CN114852711B - 一种型钢码垛设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型钢码垛设备及其方法，其包括输送架、型钢托架及至少两同步动作的机械手，输送架包括进料轨及下料轨，进料轨设有若干个输送辊及翻转组件，各输送辊设置在进料轨用于输送型钢至机械手的作业区，翻转组件包括翻转板、翻转臂及伸缩缸，翻转板设置在输送辊之间，翻转臂设置在翻转板底部并转动安装在进料轨，伸缩缸驱动翻转臂转动并带动翻转板转动调整型钢的角度或将其推送至下料轨；型钢托架置于在下料轨的外侧用于收集型钢，下料轨设置有用于将型钢输送至外侧型钢托架上的输送带。本发明一种无需机械手翻转、适用多规格型钢且能够提高工作效率的型钢码垛设备。

Description

一种型钢码垛设备及其方法

技术领域

本发明涉及型钢码垛设备技术领域，尤其涉及一种型钢码垛设备及其方法。

背景技术

自动码垛机是机、电一体化高新技术产品，中、低位码垛机可以满足中低产量的生产需要。可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛。最优化的设计使得垛形紧密、整齐。型钢在生产运输过程需要用到自动码垛设备代替人工搬运，工作效率高。

现有技术的码垛设备多采用机械手代替人工搬运型钢，通常机械手具有两个同步动作对型钢进行吸附搬运，输送架输送型钢至机械手的作业区，但是型钢输送至作业区时，型钢如果朝向不同，需要机械手进行翻转，从不同的角度，如从下或侧壁吸附起型钢再翻转回型钢要堆叠放置的朝向，机械手需要进行吸附及归为的2次翻转，花费了大量时间，导致工作效率低，难以满足企业的生产需求，因此需要设计一种无需机械手翻转、适用多规格型钢且能够提高工作效率的型钢码垛设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种型钢码垛设备及其方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种型钢码垛设备，包括输送架、型钢托架及至少两同步动作的机械手，所述输送架包括进料轨及下料轨，所述进料轨设有若干个输送辊及翻转组件，各所述输送辊设置在进料轨用于输送型钢至机械手的作业区，所述翻转组件包括翻转板、翻转臂及伸缩缸，所述翻转板设置在输送辊之间，所述翻转臂设置在翻转板底部并转动安装在进料轨，所述伸缩缸驱动翻转臂转动并带动翻转板转动调整型钢的角度或将其推送至下料轨；所述型钢托架置于在下料轨的外侧用于收集型钢，所述下料轨设置有用于将型钢输送至外侧型钢托架上的输送带。

进一步地，所述翻转板具有多个并交错设置在各输送辊之间，所述型钢沿输送辊输送至翻转板的上方；所述翻转臂设有至少2个设置在机械手的作业区并具有一定间距，所述翻转臂通过上转动座转动安装在进料轨的底部用于推动翻转板转动，所述伸缩缸底部通过下转动座安装在输送架底部。

进一步地，所述输送架设有用于支撑进料轨及下料轨的脚架，所述输送带横向设置在下料轨上，所述型钢托架设置在输送架的下料轨一侧地面上，其高度低于下料轨用于接收从下料轨落下的型钢。

进一步地，所述下料轨设置有驱动输送带活动的下料组件，所述下料组件包括输送齿轮、下料同步辊、支撑座、安装座及下料电机，所述输送齿轮与输送带相安装用于驱动其转动，两所述输送齿轮通过安装座转动安装在下料轨的两侧，所述支撑座设置在两输送齿轮之间并与下料轨相安装，所述下料同步辊连接同侧相邻两下料组件的输送齿轮，所述下料电机驱动下料同步辊并带动输送齿轮转动，所述输送齿轮带动输送带向型钢托架方向转动，所述输送带环绕在支撑座的外周转动。

进一步地，所述输送架还设有用于限制型钢活动的限位组件，所述进料轨及下料轨各设有一组限位组件，所述限位组件包括底座、升降杆、限位同步辊及限位电机，所述底座具有多个并沿进料轨/下料轨下方设置，所述升降杆与底座相安装，所述底座内设有控制升降杆升降的齿轮组，所述升降杆伸出则从下往上伸出进料轨/下料轨挡住型钢活动，所述限位同步辊连接两相邻底座并与齿轮组相啮合，所述限位电机驱动限位同步辊转动，所述限位同步辊驱动齿轮组控制升降杆同步升降。

进一步地，所述机械手设有升降机架及行走机架，所述升降机架设有升降滑轨、升降链、升降齿轮及升降电机；所述行走机架通过一行走座滑动安装在升降滑轨上，所述行走座与升降链相安装，所述升降链与升降齿轮相啮合，所述升降齿轮与另一机械手的升降齿轮连接有一同步升降轴，所述升降电机通过同步升降轴驱动两升降齿轮转动带动两机械手的升降链及行走座同步活动；所述行走座设有一行走滑轨及固定架，所述行走机架滑动安装在行走滑轨并设有齿轨，所述固定架设有一行走电机，所述行走电机的输出部设有与齿轨相啮合的行走齿轮。

进一步地，两所述机械手的行走机架之间连接有一工字型连接架，所述工字型连接架上可拆卸地安装有至少两用于吸附起型钢的磁吸组，所述磁吸组包括U型安装架、安装板及磁吸件，所述U型安装架通过螺栓安装在工字型连接架底部，所述安装板通过连接柱安装在U型安装架底部，所述磁吸件设置在安装板底部并连接有控制其产生或消除磁吸力的控制器。

一种型钢码垛方法，该方法采用上述设备实现，所述方法包括如下步骤：

S1、获取待码垛的型钢至输送架，通过进料轨上的输送辊输送型钢至机械手的作业区；

S2、基于步骤S1当需要调节型钢的朝向时，则启动限位组件的限位电机驱动限位同步辊带动升降杆从下往上伸出限制型钢进入下料轨，利用伸缩缸推动翻转臂在进料轨上转动，翻转臂推动翻转板向下料轨方向转动，型钢跟随转动；

S3、通过机械手的升降机架带动行走机架升降，行走机架带动磁吸件前后活动，磁吸件移动至型钢上并产生磁吸力吸附住型钢，利用升降机架及行走机架将型钢转移至型钢托架上，完成该型钢的码垛作业，并重复S1至S3步骤；

S4、基于步骤S1当型钢为Z型钢时，则启动翻转组件，利用伸缩缸推动翻转臂在进料轨上转动，翻转臂推动翻转板向下料轨方向转动，直至将Z型钢翻转至下料轨的输送带上；

S5、启动下料轨的下料组件，通过下料电机驱动输送齿轮带动输送带沿支撑座转动，输送带向下料轨外侧的型钢托架输送型钢，型钢活动至输送带端部下落至型钢托架上，完成该型钢的码垛作业，并重复步骤S1、S4及S5的步骤。

进一步地，所述机械手设有至少两个并同步动作，两所述机械手的行走机架连接有安装磁吸件的工字型连接架，所述磁吸件具有至少两个，通过调节所述U型安装架在工字型连接架的位置调整两磁吸件的间距适用不同尺寸规格的型钢。

进一步地，所述输送辊之间均设置有翻转板，所述翻转组件具有至少两组翻转臂及伸缩缸，两组所述翻转臂及伸缩缸对称设置在两机械手之间。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

1、本发明通过翻转组件对输送架上的型钢进行翻转，调整型钢的朝向，使机械手从上往下直接吸附其型钢，机械手无需进行转动操作，在机械手转移型钢的同时，翻转组件先对下一型钢进行翻转动作，节省了大量时间，提高了工作效率。

2、本发明通过翻转组件将型钢推送至下料轨的输送带上，利用下料组件输送型钢输送至输送带端部，型钢脱离输送带后下落至型钢托架上，完成型钢码垛，适用于不同规格的型钢，满足不同需求，灵活性好。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1中A的局部放大示意图；

图3为图1中B的局部放大示意图；

图4为本发明正视图；

图5为本发明俯视图；

图6为本发明侧视图；

图7为本发明翻转组件翻转具体示意图。

附图标记说明：

输送架.1、型钢托架.2、机械手.3、脚架.4、进料轨.11、下料轨.12、输送辊.13、翻转组件.14、输送带.15、下料组件.16、限位组件.17、翻转板.141、翻转臂.142、伸缩缸.143、上转动座.144、下转动座.145、输送齿轮.161、下料同步辊.162、支撑座.163、安装座.164、下料电机.165、底座.171、升降杆.172、限位同步辊.173、升降机架.31、行走机架.32、工字型连接架.33、磁吸组.34、U型安装架.341、安装板.342、磁吸件.343、连接柱.344。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

参考图1至图7所示，本发明公开了一种型钢码垛设备，包括输送架1、型钢托架2及至少两同步动作的机械手3，输送架1包括进料轨11及下料轨12，进料轨11设有若干个输送辊13及翻转组件14，各输送辊13设置在进料轨11用于输送型钢至机械手的作业区，翻转组件14包括翻转板141、翻转臂142及伸缩缸143，翻转板141设置在输送辊13之间，翻转臂142设置在翻转板141底部并转动安装在进料轨11，伸缩缸143驱动翻转臂142转动并带动翻转板141转动调整型钢的角度或将其推送至下料轨12；型钢托架2置于在下料轨12的外侧用于收集型钢，下料轨12设置有用于将型钢输送至外侧型钢托架2上的输送带15。

型钢托架2用于型钢码垛及转运，底部设置有滑轮；伸缩缸143可以是油缸，也可以是气缸。

输送架1上的输送辊13驱动方式为现有技术，可以是通过输送电机驱动传动带同步驱动各输送辊13转动，本实施例不作限定。

型钢从输送架1输送至进料轨11，本实施例设置有用于检测型钢朝向及类型的检测镜头，或者通过操作者通过控制器控制其工作模式。

翻转板141未翻转时水平高度低于输送辊13，翻转后其转动角度为0-150度。

翻转板141具有多个并交错设置在各输送辊13之间，型钢沿输送辊13输送至翻转板141的上方；翻转臂142设有至少2个设置在机械手3的作业区并具有一定间距，翻转臂142通过上转动座144转动安装在进料轨11的底部用于推动翻转板141转动，伸缩缸143底部通过下转动座145安装在输送架1底部。

输送架1设有用于支撑进料轨11及下料轨12的脚架4，输送带15横向设置在下料轨12上，型钢托架2设置在输送架1的下料轨12一侧地面上，其高度低于下料轨12用于接收从下料轨12的输送带15落下的型钢。

下料轨12设置有驱动输送带15活动的下料组件16，下料组件16包括输送齿轮161、下料同步辊162、支撑座163、安装座164及下料电机165，输送齿轮161与输送带15相安装用于驱动其转动，两输送齿轮161通过安装座164转动安装在下料轨12的两侧，支撑座163设置在两输送齿轮161之间并与下料轨12相安装，下料同步辊162连接同侧相邻两下料组件16的输送齿轮161，下料电机165驱动下料同步辊162并带动输送齿轮161转动，输送齿轮161带动输送带15向型钢托架2方向转动，输送带15环绕在支撑座163的外周转动。

下料轨12设置支撑座163用于支撑型钢及输送带15，避免大规格的型钢过重压断输送带15，结构巧妙，延长使用寿命。

输送架1还设有用于限制型钢活动的限位组件17，进料轨11及下料轨12各设有一组限位组件17，下料轨12的限位组件17限制型钢从下料轨12掉落，下料组件16不作工作，机械手3除在进料轨11上对型钢进行搬运作业，也可以对翻转到输送带15上的型钢进行搬运作业，限位组件17包括底座171、升降杆172、限位同步辊173及限位电机，底座171具有多个并沿进料轨11/下料轨12下方设置，升降杆172与底座171相安装，底座171内设有控制升降杆172升降的齿轮组，齿轮组的具体结构为现有技术，本实施例不作限定，升降杆172本实施例优选为双节升降杆，也可以是三节升降杆，升降杆172伸出则从下往上伸出进料轨11/下料轨12挡住型钢活动，限位同步辊173连接两相邻底座171并与齿轮组相啮合，限位电机驱动限位同步辊173转动，限位同步辊173驱动齿轮组控制升降杆172同步升降。

机械手3设有升降机架31及行走机架32，升降机架31设有升降滑轨、升降链、升降齿轮及升降电机；行走机架32通过一行走座滑动安装在升降滑轨上，行走座与升降链相安装，升降链与升降齿轮相啮合，升降齿轮与另一机械手3的升降齿轮连接有一同步升降轴，升降电机通过同步升降轴驱动两升降齿轮转动带动两机械手3的升降链及行走座同步活动；行走座设有一行走滑轨及固定架，行走机架32滑动安装在行走滑轨并设有齿轨，固定架设有一行走电机，行走电机的输出部设有与齿轨相啮合的行走齿轮。

升降机架31设置有一升降测距探头用于检测当前活动位置，行走机架32设置有行走测距探头用于检测当前活动位置。

两机械手3的行走机架32之间连接有一工字型连接架33，行走机架32与，工字型连接架33上可拆卸地安装有至少两用于吸附起型钢的磁吸组34，磁吸组34包括U型安装架341、安装板342及磁吸件343，U型安装架341通过螺栓安装在工字型连接架33底部，安装板342通过连接柱344安装在U型安装架341底部，磁吸件343设置在安装板342底部并连接有控制其产生或消除磁吸力的控制器，控制器控制磁吸件343在吸附型钢的时候产生磁吸力，在搬运完型钢后消除磁吸力解除吸附，磁吸件343为金属及线圈组成的结构，通过控制器输入电流使其产生磁吸力。

需要翻转并使用机械手3的型钢，本实施优选为U型钢、W型钢及H型型钢。

实施例二

一种型钢码垛方法，该方法采用实施例一的设备实现，方法包括如下步骤：

S1、获取待码垛的型钢至输送架1，通过进料轨11上的输送辊13输送型钢至机械手3的作业区。

S2、基于步骤S1当需要调节型钢的朝向时，则启动限位组件17的限位电机驱动限位同步辊173带动升降杆172从下往上伸出限制型钢进入下料轨12，利用伸缩缸143推动翻转臂142在进料轨11上转动，翻转臂142推动翻转板141向下料轨12方向转动，型钢跟随转动。

当翻转板141转动的角度大于90度，则将型钢翻转并推到下料轨12上，输送带15不工作，则机械手3从下料轨12上吸附起型钢。

S3、通过机械手3的升降机架31带动行走机架32升降，行走机架32带动磁吸件343前后活动，磁吸件343移动至型钢上并产生磁吸力吸附住型钢，利用升降机架31及行走机架32将型钢转移至型钢托架2上，完成该型钢的码垛作业，并重复S1至S3步骤。

S4、基于步骤S1当型钢为Z型钢时，则启动翻转组件14，利用伸缩缸143推动翻转臂142在进料轨11上转动，翻转臂142推动翻转板141向下料轨12方向转动，直至将Z型钢翻转至下料轨12的输送带15上。

S5、启动下料轨12的下料组件16，通过下料电机165驱动输送齿轮161带动输送带15沿支撑座163转动，输送带15向下料轨12外侧的型钢托架2输送型钢，型钢活动至输送带端部下落至型钢托架2上，完成该型钢的码垛作业，并重复步骤S1、S4及S5的步骤。

机械手3设有至少两个并同步动作，两机械手3的行走机架32连接有安装磁吸件343的工字型连接架33，磁吸件343具有至少两个，通过调节U型安装架341在工字型连接架33的位置调整两磁吸件343的间距适用不同尺寸规格的型钢。

输送辊13之间均设置有翻转板141，翻转组件14具有至少两组翻转臂142及伸缩缸143，两组翻转臂142及伸缩缸143对称设置在两机械手3之间；翻转板141未翻转时水平高度低于输送辊，翻转后其转动角度为0-150度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种型钢码垛设备，其特征在于：包括输送架、型钢托架及至少两同步动作的机械手，所述输送架包括进料轨及下料轨，所述进料轨设有若干个输送辊及翻转组件，各所述输送辊设置在进料轨用于输送型钢至机械手的作业区，所述翻转组件包括翻转板、翻转臂及伸缩缸，所述翻转板设置在输送辊之间，所述翻转臂设置在翻转板底部并转动安装在进料轨，所述伸缩缸驱动翻转臂转动并带动翻转板转动调整型钢的角度或将其推送至下料轨；所述型钢托架置于在下料轨的外侧用于收集型钢，所述下料轨设置有用于将型钢输送至外侧型钢托架上的输送带；

所述下料轨设置有驱动输送带活动的下料组件，所述下料组件包括输送齿轮、下料同步辊、支撑座、安装座及下料电机，所述输送齿轮与输送带相安装用于驱动其转动，两所述输送齿轮通过安装座转动安装在下料轨的两侧，所述支撑座设置在两输送齿轮之间并与下料轨相安装，所述下料同步辊连接同侧相邻两下料组件的输送齿轮，所述下料电机驱动下料同步辊并带动输送齿轮转动，所述输送齿轮带动输送带向型钢托架方向转动，所述输送带环绕在支撑座的外周转动；

所述输送架还设有用于限制型钢活动的限位组件，所述进料轨及下料轨各设有一组限位组件，所述限位组件包括底座、升降杆、限位同步辊及限位电机，所述底座具有多个并沿进料轨/下料轨下方设置，所述升降杆与底座相安装，所述底座内设有控制升降杆升降的齿轮组，所述升降杆伸出则从下往上伸出进料轨/下料轨挡住型钢活动，所述限位同步辊连接两相邻底座并与齿轮组相啮合，所述限位电机驱动限位同步辊转动，所述限位同步辊驱动齿轮组控制升降杆同步升降；

所述机械手设有升降机架及行走机架，所述升降机架设有升降滑轨、升降链、升降齿轮及升降电机；所述行走机架通过一行走座滑动安装在升降滑轨上，所述行走座与升降链相安装，所述升降链与升降齿轮相啮合，所述升降齿轮与另一机械手的升降齿轮连接有一同步升降轴，所述升降电机通过同步升降轴驱动两升降齿轮转动带动两机械手的升降链及行走座同步活动；所述行走座设有一行走滑轨及固定架，所述行走机架滑动安装在行走滑轨并设有齿轨，所述固定架设有一行走电机，所述行走电机的输出部设有与齿轨相啮合的行走齿轮；

两所述机械手的行走机架之间连接有一工字型连接架，所述工字型连接架上可拆卸地安装有至少两用于吸附起型钢的磁吸组，所述磁吸组包括U型安装架、安装板及磁吸件，所述U型安装架通过螺栓安装在工字型连接架底部，所述安装板通过连接柱安装在U型安装架底部，所述磁吸件设置在安装板底部并连接有控制其产生或消除磁吸力的控制器；

当型钢为U型钢、W型钢或H型钢时，需要调节型钢的朝向，则启动限位组件的限位电机驱动限位同步辊带动升降杆从下往上伸出限制型钢进入下料轨，利用伸缩缸推动翻转臂在进料轨上转动，翻转臂推动翻转板向下料轨方向转动，型钢跟随转动；通过机械手的升降机架带动行走机架升降，行走机架带动磁吸件前后活动，磁吸件移动至型钢上并产生磁吸力吸附住型钢，利用升降机架及行走机架将型钢转移至型钢托架上；

当型钢为Z型钢时，则启动翻转组件，利用伸缩缸推动翻转臂在进料轨上转动，翻转臂推动翻转板向下料轨方向转动，直至将Z型钢翻转至下料轨的输送带上；启动下料轨的下料组件，通过下料电机驱动输送齿轮带动输送带沿支撑座转动，输送带向下料轨外侧的型钢托架输送型钢，型钢活动至输送带端部下落至型钢托架上。

2.如权利要求1所述的一种型钢码垛设备，其特征在于：所述翻转板具有多个并交错设置在各输送辊之间，所述型钢沿输送辊输送至翻转板的上方；所述翻转臂设有至少2个设置在机械手的作业区并具有一定间距，所述翻转臂通过上转动座转动安装在进料轨的底部用于推动翻转板转动，所述伸缩缸底部通过下转动座安装在输送架底部。

3.如权利要求2所述的一种型钢码垛设备，其特征在于：所述输送架设有用于支撑进料轨及下料轨的脚架，所述输送带横向设置在下料轨上，所述型钢托架设置在输送架的下料轨一侧地面上，其高度低于下料轨用于接收从下料轨落下的型钢。

4.一种型钢码垛方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1-3任一项所述的设备实现，所述方法包括如下步骤：

S1、获取待码垛的型钢至输送架，通过进料轨上的输送辊输送型钢至机械手的作业区；

S2、基于步骤S1当需要调节型钢的朝向时，则启动限位组件的限位电机驱动限位同步辊带动升降杆从下往上伸出限制型钢进入下料轨，利用伸缩缸推动翻转臂在进料轨上转动，翻转臂推动翻转板向下料轨方向转动，型钢跟随转动；

S3、通过机械手的升降机架带动行走机架升降，行走机架带动磁吸件前后活动，磁吸件移动至型钢上并产生磁吸力吸附住型钢，利用升降机架及行走机架将型钢转移至型钢托架上，完成该型钢的码垛作业，并重复S1至S3步骤；

S4、基于步骤S1当型钢为Z型钢时，则启动翻转组件，利用伸缩缸推动翻转臂在进料轨上转动，翻转臂推动翻转板向下料轨方向转动，直至将Z型钢翻转至下料轨的输送带上；

S5、启动下料轨的下料组件，通过下料电机驱动输送齿轮带动输送带沿支撑座转动，输送带向下料轨外侧的型钢托架输送型钢，型钢活动至输送带端部下落至型钢托架上，完成该型钢的码垛作业，并重复步骤S1、S4及S5的步骤。

5.如权利要求4所述的一种型钢码垛方法，其特征在于：所述机械手设有至少两个并同步动作，两所述机械手的行走机架连接有安装磁吸件的工字型连接架，所述磁吸件具有至少两个，通过调节所述U型安装架在工字型连接架的位置调整两磁吸件的间距适用不同尺寸规格的型钢。

6.如权利要求5所述的一种型钢码垛方法，其特征在于：所述输送辊之间均设置有翻转板，所述翻转组件具有至少两组翻转臂及伸缩缸，两组所述翻转臂及伸缩缸对称设置在两机械手之间。