CN112794058A - 一种可翻转板状物料的码垛机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可翻转板状物料的码垛机，包括底座、一对立柱、由升降机构驱动在立柱上进行上下移动的伸缩梁；每个伸缩梁靠近输送装置的一端设有抓取手爪组件，用于抓取板料并可将板料翻转；每个伸缩梁由驱动机构实现伸出和缩回；抓取手爪组件包括用于抓取板料的气动手指和用于带动所述气动手指转动的翻转机构；抓取手爪组件在所述升降机构、驱动机构和翻转机构的作用下将输送装置上的板料抓取至输送装置的另一侧的码垛工位并进行翻转堆垛。本发明的码垛机在堆垛过程穿插使用正常堆垛和翻转堆垛，使得物料的凸凹不平面相结合，保证物料堆垛的稳定，不易松散；码垛过程配合自动化的控制系统，能够取代人工翻转物料，大大减轻了工人的劳动强度。

Description

一种可翻转板状物料的码垛机

技术领域

本发明属于码垛机的技术领域，尤其涉及一种可翻转板状物料的码垛机。

背景技术

目前，采用自动码垛装置对板型物料(以下简称：“板料”)码垛可以提高码垛效率，降低人工劳动强度。但是针对一面较为平整、另外一面凹凸不平的板料堆垛，为了保证码垛过程中板料堆积状态稳定不松散，需要在码垛过程中把两块板的非平整的凸凹不平表面扣合，这要求码垛机能够进行板料的有序翻转。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种可翻转板状物料的码垛机，使得物料的凸凹不平面相结合，保证物料堆垛的稳定，能够很好地实现板料的翻转堆垛功能。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种可翻转板状物料的码垛机，位于输送装置的一侧，包括底座、位于所述底座上的一对立柱、由升降机构驱动在所述立柱上进行上下移动的伸缩梁；每个伸缩梁靠近所述输送装置的一端设有抓取手爪组件，用于抓取板料并可将板料翻转；每个伸缩梁由驱动机构实现伸出和缩回；所述抓取手爪组件包括用于抓取板料的气动手指和用于带动所述气动手指转动的翻转机构；所述抓取手爪组件在所述升降机构、驱动机构和翻转机构的作用下将输送装置上的板料抓取至输送装置的另一侧的码垛工位并进行翻转堆垛。

可选的，所述升降机构包括分别套装在一对立柱上的两个上下运动导套、连接在两个上下运动导套之间的连接板、与所述连接板连接的丝杆，所述丝杆的底端转动的连接在所述底座上。

进一步的，所述驱动机构包括与所述上下运动导套固定连接的伸缩梁导向套、安装在所述伸缩梁导向套上的驱动电机、与所述驱动电机连接的齿轮、与所述齿轮啮合连接的齿条，所述伸缩梁滑动连接在所述伸缩梁导向套中，并且，所述齿条与所述伸缩梁固定连接。

可选的，所述翻转机构包括固定座、带动固定座转动的步进电机，所述步进电机的输出轴与所述固定座固定连接；所述气动手指活动连接在所述固定座的两侧。

进一步的，所述底座上沿其长度方向设有横向导轨，两个立柱可沿着横向导轨移动进行间距的调整。

由上，本发明的可翻转板状物料的码垛机用于码垛过程中需要自动翻转的板料的堆垛场所，能够很好地实现板料的翻转堆垛功能。本发明的码垛机在堆垛过程穿插使用正常堆垛和翻转堆垛，使得物料的凸凹不平面相结合，保证物料堆垛的稳定，不易松散；码垛过程配合自动化的控制系统，能够取代人工翻转物料，大大减轻了工人的劳动强度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的可翻转板状物料的码垛机与输送装置、码垛托盘的布置简图；

图2为本发明的可翻转板状物料的码垛机的结构示意图；

图3为本发明的可翻转板状物料的码垛机的抓取手爪组件的结构示意图；

图4为本发明的抓取手爪组件在抓取工位的示意图；

图5为本发明的抓取手爪组件夹取板料的示意图；

图6为本发明的抓取手爪组件将夹取的板料送到码垛工位的示意图；

图7为本发明的抓取手爪组件翻转的示意图，其中(a)为在抓取工位翻转前的示意图；(b)为在抓取工位翻转后的示意图；(c)为在抓取工位位于板料下方的示意图。

图8为本发明的翻转后抓取手爪组件夹取板料的示意图，其中(a)为未抬起板料的示意图；(b)为抬起板料后的示意图；

图9为本发明的抓取手爪组件翻转板料的示意图，其中(a)为未翻转板料的示意图；(b)为翻转板料后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1至图9所示，本发明的可翻转板状物料的码垛机100和码垛托盘22分别位于输送装置200的两边，输送装置200根据码垛机100的实际尺寸预留抓取组件的运动空隙。

如图2所示，本发明的可翻转板状物料的码垛机主要由底座1、横向导轨2、立柱3，17、伸缩梁4，15、伸缩梁导向套5，12、驱动电机6，11、上下运动导套7，16、抓取手爪组件14，19、步进电机13，18、丝杠8、连接板10、以及固定横梁9组成。其中，码垛机的底座1可根据需要固定在生产需要位置，或者安装行走部件实现沿生产线的移动。底座1的长度方向上设置有上述横向导轨2。

立柱分为左立柱3和右立柱17，左立柱3和右立柱17分别安装在横向导轨2的两端，左立柱3和右立柱17可以根据现场的需要沿着横向导轨2移动进行间距的调整，适应不同尺寸的堆垛件。

伸缩梁4，15安装于伸缩梁导向套5，12内，伸缩梁4，15可在伸缩梁导向套5，12内前后滑动，实现前后的伸出和缩回，在伸缩梁导向套5，12上设置有上述驱动电机6，11，驱动电机6，11的传动轴连接有齿轮，伸缩梁4，15的上表面沿其长度方向固定连接有齿条，齿轮与齿条啮合连接，通过驱动电机6，11带动齿轮与齿条的传动，实现伸缩梁的伸出和缩回(伸缩运动亦可采用链条链轮或气缸等往复运动机构实现)，实际伸缩距离由生产线输送装置和码垛托盘的两个实际工位确定。

伸缩梁导向套5，12与套装在立柱3，17上的上下运动导套7，16固定，实现伸缩梁4，15沿立柱3，17的高度在上下方向上的运动。上下运动导套7，16可由升降机构(丝杠螺母副装置)进行上下移动，两个上下运动导套之间设有连接板10，丝杠8与连接板10螺纹连接，利用丝杆螺母的螺纹传动驱动上下运动导套7，16上下运动。升降机构还可采用链轮链条、滑轮钢丝绳、液压缸、气缸等机构实现伸缩梁的上下驱动。

抓取手爪组件14，19固定在伸缩梁4，15靠近输送装置的一端，用于板料的抓取和翻转。如图3所示，抓取手爪组件14，19的手爪跨度可采用气动手指31等机构实现宽度调节，抓取时根据实际板材尺寸控制两活动手指的运动。为了实现翻转，抓取手爪组件14，19通过翻转机构与伸缩梁4，15固定，需要翻转时由动力机构提供动力，本例中采用步进电机13，18机构实现抓取手爪组件的翻转，步进电机13，18的输出轴32与固定座30固定连接，气动手指31活动连接在固定座30的两侧。抓取手爪组件的回转动力机构亦可采用伺服电机、液压马达等回转类驱动件，改变工作姿态。

本发明的码垛机的实际工作过程简述如下：码垛机根据实际工况调整初始位姿，确定立柱宽度、伸缩梁高度以及抓取装置的宽度。初始位姿调整完成后，根据是否需要翻转板料，完成抓取和码垛过程。

一、不需要翻转的码垛工况：

1、输送装置200的输送带20将板料21传输至抓取工位，码垛机的两伸缩梁4，15在升降机构8，10的驱动下，由上下运动导套7，16的导向下，由初始位置向下移动，抓取手爪组件14，19的气动手指张开，到达抓取位置后定位，抓取手爪组件14，19夹取板料21两边，夹紧板料21后，两伸缩梁4，15在升降机构8，10的驱动下，由上下运动导套7，16导向，带动板料21向上运动，如图4、图5所示。

2、板料21向上抬升一定高度后，伸缩梁4，15在驱动电机6，11的驱动下，由伸缩梁导向套5，12导向，向码垛托盘22方向伸出，到达码垛托盘22位置，如图6所示。

3、伸缩梁4，15下行到码垛工位(码垛托盘22处)，抓取手爪组件14，19的气动手指松开放置板料21，堆垛完成。堆垛下行距离可以根据堆垛实际高度的变化实时调整。如果配合可调整高度的码垛托盘22，则该工步可省略下行过程，直接放置板料21完成堆垛操作。

4、各运动部件返回初始位置，即伸缩梁4，15沿立柱3，17上下方向定位至初始高度，伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19在伸缩梁导向套5，12的导向下，由驱动电机6，11的驱动下缩回初始位置，等待下次抓取堆垛。

不需要翻转的堆垛只需顺序执行1、2、3、4工步，即可循环码垛物料。该工作过程如图4、5、6所示。

二、翻转码垛工况：

1、将码垛机的抓取手爪组件14，19顺时针(或逆时针)旋转180°，此处以顺时针为例，保持姿态，伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19在升降机构8，10的驱动下，由上下运动导套7，16的导向下，下行至输送带20下方，如图7(a)、(b)、(c)所示。

2、板料21到位后，抓取手爪组件14，19自下而上抓取板料21，抓紧板料21后，伸缩梁4，15在升降机构8，10的驱动下，由上下运动导套7，16导向，带动抓取手爪组件14，19和板料21继续上行至不产生干涉的位置，如图8(a)、(b)所示。

3、抓取手爪组件14，19顺时针旋转180°，实现板料21的翻转，如图9(a)、(b)所示。

4、伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19和板料21在伸缩梁导向套5，12的导向下，由驱动电机6，11的驱动下伸出至码垛工位的上方。

5、伸缩梁4，15下行到码垛工位，抓取手爪组件14，19的气动手指松开放置板料21，堆垛完成。堆垛下行距离可以根据堆垛实际高度的变化实时调整。如果配合可调整高度的码垛托盘22，则该工步可省略下行过程，直接放置板料21完成堆垛操作。

6、伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19沿立柱3，17定位至不产生干涉高度，同时伸缩梁4，15缩回，等待下次翻转抓取堆垛。

翻转堆垛过程按照1、2、3、4、5、6工步顺序执行，即可实现对板料的循环翻转码垛。

三、如板料需要将正常码垛与翻转码垛交替进行，则按下述过程进行码垛(假设第一步为不需要翻转的码垛)：

1、输送带20将板料21传输至抓取工位，码垛机的两伸缩梁4，15由初始位置向下移动，抓取手爪组件14，19的气动手指张开，到达抓取位置后定位，抓取手爪组件14，19夹取输送带20上运送到位的板料21，如图4所示。

2、板料21夹紧后伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19和板料21在升降机构8，10的驱动下和上下运动导套7，16导向下，向上抬升一定高度后，伸缩梁4，15在伸缩梁导向套5，12的导向下和驱动电机6，11的驱动下，向码垛托盘22方向伸出，到达码垛位置，如图5和图6所示。

3、伸缩梁4，15下行到码垛工位，抓取手爪组件14，19的气动手指松开放置板料21，堆垛完成。堆垛下行距离可以根据堆垛实际高度的变化实时调整。如果配合可调整高度的码垛托盘22，则该工步可省略下行过程，直接放置板料21完成堆垛操作。

4、伸缩梁4，15沿立柱上下方向定位至初始高度，伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19缩回初始位置，抓取手爪组件14，19顺时针(或逆时针)旋转180°，保持姿态，伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19在升降机构8，10的驱动下和上下运动导套7，16导向下，下行至传输装置(20)下方，如图7(a)、(b)、(c)所示。

5、板料21到位后，抓取手爪组件14，19自下而上抓取板料21，抓紧板料21后，伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19和板料21在升降机构8，10的驱动下和上下运动导套7，16导向下，继续上行至不产生干涉的位置，如图8(a)、(b)所示。

6、抓取手爪组件14，19顺时针旋转180°，实现板料21的翻转，如图9(a)、(b)所示。

7、伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19和板料21在伸缩梁导向套5，12的导向下和驱动电机6，11的驱动下，伸出至码垛工位的上方。

8、伸缩梁4，15下行到码垛工位，抓取手爪组件14，19的气动手指松开放置板料21，翻转堆垛完成。堆垛下行距离可以根据堆垛实际高度的变化实时调整。如果配合可调整高度的码垛托盘22，则该工步可省略下行过程，直接放置板料21完成堆垛操作。

9、伸缩梁4，15沿立柱3，17上下方向定位至的初始高度，伸缩梁4，15带动抓取手爪组件14，19缩回初始位置，等待下次无翻转抓取板料21进行下一次堆垛。

上述堆垛过程穿插使用正常堆垛和翻转堆垛，使得物料的凸凹不平面相结合，保证物料堆垛的稳定，不易松散。码垛过程配合自动化的控制系统，能够取代人工翻转物料，大大减轻了工人的劳动强度。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，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变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可翻转板状物料的码垛机，位于输送装置的一侧，其特征在于，包括底座、位于所述底座上的一对立柱、由升降机构驱动在所述立柱上进行上下移动的伸缩梁；

每个伸缩梁靠近所述输送装置的一端设有抓取手爪组件，用于抓取板料并可将板料翻转；每个伸缩梁由驱动机构实现伸出和缩回；

所述抓取手爪组件包括用于抓取板料的气动手指和用于带动所述气动手指转动的翻转机构；

所述抓取手爪组件在所述升降机构、驱动机构和翻转机构的作用下将输送装置上的板料抓取至输送装置的另一侧的码垛工位并进行翻转堆垛。

2.如权利要求1所述的可翻转板状物料的码垛机，其特征在于，所述升降机构包括分别套装在一对立柱上的两个上下运动导套、连接在两个上下运动导套之间的连接板、与所述连接板连接的丝杆，所述丝杆的底端转动的连接在所述底座上。

3.如权利要求2所述的可翻转板状物料的码垛机，其特征在于，所述驱动机构包括与所述上下运动导套固定连接的伸缩梁导向套、安装在所述伸缩梁导向套上的驱动电机、与所述驱动电机连接的齿轮、与所述齿轮啮合连接的齿条，所述伸缩梁滑动连接在所述伸缩梁导向套中，并且，所述齿条与所述伸缩梁固定连接。

4.如权利要求1所述的可翻转板状物料的码垛机，其特征在于，所述翻转机构包括固定座、带动固定座转动的步进电机，所述步进电机的输出轴与所述固定座固定连接；

所述气动手指活动连接在所述固定座的两侧。

5.如权利要求1所述的可翻转板状物料的码垛机，其特征在于，所述底座上沿其长度方向设有横向导轨，两个立柱可沿着横向导轨移动进行间距的调整。

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