CN112173736A - 一种可对垛体整形的码垛机械手及整齐码垛方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及码垛设备技术领域，特别涉及一种可对垛体整形的码垛机械手及整齐码垛方法。该装置包括架体、码垛夹爪、整形装置，码垛夹爪的夹持机构包括两块夹持板，两夹持板平移靠近或平移分离以夹持金属锭；整形装置包括两移动架，两组移动架各连接有一整形板两整形板相互靠近或分离以对垛体夹持整形。两夹持板动作一致，实现金属锭保持平行状态的垂直下落，提高了垛型的整齐度；两块夹持板采用相互平行的直线移动，夹持板工作所需的活动空间较小，有效避免了误碰，进一步提高垛型的整齐度。码垛采用金属锭自然下落方式进行，工作效率高，并且设置整形装置使该各金属锭间更为致密且整齐，实现了提高效率的同时保证垛型整齐。

Description

一种可对垛体整形的码垛机械手及整齐码垛方法

技术领域

本发明涉及码垛设备技术领域，特别涉及一种可对垛体整形的码垛机械手及整齐码垛方法。

背景技术

金属锭是将液态金属或合金浇入模子，经冷却、凝固所获得的块状半成品，为方便储存与运输，生产出的金属锭需要进行码垛。为了提高生产效率，现有技术中采用自动化设备进行码垛，如授权公告号为CN 209097722U的中国专利公开了一种铝锭码垛机械手夹具，其特征在于包括：机架，所述机架中部顶端安装有连接柱，所述连接柱的左右两侧均安装有一个竖直向下设置的第一气缸，所述第一气缸的底部安装有压板；两块气缸安装板对称安装在机架的左右两侧，每块气缸安装板上均安装有一个水平且相对设置的第二气缸，所述第二气缸的伸缩轴上安装有弯折设置的拉杆，转杆横向安装在气缸安装板的底部，拉杆的底部贯穿气缸安装板后与转杆的中部固定连接，抓手的前后两侧分别固定连接在转杆的前后端侧上。现有的码垛夹爪，通过两组气缸分别带动两个抓手通过旋转开合实现取放动作，由于抓手动作时需要具有一个弧形范围的旋转空间，因此具有较大的码垛排列方式的局限性，并且抓手活动范围较大也容易在码垛过程中碰撞到其他金属锭，导致排列不整齐甚至垛体倒塌的情况，存在安全隐患。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种码垛整齐且致密的可对垛体整形的码垛机械手及整齐码垛方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：包括

架体，用于与机械臂连接；

码垛夹爪，包括夹持机构、第一滑轨机构、第一驱动机构，所述夹持机构包括两组夹持臂，两组夹持臂分别通过一第一滑轨机构可横向移动的安装于架体上，两组夹持臂各连接有一夹持板，第一驱动机构可带动两组夹持臂移动，使两夹持板平移靠近或平移分离；

整形装置，包括移动架、第二滑轨机构、第二驱动机构，所述移动架设有两组，两组移动架分别位于码垛夹爪两侧，两组移动架分别通过一第二滑轨机构可横向移动的安装于架体上，两组移动架各连接有一整形板，第二驱动机构设有两组，两组第二驱动机构可带动两组移动架移动，使两整形板相互靠近或分离。

进一步的，整形装置还包括第三滑轨机构、第三驱动机构，所述整形板通过第三滑轨机构可竖向移动的安装于移动架上，第三驱动机构安装于移动架上并带动整形板竖向移动；整形板向下移动至低于夹持板底部位置，以避免夹持板影响整形板工作动作；或整形板向上移动至高于夹持板底部位置，以避免整形板影响夹持板工作动作。

进一步的，整形板包括前后方向延伸的横板部。

进一步的，架体包括主体部、外延部，所述码垛夹爪安装于主体部上，所述外延部设有两个，并分别沿主体部两侧中部位置向外延伸，所述整形装置安装于外延部上。

进一步的，第二驱动机构包括两组第二驱动气缸，两组第二驱动气缸分别位于外延部两侧，第二驱动气缸一端与主体部旋转连接，另一端与移动架旋转连接。

进一步的，第一滑轨机构包括第一轨道、第一滑块，所述第一轨道安装于主体部上，所述第一滑块可滑动的设于第一轨道上并安装于夹持臂上，所述第一轨道朝向外延部向外延伸并与外延部连接，所述第二滑轨机构包括第二滑块，第二滑块可滑动的设于第一轨道上并安装于移动架上。

进一步的，码垛夹爪还包括同步动作机构，所述同步动作机构包括芯轴、转动杆、推拉杆，所述芯轴固定设于架体上，所述转动杆可转动的设于芯轴上，所述推拉杆设有两根，两根推拉杆分别对应两组夹持臂与转动杆连接，推拉杆一端与与转动杆可转动连接，另一端与夹持臂可转动连接，且两推拉杆与转动杆转动连接处分别对称设于芯轴两侧，第一驱动机构连接转动杆，并可带动转动杆绕芯轴旋转，进而通过推拉杆带动两组夹持臂同步相向移动或相背分离。

进一步的，码垛夹爪设有若干组，各组码垛夹爪的第一驱动机构独立动作，使各夹持机构可独立动作，各组码垛夹爪的同步动作机构共用同一芯轴，各夹持机构沿芯轴长度方向排列布置。

进一步的，码垛夹爪设有偶数组，各第一驱动机构均布于芯轴两侧，且相邻两组码垛夹爪的第一驱动机构分别相对设于芯轴两侧。

一种整齐码垛方法，其特征在于：包括下列步骤：

①堆垛工序，

步骤一，机械臂带动架体移动至金属锭处，使金属锭处于两夹持板之间，第一驱动机构带动两夹持臂相向移动，使两夹持板相向移动至夹持金属锭；机械臂带动架体移动至待码垛平面上方，且夹持板底边与码垛平面间的距离略大于一块金属锭厚度，第一驱动机构带动两夹持臂相背移动，使两夹持板相背移动，金属锭自然落下；

步骤二，重复若干次步骤一，直至堆叠处一层金属锭层；

②整形工序，

机械臂带动架体调整位置，使两整形板分别处于已堆叠完成的该层金属锭层两侧，第二驱动机构带动两移动架相向移动，使两整形板相互靠近使该各金属锭间更为致密，且使该层金属锭层进行调整至位置整齐；

③多次重复堆垛工序、整形工序，将金属锭多层堆叠出致密且整齐的垛型。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种可对垛体整形的码垛机械手及整齐码垛方法，一组夹持机构的两块夹持板由同一第一驱动机构同步带动，因此可保证夹持板相背分离的时机与移动距离一致，实现金属锭保持平行状态的垂直下落，有效降低了放置过程中的偏移，提高了垛型的整齐度；两块夹持板采用相互平行的直线移动，因此夹持板只需移动极短的距离，即可松开金属锭，夹持板工作所需的活动空间较小，有效避免了误碰触其他锭体，导致垛型不整齐的情况，即进一步提高垛型的整齐度；码垛夹爪各部件布局合理，使重心位置处于设备整体中心位置，运动过程中平稳度高、振动小，有效提高设备的工作精度；码垛采用金属锭自然下落方式进行，工作效率高，并且设置整形装置使该各金属锭间更为致密，且使金属锭层进行调整至位置整齐，实现了提高效率的同时保证垛型整齐。

附图说明

图1为本发明一种可对垛体整形的码垛机械手结构示意图(堆垛工序状态)。

图2为本发明一种可对垛体整形的码垛机械手主视图(整形工序状态)。

图3为本发明一种可对垛体整形的码垛机械手俯视图(隐藏部分架体)。

图4为本发明一种可对垛体整形的码垛机械手仰视图。

图中标识对应如下：1.架体、11.主体部、12.外延部、2.码垛夹爪、21.夹持机构、211.夹持臂、212.夹持板、22.第一滑轨机构、221.第一轨道、222.第一滑块、23.第一驱动机构、24.同步动作机构、241.芯轴、242.转动杆、243.推拉杆、3.整形装置、31.移动架、32.第二滑轨机构、321.第二滑块、33.第二驱动机构、331.第二驱动气缸、34.第三滑轨机构、35.第三驱动机构、36.整形板、361.横板部。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图4所示，一种可对垛体整形的码垛机械手，包括架体1、码垛夹爪2、整形装置3。

架体1，用于与机械臂连接。

码垛夹爪2包括夹持机构21、第一滑轨机构22、第一驱动机构23、同步动作机构24，夹持机构21包括两组夹持臂211，两组夹持臂211分别通过一第一滑轨机构22可横向移动的安装于架体1上，两组夹持臂211各连接有一夹持板212，第一驱动机构23可带动两组夹持臂211移动，使两夹持板211平移靠近或平移分离。

同步动作机构24包括芯轴241、转动杆242、推拉杆243，芯轴241固定设于架体1上，转动杆242可转动的设于芯轴241上，推拉杆243设有两根，两根推拉杆243分别对应两组夹持臂211与转动杆242连接，推拉杆243一端与与转动杆242可转动连接，另一端与夹持臂211可转动连接，且两推拉杆243与转动杆242转动连接处分别对称设于芯轴241两侧，第一驱动机构23连接转动杆242，并可带动转动杆242绕芯轴241旋转，进而通过推拉杆243带动两组夹持臂211同步相向移动或相背分离。第一驱动机构23为驱动气缸。

由于一组夹持机构21的两块夹持板212由同一第一驱动机构23同步带动，因此可保证夹持板22相背分离的时机与移动距离一致，进而保证金属锭两端同时失去夹持力支撑，实现金属锭保持平行状态的垂直下落，有效降低了放置过程中的偏移，提高了垛型的整齐度。

两块夹持板212采用相互平行的直线移动，因此夹持板212只需移动极短的距离，即可松开金属锭，夹持板212工作所需的活动空间较小，有效避免了误碰触其他锭体，导致垛型不整齐的情况。

码垛夹爪2设有若干组，各组码垛夹爪2的第一驱动机构23独立动作，使各夹持机构21可独立动作，各组码垛夹爪2的同步动作机构24共用同一芯轴241，各夹持机构21沿芯轴241长度方向排列布置。优选码垛夹爪2数量为偶数组，各第一驱动机构23均布于芯轴241两侧，且相邻两组码垛夹爪2的第一驱动机构23分别相对设于芯轴241两侧。

采用偶数的夹持机构21的数量，并且第一驱动机构23的布置方式为相对芯轴241两侧左右均布，因此该码垛夹爪2重心位置处于设备整体中心位置，机械臂带动运动过程中平稳度高、振动小，有效提高设备的工作精度，并提高了设备使用寿命。

整形装置3包括移动架31、第二滑轨机构32、第二驱动机构33、第三滑轨机构34、第三驱动机构35，移动架31设有两组，两组移动架31分别位于码垛夹爪2两侧，两组移动架31分别通过一第二滑轨机构32可横向移动的安装于架体1上，两组移动架31各连接有一整形板36，整形板36包括前后方向延伸的横板部361，第二驱动机构33设有两组，两组第二驱动机构33可带动两组移动架31移动，使两整形板36相互靠近或分离。整形板36通过第三滑轨机构34可竖向移动的安装于移动架31上，第三驱动机构35安装于移动架31上并带动整形板36竖向移动；整形板36向下移动至低于夹持板212底部位置，以避免夹持板212影响整形板36工作动作；或整形板36向上移动至高于夹持板212底部位置，以避免整形板36影响夹持板212工作动作。第二驱动机构33为驱动气缸。

架体1包括主体部11、外延部12，码垛夹爪2安装于主体部11上，外延部12设有两个，并分别沿主体部11两侧中部位置向外延伸，整形装置3安装于外延部12上，第二驱动机构33包括两组第二驱动气缸331，两组第二驱动气缸331分别位于外延部12两侧，第二驱动气缸331一端与主体部11旋转连接，另一端与移动架31旋转连接，第一滑轨机构22包括第一轨道221、第一滑块222，第一轨道221安装于主体部11上，第一滑块222可滑动的设于第一轨道221上并安装于夹持臂211上，部分第一滑轨机构22的第一轨道221朝向外延部12向外延伸并与外延部12连接，第二滑轨机构32包括第二滑块321，第二滑块321可滑动的设于第一轨道221上并安装于移动架31上。

一种整齐码垛方法，包括下列步骤：

①堆垛工序，

步骤一，机械臂带动架体1移动至金属锭处，使金属锭处于夹持机构21的两夹持板212之间，对应的第一驱动机构23通过同步动作机构24同步带动两夹持臂211相向移动，即第一驱动机构23带动转动杆242绕着芯轴241旋转，与转动杆242连接的两推拉杆243同步拉动两夹持臂211沿第一滑轨机构22相向移动，使两夹持板212相向移动至夹持金属锭；

夹持机构21设有若干组，由于金属锭生产线有序排列着较多金属锭，因此各夹持机构21可同时开闭，一次动作同时使各夹持机构21上均夹持有一金属锭；对于宽度较宽的金属锭，也可两组夹持机构21共同夹持一金属锭。

步骤二，机械臂带动架体1移动至待码垛平面上方，且夹持板212底边与码垛平面间的距离略大于一块金属锭厚度，第一驱动机构22通过同步动作机构24带动两夹持臂211相背移动，即第一驱动机构23带动转动杆242绕着芯轴241旋转，与转动杆242连接的两推拉杆243同步推出两夹持臂211沿第一滑轨机构22相背移动，使两夹持板212相背移动，金属锭自然落下；

可根据所要堆叠的垛型结构，各夹持机构21可同步动作，或部分夹持机构21同步动作，或各夹持机构21自独立动作；

步骤三，重复若干次上述步骤，直至根据所需垛型堆叠处一层金属锭层；

②整形工序，

由于堆垛工序中，金属锭存在一小段无动力自然下落段，实际工作中，环境因数影响，设备误差等难以避免，因此金属锭的排列不可避免会存在少量偏移。

机械臂带动架体1调整位置，使两整形板36分别处于已堆叠完成的该层金属锭层两侧，第二驱动机构33带动两移动架31相向移动，使两整形板相互靠近使该各金属锭间更为致密，且使该层金属锭层进行调整至位置整齐；

③多次重复堆垛工序、整形工序，将金属锭多层堆叠出致密且整齐的垛型。

其中，在进行堆垛工序时，第三驱动机构35通过第三滑轨机构34带动整形板36向上移动至高于夹持板212底部位置，以避免整形板36影响夹持板212工作动作；在进行整形工序时，第三驱动机构35通过第三滑轨机构34带动整形板36向下移动至低于夹持板212底部位置，以避免夹持板212影响整形板36工作动作。

上述仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：包括

架体，用于与机械臂连接；

码垛夹爪，包括夹持机构、第一滑轨机构、第一驱动机构，所述夹持机构包括两组夹持臂，两组夹持臂分别通过一第一滑轨机构可横向移动的安装于架体上，两组夹持臂各连接有一夹持板，第一驱动机构可带动两组夹持臂移动，使两夹持板平移靠近或平移分离；

整形装置，包括移动架、第二滑轨机构、第二驱动机构，所述移动架设有两组，两组移动架分别位于码垛夹爪两侧，两组移动架分别通过一第二滑轨机构可横向移动的安装于架体上，两组移动架各连接有一整形板，第二驱动机构设有两组，两组第二驱动机构可带动两组移动架移动，使两整形板相互靠近或分离。

2.根据权利要求1所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述整形装置还包括第三滑轨机构、第三驱动机构，所述整形板通过第三滑轨机构可竖向移动的安装于移动架上，第三驱动机构安装于移动架上并带动整形板竖向移动；整形板向下移动至低于夹持板底部位置，以避免夹持板影响整形板工作动作；或整形板向上移动至高于夹持板底部位置，以避免整形板影响夹持板工作动作。

3.根据权利要求1所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述整形板包括前后方向延伸的横板部。

4.根据权利要求1所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：架体包括主体部、外延部，所述码垛夹爪安装于主体部上，所述外延部设有两个，并分别沿主体部两侧中部位置向外延伸，所述整形装置安装于外延部上。

5.根据权利要求4所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述第二驱动机构包括两组第二驱动气缸，两组第二驱动气缸分别位于外延部两侧，第二驱动气缸一端与主体部旋转连接，另一端与移动架旋转连接。

6.根据权利要求4所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述第一滑轨机构包括第一轨道、第一滑块，所述第一轨道安装于主体部上，所述第一滑块可滑动的设于第一轨道上并安装于夹持臂上，所述第一轨道朝向外延部向外延伸并与外延部连接，所述第二滑轨机构包括第二滑块，第二滑块可滑动的设于第一轨道上并安装于移动架上。

7.根据权利要求1所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述码垛夹爪还包括同步动作机构，所述同步动作机构包括芯轴、转动杆、推拉杆，所述芯轴固定设于架体上，所述转动杆可转动的设于芯轴上，所述推拉杆设有两根，两根推拉杆分别对应两组夹持臂与转动杆连接，推拉杆一端与与转动杆可转动连接，另一端与夹持臂可转动连接，且两推拉杆与转动杆转动连接处分别对称设于芯轴两侧，第一驱动机构连接转动杆，并可带动转动杆绕芯轴旋转，进而通过推拉杆带动两组夹持臂同步相向移动或相背分离。

8.根据权利要求7所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述码垛夹爪设有若干组，各组码垛夹爪的第一驱动机构独立动作，使各夹持机构可独立动作，各组码垛夹爪的同步动作机构共用同一芯轴，各夹持机构沿芯轴长度方向排列布置。

9.根据权利要求8所述一种可对垛体整形的码垛机械手，其特征在于：所述码垛夹爪设有偶数组，各第一驱动机构均布于芯轴两侧，且相邻两组码垛夹爪的第一驱动机构分别相对设于芯轴两侧。

10.一种整齐码垛方法，其特征在于：包括下列步骤：

①堆垛工序，

步骤一，机械臂带动架体移动至金属锭处，使金属锭处于两夹持板之间，第一驱动机构带动两夹持臂相向移动，使两夹持板相向移动至夹持金属锭；机械臂带动架体移动至待码垛平面上方，且夹持板底边与码垛平面间的距离略大于一块金属锭厚度，第一驱动机构带动两夹持臂相背移动，使两夹持板相背移动，金属锭自然落下；

步骤二，重复若干次步骤一，直至堆叠处一层金属锭层；

②整形工序，

机械臂带动架体调整位置，使两整形板分别处于已堆叠完成的该层金属锭层两侧，第二驱动机构带动两移动架相向移动，使两整形板相互靠近使该各金属锭间更为致密，且使该层金属锭层进行调整至位置整齐；

③多次重复堆垛工序、整形工序，将金属锭多层堆叠出致密且整齐的垛型。

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