CN111874621A - 一种瓷砖自动下料设备及自动下料方法 - Google Patents

一种瓷砖自动下料设备及自动下料方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓷砖自动下料设备及自动下料方法，自动下料设备包括瓷砖传送线、瓷砖规整装置、栈板传送线机械手、栈板释放装置及控制器；瓷砖传送线的末端具有下料位置；瓷砖规整装置用于调节瓷砖的位姿使其方便精确抓取；栈板传送线用于传送栈板；机械手于在瓷砖传送线、瓷砖规整装置以及栈板传送线之间搬运瓷砖；栈板释放装置用于存储栈板以及将栈板依次释放至栈板传送线。本发明的机械手可将瓷砖传送线上的瓷砖放置至瓷砖规整装置调整位姿后再抓取至栈板传送线上的栈板上，可将瓷砖整齐码放至栈板上并统一下料，且栈板释放装置可在一个栈板堆满瓷砖后向栈板传送线投放空栈板使得下料作业连续进行，自动化程度高且下料效率高。

Description

一种瓷砖自动下料设备及自动下料方法
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种瓷砖自动下料设备及自动下料方法。
背景技术
在瓷砖生产行业，瓷砖烧制完成后从产线上进行下料码垛的过程一般都依赖人工完成，劳动强度大，人力成本高。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可将瓷砖从生产线上进行码垛并下料的瓷砖自动下料设备及自动下料方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的瓷砖自动下料设备，其包括：
瓷砖传送线，其末端具有下料位置；
瓷砖规整装置，其安装在所述下料位置旁，用于调节瓷砖的位姿使其方便精确抓取；
栈板传送线，其用于传送栈板；
机械手，其用于在所述瓷砖传送线、瓷砖规整装置以及所述栈板传送线之间搬运瓷砖；
栈板释放装置，其用于存储栈板以及将栈板依次释放至所述栈板传送线；以及
控制器，其电连接所述瓷砖规整装置、所述栈板传送线以及所述栈板释放装置。
进一步地，所述瓷砖规整装置包括：
装置座体，其固定设置；
三侧夹持机构，其有两组，两组所述三侧夹持机构对称安装在所述装置座体上；其可作用于放置在其所在规整工位处的瓷砖的三个侧面；以及
第四侧夹持机构，其包括平移单元，所述平移单元可相对于所述装置座体在两个点位之间往复平移，以轮流与两个所述三侧夹持机构配合使用。
进一步地，所述三侧夹持机构包括夹持气缸、第一夹板、推拉气缸以及第二夹板；所述夹持气缸可驱动两个所述第一夹板相对开合；所述推拉气缸可推动所述第二夹板相对于所述装置座体平移；所述第一夹板与第二夹板的运动方向相对垂直。
进一步地，所述平移单元包括置于两个所述三侧夹持机构之间的平移座，所述平移座上对应于两侧的三侧夹持机构设置有成对的第三夹板，所述平移座可由第三气缸驱动相对于所述装置座体平移。
进一步地，所述装置座体上具有对称设置的四个规整工位，每个所述三侧夹持机构可与所述第四侧夹持机构配合作用于两个所述规整工位上的瓷砖。
进一步地，所述机械手包括机械臂与手爪，所述手爪由手爪座与吸盘组成。
进一步地，手爪还包括固定安装在所述手爪座上的固定座以及可相对于所述固定座升降的升降杆；所述吸盘安装在所述升降杆的下端，且所述升降杆相对于所述固定座在设定滑动范围内滑动，所述升降杆具有检测端；所述手爪座上还安装有用于检测所述检测端的传感器。
进一步地，所述栈板释放装置包括可使栈板堆叠在内的栈板存储架、分料装置、升降机以及传送装置；所述传送装置置于所述栈板存储架的下侧；所述升降机可驱动置于所述栈板存储架内的所有栈板垂直升降，所述分料装置包括可进出所述栈板存储架内部的档杆。
一种自动下料方法，其基于上述的瓷砖自动下料设备的控制器，所述方法包括：
控制所述机械手从所述瓷砖传送线上抓取瓷砖并将瓷砖放置至所述瓷砖规整装置；
控制所述瓷砖规整装置对瓷砖的位置进行规整；
控制所述机械手抓取被所述瓷砖规整装置规整后的瓷砖并将瓷砖码放至所述栈板传送线上的栈板上。
进一步地，所述方法还包括：
判断当前栈板上是否堆满瓷砖，是则执行以下步骤；
控制所述栈板传送线使堆满瓷砖的栈板向前移动一个步距；
控制所述栈板释放装置投放一个空栈板至所述栈板传送线上。
有益效果：本发明的瓷砖自动下料设备及自动下料方法，通过设置瓷砖传送线、瓷砖规整装置、栈板传送线以及机械手，机械手可将瓷砖传送线上的瓷砖放置至瓷砖规整装置调整位姿后再抓取至栈板传送线上的栈板上，可将瓷砖整齐码放至栈板上并统一下料，且栈板释放装置可在一个栈板堆满瓷砖后向栈板传送线投放空栈板使得下料作业连续进行，自动化程度高且下料效率高。
附图说明
附图1为瓷砖自动下料设备的总体布局图；
附图2为瓷砖规整装置的第一视角结构图；
附图3为瓷砖规整装置的第二视角结构图；
附图4为机械手的结构图；
附图5为机械手的剖视图；
附图6为栈板释放装置的结构图；
附图7为栈板释放装置的正视图；
附图8为分料装置的结构图。
图中：1-瓷砖传送线；2-瓷砖规整装置；21-装置座体；22-三侧夹持机构；221-夹持气缸；222-第一夹板；223-推拉气缸；224-第二夹板；225-滑台；23-第四侧夹持机构；231-平移座；232-第三夹板；233-第三气缸；3-栈板传送线；4-机械手；41-机械臂；42-手爪；421-手爪座；422-吸盘；423-固定座；424-升降杆；425-传感器；5-栈板释放装置；51-栈板存储架；52-分料装置；521-档杆；522-平动杆；523-平动气缸；524-连接杆；525-档杆座；53-升降机；531-升降台；532-丝杠顶升单元；533-水平连杆；534-第一倾斜杆；535-第二倾斜杆；54-传送装置；55-机座；6-相机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示的瓷砖自动下料设备，其包括瓷砖传送线1、瓷砖规整装置2、栈板传送线3、机械手4、栈板释放装置5、相机6以及控制器。
其中，瓷砖传送线1穿过烘烤炉，且其末端具有下料位置；瓷砖规整装置2安装在所述下料位置旁，瓷砖规整装置2用于调节瓷砖的位姿使其方便被机械手4精确抓取；栈板传送线3用于传送栈板；机械手4用于在所述瓷砖传送线1、瓷砖规整装置2以及所述栈板传送线3之间搬运瓷砖；栈板释放装置5用于存储栈板以及将栈板依次释放至所述栈板传送线3；相机6置于下料位置的上方，用于获取瓷砖传送线1末端的图像；控制器电连接所述瓷砖规整装置2、所述栈板传送线3、所述栈板释放装置5、相机6以及栈板传送线3。
上述下料设备，通过设置瓷砖规整装置2，使得机械手4在将瓷砖码放至栈板上之前，可将瓷砖放置到瓷砖规整装置2上调整位姿，使得机械手4再次抓取起瓷砖时，机械手4与瓷砖的相对位置是固定的，如此有利于机械手4将瓷砖码放栈板上时将瓷砖码放整齐以及码放紧密，若不对瓷砖进行规整，码放时可能会松散以及瓷砖之间可能会产生碰撞。
具体地，如附图2-3所示，所述瓷砖规整装置2包括装置座体21、三侧夹持机构22以及第四侧夹持机构23。装置座体21固定设置，其上具有四个对称设置的规整工位，四个规整工位均匀分为两组分别对称设置在装置座体21的对称两侧；三侧夹持机构22有两组，两组所述三侧夹持机构22对称安装在所述装置座体21上(为了方便以下叙述，两组所述三侧夹持机构22分别安装在装置座体21的第一侧与第二侧)，每个三侧夹持机构22对应于两个规整工位，可作用于两个规整工位处的瓷砖，且三侧夹持机构22可作用于放置在其所在规整工位处的瓷砖的三个侧面；第四侧夹持机构23可作用于规整工位上的第四个侧面，其与任一个三侧夹持机构22配合使用即可使瓷砖完全定位，第四侧夹持机构23包括平移单元，所述平移单元可相对于所述装置座体21在两个点位之间往复平移以轮流与两个所述三侧夹持机构22配合使用。
采用上述设计，当第四侧夹持机构23与第一侧的三侧夹持机构22配合使用对该三侧夹持机构22对应的规整工位处的瓷砖进行规整时，机械手4可将第二侧的三侧夹持机构22对应的规整工位处的已规整完成的瓷砖抓取至栈板，再从瓷砖传送线1抓取新的瓷砖至第二侧的规整工位；然后，第四侧夹持机构23与第二侧的三侧夹持机构22配合使用对该三侧夹持机构22对应的规整工位处的瓷砖进行规整，机械手4再将第一侧的已规整好的瓷砖取走再取来新的瓷砖放置到第一侧的两个规整工位。如此循环往复，机械手4不用停留等待瓷砖被规整完成，可连续运行，大大提升系统的运行节拍，提升下料效率。
所述三侧夹持机构22包括滑台225，滑台225由推拉气缸223驱动相对于装置座体21滑动，滑台225上安装有两组夹持组件，每组夹持组件均包括一个夹持气缸221、两个第一夹板222以及一个第二夹板224；所述夹持气缸221可驱动两个所述第一夹板222相对开合；所述第一夹板222与第二夹板224的运动方向相对垂直。所述平移单元包括置于两个所述三侧夹持机构22之间的平移座231，所述平移座231上对应于两侧的三侧夹持机构22设置有成对的第三夹板232，所述平移座231可由第三气缸233驱动相对于所述装置座体21平移。
通过上述结构，当控制器控制第三气缸233驱动平移座231向第一侧的三侧夹持机构22进给，且控制第一侧的三侧夹持机构2的夹持气缸221与推拉气缸223运行，平移座231上靠近第一侧的第三夹板232与第一侧的三侧夹持机构22的第一夹板222及第二夹板224一起作用于第一侧的规整工位上的瓷砖；与此同时，控制器控制机械手4执行将第二侧规整工位上的瓷砖取走码放至栈板并从瓷砖传送线1抓取新瓷砖至第二侧规整工位的作业。
当控制器控制第三气缸233驱动平移座231向第二侧的三侧夹持机构22进给，且控制第二侧的三侧夹持机构2的夹持气缸221与推拉气缸223运行，平移座231上靠近第二侧的第三夹板232与第二侧的三侧夹持机构22的第一夹板222及第二夹板224一起作用于第二侧的规整工位上的瓷砖。如此可实现，随着第三气缸233驱动平移座231往复平移，瓷砖规整装置2轮流与两个所述三侧夹持机构22配合使用执行规整作业；与此同时，控制器控制机械手4执行将第一侧规整工位上的瓷砖取走码放至栈板并从瓷砖传送线1抓取新瓷砖至第一侧规整工位的作业。
所述机械手4包括机械臂41与手爪42，如附图4-5所示，所述手爪42由手爪座421与对称安装在手爪座421两侧的两个吸盘422组成，如此，机械手4一次可抓取两块瓷砖以供给瓷砖规整装置2上同一侧的两个规整工位。手爪42还包括固定安装在所述手爪座421上的固定座423以及可相对于所述固定座423升降的升降杆424；所述吸盘422安装在所述升降杆424的下端，且所述升降杆424相对于所述固定座423在设定滑动范围内滑动(固定座423内具有滑动腔，升降杆424上具有挡肩，挡肩在滑动腔内滑动，滑动腔的两端对挡肩的运动起到限制作用)，所述升降杆424具有检测端；所述手爪座421上还安装有用于检测所述检测端的传感器425。
通过上述结构，在机械手4抓取瓷砖时，控制器控制(以下过程中，执行主体均为控制器)机械臂41运转使手爪42的吸盘422悬停在待抓取瓷砖的上方，然后控制机械臂41运转使手爪42垂直向下向瓷砖进给，当吸盘422与瓷砖接触后，机械臂41仍使手爪42向下运动直至传感器425检测到检测端，然后控制器再控制吸盘422运行以吸附瓷砖，如此可保证吸盘422与瓷砖接触后再吸气，保证抓取成功。在机械手4放下瓷砖时，控制机械臂41运转使手爪42抓取的瓷砖悬停在待放置位置的上方，然后控制机械臂41运转使手爪42垂直向下以放下瓷砖，当瓷砖与待放置位置的部件接触后，机械臂41仍使手爪42向下运动直至传感器425检测到检测端，然后控制器再控制吸盘422停止吸附以释放瓷砖，如此可保证瓷砖平稳释放，放置释放瓷砖时瓷砖仍处于悬空状态。
如附图6-7所示，所述栈板释放装置5包括机座55、可使栈板堆叠在内的栈板存储架51、分料装置52、升降机53以及传送装置54；所述传送装置54置于所述栈板存储架51的下侧；所述升降机53可驱动置于所述栈板存储架51内的所有栈板垂直升降，如附图8所示，所述分料装置52包括两个可进出所述栈板存储架51内部的档杆521、一个平动杆522、一个平动气缸523、两个连接杆524以及两个档杆座525，两个档杆座525均固定在机座55上，两个档杆521分别转动安装在两个档杆座525上，平动杆522由平动气缸523驱动相对于机座55平移，且平动杆522两端分别通过连接杆524连接两个档杆521。通过上述连杆机构的设置，当平动杆522运行，可驱动档杆521转动进出栈板存储架51的内部，上述结构使得只需要使用行程很短的气缸就能使档杆521快速进出栈板存储架51的内部，相对于一般采用气缸直接推动平移的方法，该结构避免了使用长行程的气缸，使得动作节拍快，且整体结构紧凑，占用空间小。
具体地，升降机53包括升降台531、丝杠顶升单元532以及对称支撑在升降台531的两侧的两组维稳组件，所述维稳组件包括上下两组平行四边形连杆机构，两组平行四边形连杆机构共用位于中间的水平连杆533，在下的平行四边形连杆机构还包括两根平行设置的第一倾斜杆534，第一倾斜杆534的两端分别铰接在机座55与水平连杆533上，在上的平行四边形连杆机构还包括两根平行设置的第二倾斜杆535，第二倾斜杆535的两端分别铰接在升降台531与水平连杆533上。如此，维稳组件可对升降台531进行有效支撑，使得升降台531升降平稳，防止升降台531升降时倾斜或晃动。
通过上述结构，初始状态下，档杆521将栈板存储架51内的所有栈板架起使其呈悬空状态，当需要投放一个空的栈板至栈板传送线3上时，执行步骤如下(以下过程中执行主体均为控制器)：首先，驱动丝杠顶升单元532运行，使得升降台531上升托住最下端的栈板；然后，驱动平动气缸523运行，使得档杆521收回，此时所有栈板完全由升降台531托住；再然后，驱动丝杠顶升单元532运行，使得升降台531下降一个栈板高度的距离；而后，驱动平动气缸523运行，使得档杆521进入栈板存储架51内部，以伸入至倒数第二层的栈板下端；而后，控制驱动丝杠顶升单元532继续运行，使得升降台531下降至最低位置，此时原倒数第二层栈板及其以上所有栈板被档杆521托住，原最下层栈板被搁置在传送装置54上；最后，传送装置54将栈板运送至栈板传送线3上。
本发明还提供了一种自动下料方法，其基于上述的瓷砖自动下料设备的控制器，所述方法包括如下步骤：
步骤1)，控制所述机械手4从所述瓷砖传送线1上抓取瓷砖并将瓷砖放置至所述瓷砖规整装置2；
本步骤中，控制器可根据相机6获取的图像进行视觉识别获取瓷砖传送线1上各瓷砖顶部的几何中心的点位数据，再控制机械手4去点位数据对应的点位抓取瓷砖。
步骤2)，控制所述瓷砖规整装置2对瓷砖的位置进行规整；
步骤3)，控制所述机械手4抓取被所述瓷砖规整装置2规整后的瓷砖并将瓷砖码放至所述栈板传送线3上的栈板上。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
步骤4)，判断当前栈板上是否堆满瓷砖，是则执行以下步骤；
步骤5)，控制所述栈板传送线3使堆满瓷砖的栈板向前移动一个步距；
步骤6)，控制所述栈板释放装置5投放一个空栈板至所述栈板传送线3上。
本发明的瓷砖自动下料设备及自动下料方法，通过设置瓷砖传送线、瓷砖规整装置、栈板传送线以及机械手，机械手可将瓷砖传送线上的瓷砖放置至瓷砖规整装置调整位姿后再抓取至栈板传送线上的栈板上，可将瓷砖整齐码放至栈板上并统一下料，且栈板释放装置可在一个栈板堆满瓷砖后向栈板传送线投放空栈板使得下料作业连续进行，自动化程度高且下料效率高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种瓷砖自动下料设备，其特征在于，其包括：
瓷砖传送线(1)，其末端具有下料位置；
瓷砖规整装置(2)，其安装在所述下料位置旁，用于调节瓷砖的位姿使其方便精确抓取；
栈板传送线(3)，其用于传送栈板；
机械手(4)，其用于在所述瓷砖传送线(1)、瓷砖规整装置(2)以及所述栈板传送线(3)之间搬运瓷砖；
栈板释放装置(5)，其用于存储栈板以及将栈板依次释放至所述栈板传送线(3)；以及
控制器，其电连接所述瓷砖规整装置(2)、所述栈板传送线(3)以及所述栈板释放装置(5)。
2.根据权利要求1所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，所述瓷砖规整装置(2)包括：
装置座体(21)，其固定设置；
三侧夹持机构(22)，其有两组，两组所述三侧夹持机构(22)对称安装在所述装置座体(21)上；其可作用于放置在其所在规整工位处的瓷砖的三个侧面；以及
第四侧夹持机构(23)，其包括平移单元，所述平移单元可相对于所述装置座体(21)在两个点位之间往复平移，以轮流与两个所述三侧夹持机构(22)配合使用。
3.根据权利要求2所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，所述三侧夹持机构(22)包括夹持气缸(221)、第一夹板(222)、推拉气缸(223)以及第二夹板(224)；所述夹持气缸(221)可驱动两个所述第一夹板(222)相对开合；所述推拉气缸(223)可推动所述第二夹板(224)相对于所述装置座体(21)平移；所述第一夹板(222)与第二夹板(224)的运动方向相对垂直。
4.根据权利要求2所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，所述平移单元包括置于两个所述三侧夹持机构(22)之间的平移座(231)，所述平移座(231)上对应于两侧的三侧夹持机构(22)设置有成对的第三夹板(232)，所述平移座(231)可由第三气缸(233)驱动相对于所述装置座体(21)平移。
5.根据权利要求2所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，所述装置座体(21)上具有对称设置的四个规整工位，每个所述三侧夹持机构(22)可与所述第四侧夹持机构(23)配合作用于两个所述规整工位上的瓷砖。
6.根据权利要求1所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，所述机械手(4)包括机械臂(41)与手爪(42)，所述手爪(42)由手爪座(421)与吸盘(422)组成。
7.根据权利要求6所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，手爪(42)还包括固定安装在所述手爪座(421)上的固定座(423)以及可相对于所述固定座(423)升降的升降杆(424)；所述吸盘(422)安装在所述升降杆(424)的下端，且所述升降杆(424)相对于所述固定座(423)在设定滑动范围内滑动，所述升降杆(424)具有检测端；所述手爪座(421)上还安装有用于检测所述检测端的传感器(425)。
8.根据权利要求6所述的瓷砖自动下料设备，其特征在于，所述栈板释放装置(5)包括可使栈板堆叠在内的栈板存储架(51)、分料装置(52)、升降机(53)以及传送装置(54)；所述传送装置(54)置于所述栈板存储架(51)的下侧；所述升降机(53)可驱动置于所述栈板存储架(51)内的所有栈板垂直升降，所述分料装置(52)包括可进出所述栈板存储架(51)内部的档杆(521)。
9.一种自动下料方法，其基于如权利要求1所述的瓷砖自动下料设备的控制器，其特征在于，所述方法包括：
控制所述机械手(4)从所述瓷砖传送线(1)上抓取瓷砖并将瓷砖放置至所述瓷砖规整装置(2)；
控制所述瓷砖规整装置(2)对瓷砖的位置进行规整；
控制所述机械手(4)抓取被所述瓷砖规整装置(2)规整后的瓷砖并将瓷砖码放至所述栈板传送线(3)上的栈板上。
10.根据权利要求9所述的自动下料方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断当前栈板上是否堆满瓷砖，是则执行以下步骤；
控制所述栈板传送线(3)使堆满瓷砖的栈板向前移动一个步距；
控制所述栈板释放装置(5)投放一个空栈板至所述栈板传送线(3)上。
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