CN111908005A - 一种适应于输送线的自动化板材存储机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于板材存储与输送技术领域，特别涉及一种适应于输送线的自动化板材存储机器人及其工作方法，包括框架，框架前侧设有出货区，框架后侧设有存储区，出货区上方设有可升降的板材抓取装置，出货区下方穿设有板材输送线，存储区包括设置在框架上的若干层承载平台，承载平台上设有用于承载板材的承载托盘，每个承载平台留有供承载托盘滑动的通道，框架上还设有驱动承载托盘在存储区和出货区之间往复运动的驱动机构，本发明采用往复运动的承载托盘来实现板材的存储与取出，驱动托盘所采用的链轮、链条、驱动齿轮等均为标准件，驱动轴为普通结构件，电机为小功率电机，整体系统成本低，维修方便。

Description

一种适应于输送线的自动化板材存储机器人及其工作方法

技术领域

本发明属于板材存储与输送技术领域，特别涉及一种适应于输送线的自动化板材存储机器人及其工作方法。

背景技术

加工厂都需要用到板材作为原材料进行后续结构件的加工，大部门的加工厂面临着存储的问题，一直在不断的寻求解决办法。板材立放、平放、摞放等各种方法都曾尝试过，但是都不理想。

平放-易于取放，标识容易，但是占地面积太大，大型整张的钢板必须采用这种平放办法，立放、摞放等办法都不可取。立放-占地面积小，但是放置时需要工时和工装，存放时要考虑安全性，取用时也得需要工时和工装。小张薄板可以采用立放，切割之后的边角余料也可以采用立放。摞放-占地面积相对较小，但是品种太多或取用频繁的话不方便，需要频繁的倒跺。

针对板材的存储难题继续一种能够存储板材的机器人，对于有输送线的生产流水线来说，还需要一种适应于输送线的自动化板材存储机器人。

目前市场上对于板材的存储有以下几种。

抽屉式板材货架：是新型高承重的抽屉式货架，可以存放长度在6米以下的各类板材，不限宽度和厚度，板材都能存放到货架的抽屉层上，进行上架和取用板材操作时，手动或电动抽出抽屉，板材全部展现出来，行吊直接吊取到切割机上。存取完成后，收回抽屉，整个操作简单方便安全。板材分类分层存放，库存清晰，抽屉层轨道即收回，也作为抽拉时的轨道支撑，整个货架稳定性强，一般整个货架存储量几十吨。

在抽屉式板材货架的基础上出现了自动化水平更高的板材存储机器人。该系列板材存储机器人是一个独立的存储系统，有一个独立的出货移动小车，小车是内部板材与外界沟通的平台，内部板材通过小车输送到存储区外，存储区外的板材通过小车运送到内部。

现有技术的缺陷和不足：

(1)抽屉式的板材货架需要手动或自动把承载抽屉拉出，然后需要操作工人通过行车或叉车运送到所需设备上。这种工位的转移需要工人的操作才能实现。

(2)抽屉式的板材货架每个托盘可以手动或者自动输送出，自动输送时，每个托盘需要独立的动力，执行机构较复杂，生产成本比较高。

(3)现有的板材存储机器人能够自动的把承载托盘运送出，但是后续仍需要操作工人通过行车或叉车运送到所需设备上。这种工位的转移需要工人的操作才能实现。

发明内容

为了解决现有技术存在的板材存储机器人与输送线对接难实现，承载托盘自动送出机构复杂、成本较高等技术问题，本发明提供一种适应于输送线的自动化板材存储机器人及其工作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，包括框架，所述的框架前侧设有出货区，框架后侧设有存储区，所述的出货区上方设有可升降的板材抓取装置，所述的出货区下方穿设有板材输送线，所述的存储区包括设置在框架上的若干层承载平台，所述的承载平台上设有用于承载板材的承载托盘，每个承载平台留有供承载托盘滑动的通道，所述的框架上还设有驱动承载托盘在存储区和出货区之间往复运动的驱动机构。

进一步的，所述的驱动机构包括设置框架左右两侧的链条，所述的承载托盘底部具有滚轮，所述的滚轮卡在链条上并随链轮一起运动，所述的框架后侧具有驱动轴，驱动轴上固定有驱动链轮，所述的框架前端转动连接有从动链轮，所述的链条从驱动链轮和从动链轮上绕过，所述的框架上还设有带动驱动轴转动的动力机构。

进一步的，所述的驱动轴与承载托盘一一对应。即每个承载托盘对应一个驱动轴，这样可实现独立的驱动方式。

进一步的，所述的动力机构包括设置在框架上的移动升降平台，框架侧边固定有升降立柱，所述的移动升降平台沿升降立柱上下滑动，所述的移动升降平台上设有气动啮合执行气缸，气动啮合执行气缸的活塞杆端部固定有离合安装架，所述的离合安装架上固定有动力电机，动力电机的输出端连接有驱动齿轮，所述的驱动轴上键连接有与驱动齿轮啮合的从动齿轮。

进一步的，所述的升降立柱上固定有直齿条，所述的移动升降平台上固定有升降执行电机，所述的升降执行电机的输出端连接有与直齿条啮合的升降齿轮，升降立柱和移动升降平台之间还具有滑块滑轨副。

进一步的，所述的板材抓取装置包括横跨并固定在框架上端的承载横梁，所述的承载横梁上设有上下升降的升降梁，升降梁下端固定有吸附架，所述的吸附架上设有若干个用于吸附板材的磁铁吸盘。

一种如上所述的适应于输送线的自动化板材存储机器人的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：升降执行电机动作，移动升降平台进行升降运动，移动升降平台运动到目标位置后，气动啮合执行气缸动作，使驱动齿轮与驱动轴上的从动齿轮啮合:；

步骤2：动力电机动作，使驱动轴转动，进而带动驱动轴上驱动链轮转动，在驱动链轮的驱动下，链条拉动承载托盘运动，实现承载托盘的进出；

步骤3：托盘进入到出货区时，升降梁下降，使吸附架上的磁铁吸盘与板材接触并吸附，升降梁带动板材上升，承载托盘在链条的带动下返回存储区，升降梁带动板材下降至输送线，板材随输送线输送下个工位。

有益效果:

(1)本发明采用往复运动的承载托盘来实现板材的存储与取出，驱动托盘所采用的链轮、链条、驱动齿轮等均为标准件，驱动轴为普通结构件，电机为小功率电机，整体系统成本低，维修方便；

(2)承载托盘驱动为驱动离合形式，实现一对多(一个驱动对应多个承载托盘)，能够适应不同数量的托盘，结构简单，容易实现；

(3)采用一体式的板材抓取装置，能够更好的与板材输送线无缝对接，板材转运时间和周期大大缩短。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明板材存储机器人的第一立体结构图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明板材存储机器人的第二立体结构图；

图4为板材抓取装置的结构图；

图5为承载托盘结构图；

图6为移动升降平台及其上附件结构图。

其中，100、框架，101、升降立柱，1、出货区，2、存储区，3、板材抓取装置，31、承载横梁，32、升降梁，33、吸附架，34、磁铁吸盘，4、板材输送线，5、承载平台，51、承载托盘，511、滚轮，6、链条，7、驱动轴，71、驱动链轮，72、从动齿轮，8、从动链轮，9、移动升降平台，91、气动啮合执行气缸，92、离合安装架，94、驱动齿轮，95、动力电机，96、升降执行电机，10、直齿条。

具体实施方式

如图1～6,一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，包括框架100，框架100前侧设有出货区1，框架100后侧设有存储区2，出货区1上方设有可升降的板材抓取装置3，出货区1下方穿设有板材输送线4，存储区2包括设置在框架100上的若干层承载平台5，承载平台5上设有用于承载板材的承载托盘51，每个承载平台5留有供承载托盘51滑动的通道，框架100上还设有驱动承载托盘51在存储区2和出货区1之间往复运动的驱动机构。

驱动机构包括设置框架100左右两侧的链条6，承载托盘51底部具有滚轮511，滚轮511卡在链条6上并随链轮一起运动，框架100后侧具有驱动轴7，驱动轴7与承载托盘51一一对应，驱动轴7上固定有驱动链轮71，框架100前端转动连接有从动链轮8，链条6从驱动链轮71和从动链轮8上绕过，框架100上还设有带动驱动轴7转动的动力机构。动力机构包括设置在框架100上的移动升降平台9，框架100侧边固定有升降立柱101，移动升降平台9沿升降立柱101上下滑动，移动升降平台9上设有气动啮合执行气缸91，气动啮合执行气缸91的活塞杆端部固定有离合安装架92，离合安装架92上固定有动力电机95，动力电机95的输出端连接有驱动齿轮94，驱动轴7上键连接有与驱动齿轮94啮合的从动齿轮72。

升降立柱101上固定有直齿条10，移动升降平台9上固定有升降执行电机96，升降执行电机96的输出端连接有与直齿条10啮合的升降齿轮，升降立柱101和移动升降平台9之间还具有滑块滑轨副。

板材抓取装置3包括横跨并固定在框架100上端的承载横梁31，承载横梁31上设有上下升降的升降梁32，升降梁32的驱动方式可以采用气缸或者电机，升降梁32下端固定有吸附架33，本发明所用的板材是金属板材，如钢板等，吸附架33上设有若干个用于吸附板材的磁铁吸盘34。

一种如上述的适应于输送线的自动化板材存储机器人的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：升降执行电机96动作，移动升降平台9进行升降运动，移动升降平台9运动到目标位置后，气动啮合执行气缸91的活塞杆伸出，使驱动齿轮94与驱动轴7上的从动齿轮72啮合；

步骤2：动力电机95动作，使驱动轴7转动，进而带动驱动轴7上驱动链轮71转动，在驱动链轮71的驱动下，链条6拉动承载托盘51运动，实现承载托盘51的进出；

步骤3：托盘进入到出货区1时，升降梁32下降，使吸附架33上的磁铁吸盘34与板材接触并吸附，升降梁32带动板材上升，承载托盘51在链条6的带动下返回存储区2，升降梁32带动板材下降至输送线，板材随输送线输送下个工位；

当需要驱动另一个承载托盘51时，气动啮合执行气缸91的活塞杆缩回，使得驱动齿轮94与驱动轴7上的从动齿轮72脱离，然后重复步骤1至步骤3的动作。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，其特征在于:包括框架(100)，所述的框架(100)前侧设有出货区(1)，框架(100)后侧设有存储区(2)，所述的出货区(1)上方设有可升降的板材抓取装置(3)，所述的出货区(1)下方穿设有板材输送线(4)，所述的存储区(2)包括设置在框架(100)上的若干层承载平台(5)，所述的承载平台(5)上设有用于承载板材的承载托盘(51)，每个承载平台(5)留有供承载托盘(51)滑动的通道，所述的框架(100)上还设有驱动承载托盘(51)在存储区(2)和出货区(1)之间往复运动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，其特征在于:所述的驱动机构包括设置框架(100)左右两侧的链条(6)，所述的承载托盘(51)底部具有滚轮(511)，所述的滚轮(511)卡在链条(6)上并随链轮一起运动，所述的框架(100)后侧具有驱动轴(7)，驱动轴(7)上固定有驱动链轮(71)，所述的框架(100)前端转动连接有从动链轮(8)，所述的链条(6)从驱动链轮(71)和从动链轮(8)上绕过，所述的框架(100)上还设有带动驱动轴(7)转动的动力机构。

3.根据权利要求2所述的一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，其特征在于:所述的驱动轴(7)与承载托盘(51)一一对应。

4.根据权利要求3所述的一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，其特征在于:所述的动力机构包括设置在框架(100)上的移动升降平台(9)，框架(100)侧边固定有升降立柱(101)，所述的移动升降平台(9)沿升降立柱(101)上下滑动，所述的移动升降平台(9)上设有气动啮合执行气缸(91)，气动啮合执行气缸(91)的活塞杆端部固定有离合安装架(92)，所述的离合安装架(92)上固定有动力电机(95)，动力电机(95)的输出端连接有驱动齿轮(94)，所述的驱动轴(7)上键连接有与驱动齿轮(94)啮合的从动齿轮(72)。

5.根据权利要求4所述的一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，其特征在于:所述的升降立柱(101)上固定有直齿条(10)，所述的移动升降平台(9)上固定有升降执行电机(96)，所述的升降执行电机(96)的输出端连接有与直齿条(10)啮合的升降齿轮，升降立柱(101)和移动升降平台(9)之间还具有滑块滑轨副。

6.根据权利要求1所述的一种适应于输送线的自动化板材存储机器人，其特征在于:所述的板材抓取装置(3)包括横跨在框架(100)上端的承载横梁(31)，所述的承载横梁(31)上设有上下升降的升降梁(32)，升降梁(32)下端固定有吸附架(33)，所述的吸附架(33)上设有若干个用于吸附板材的磁铁吸盘(34)。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的适应于输送线的自动化板材存储机器人的工作方法，其特征在于:包括以下步骤：

步骤1：升降执行电机(96)动作，移动升降平台(9)进行升降运动，移动升降平台(9)运动到目标位置后，气动啮合执行气缸(91)动作，使驱动齿轮(94)与驱动轴(7)上的从动齿轮(72)啮合:；

步骤2：动力电机(95)动作，使驱动轴(7)转动，进而带动驱动轴(7)上驱动链轮(71)转动，在驱动链轮(71)的驱动下，链条(6)拉动承载托盘(51)运动，实现承载托盘(51)的进出；

步骤3：托盘进入到出货区(1)时，升降梁(32)下降，使吸附架(33)上的磁铁吸盘(34)与板材接触并吸附，升降梁(32)带动板材上升，承载托盘(51)在链条(6)的带动下返回存储区(2)，升降梁(32)带动板材下降至输送线，板材随输送线输送下个工位。

Images