CN117699482B - 一种钢管自动码垛机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢管生产设备技术领域，提供了一种钢管自动码垛机构，包括：钢管输送线，其用以将单个生产的钢管整理成一整排；码垛输送线，其用以将多个一整排的钢管堆叠放置；钢管磁吸装置，其将一整排的钢管整体输送到码垛输送线上；本发明用以提高钢管码垛的效率和实现多规格钢管的同一生产线生产。

Description

一种钢管自动码垛机构

技术领域

本发明涉及钢管生产设备技术领域，具体而言，涉及一种钢管自动码垛机构。

背景技术

钢管生产的过程中，需要进行运输、码垛和包装，一般的，运输采用单梁吊行车配合防滑带或者叉车的方式运输，码垛采用的是单梁吊行车码垛，码井字架，码放至四到五层高。在这个过程中，费时费力且不利于包装；随着钢管市场的越来越大，这种码垛方式直接妨碍了钢管生产速度；另外不同钢管的尺寸需要匹配不同的码垛机器，在机器的切换或者生产线的调试过程中进一步减慢了钢管的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管自动码垛机构，用以提高钢管码垛的效率和实现多规格钢管的同一生产线生产。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种钢管自动码垛机构，包括：钢管输送线，其用以将单个生产的钢管整理成一整排；码垛输送线，其用以将多个一整排的钢管堆叠放置；钢管磁吸装置，其将一整排的钢管整体输送到码垛输送线上；钢管磁吸装置包括：壳体和设置在壳体内部的第一伸缩杆、运动转换组件和若干个吸附单元；壳体的外部连接有三轴运动组件；若干个吸附单元结构相同且包括一一对应设置的：吸附板和连接板；吸附板一一对应钢管设置且吸附板的内部设有电磁铁；连接板贯穿有连杆，连杆的两端固定连接在壳体上；运动转换组件包括：第一平板和若干个驱动连杆，若干个驱动连杆首尾铰接设置，两个驱动连杆的铰接点依次铰接第一平板和连接板，第一伸缩杆的固定端固定设置于壳体上，其移动端固定设置在第一平板上；还设有限位组件，包括：垂直于吸附板设置的左限位板，连杆贯穿左限位板设置；左限位板的一端固定连接有第一直齿条，从左向右的第二驱动连杆的中部铰接有第二直齿条，第一直齿条和第二直齿条只能沿平行于吸附板的方向滑动且两者之间通过齿轮连接。

进一步的，左限位板设有伸缩件。

进一步的，限位组件还包括：垂直于吸附板设置的若干组右限位组件，每组右限位组件包括：滑杆和限位部，滑杆上设有若干限位齿用以限制限位部在滑杆上的位置；每组右限位组件中的滑杆的高度依次递减；每组右限位组件中的滑杆一一对应连接板设置。

进一步的，限位部的一端设有通孔，通孔的内部设有弹簧顶针和楔形槽，限位齿为楔形凸起。

进一步的，限位部设有伸缩件。

进一步的，吸附板包括：吸附壳，设置于吸附壳内部的若干个吸附块，若干吸附块通过竖直设置的滑槽连接；贯穿吸附壳的吸附杆，壳体上设有垂直滑槽设置的滑孔，吸附杆在滑孔内滑动设置，吸附杆贯穿吸附块设置且吸附杆的一侧设有第一啮合齿，吸附块的内部靠近吸附杆的一侧设有第二啮合齿；吸附块的底部设有第一电磁铁，吸附壳朝向吸附杆的啮合齿的一侧设有第二电磁铁。

进一步的，钢管输送线包括：滑架，其由若干个间隔设置的“L”形放置杆构成；输送架，其包括交替设置的输送辊和升降组件；升降组件的底部连接滑台，升降组件的顶部设有安装块，安装块的右端设有第一挡板，安装块的左端设有第二挡板，第一挡板的高度小于第二挡板的高度；调整板，其通过伸缩机构设置在输送架的两侧。

进一步的，第二挡板的顶部设有橡胶层。

本发明至少具有如下优点和有益效果：利用钢管输送线将单个生产的钢管整理成一整排的钢管，同时避免钢管和钢管之间的摩擦，然后利用钢管磁吸装置将一整排的钢管输送到码垛输送线上，进行堆叠，其中钢管磁吸装置每次的输送数量为3到6不等，一排的钢管只用输送一侧，就可以完成六边形状的钢管的码垛，大大的提高了码垛效率，便于后续在码垛好的钢管上进行捆扎，运输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例一提供的一种钢管自动码垛机构中钢管输送线和钢管磁吸装置的原理示意图；

图2为本实施例一提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置和码垛输送线的原理示意图；

图3为本实施例一提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置的结构示意图；

图4为本实施例二提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置的结构示意图；

图5为本实施例二提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置的俯视示意图；

图6为本实施例二提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置配合钢管的俯视结构示意图；

图7为本实施例二提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置中滑杆的结构示意图；

图8为本实施例三提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置中吸附块的结构示意图；

图9为本实施例三提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置中吸附块的工作示意图；

图10为本实施例三提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置中吸附块的侧面结构示意图；

图11为本实施例三提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置中吸附块相互配合的俯视示意图；

图12为本实施例三提供的一种钢管自动码垛机构中钢管磁吸装置中吸附杆配合吸附壳的结构示意图；

图标：100-钢管，1-钢管输送线，2-码垛输送线，3-钢管磁吸装置，4-三轴运动组件，5-壳体，6-第一伸缩杆，7-运动转换组件，8-连接板，9-吸附板，10-电磁铁，11-连杆，12-第一平板，13-驱动连杆，14-左限位板，15-第一直齿条，16-第二直齿条，17-齿轮，18-滑杆，19-限位部，20-限位齿，21-弹簧顶针，22-楔形槽，23-吸附壳，24-吸附块，25-吸附杆，26-滑孔，27-第一啮合齿，28-第二啮合齿，29-第一电磁铁，30-第二电磁铁，31-滑架，32-输送架，33-调整板，34-滑槽，35-输送辊，36-安装块，37-第一挡板，38-第二挡板，39-被动辊，40-主动辊。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，在本实施例中，主要公开了一种钢管100自动码垛机构，用以实现钢管100的自动码垛，将单个生产的钢管100码为六边形的钢管100组，便于包装和运输，一般的六边形的钢管100组的两端通过扎带进行捆绑固定，具体，钢管100码垛机构包括：钢管输送线1、码垛输送线2和钢管磁吸装置3。

其中钢管输送线1用以将单个生产的钢管100整理成一整排；具体的，如图1所示，钢管输送线1包括滑架31，输送架32，调整板33；其中，滑架31由若干个间隔设置的“L”形放置杆构成，图1为“L”形放置杆的俯视图，输送架32包括交替设置的输送辊35和升降组件，在本实施例中，升降组件为现有技术中的电子伸缩杆，升降组件的底部连接滑台（图中未示出），同样的，滑台采用现有技术方案即可，升降组件的顶部设有安装块36，安装块36的右端设有第一挡板37，安装块36的左端设有第二挡板38，第一挡板37的高度小于第二挡板38的高度，同时调整板33位于输送架32的右侧，调整板33通过伸缩机构控制其运动，具体的运动为相向运动，伸缩机构为现有技术中的气动伸缩杆；进一步的在第二挡板38的顶部设置橡胶层；减少硬接触；需要强调的是在本实施例中，输送架32应该水平方式，避免倾斜放置，减少钢管100自身的运动，避免摩擦和划痕的出现。

工作过程如下：单个的钢管100通过输送辊35输送到升降组件的安装块36上，被第一挡板37和第二挡板38限位，此时升起升降组件，远离输送辊35，然后通过滑台将单个钢管100输送到“L”形放置杆的端部，再降低第一挡板37，使钢管100的最低端通过第一挡板37，然后利用第二挡板38将钢管100和其余钢管100推紧，使其成为一整排；重复放置多个钢管100，然后通过两个调整板33的相向运动，使多个钢管100平齐，然后通过钢管磁吸装置3整体运输。

码垛输送线2用以将多个一整排的钢管100堆叠放置；具体的，如图2所示，码垛输送线2包括：两侧倾斜设置的被动辊39和底部设置的主动辊40，被动辊39用以将多个整排的钢管100堆叠为六边形钢管100，同时倾斜设置的被动辊39可以设置电机来控制其偏转角度和相对距离，从而调节六边形的钢管100的数量；然后通过主动辊40来控制其运输；具体结构可以参考公开号为CN106219239B的中国发明专利中主动辊40和被动辊39的设计。

对于将整排的钢管100输送至码垛输送线2上构建六边形状的钢管100的过程，主要通过钢管磁吸装置3来实现，如图2所示，一般的六边形状的钢管100的第一层为3个，第二层为4个，第三层为5个，第四层为4个，第五层为3个；进一步可以控制被动辊39的间距和偏转角度来实现六边形状钢管100数量的增加；所以在本实施例中，需要利用钢管磁吸装置3来完成3到5个的钢管100整体输送，保证以最好的次数来完成一个六边形装钢管100的码放。

具体的，钢管磁吸装置3将一整排的钢管100整体输送到码垛输送线2上；如图3所示，钢管磁吸装置3包括：壳体5和设置在壳体5内部的第一伸缩杆6、运动转换组件7和若干个吸附单元；这里第一伸缩杆6采用电动伸缩杆或者液压杆来实现，在本实施例中，采用高精度液压杆来实现；壳体5的外部连接有三轴运动组件4，如：悬臂式三轴丝杆滑台。

如图3所示，若干个吸附单元结构相同且包括一一对应设置的：吸附板9和连接板8；连接板8用以控制吸附板9的滑动，吸附板9通过电磁铁10吸附钢管100，具体的，吸附板9一一对应钢管100设置且吸附板9的内部设有电磁铁10；连接板8贯穿有连杆11，连杆11的两端固定连接在壳体5上，也就是说，连杆11用以承载重量的同时还要保证连接板8在连杆11上滑动，从而调节相邻吸附板9之间的距离，满足不同直径钢管100的输送。

进一步的，如图3所示，运动转换组件7包括：第一平板12和若干个驱动连杆13，若干个驱动连杆13首尾铰接设置，两个驱动连杆13的铰接点依次铰接第一平板12和连接板8，这里需要说明的是，首位两端的驱动连杆13也应该按此顺序交接，每个交接点上的杆件都是可以转动的；第一伸缩杆6的固定端固定设置于壳体5上，其移动端固定设置在第一平板12上；当第一伸缩杆6运动的时候，带动第一平板12运动，第一平板12使若干个驱动连杆13展开，从而若干个驱动连杆13的首尾之间的水平距离（以图3为例，该水平距离为平行于吸附板9方向的距离）慢慢增加，从而两个连接板8在连杆11上的距离开始增加，使得两个吸附板9之间的距离开始增加，从而保证吸附板9能符合不同直径的钢管100吸附，这里需要说明的是，对于钢管100的吸附点有且只有随着钢管100直径变化而变化的，随着钢管100直径的变大，相邻钢管100吸附点之间的距离也会变大。

通过这种可以调节的吸附板9的设计能适应多种不同直径的钢管100，从而能扩大生产线的生产范围，提高生产效率。

实施例二

如图4所示，在本实施例中，主要公开了一种钢管100自动码垛机构，其主要结构和实施例一完全一致，区别点在于，在本实施例中，还设有两个限位组件来满足吸附块24的左右限位，从而保证多个钢管100组成的一整排钢管100能同时稳定的被钢管磁吸装置3吸附，保证了不同直径钢管100的生产稳定性。

具体的，如图4所示，限位组件包括：

垂直于吸附板9设置的左限位板14，连杆11贯穿左限位板14设置，左限位板14也可以在连杆11上滑动；左限位板14的一端固定连接有第一直齿条15，如图4所示，从左向右的第二个驱动连杆13的中部铰接有第二直齿条16，第一直齿条15和第二直齿条16只能沿平行于吸附板9的方向滑动且两者之间通过齿轮17连接，具体的第一直齿条15通过第一滑套（图中未示出）固定，第二直齿条16通过第二滑套（图中未示出）固定，两者通过滑套限位，这里需要说明的是，直齿条的齿距是远小于滑套的长度的。运动过程为：当第二直齿条16向右运动的时候，通过齿轮17带动第一直齿条15向左运动，然后第一直齿条15带动左限位板14向左运动，从而扩大了左限位板14和第一个吸附块24（从左向右数）之间的距离，并且该距离为第二个驱动连杆13端部运动距离的一半，也就是说当一个圆管的直径从而10cm变为20cm的时候，以单个吸附板9为中心轴，其左边应该多5cm，右边应该也多5cm，以此类推，每一个扩大后的钢管100都可以和吸附板9一一对于然后接触被吸附；所以在此处，左限位板14的向左的位移为有且只能为5cm也就是第二个驱动连杆13端部的一半。

垂直于吸附板9设置的若干组右限位组件，同左限位板14的运动一样，为5cm，两个相邻驱动连杆13端部之间的运动距离为10cm，假设，原本为4个直径为10cm的钢管100，换为4个直径为20cm的钢管100，那么当更换的时候，吸附板9之间的运动距离为10cm，左限位板14和右限位组件的运动距离为5cm，然后就可以通过左限位板14、右限位组件和吸附板9来实现对不同直径的钢管100的固定。另外，右限位组件包括多组，每组分别来限制不同的钢管100数量，如图5,6,7所示，从下到上，从外到内分为3组右限位组件，如图7所示，从下到上，右限位组件依次用以限位2个钢管100，3个钢管100，4个钢管100，具体的，根据最多使用场景来定，只需要增加数量即可；如图6所示，一整排的钢管两端通过钢管磁吸装置吸附的时候，就可以解决错位导致的扭矩的问题。

如图4所示，每组右限位组件包括：滑杆18和限位部19，滑杆18上设有若干限位齿20用以限制限位部19在滑杆18上的位置；如图7所示，每组右限位组件中的滑杆18的高度依次递减；每组右限位组件中的滑杆18一一对应连接板8设置；以图5,7为例，3个右限位组件，从下到上依次连接从左到右设置的连接板8，从而保证从上到下设置的限位部19能滑动到不同位置的连接板8处，完成对不同数量的钢管100的定位，这里需要说明的是，如图7所示，从下到上的滑杆18是错位的，避免在限位部19滑动的时候，被其他的连接板8阻挡。

在本实施例中，主要设置了左限位板14和右限位组件配合吸附板9对钢管100进行固定和定位，便于整排运输钢管100，避免钢管100的掉落。

进一步的，如图4所示，限位部19的一端设有通孔，通孔的内部设有弹簧顶针21和楔形槽22，滑杆18的下侧设有楔形凸起。通过滑动限位部19，使楔形槽22和楔形凸起配合，从而实现了定位和限位，当需要反向滑动限位部19的时候，只需要手动向下拉限位部19，就可以将弹簧顶针21压缩，完成从而楔形槽22和楔形凸起分离，实现滑动。

另外的，左限位板14设有伸缩件（图中未示出）；限位部19设有伸缩件（图中未示出）；当调节水平方向的左限位板14和限位部19的距离时候，通过伸缩件来调节竖直方向的距离，从而保证在竖直方向，左限位板14和限位部19都能接触到不同直径的钢管100。一般的伸缩件采用套管即可；需要说明的是，用到伸缩件的情况不多，一般来说，吸附板9做10cm间距的变化时才会在竖直方向产生2.5cm的位移，原本的富余量是足够的，有且只有在超过20cm变化的时候，采用调节伸缩件。

实施例三

在本实施例中，主要公开了一种钢管100自动码垛机构，其主要结构和实施例二完全一致，为了更加贴合钢管100的表面，提高吸附效率，在本实施例中，对于吸附板9采用如下设置，如图8所示，包括：吸附板9包括：吸附壳23，吸附块24，和吸附杆25。

具体的，吸附块24设置于吸附壳23内部，如图11所示，若干吸附块24通过竖直设置的滑槽34连接，一般为燕尾槽，避免其错位影响使用；如图8所示，吸附杆25贯穿吸附壳23设置，如图12所示，吸附壳23上设有垂直滑槽34设置的滑孔26，吸附杆25在滑孔26内滑动设置，一般的吸附杆25的滑动方向为水平，如图10所示，吸附杆25贯穿吸附块24设置且吸附杆25的一侧设有第一啮合齿27，吸附块24的内部靠近吸附杆25的一侧设有第二啮合齿28；吸附块24的底部设有第一电磁铁29，同时每个吸附块24的外侧且朝向第一啮合齿27的地方设置第二电磁铁30；或者，在一些实施例中，吸附壳23朝向吸附杆25的第一啮合齿27的一侧设有第二电磁铁30。

运动过程为：通过控制第一电磁铁29来吸附钢管100，在此之前，下降吸附块24，然后若干个吸附块24抵接钢管100，形成如图9所示的弧度，此时，启动第一电磁铁29进行对钢管100的吸附，将吸附处从点过大到线，增加吸附效果，然后启动第二电磁铁30，将吸附杆25上的第一啮合齿27和吸附块24内部的第二啮合齿28啮合，就可以固定若干个吸附块24，提升吸附壳23，就可以通过吸附杆25带动吸附块24运动，吸附块24带动钢管100运动，完成对钢管100的吸附运输。

在这个过程中，需要用到实施例二中的改变吸附板9之间的距离的机构，不然就导致若干吸附板9无法一一对应钢管100，最后无法运输钢管100，另外的，在本实施例中，吸附块24的底部也就是设有第一电磁铁29的地方应该设置为圆弧状，保证对不同的直径的钢管100都可以起到较好的吸附效果；为了避免相互影响，第一电磁铁29和第二电磁特之间应该设置隔绝层，另外的，对于电磁铁10的通断电，采用PLC或者单片机控制即可，属于现有技术方案。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢管自动码垛机构，其特征在于，包括：

钢管输送线(1)，其用以将单个生产的钢管(100)整理成一整排；

码垛输送线(2)，其用以将多个一整排的钢管(100)堆叠放置；

钢管磁吸装置(3)，其将一整排的钢管(100)整体输送到码垛输送线(2)上；所述钢管磁吸装置(3)包括：壳体(5)和设置在壳体(5)内部的第一伸缩杆(6)、运动转换组件(7)和若干个吸附单元；

所述壳体(5)的外部连接有三轴运动组件(4)；

所述若干个吸附单元结构相同且包括一一对应设置的：吸附板(9)和连接板(8)；所述吸附板(9)一一对应所述钢管(100)设置且所述吸附板(9)的内部设有电磁铁(10)；所述连接板(8)贯穿有连杆(11)，所述连杆(11)的两端固定连接在所述壳体(5)上；

所述运动转换组件(7)包括：第一平板(12)和若干个驱动连杆(13)，若干个所述驱动连杆(13)首尾铰接设置，两个所述驱动连杆(13)的铰接点依次铰接所述第一平板(12)和所述连接板(8)，所述第一伸缩杆(6)的固定端固定设置于所述壳体(5)上，其移动端固定设置在所述第一平板(12)上；

还设有限位组件，包括：

垂直于所述吸附板(9)设置的左限位板(14)，所述连杆(11)贯穿所述左限位板(14)设置；所述左限位板(14)的一端固定连接有第一直齿条(15)，从左向右的第二个所述驱动连杆(13)的中部铰接有第二直齿条(16)，所述第一直齿条(15)和所述第二直齿条(16)只能沿平行于所述吸附板(9)的方向滑动且两者之间通过齿轮(17)连接；

所述限位组件还包括：

垂直于所述吸附板(9)设置的若干组右限位组件，每组所述右限位组件包括：滑杆(18)和限位部(19)，所述滑杆(18)上设有若干限位齿(20)用以限制所述限位部(19)在所述滑杆(18)上的位置；

每组所述右限位组件中的滑杆(18)的高度依次递减；

每组所述右限位组件中的滑杆(18)一一对应所述连接板(8)设置。

2.如权利要求1所述的钢管自动码垛机构，其特征在于，所述左限位板(14) 设有伸缩件。

3.如权利要求1所述的钢管自动码垛机构，其特征在于，所述限位部(19)的一端设有通孔，所述通孔的内部设有弹簧顶针(21)和楔形槽(22)，所述限位齿(20)为楔形凸起。

4.如权利要求3所述的钢管自动码垛机构，其特征在于，所述限位部(19) 设有伸缩件。

5.如权利要求2或4所述的钢管自动码垛机构，其特征在于，所述吸附板(9)包括：

吸附壳(23)，

设置于所述吸附壳(23)内部的若干个吸附块(24)，若干所述吸附块(24)通过竖直设置的滑槽(34)连接；

贯穿所述吸附壳(23)的吸附杆(25)，所述壳体(5)上设有垂直所述滑槽(34)设置的滑孔(26)，所述吸附杆(25)在所述滑孔(26)内滑动设置，所述吸附杆(25)贯穿所述吸附块(24)设置且所述吸附杆(25)的一侧设有第一啮合齿(27)，所述吸附块(24)的内部靠近所述吸附杆(25)的一侧设有第二啮合齿(28)；

所述吸附块(24)的底部设有第一电磁铁(29)，所述吸附壳(23)朝向所述吸附杆(25)的啮合齿的一侧设有第二电磁铁(30)。

6.如权利要求5所述的钢管自动码垛机构，其特征在于，所述钢管输送线(1)包括：

滑架(31)，其由若干个间隔设置的“L”形放置杆构成；

输送架(32)，其包括交替设置的输送辊(35)和升降组件；升降组件的底部连接滑台，升降组件的顶部设有安装块(36)，安装块(36)的右端设有第一挡板(37)，安装块(36)的左端设有第二挡板(38)，第一挡板(37)的高度小于第二挡板(38)的高度；

调整板(33)，其通过伸缩机构设置在所述输送架(32)的两侧。

7.如权利要求6所述的钢管自动码垛机构，其特征在于，所述第二挡板(38)的顶部设有橡胶层。