导线电性连接。
4.根据权利要求1所述的板材自动码垛机，其特征在于：所述夹持架(9)包含有两个骨架(16)，两个所述骨架(16)之间固定连接有两个平衡杆(17)，四个所述动摆臂(8)的底部分别通过两个平衡杆(17)与骨架(16)铰接。
5.根据权利要求3或4所述的板材自动码垛机，其特征在于：两个所述支撑杆(14)与两个平衡杆(17)之间相互平行。
6.根据权利要求4所述的板材自动码垛机，其特征在于：两个所述骨架(16)的底部均开设有滑轨(18)，两个所述滑轨(18)的内部滑动连接有滑块(19)，所述夹爪(11)的顶部与滑块(19)固定连接。
7.根据权利要求6所述的板材自动码垛机，其特征在于：所述滑块(19)的内部固定安装有马达(191)，所述滑块(19)的底部转动连接有两个齿轮(192)，两个所述齿轮(192)的底部均与滑轨(18)的内底壁啮合，所述马达(191)的输出轴贯穿滑块(19)并与右侧齿轮(192)固定连接。
8.根据权利要求7所述的板材自动码垛机，其特征在于：所述PLC控制器(131)与马达(191)通过导线电性连接。
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