CN111099373A - 一种宽适应性旋转编组机 - Google Patents

Abstract

一种宽适应性旋转编组机，包括旋转机架，以及由上而下依次设置在旋转机架上的旋转驱动装置、旋转体和皮带输送机，旋转体通过传动轴与驱动装置相连，在驱动装置的带动下旋转；皮带输送机将待编组产品移动至旋转体下方，旋转驱动装置驱动旋转体带动待编组产品旋转90度或180度进行编组；所述旋转体包括旋转体本体、以及设置在旋转本体上的正反丝杠、左支架、右支架、气缸、转轴、摆臂和同步带；本装置通过调节正反丝杠带动左右支架靠近或偏移以使编组机可以调整抱夹宽度以适应多种产品的宽度，大大提高了编组机对产品宽度变化的适应性，提高了码垛作业的效率和柔性。

Description

一种宽适应性旋转编组机

技术领域

本发明属于码垛输送设备技术领域，尤其涉及一种宽适应性旋转编组机。

背景技术

随着社会和科技的快速发展，各行各业追求高速化、高效率、多形式化、多品种化。同样的，在现当今的机器人码垛作业中也是追求高速化，货物种类多样化。

现有的编组机结构一般是类似专利“一种袋类包装搬运码垛机器人手部”(申请号：CN200610113033.2)所提供的手部结构，包括左右夹板、压袋机构，安装在所述左、右夹板上的驱动元件与移动凸轮滑块机构和四杆机构一起组成手指开合机构，控制机器人手指的开合，手指闭合时所述移动凸轮滑块机构处于自锁状态；旋向相反的左、右两个丝杠自动调节左、右夹板上之间的距离，完成不同大小规格包装袋的搬运码垛任务。然而这种结构自动化程度低，无法适应不同宽度的产品的编组工作。

发明专利“一种串并联四自由度搬运码垛机器人”(申请号：CN201410348473.0)提供了具有四自由度运动能力的机器人和抓手，实现了旋转、压包和编组的功能。

发明专利“码垛机器人”(申请号：CN200810200400.1)提供了对袋类包装的码垛装置，包括手腕、手臂机构、手腕姿态调节机构、机架、伺服驱动系统、底座及袋抓手。本发明的核心在于其袋抓手的结构，该袋抓手包括顶板、平行导轨、左右支板、手指机构及压板机构。平行导轨和左右支板构成一矩形框架。手指机构由左右两对称机构构成，其中一侧包括若干L形手指、若干连接杆、一对轴承架及旋转轴。该些L形手指平行固定于该些连接杆上，该对轴承架固定在连接杆上，旋转轴设置在轴承架间。左右支板上还分别固定有气缸，且其活塞杆端连接至所述旋转轴。压板机构由垂直气缸和压板构成。该码垛机器人可以承受更大的重量，且对于抓取置于平地上的袋类包装也十分轻松。

然而，目前的码垛设备中还没有能够一台编组机满足多品种化，即一台编组输送机无法适应多种产品宽度，这对于码垛的作业的高速化和货物种类必然是极大的阻碍，影响机器人码垛作业的效率和柔性。

发明内容

为解决现有技术的所述问题，本发明提供一种宽适应性旋转编组机。技术方案如下所述：

所述旋转编组机包括旋转机架，以及在旋转机架上由上而下依次设置的旋转驱动装置、旋转体和皮带输送机，旋转体通过传动轴与旋转驱动装置相连，在旋转驱动装置的带动下旋转；皮带输送机将待编组产品移动至旋转体下方，旋转驱动装置驱动旋转体带动待编组产品旋转90度或180度进行编组；

所述旋转体包括旋转体本体、以及设置在旋转本体上的正反丝杠、左支架、右支架、气缸、转轴、摆臂和同步带；

所述旋转体本体通过连接法兰与旋转驱动装置的传动轴相连，正反丝杠为互相平行的两根，每根正反丝杠两端分别通过轴承安装在旋转体本体上；

所述正反丝杠带动左支架和右支架同步相互靠近或远离。

优选地，两根丝杠通过同步带使两者连接在一起，实现两根丝杠同步转动。

优选地，同一端的两根丝杠上分别固定一个同步带轮，同步带套在两个同步带轮上，同步带通过同步带轮带动两根丝杠同步同向转动。

优选地，每根正反丝杠上分别设置两个丝母座，一个丝母座与丝杠的正丝啮合，另一个丝母座与丝杠的反丝啮合；所述丝母座设置于同一根丝杠上两个轴承内侧；所述左支架与右支架分别安装在同一侧不同丝杠上的两个丝母座上；在旋转体本体的侧壁上设置横向的滑槽，所述左支架与右支架的顶部设置移动座，所述移动座上设置垂直穿过滑槽的横杆或者滚轮，横杆或滚轮沿滑槽横向移动，当丝母座带动左支架或右支架左右移动时，移动座和滑槽的组合起到控制移动方向和分担支架重量的作用。

优选地，所述左支架与右支架上分别固定设置安装座，两个左安装座之间纵向设置转轴，两个右安装座之间纵向设置转轴。

进一步地，所述转轴分别通过菱形轴承安装在左支架、右支架的安装座上。

优选地，所述气缸有两个，气缸尾部分别连接至左支架或右支架上，头部分别通过连杆连接至转轴上，连杆通过胀紧套与转轴连接；所述摆臂有两个，分别通过胀紧套连接至转轴上，保证摆臂随同一根转轴上的连杆摆动。

具体的，所述旋转驱动装置为正反转电机。

优选的，以旋转驱动装置的传动轴为中心，所述左支架与右支架为中心对称设置；两个所述气缸为中心对称设置。

优选的，皮带输送机包括前端的主动辊筒、后端的从动辊筒和输送皮带，主动辊筒通过皮带带动从动辊筒旋转，驱动方式为电机驱动；可调节前后两个辊筒的相对位置张紧皮带。

优选的，所述旋转编组机还包括PLC控制器和设置于皮带输送机上的光电检测开关，所述PLC控制器分别与旋转驱动装置、气缸和皮带输送机上的光电检测开关连接，PLC控制器接收光电检测开关的信号、控制皮带输送机输送工作启停、气缸的伸缩、以及旋转驱动装置的运行。皮带输送产品到位后，由光电检测开关检测其到位后将信号传输给PLC，PLC发出指令皮带输送机停止运转输送；随后发出气缸动作指令，摆臂抱夹住产品，驱动装置带动旋转体旋转90°或180°改变方向；随后摆臂打开，输送机电机启动，继续向后输送。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的旋转编组机通过巧妙的设计可适应多种产品宽度的旋转编组机，使编组机可以调整抱夹宽度以适应多种产品的宽度，大大提高了编组机对产品宽度变化的适应性，提高了码垛作业的效率和柔性。

(2)本装置结构清晰、布局合理，生产制造方便，实用性强，填补了不能适应多种产品宽度编组的空白。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明提供的一种宽适应性旋转编组机的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种宽适应性旋转编组机的主视图；

图3为本发明提供一种宽适应性旋转编组机中旋转体的仰视图；

图4为旋转体的主视图；

图5为旋转体的侧视图。

其中，1-旋转驱动装置，2-连接法兰，3-同步带，4-正反丝杠，5-丝母座，6-左支架，7-转轴，8-旋转机架，9-旋转体本体，10-气缸，11-右支架，12-摆臂，13-待编组产品，14-皮带输送机，31-同步带轮，41-带菱形座轴承，61-左安装座，91-滑槽，92-移动座，101-连杆，111-右安装座。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”以及类似的表述只是为了说明的目的，以阐述装置中各组件在图中的相对位置，并不限定本装置实际应用的方向。

本发明中使用到的正反丝杠即为正反牙双向丝杠，一端是左旋螺牙、另一端为右旋螺牙，一根正反丝杠上的两个螺母能实现同时相反方向的运动。

一种宽适应性旋转编组机，如图1和图2所示，包括旋转机架8，以及在旋转机架8上由上而下依次设置的旋转驱动装置1、旋转体和皮带输送机14，旋转体通过传动轴与驱动装置1相连，在驱动装置的带动下旋转。

待编组产品随皮带输送机移动，当产品移动至旋转体下方时，旋转体带动待编组产品旋转90度或180度进行编组。

具体地，如图2和图3所示，所述旋转体包括旋转体本体9、正反丝杠4、丝母座5、左支架6、右支架11、气缸10、转轴7、摆臂12和同步带3。所述同步带3有一条，通过同步轮与两根正反丝杠相连，使两根正反丝杠实现同步同向转动。

所述旋转体本体9安装在连接法兰2上与传动轴相连，正反丝杠4为互相平行的两根，每根正反丝杠4两端分别通过带菱形座轴承41安装在旋转体本体9上，两根丝杠4的同一端分别固定一个同步带轮31，同步带3套在两个同步带轮上，同步带通过同步带轮带动两根丝杠同步同向转动；每根正反丝杠4上分别设置两个丝母座5，一个与丝杠的正丝啮合，另一个与丝杠的反丝啮合；所述丝母座设置于同一根丝杠上两个轴承内侧。所述丝母座5共有四个，两个一组分别安装在两根正反丝杠4上，通过丝杠的正反转动使两个丝母座靠近或远离。丝母座5通过螺钉与左支架6或右支架11相连接。所述左支架6与右支架11分别安装在同一侧不同丝杠上的两个丝母座5上，在旋转体本体9的侧壁上设置横向的滑槽91，所述左支架与右支架的顶部设置移动座92，所述移动座上设置垂直穿过滑槽的横杆或者滚轮，横杆或滚轮沿滑槽横向移动，当丝母座带动左支架或右支架左右移动时，移动座和滑槽的组合起到控制移动方向和分担支架重量的作用。

所述左支架6与右支架11上分别固定设置两个左安装座61和两个右安装座111，两个左安装座61之间纵向设置转轴7，两个右安装座111之间纵向设置转轴，转轴7通过菱形轴承安装在左、右支架的安装座上。

所述气缸10有两个，其尾部分别铰接至左支架和右支架上，头部分别通过连杆101连接至转轴7上，连杆通过胀紧套与转轴7连接，所述摆臂12有两个，分别通过胀紧套连接至转轴7上，保证摆臂12随同一根转轴7上的连杆摆动。

具体的，所述旋转驱动装置1为正反转电机。

作为一个优选的实施例，所述左支架与右支架为中心对称设置；两个所述气缸为中心对称设置，保证气缸驱动的摆臂夹紧动作左右平衡。

皮带输送机14为水平皮带输送，包括前端的主动辊筒、后端的从动辊筒和输送皮带，主动辊筒带动皮带旋转，驱动方式为电机驱动；可调节前后两个辊筒的相对位置张紧皮带。

所述旋转编组机还包括PLC控制器和设置于皮带输送机上的光电检测开关，所述光电检测开关利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测待编组产品是否到达预定位置，其设置位置根据实际应用确定，可以安装于旋转体正下方平面上皮带输送机的两侧，所述PLC控制器分别与旋转驱动装置、气缸和皮带输送机上的光电检测开关连接，PLC控制器接收光电检测开关的信号、控制皮带输送机输送工作启停、气缸的伸缩、以及旋转驱动装置的运行。皮带输送产品到位后，由光电检测开关检测其到位后将信号传输给PLC，PLC发出指令皮带输送机停止运转输送；随后发出气缸动作指令，摆臂抱夹住产品，旋转驱动装置带动旋转体旋转90°或180°改变方向；随后摆臂打开，输送机电机启动，继续向后输送。具体的，本实施例中使用的PLC控制器为西门子生产的SIMATICS7-1200可编程控制器。

本发明的工作过程如下：码垛作业时，被输送过来的产品13进入皮带输送机14上。当产品13到达皮带输送机14的中央位置时，由光电检测开关检测产品13到位后将信号传输给PLC，PLC发出指令皮带输送机14停止运转输送；随后发出气缸10动作指令，两个气缸10推动转轴7旋转，带动摆臂12旋转，使两个摆臂12由水平位置转向竖直位置，使两摆臂12抱夹住产品。随后，驱动装置1带动旋转体9旋转90°或180°进行编组。当被输送产品13的宽度增大或减小时，只需要用叉扳手转动正反丝杠4来调整。当产品宽度增大时，顺时针转动丝杠4，使得两侧的丝母座5距离增大，丝母座5带动左右支架和摆臂12移动，最终使得两摆臂12抱夹距离增大，以适应宽度增大的产品13；当产品13宽度减小时，逆时针转动丝杠4，使得两侧的丝母座5距离减小，丝母座5带动左右支架和摆臂12移动，最终使得两摆臂12抱夹距离减小，以适应宽度减小的产品13。最终，使得旋转编组机适应多种宽度的产品。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，包括旋转机架，以及在旋转机架上由上而下依次设置的旋转驱动装置、旋转体和皮带输送机，旋转体在旋转驱动装置的带动下旋转；皮带输送机将待编组产品移动至旋转体下方，旋转驱动装置驱动旋转体带动待编组产品旋转90度或180度进行编组；

所述旋转体包括旋转体本体、以及设置在旋转本体上的正反丝杠、左支架、右支架、气缸、转轴、摆臂和同步带；

所述旋转体本体通过连接法兰与旋转驱动装置的传动轴相连，正反丝杠为互相平行的两根，每根正反丝杠两端分别通过轴承安装在旋转体本体上；所述正反丝杠带动左支架和右支架同步相互靠近或远离。

2.根据权利要求1所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，两根正反丝杠通过同步带使两者连接在一起，实现两根正反丝杠同步转动。

3.根据权利要求2所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，同一端的两根正反丝杠上分别固定一个同步带轮，所述同步带套在两个同步带轮上，同步带通过同步带轮带动两根丝杠同步同向转动。

4.根据权利要求3所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，每根正反丝杠上分别设置两个丝母座，一个丝母座与正反丝杠的正丝啮合，另一个丝母座与正反丝杠的反丝啮合；所述丝母座设置于同一根正反丝杠上两个轴承内侧；所述左支架与右支架分别安装在同一侧不同丝杠上的两个丝母座上；在旋转体本体的侧壁上设置横向的滑槽，所述左支架与右支架的顶部设置移动座，所述移动座上设置垂直穿过滑槽的横杆或者滚轮。

5.根据权利要求4所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，所述左支架与右支架上分别固定设置两个安装座，同一侧支架上的两个安装座之间纵向设置转轴；所述转轴分别通过菱形轴承安装在左支架、右支架的安装座上。

6.根据权利要求5所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，所述气缸有两个，每个气缸尾部分别连接至左支架或右支架上，头部分别通过连杆连接至转轴上，连杆通过胀紧套与转轴连接；所述摆臂有两个，分别通过胀紧套连接至转轴上，保证摆臂随同一根转轴上的连杆摆动。

7.根据权利要求1所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，所述旋转驱动装置为正反转电机。

8.根据权利要求6所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，以旋转驱动装置的传动轴为中心，所述左支架与右支架为中心对称设置；两个所述气缸为中心对称设置。

9.根据权利要求1所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，所述皮带输送机包括前端的主动辊筒、后端的从动辊筒和输送皮带，主动辊筒通过皮带带动从动辊筒旋转。

10.根据权利要求1所述一种宽适应性旋转编组机，其特征在于，还包括PLC控制器和设置于皮带输送机上的光电检测开关，所述PLC控制器分别与旋转驱动装置、气缸和光电检测开关连接，PLC控制器接收光电检测开关的信号、控制皮带输送机输送工作启停、气缸的伸缩、以及旋转驱动装置的运行。

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