CN113619974A - 一种用于轮胎分类码垛的智能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及搬运设备领域，特别是一种用于轮胎分类码垛的智能装置，包括用于输送轮胎的传送带，在所述传送带两侧设置多个码放所述轮胎的库；在所述传送带上，在多个所述库构成的平面的中心设置机械臂，沿所述传送带传送方向在所述机械臂的上游和下游设置轮胎选择定中装置，以便所述机械臂根据轮胎类型而选择将目标轮胎放置到与其类型一致的库中。能够同时满足多种不同轮型的混合码垛，有效减少成本和占地空间。

Description

一种用于轮胎分类码垛的智能装置
技术领域
本发明涉及搬运设备领域，特别是一种用于轮胎分类码垛的智能装置。
背景技术
许多轮胎装配生产线在成品轮胎入库前，由于外观尺寸类似，需要进行整理识别和分类入库。对于人工方式，由于产品重量太大，需要较强的劳动力。同时轮胎需要堆叠较高的高度，存在极大的不便和损坏的风险。一些简易的机械手结构虽然可以实现单品种轮胎的码垛工作，但是无法处理轮胎生产线上混合轮胎型号的情况，还需要人工进行干预，无法达到全自动化的程度。对于自动化立体入库装置，虽然可以解决轮胎识别和分类入库的问题，但是整个装置需要占用较大的空间，成本极高，而且当装置出现故障，会导致整条生产线瘫痪，同时需求的轮胎无法顺利地取出，极大地耽误工作进程。
发明内容
为了解决上述技术存在的问题，本发明提供一种用于轮胎分类码垛的智能装置。该装置可以对轮胎型号进行自动识别和自动分类，能够同时满足多种不同轮型的混合码垛，有效减少成本和占地空间，增加码垛效率。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供了一种用于轮胎分类码垛的智能装置，包括用于输送轮胎的传送带，在所述传送带两侧设置多个码放所述轮胎的库，在所述传送带上，在多个所述库构成的平面的中心设置机械臂，沿所述传送带传送方向在所述机械臂的上游和下游设置轮胎选择定中装置，以便所述机械臂根据轮胎型号而选择将目标轮胎放置到与其型号一致的库中。
进一步的改进，所述库设置在由传送带和水平垂直于该传送带并且经过所述机械臂固定座中心的直线形成的象限内。
进一步的改进，所述轮胎的智能分类入库和码放坐标的智能算法。
进一步的改进，所述轮胎选择定中装置包括在所述传送带上设置的用于识别轮胎类型的识别装置和将轮胎设置在合适位置便于所述机械臂抓取的选择定中装置。
进一步的改进，所述传送带上设有用于对目标轮胎跟踪定位的光电传感器。
进一步的改进，所述选择定中装置包括顶升机构和抱臂。
进一步的改进，所述机器臂的抓取机构上设有锁紧气缸。
进一步的改进，所述库设置有联动控制的安全门和安全光栅。
进一步的改进，还包括在所述库码垛完成后自动打印MES系统分配的成品库位信息的自动打印机。
进一步的改进，所述库设置有放置托盘的底座，所述底座的角部设有感应传感器。
进一步的改进，所述智能装置还包括人机界面。
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种用于轮胎分类码垛的智能装置，通过对机械臂和轮胎选择定中装置的布局改进，可以对轮胎型号进行自动识别和自动分类，能够同时满足多种不同轮型的混合码垛，能够有效减少成本和占地空间，增加生产空间利用率和码垛效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实例技术中的技术方案，下面将对实例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的库坐标系示意图；
图3是本发明实施例的传送带结构示意图；
图4是本发明实施例的机械臂结构示意图；
图5是本发明实施例的库结构示意图；
图6是本发明实施例的机械臂和库组合结构示意图。
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本发明提供的一个实施例，一种用于轮胎分类码垛的智能装置，包括用于输送轮胎的传送带1，在所述传送带1两侧设置多个码放所述轮胎的库2，在所述传送带1上，在多个所述库2构成的平面的中心设置机械臂3，沿所述传送带1传送方向在所述机械臂3的上游和下游设置轮胎选择定中装置4，以便所述机械臂3根据轮胎型号而选择将目标轮胎放置到与其型号一致的库2中。
轮胎选择定中装置4是用来识别轮胎型号，固定轮胎位置的，使机械臂3抓取点固定，能够精准抓取轮胎。库2为轮胎码垛库位，每个库2可分别预设成一个轮胎型号，机械臂3将抓取到的轮胎最终码垛到对应型号的库2中，能够同时满足多种不同轮型的混合码垛。需要说明的是，不同库2之间设置的型号既可以相同也可以不同，可以根据实际需要码垛的轮胎型号和对应的轮胎数量来进一步确定。
由于机械臂3在多个所述库2构成的平面的中心，其到各个库2的距离相等，能够在最小的占地空间中设置更多的库2，能够有效减少成本和占地空间，增加生产空间利用率。所述机械臂3沿所述传送带1传送方向的上游和下游均设置有轮胎选择定中装置4，每个轮胎选择定中装置4可优先为其两侧的库2提供轮胎，以提高该用于不同轮胎分类码垛的智能装置的运行速度，缩短节拍时间，提高码垛效率。
在本发明一些优选实施例中，所述库2设置在由传送带1和水平垂直于该传送带1并且经过所述机械臂3固定座中心的直线形成的象限内。此时所述库2以所述传送带1为对称轴呈轴对称，以所述机械臂3为对称中心呈中心对称，不同所述库2内坐标点可以一一对应。
如图2所示，在一些实施例中，由于库2的位置布局呈对称设计，机械臂3周围的四个库2是完全一致的，各个库2分别建立的坐标系中，都有一一对应的坐标点。在机械臂3抓取轮胎时，只需要根据需要码垛的库2的位置来自动调整其适用的坐标系，就可使机械臂3使用同样的运行程序在每个库2里进行码垛轮胎，大大简化了程序的编写和占用空间。
在本发明一些优选实施例中，所述传送带1上设有用于对目标轮胎跟踪定位的光电传感器。传送带1为辊道传送带，其辊道可分段单独驱动，以控制轮胎输送速度和间隔。并由光电传感器对轮胎位置进行定位，以保证轮胎之间的间距。例如当前光电传感器被轮胎遮挡，发送给该智能装置的可编程逻辑控制器(PLC)一个占位信号，此时上一段辊道传送带无法将轮胎传入该辊道段。同时还能通过光电传感器状态转化的阶跃信号，能将轮胎的信息准确地传递到下一段传送辊道段上，直至传递给机械臂3，以精准地对轮胎进行跟踪定位。
如图3所示，在本发明一些优选实施例中，传送带1可进一步划分为进料辊道传送带12定位辊道传送带13和紧急出料辊道传送带14。所述轮胎选择定中装置4包括在所述传送带1上设置的用于识别轮胎类型的识别装置41和将轮胎设置在合适位置便于所述机械臂3抓取的选择定中装置42。
所述识别装置41优选为二维码或条形码扫码器，通过扫描轮胎上的信息码，得到轮胎的型号信息。轮胎的型号信息还包括轮胎的直径和厚度等。识别装置41可单独设置在进料辊道传送带上，光电传感器设于定位辊道传送带13上，定位辊道传送带13按照一定的间距将轮胎分隔开来，避免轮胎相互撞击。选择定中装置42也设置在定位辊道传送带13上，分别位于机械臂3的上游和下游，优选的，两个选择定中装置42到所述机械臂3的距离相等，以进一步简化机械臂3的运行程序。
优选的，所述选择定中装置4包括顶升机构和抱臂，顶升机构设置在辊道下方，可通过辊道缝隙向上顶起轮胎。当轮胎到达该工位后，连接该辊道传送带的动力传动机构停止运动，选择定中装置42的顶升机构升起轮胎，用于夹紧定中的抱臂将轮胎固定住，完成定中动作，保证机械臂3能精准地抓取轮胎。
当机械臂3发生故障或者有不需要码垛的、型号尺寸不符的轮胎进入该智能装置中，轮胎可以通过紧急出料传送带14将轮胎传送出来，避免造成整个生产线的拥堵。例如，该智能装置设置了四个不同轮胎型号的库2，可以同时码放四种不同型号的轮胎。当轮胎进入选择定中装置42后，PLC会根据当前轮胎型号信息和库2对应的型号信息进行对比，判断该轮胎该进入几号库2。若当前轮胎型号不属于四个需码垛型号中的任意一个，则该轮胎会从紧急出料传送带14中传送出去，待工作人员处理，以保证整个轮胎分类码垛工作的连续运行。
在本发明的另一个实施例中，传送带1将轮胎由进料辊道传送带12经过识别装置41的条码信息读取后到达定位辊道传送带13。在定位辊道传送带13上，若下一个工位未被占用，轮胎则被继续传送至下一个工位。若下一个工位被占用，轮胎则不再前进，以使轮胎按照一定的间距分隔开来。同时通过传送带1上光电传感器状态转化的阶跃信号，跟踪定位每个轮胎。当轮胎到了分配的选择定中装置42上，该选择定中装置42的顶升机构升起轮胎，夹紧定中抱臂将轮胎固定住，完成定中动作。当机械臂3抓取轮胎后，PLC会根据轮胎信息给机械臂3分配一个目标库2，指示机械臂3将轮胎码放至该库2。此时该库2也被赋予了一个轮胎型号，保证同型号的轮胎都码放至该库2。
如图4所示，在所述机械臂3上设有用于校验轮胎尺寸的测量装置31。所述测量装置31优选为轮胎直径测量传感器，可设置在所述机械臂3的抓取机构上，用于测量所抓取的轮胎直径。PLC将收集到的当前测量值和与轮胎型号绑定的设置值进行对比并判断轮胎的直径尺寸是否正确，若比较值偏差过大，所述抓取轮胎的机械臂3会停止工作，放弃该轮胎的码垛。因此通过传送带1上的识别装置41和机械臂3上的测量装置31的双重验证，能有效避免因轮胎型号尺寸不符，造成的错误分类。
进一步的，在一些实施例中，识别装置41可以读取每个进料轮胎的信息，并将轮胎信息传输给PLC。PLC根据轮胎信息将轮胎进行分类并安排码垛的库2，同时PLC还会根据轮胎信息智能设置每个轮胎型号的摆放规则。如果轮胎直径不足720mm，则每一层轮胎堆叠数量为六个，如果轮胎直径超过720mm，则每一层轮胎的摆放数量是五个。如果轮胎高度不足超过260mm，则每个库2可以竖直放置五层轮胎，如果轮胎高度超过260mm,则每个库2可以竖直放置四层轮胎。依照此摆放规则保证轮胎和装置不会在码垛过程中由于尺寸问题受到损害，同时也最大限度地利用了库2的空间。
进一步的，在一些实施例中，机械臂3的固定座设置在传送带1上方，机械臂3可选用灵活性较强的四轴机器手，满足抓取全尺寸轮胎的功能，机械臂3的抓取机构还根据轮胎的摆放位置，设置了不同的张开角度，避免抓取机构在打开过程中触碰到其他轮胎和护栏，从而导致机械臂3停机故障。
进一步的，在一些实施例中，所述机械臂3会根据轮胎的直径和厚度自动计算轮胎的码放坐标。操作人员需要提前将轮胎型号对应的直径和厚度输入该智能装置，PLC根据坐标计算算法自动算出轮胎的码放坐标值。每次轮胎到达选择定中装置42的时候，PLC通过计数功能获得当前轮胎的码放数量，并将正确的轮胎码放坐标传递给机械臂3。
进一步的，在一些实施例中，所述机器臂3的抓取机构上设置了带锁紧装置的气缸，避免设备在停机过程中由于气路中的气压不足而发生的轮胎掉落风险。
在本发明一些优选实施例中，每个库2都设置有放置托盘的底座和感应传感器，感应传感器设置在托盘底座的四个角部。当四个感应传感器信号同时接通了，PLC才会输出托盘被正确放置的信号，使得托盘每次都摆放在相同的位置，保证抓取轮胎的机械臂3能精确放置轮胎。
如图5所示，为了保证工作人员的安全，在本发明一些优选实施例中，每个库2还设有全封闭的护栏保护结构即安全围栏21，安全围栏上还设置了用于检测安全围栏21的开启状态的光电传感器，当所述的安全围栏21打开时，两侧的光电传感器会被安全围栏21遮挡，PLC会输出安全围栏21打开的信号。由于库2被安全围栏21封闭起来，最大限度地降低了人工操作的风险，避免操作人员被该智能装置误伤，安全性能很高。
如图6所示，在一些实施例中，每个库2都设置有联动控制的安全门22和安全光栅23，用于检测机械臂3在工作过程中是否有操作人员进入库2。以使所述机器臂3在所述安全门22处于开启状态且所述安全光栅23处于遮挡状态时停止动作。
安全门22可设为升降门，只有打开安全门22，才能将托盘放进库2中或从库2中取出来，安全光栅23设置在库2内，当有人进入就会被遮挡。当安全门22升起的时候，该智能装置就会启动安全光栅23的功能。此时若安全光栅23被遮挡，所述机械臂3会立刻紧急停止动作。当安全门22完全落下的时候，该智能装置会屏蔽安全光栅23的功能。此时，所述的机械臂3可以自由地在库2内进行轮胎抓取和码放的动作。进一步的，安全光栅23的功能仅约束机械臂3针对当前库2的动作，而不影响其在其他库2的码垛工作。安全门22和安全光栅23的组合使用，确保了该智能装置的安全性，极大降低了风险发生的概率。
在本发明一些优选实施例中，所述用于轮胎分类码垛的智能装置与MES系统连接，当库2完成码垛后，MES系统会自动为该库2的托盘分配合适的成品库位并将相关信息通过自动打印机打印出来，同时安全门22自动开启，方便叉车司机将该库内的托盘取出并运送至正确的成品库位，极大提高了轮胎下线和入库效率。
在本发明一些优选实施例中，所述用于轮胎分类码垛的智能装置还设置了HMI人机操作通讯界面。所述的人机界面会显示整个智能装置的全局状态，其中包括：选择定中装置42上的轮胎型号、机械臂3所抓取的轮胎型号、每个库2放置的轮胎型号、每个库2中安全门22和安全光栅23的状态和轮胎的分配信息。所述分配信息会准确地显示该轮胎被哪个选择定中装置42进行定中，并送至几号库2。
进一步的，在一些实施例中，所述的人机界面还可以对机械臂3的运行速度进行设定。所述人机界面还可以根据轮胎型号设定相对应的直径数值并保存在PLC中。所述人机操作界面可以显示该用于轮胎分类码垛的智能装置和MES系统的通讯连接情况。
上述各实施例仅是本发明的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本发明技术方案上的变化和改进，不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种用于轮胎分类码垛的智能装置，包括用于输送轮胎的传送带，在所述传送带两侧设置多个码放所述轮胎的库，其特征在于：在所述传送带上，在多个所述库构成的平面的中心设置机械臂，沿所述传送带传送方向在所述机械臂的上游和下游各设置一个轮胎选择定中装置，以便所述机械臂根据轮胎型号而选择将目标轮胎放置到与其型号一致的库中。
2.根据权利要求1所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述库设置在由传送带和水平垂直于该传送带并且经过所述机械臂固定座中心的直线形成的象限内。
3.根据权利要求1所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述轮胎选择定中装置包括在所述传送带上设置的用于识别轮胎类型的识别装置和将轮胎设置在合适位置便于所述机械臂抓取的选择定中装置。
4.根据权利要求3所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述传送带上设有用于对目标轮胎跟踪定位的光电传感器。
5.根据权利要求3所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述选择定中装置包括顶升机构和抱臂。
6.根据权利要求1所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述机器臂的抓取机构上设有锁紧气缸。
7.根据权利要求1所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述库设置有联动控制的安全门和安全光栅。
8.根据权利要求7所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，还包括在所述库码垛完成后自动打印MES系统分配的成品库位信息的自动打印机。
9.根据权利要求1所述的用于轮胎分类码垛的智能装置,其特征在于，所述库设置有放置托盘的底座，所述底座的角部设有感应传感器。
10.根据权利要求1所述的用于轮胎分类码垛的智能装置，其特征在于，还包括人机界面。
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