CN116374533A - 一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法，涉及码垛技术领域，设备主要包括骨架、横向传送装置、翻转单元以及机械手等；码垛方法中，横向传送装置将几型材横向运送，再由纵向推入单元推送至纵向轨道后段，机械手抓取几型材；或者由纵向推入单元推送至翻转单元，翻转单元带动几型材翻转后由纵向推出单元将几型材推送至纵向轨道前段，机械手进行抓取翻转后的几型材；机械手从两个位置交替抓取几型材，将多个开口朝上的几型材排列放置，且两个相邻开口朝上的几型材之间扣设一个开口朝下的几型材，从而形成堆垛。可见，本发明可以实现自动码垛，效果高，且码垛结构牢固，紧密，便于运输等，且可以防止几型材变形受损。

Description

一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法

技术领域

本发明涉及码垛技术领域，特别涉及一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法。

背景技术

在型材的生产工作中，通常需要对多个型材进行码垛，以便于型材的批量发货，批量运输。而码垛机正是一种可以将型材按照一定排列方法进行码垛，形成型材堆垛的自动化设备。几型材是一种横截面呈几字形的条状型材，由于现有技术中对几型材的码放大多利用人工进行，待堆垛完成后利用绳索进行捆绑，最后移动至仓库，其存在工作效率低；此外，几型材之间堆叠不够牢靠，紧密，空间利用率低，导致运送过程中型材易掉落，易碰撞变形等等问题，因此，我们需要提出一种能够针对几型材进行码垛的设备以及码垛方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法，操作简单，可节省存放空间，叠放效率高，可以有效解决背景技术中的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法，包括骨架、横向传送装置、翻转单元以及机械手，骨架上端活动连接有机械手，骨架下端固设有横向传送装置，且横向传送装置的一侧排列设置有至少两个翻转单元以及多个纵向轨道，纵向轨道在翻转单元的一侧设置有至少一纵向推入单元，且纵向轨道在翻转单元的另一侧设置有至少一纵向推出单元，其中横向传送装置用于横向传送条状型材；纵向轨道设置于横向传送装置的前侧，用于放置条状型材；两个翻转单元横向间隔排列设置于纵向轨道的中段，用于翻转条状型材；纵向推入单元设置于横向传送装置的后侧，用于条状型材推至纵向轨道的后段或者推入翻转单元；纵向推出单元设置于纵向轨道的前段，用于将条状型材从翻转单元推送至纵向轨道的前段；置物台用于码垛堆放多个条状型材；机械手用于从纵向轨道的前、后段交替且逐一的抓取条状型材，并将条状型材转移至置物台进行码垛。

进一步，翻转单元包括驱动装置二、第一翻转夹紧件以及固设于机架的连接座，第一翻转夹紧件的一端可转动地设置于连接座，并配设有用于使第一翻转夹紧件转动的驱动装置二，第一翻转夹紧件的另一端设有用于放置条状型材的第一缺口。

更进一步，驱动装置二包括第二伸缩气缸，以及依次传动连接的第一翻转齿轮、第二翻转齿轮和翻转齿条；所述第一翻转夹紧件和第一翻转齿轮均固设于转轴，且转轴的两侧可转动地设置于连接座，第二翻转齿轮可转动地设置于连接座，翻转齿条朝纵向可移动地设置于连接座，并配设有用于使翻转齿条移动的第二伸缩气缸。

作为优选，还包括安装盘，该安装盘通过花键固定穿设于转轴，第一翻转夹紧件通过螺丝可拆卸地固定连接于安装盘的一侧，第一翻转齿轮通过螺丝可拆卸地固定连接于安装盘的另一侧。

更进一步，第二伸缩气缸的缸体可转动地连接于连接座，第二伸缩气缸的活塞杆可转动地连接于翻转齿条。

进一步，第一翻转夹紧件固设有两延伸臂，两所述延伸臂之间形成第一缺口，且第一缺口的内底部两侧均开设有用于嵌设几型材翻边的第一插口，还包括第二翻转夹紧件；第二翻转夹紧件可拆卸地固设于两个延伸臂，第二翻转夹紧件的一端开设有第二缺口，且第二缺口的内底部两侧均开设有用于嵌设几型材翻边的第二插口，第一翻转夹紧件与第二翻转夹紧件之间采用螺栓连接有利于根据型材的形状进行切换。

进一步，还包括一维滑台，该一维滑台的滑轨固设于于连接座的内底部，该一维滑台的滑块固定连接于翻转齿条。

进一步，该条状型材翻转机构固设有两平行设置的翻转单元，两翻转单元固设于两纵向推入单元的平行相对位置。

更进一步，纵向推入单元包括第一伸缩气缸，第一伸缩气缸固设于横向传送装置的骨架，且第一伸缩气缸的活塞杆固设有第一推板；纵向推出单元包括第三伸缩气缸，第三伸缩气缸固设于机架，第三伸缩气缸的活塞杆固设有第二推板。

更为优选，横向传送装置为辊式输送机，横向传送装置包括传送电机，传送电机通过电机支架固定于骨架的一端，且传送电机通过传送带带动传送托辊转动以进行同轴传动。

优选的，机械手包括机座、二维移动机构和抓取装置，抓取装置通过二维移动机构可前后移动且可上下移动地设置于机座，并位于纵向轨道的上方。

优选的，二维移动机构包括纵向移动装置，纵向移动装置包括固设于机座顶端的固定杆，以及可前后移动设置于固定杆内部的活动杆，活动杆的自由端设置有升降单元；抓取装置包括抓取横梁和磁吸块，抓取横梁通过升降单元可上下移动地设置于活动杆，且抓取横梁固设有两个磁吸块。

优选的，置物台设置于翻转单元的前端，且固定连接于骨架下端，用于放置多个条状型材。

作为优选的，横向传送装置为辊式输送机，横向传送装置包括传送电机，传送电机通过电机支架固定于骨架的一端，且传送电机通过传送带带动传送托辊转动以进行同轴转动。

作为优选的，一种几型材的码垛方法，包括以下步骤：

a1)横向传送装置将几型材以横向输送至预定位置；

b1)纵向推入单元将横向传送装置上的几型材以纵向推送至纵向轨道后段；

c1)抓取装置通过二维移动机构以纵向和上下两个方向移动，将纵向轨道后段所放置的几型材抓取，并将几型材放置于置物台；

d1)横向传送装置将几型材以横向输送至预定位置；

e1)纵向推入单元将横向传送装置上的几型材以纵向推送至翻转单元；

f1)翻转单元带动几型材进行180°翻转；

g1)纵向推出单元将翻转后的几型材推送至纵向轨道的前段；

h1)抓取装置通过二维移动机构以纵向和上下两个方向移动将纵向轨道前段所放置的几型材抓取，并将几型材放置于置物台；

i1)交替重复步骤a1)-c1)与步骤d1)-h1)，使多个开口朝上的几型材排列放置，且两个相邻开口朝上的几型材之间扣设有一个开口朝下的几型材，形成一个单元层；

j1)重复步骤i1)，在前一个单元层之上再堆叠出若干个单元层，从而形成堆垛。

作为优选的，两个相邻的单元层之间为上下对称关系，即两个相邻单元层中，上单元层中开口朝上的几型材与下单元层中开口朝下的几型材相互堆叠。为此，两个相邻单元层中，上单元层与下单元层在始末位置的具体码放顺序上存在差异，具体如下：

以下单元层为奇数层，从后至前码放，先码放开口朝上的第一几型材；然后多次交替码放开口朝上的第二几型材，开口朝下的第三几型材。

以上单元层为偶数层，从后至前码放，先多次交替码放开口朝上的第四几型材，开口朝下的第五几型材；最后码放一个开口朝下的第六几型材。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

其一、本发明中，骨架上端活动连接有机械手，骨架下端固定连接有横向传送装置，横向传送装置一侧横向间隔排列设置有至少两个翻转单元以及多个用于放置几型材的纵向轨道，另一侧固设有将型材从横向传送装置推送至纵向轨道的纵向推入单元，翻转单元朝横向传送装置的另一侧固设有将翻转后的型材推送至纵向轨道的纵向推出单元。该几型材码垛方法采用开口朝上开口朝下交替槽口咬合的码垛方法，几型材之间堆垛牢靠，紧密，能够节省存放空间，空间利用率高。该条状型材码垛设备及其几型材码放方法可实现几型材的自动叠放，能够节省大量人工劳动成本，叠放后的几型材排列整齐。

其二、本发明中，该条状型材码垛设备中翻转单元结构简单，有利于降低设备成本，利用第二伸缩气缸的活塞杆伸缩来控制第一翻转夹紧件的翻转角度，可提供足够的支撑力来使翻转单元进行平稳翻转防止翻转单元进行快速翻转而磨损，降低维护和维修频率。

其三、本发明中，该条状型材码垛设备可有效实现升降单元的精细化控制，可将几型材升降至合适高度再下滑落至型材置放位置，有利于减少型材相互碰撞而产生的划伤或损坏，于此还能提高型材的码放整齐程度。

其四、本发明中，该条状型材码垛设备，其第一缺口螺栓连接有第二翻转夹紧件，其第二翻转夹紧件所形成的第二缺口更有利于进行几型材、H型材的夹持，其螺栓连接方便于根据型材形状进行切换，可适用于不同型材，设备通用性高，使用成本低。

其五、本发明中，该条状型材码垛设备第一缺口内底部两侧均开设有的第一插口，用于放置几型材的翻边，使其在翻转过程中更加稳定，不宜滑落且能够最大程度的保护型材的开放端由于碰撞挤压造成的变形。

附图说明

图1为本发明中，一种条状型材码垛设备的立体结构示意图；

图2为本发明中，一种条状型材码垛设备的左视图；

图3为本发明中，翻转机构的立体示意图；

图4为本发明中，机架、翻转单元以及纵向推出单元的结构示意图；

图5为本发明中，翻转单元的局部拆分示意图；

图6为本发明码垛方法的流程图；

图7为本发明中，几型材堆垛局部的左视图；图中箭头表示单元层的码垛方向，从后至前。

1、横向传送装置；2、纵向推入单元；3、纵向轨道；4、翻转单元；5、纵向推出单元；21、第一伸缩气缸；22、第一推板；40、连接座；41、转轴；42、第一翻转夹紧件；43第一翻转齿轮；44、第二翻转齿轮；45翻转齿条；46、一维滑台；47、第二伸缩气缸；48、第二翻转夹紧件；49、机架；420、第一缺口；421、延伸臂；422、第一插口；480、第二缺口；481、第二插口；49、机架；51第三伸缩气缸；52、第二推板；6、升降单元；7、纵向移动装置；8、抓取装置；81、抓取横梁；82、磁吸块；9、机座；10、置物台；100、下单元层；1-1、第一几型材；1-a、第二几型材；1-b、开口朝下的第三几型材；200、上单元层；2-a、第四几型材；2-b、第四几型材；2-N、第六几型材。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2所示，一种条状型材码垛设备及几型材码垛方法，包括按照运送次序依次为横向传送装置2、纵向推入单元2、纵向轨道3、翻转单元4、纵向推出单元5以及机械手。

如图1、图2和图3所示，横向传送装置4包括但不限于是辊式输送机，用于横向输送条状型材。上述辊式输送机主要包括骨架、传送托辊和传送电机，传送电机通过电机支架固定于骨架的一端，骨架等距分布设置有多个传送托辊，多个传送托辊之间通过链条联动，且其中一个传送托辊与传送电机传动连接。由于辊式输送机属于现有技术，其具体结构于此不再赘述。

如图3、图4所示，横向传送装置1的一侧排列设置有两个纵向推入单元2，且横向传送装置1的另一侧设置有纵向轨道3，当然，纵向推入单元2的数量不只局限于两个，其具体数量可根据需要进行增减，其具体结构也不只局限于第一伸缩气缸21和第一推板22，，其目的在于确保传送至横向传送装置1的几型材可以被推送至纵向轨道3。

如图1和2所示，纵向轨道3主要由三个横向间隔排列设置的支撑条组成，三个支撑条的后端均通过螺丝等方式固定连接于横向传送装置1的骨架，前端均固设有支撑脚。

如图1-4所示，两个翻转单元4横向均匀排列设置于横向传送装置1的一侧，且位于纵向轨道3的中部，当然翻转单元4的数量不局限于两个，可以是三个、四个、……，可以根据实际所需进行调整，其目的在于稳定地翻转几型材。

如图3、图4所示，翻转单元4主要包括第一翻转夹紧件42、连接座40和驱动装置二。其中，连接座40通过螺丝等方式固定连接于机架49的上端。第一翻转夹紧件42的一端可转动地设置于连接座40，第一翻转夹紧件42的另一端设有用于放置几型材的第一缺口420，并且配设有用于使第一翻转夹紧件42转动的驱动装置二。

如图4所示，第一翻转夹紧件42和第一翻转齿轮43均固设于转轴41，且转轴41的两侧可转动地设置于连接座40。第二翻转齿轮44可转动地设置于连接座40。翻转齿条45朝纵向可移动地设置于连接座40。并且第一翻转齿轮43、第二翻转齿轮44和翻转齿条45依次啮合，相互传动连接。翻转齿条45的一端还配设有用于使其移动的第二伸缩气缸47。

如图1-图4所示，第二伸缩气缸47的缸体可转动地连接于连接座40，第二伸缩气缸47的活塞杆可转动地连接于翻转齿条45。

如图1-图4所示，作为优选，还包括安装盘，该安装盘通过花键等方式固定穿设于转轴41，使安装盘与转轴41无法发生相互转动。第一翻转夹紧件42通过螺丝可拆卸地固定连接于安装盘的一侧，第一翻转齿轮43通过螺丝可拆卸地固定连接于安装盘的另一侧。如此设计，方便人们对第一翻转夹紧件43、第一翻转齿轮43进行单独拆装维护或者更换。

如图3和图4所示，第一翻转夹紧件42固设有两个延伸臂421，两个延伸臂421之间形成第一缺口420。作为优选，两个延伸臂421与第一翻转夹紧件42一体成型设置。

如图1-图4所示，为了使本发明可以适用于尺寸大小不同的几型材，翻转单元4还包括第二翻转夹紧件48。第二翻转夹紧件48通过螺丝等方式可拆卸地固设于两个延伸臂421，且第二翻转夹紧件48的一端开设有第二缺口480，使用时，可以根据需要选着加装第二翻转夹紧件48，以便于适配尺寸大小不同的几型材，同时第一插口422及第二插口481的设置更够更好的帮助几型材在翻转时保持稳定。

如图1-图3所示，作为优选，两个翻转单元4的转轴41之间通过同步轴进行联动，确保两个翻转单元4的动作统一性。

如图1和图2所示，作为优选，纵向推入单元2位于翻转单元4的一侧，两个纵向推入单元2与两个翻转单元4一一对应设置，使纵向推入单元2可以更好地将几型材推入翻转单元4。

如图1-图5所示，纵向轨道3在翻转单元4的另一侧设置有两个纵向推出单元5，用于将翻转单元4翻转后的几型材从第一翻转夹紧件42推出。

如图1-图5所示，纵向推出单元5包括第三伸缩气缸51，第三伸缩气缸51固设于机架49，第三伸缩气缸51的活塞杆固设有第二推板52。并且两个纵向推出单元5与两个翻转单元4一一对应设置，使纵向推出单元5可以更好地将几型材从翻转单元4中推出。当然，纵向推出单元5的数量并不局限于两个，可以根据需要进行增减。

如图1、图2所示，机械手包括机座9、二维移动机构和抓取装置8，抓取装置8通过二维移动机构可前后移动且可上下移动地设置于机座9，并位于纵向轨道上方。

如图1、图2所示，二维移动机构包括纵向移动装置7，纵向移动装置7包括活动连接于机座9顶端的固定杆以及可前后移动设置于固定杆内部的活动杆，活动杆的自由端设置有升降单元6，抓取装置8包括抓取横梁81和磁吸块82，抓取横梁81固设于两个磁吸块82，当然磁吸块的数量不局限于两个，可以是三个，四个，……，可以根据实际所需进行调整，其目的在于更稳定的抓取几型材。

如图7所示，本发明还公开一种几型材的码垛方法，其采用相邻的两个开口朝上的几型材之间扣设有一个开口朝下的几型材，进而形成一个单元层，而两个相邻的单元层中，上单元层中开口朝上的几型材与下单元层中开口朝下的几型材相互堆叠，从而形成堆垛。

如图6、7所示，上述一种几型材的码垛方法具体包括如下步骤：

a1)横向传送装置将几型材以横向输送至预定位置；

b1)纵向推入单元将横向传送装置上的几型材以纵向推送至纵向轨道后段；

c1)抓取装置通过二维移动机构以纵向和上下两个方向移动，将纵向轨道后段所放置的几型材抓取，并将几型材放置于置物台；

d1)横向传送装置将几型材以横向输送至预定位置；

e1)纵向推入单元将横向传送装置上的几型材以纵向推送至翻转单元；

f1)翻转单元带动几型材进行180°翻转；

g1)纵向推出单元将翻转后的几型材推送至纵向轨道的前段；

h1)抓取装置通过二维移动机构以纵向和上下两个方向移动将纵向轨道前段所放置的几型材抓取，并将几型材放置于置物台；

i1)交替重复步骤a1)-c1)与步骤d1)-h1)，使多个开口朝上的几型材排列放置，且两个相邻开口朝上的几型材之间扣设有一个开口朝下的几型材，形成一个单元层；

j1)重复步骤i1)，在前一个单元层之上再堆叠出若干个单元层，从而形成堆垛。

作为优选，所述步骤j1)的堆垛中，两个相邻的单元层之间为上下对称关系。换言之，两个相邻单元层中，上单元层中开口朝上的几型材与下单元层中开口朝下的几型材相互堆叠。为此，两个相邻单元层中，上单元层与下单元层在始末位置的具体码放顺序上存在差异，具体如下：

以下单元层100为奇数层，从后至前码放，先码放开口朝上的第一几型材1-1；然后多次交替码放开口朝上的第二几型材1-a，开口朝下的第三几型材1-b；

以上单元层200为偶数层，从后至前码放，先多次交替码放开口朝上的第四几型材2-a，开口朝下的第五几型材2-b；最后码放一个开口朝下的第六几型材2-N。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种条状型材码垛设备，其特征在于，包括

横向传送装置(1)，所述横向传送装置(1)用于横向传送条状型材；

纵向轨道(3)，其设置于所述横向传送装置(1)的前侧，用于放置条状型材；

翻转单元(4)，至少两所述翻转单元(4)横向间隔排列设置于所述的纵向轨道(3)的中段，用于翻转条状型材；

纵向推入单元(2)，所述纵向推入单元(2)设置于所述横向传送装置(1)的后侧，用于条状型材推至所述纵向轨道(3)的后段或者推入所述翻转单元(4)；

纵向推出单元(5)，其设置于所述纵向轨道(3)的前段，用于将条状型材从翻转单元(4)推送至纵向轨道(3)的前段；

置物台(10)，用于码垛堆放多个条状型材；

机械手，用于从纵向轨道(3)的前、后段交替且逐一的抓取条状型材，并将条状型材转移至所述置物台(10)进行码垛。

2.根据权利要求1所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述翻转单元(4)包括驱动装置二、第一翻转夹紧件(42)以及固设于机架(49)的连接座(40)，所述第一翻转夹紧件(42)的一端可转动地设置于连接座(40)，并配设有用于使第一翻转夹紧件(42)转动的所述驱动装置二，第一翻转夹紧件(42)的另一端设有用于放置条状型材的第一缺口(420)。

3.根据权利要求2所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述驱动装置二包括第二伸缩气缸(47)，以及依次传动连接的第一翻转齿轮(43)、第二翻转齿轮(44)和翻转齿条(45)；所述第一翻转夹紧件(42)和第一翻转齿轮(43)均固设于转轴(41)，且转轴(41)的两侧可转动地设置于所述连接座(40)，所述第二翻转齿轮(44)可转动地设置于所述连接座(40)，所述翻转齿条(45)朝纵向可移动地设置于连接座(40)，并配设有用于使翻转齿条(45)移动的所述第二伸缩气缸(47)。

4.根据权利要求2所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述第一翻转夹紧件(42)固设有两延伸臂(421)，两所述延伸臂(421)之间形成所述第一缺口(420)，且第一缺口(420)的内底部两侧均开设有用于嵌设几型材翻边的第一插口(422)，还包括第二翻转夹紧件(48)；所述第二翻转夹紧件(48)可拆卸地固设于两所述延伸臂(421)，第二翻转夹紧件(48)的一端开设有第二缺口(480)。

5.根据权利要求1所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述纵向推入单元(2)包括第一伸缩气缸(21)，所述第一伸缩气缸(21)固设于横向传送装置(1)的骨架，且第一伸缩气缸(21)的活塞杆固设有第一推板(22)；所述纵向推出单元(5)包括第三伸缩气缸(51)，所述第三伸缩气缸(51)固设于机架(49)，第三伸缩气缸(51)的活塞杆固设有第二推板(52)。

6.根据权利要求1所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述机械手包括机座(9)、二维移动机构和抓取装置(8)，所述抓取装置(8)通过二维移动机构可前后移动且可上下移动地设置于机座(9)，并位于纵向轨道(3)的上方。

7.根据权利要求6所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述二维移动机构包括纵向移动装置(7)，所述纵向移动装置(7)包括固设于机座(9)顶端的固定杆，以及可前后移动设置于固定杆内部的活动杆，所述活动杆的自由端设置有升降单元(6)；所述抓取装置(8)包括抓取横梁(81)和磁吸块(82)，所述抓取横梁(81)通过升降单元(6)可上下移动地设置于所述活动杆，且抓取横梁(81)固设有多个所述磁吸块(82)。

8.根据权利要求1所述的一种条状型材码垛设备，其特征在于，所述横向传送装置(1)为辊式输送机。

9.一种几型材的码垛方法，其特征在于，使用结构如权利要求1-8任一所述的条状型材码垛设备对几型材进行码垛时，包括以下步骤：

a1)横向传送装置(1)将几型材以横向输送至预定位置；

b1)纵向推入单元(2)将横向传送装置(1)上的几型材以纵向推送至纵向轨道(3)后段；

c1)抓取装置(8)通过二维移动机构以纵向和上下两个方向移动，将纵向轨道(3)后段所放置的几型材抓取，并将几型材放置于置物台(10)；

d1)横向传送装置(1)将几型材以横向输送至预定位置；

e1)纵向推入单元(2)将横向传送装置(1)上的几型材以纵向推送至翻转单元(4)；

f1)翻转单元(4)带动几型材进行180°翻转；

g1)纵向推出单元(5)将翻转后的几型材推送至纵向轨道(3)的前段；

h1)抓取装置(8)通过二维移动机构以纵向和上下两个方向移动将纵向轨道(3)前段所放置的几型材抓取，并将几型材放置于置物台(10)；

i1)交替重复步骤a1)-c1)与步骤d1)-h1)，使多个开口朝上的几型材排列放置，且两个相邻开口朝上的几型材之间扣设有一个开口朝下的几型材，形成一个单元层；

j1)重复步骤i1)，在前一个单元层之上再堆叠出若干个单元层，从而形成堆垛。

10.根据权利要求9所述的一种几型材的码垛方法，其特征在于，两所述相邻单元层之间为上下对称关系。

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