CN118125126A - 钢梁结构的自动码垛上下料设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钢梁结构加工的领域，尤其涉及一种钢梁结构的自动码垛上下料设备，包括：底架；置料架，水平设置于底架，用于容置并限制多根钢梁沿第一方向排列；承载台，水平设置于底架的一端，沿第一方向设置；活动梁，沿第一方向设置，并沿第二方向往复运动于底架上侧，其中第二方向水平垂直于第一方向；两夹持臂，竖直活动的设置于活动梁两侧；所述夹持臂下降能够夹持置料架上的钢梁，并随活动梁运动至承载台上侧，以使夹持臂下降能够将钢梁置于承载台上。本申请具有便于机器人对钢梁的拿取作业，提高钢梁的加工效率的效果。

Description

钢梁结构的自动码垛上下料设备

技术领域

本申请涉及钢梁结构加工的领域，尤其是涉及一种钢梁结构的自动码垛上下料设备。

背景技术

钢梁结构是由钢制材料组成的结构，其一采用型钢和钢板等焊接固定形成。其形状基本呈长矩形状结构，一般作为机械设备或钢结构建筑的主要骨架结构。为将钢梁结构应用于不同的作业环境，其一般都需要采用机加工，如实现钻孔、铣槽加工。

目前针对此种钢梁进行加工时较多采用的就是数控机床加工，而由于钢梁一般尺寸较大，重量较高，人工上料不便，因此，为便于此种钢梁的上料，在现代的自动化车间内又会采用工业机器人，实现自动夹取钢梁并置于数控机床上进行装配。但即使采用工业机器人上料，依然存在以下问题：

目前的工业机器人主要由一个固定的底座以及多节具有自由度的机械臂构成，这种机器人一般用于实现将指定位置处的钢梁置于数控机床上，而这时，如何连续地将待上料的钢料置于机器人的拿取范围内便是一个亟须解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，便于机器人对钢梁的拿取作业，提高钢梁的加工效率，本申请提供一种钢梁结构的自动码垛上下料设备。

本申请提供的一种钢梁结构的自动码垛上下料设备，采用如下的技术方案：

一种钢梁结构的自动码垛上下料设备，包括：

底架；

置料架，水平设置于底架，用于容置并限制多根钢梁沿第一方向排列；

承载台，水平设置于底架的一端，沿第一方向设置；

活动梁，沿第一方向设置，并沿第二方向往复运动于底架上侧，其中第二方向水平垂直于第一方向；

两夹持臂，竖直活动的设置于活动梁两侧；

所述夹持臂下降能够夹持置料架上的钢梁，并随活动梁运动至承载台上侧，以使夹持臂下降能够将钢梁置于承载台上。

通过采用上述技术方案，作业前，可以将多根钢梁直接吊至置料架上进行存储，而置料架的设置能够保持多根钢梁呈预设方向进行整齐排列，当需要进行钢梁加工时，通过活动梁沿多根钢梁的排列方向运动至任一钢梁的上侧，然后通过两夹持臂下降，通过两夹持臂夹持置料架上侧的钢梁，再通过两夹持臂上升，将钢梁抬离于置料架上侧，再通过活动梁运动带动钢梁运动至承载台的上侧，并再次通过夹持臂下降，将钢梁置于承载台上，即可便于后续机器人拿取钢梁，进行加工，同样的，当钢梁加工完成后，机器人也可以将钢梁重新置于承载台上，再通过活动梁配合夹持臂将加工完的钢梁置于置料架的指定位置处，以便于钢梁的集中出料。

可选的，所述置料架包括：

外框，所述外框沿第一方向相对两侧之间的距离与钢梁的长度相同；

两承载梁，沿第二方向固定于外框，位于外框第一方向两侧，用于承载钢梁的底侧；

多个隔离杆，竖直设置，沿第二方向排列，位于两承载梁的相对侧，第二方向的相邻所述隔离杆之间形成容置区域，用于抵触钢梁的相对侧。

通过采用上述技术方案，在将钢梁置于置料架内时，钢梁的下侧可以抵触两承载梁，钢梁两端能够抵触于外框的两端，而多根隔离杆，则可以对相邻的钢梁进行隔离，避免钢梁相互抵触，使钢梁在承载架内整齐的排列，以便于夹持臂的夹持。

可选的，所述隔离杆的下端铰接于承载梁的相对侧；

两底梁，沿第二方向设置，位于两隔离杆的相对侧，两所述底梁沿第一方向滑移于外框；

多个第一摆臂，对应各隔离杆设置，各第一摆臂的两端分别铰接于隔离杆与同侧底梁；

两所述底梁相对运动能够通过第一摆臂拖动各隔离杆摆动至低于承载梁；

两所述底梁相背运动能够通过第一摆臂拖动各隔离杆摆动至竖直状态。

通过采用上述技术方案，可以改变各隔离杆的高度，以便于实现多根钢梁在相邻隔离杆之间沿竖直方向摆放。

可选的，所述置料架沿第二方向活动设置于底架，以使所述置料架至少部分凸出于底架背离承载台的一侧。

通过采用上述技术方案，在将待加工的钢梁于置料架，或将加工完的钢梁从置料架上取出时，可以通过移动置料架，使其背离底架的承载台方向运动，以便于钢梁的吊放或取出。

可选的，还包括：

两输送架，固定于底架第一方向的两侧，所述输送架沿第二方向设置；

多根辊筒，沿第二方向排列设置于输送架，所述辊筒均沿第一方向设置；

所述置料架置于两输送架上侧并能够抵触于辊筒。

通过采用上述技术方案，在推动置料架沿底架运动时，通过设置的多个辊筒，能够便于置料架的输送，以降低置料架与输送架的磨损。

可选的，还包括：

侧定位架，对称地设置于两输送架的背离侧，两输送架的侧定位架相对运动的设置于底架之间；

两输送架的侧定位架相对运动能够抵触于置料架的背离侧。

通过采用上述技术方案，设置的两定位架，能够限制置料架在底架内的位置，保证置料架在底架内位置的精准性。

可选的，两输送架的侧定位架相对侧均由下至上趋向背离方向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，相对侧倾斜设置的两输送架，便于对置料架位置的精准纠偏。

可选的，所述侧定位架的相对侧均转动多个竖直设置的抵触轮，用于抵触置料架。

通过采用上述技术方案，设置的抵触轮能够在侧定位架抵触于置料架后，在滑移时，降低侧定位架与置料架的摩擦。

可选的，还包括；

滑台，固定于侧定位架下侧；

滑轨，沿第一方向固定于输送架，所述滑台滑移于滑轨；

第二推缸，固定于底架，用于推动滑台运动。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.作业前，可以将多根钢梁直接吊至置料架上进行存储，而置料架的设置能够保持多根钢梁呈预设方向进行整齐排列，当需要进行钢梁加工时，通过活动梁沿多根钢梁的排列方向运动至任一钢梁的上侧，然后通过两夹持臂下降，通过两夹持臂夹持置料架上侧的钢梁，再通过两夹持臂上升，将钢梁抬离于置料架上侧，再通过活动梁运动带动钢梁运动至承载台的上侧，并再次通过夹持臂下降，将钢梁置于承载台上，即可便于后续机器人拿取钢梁，进行加工，同样的，当钢梁加工完成后，机器人也可以将钢梁重新置于承载台上，再通过活动梁配合夹持臂将加工完的钢梁置于置料架的指定位置处，以便于钢梁的集中出料；

2.在将钢梁置于置料架内时，钢梁的下侧可以抵触两承载梁，钢梁两端能够抵触于外框的两端，而多根隔离杆，则可以对相邻的钢梁进行隔离，避免钢梁相互抵触，使钢梁在承载架内整齐地排列，以便于夹持臂的夹持；

3.在将待加工的钢梁于置料架，或将加工完的钢梁从置料架上取出时，可以通过移动置料架，使其背离底架的承载台方向运动，以便于钢梁的吊放或取出。

附图说明

图1是本申请的钢梁结构的自动码垛上下料设备的结构示意图；

图2是本申请的钢梁结构的自动码垛上下料设备的置料架结构示意图；

图3是本申请的钢梁结构的自动码垛上下料设备的滑台结构示意图；

图4是图1中的A部的放大示意图；

图5是图1中的B部的放大示意图。

图6是图2中的C部的放大示意图。

附图标记说明：1、底架；11、侧立架；12、前立架；13、导轨；2、输送架；21、辊筒；22、滑轨；3、置料架；31、外框；32、承载梁；4、侧定位架；41、滑台；42、滚轮；43、第一推缸；5、隔离杆；51、底梁；52、第一摆臂；53、第二摆臂；6、承载台；61、承载部；62、置料板；63、置料块；64、定位夹；7、活动梁；71、传动轴；711、第二同步带轮；72、垂直换向器；73、第一伺服电机；731、第一同步带轮；732、同步带；74、对丝螺杆；75、第二伺服电机；8、竖梁；81、夹持臂。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种钢梁结构的自动码垛上下料设备。

参照图1和图2，一种钢梁结构的自动码垛上下料设备，包括底架1，底架1整体呈矩形的框架状结构，包括两对称设置且相互平行的侧立架11，以及垂直固定于两侧立架11一端的前立架12，即底架1的后侧敞开式设置。为便于后续描述，以前立架12的延伸方向作为第一方向，以两侧立架11的延伸方向作为第二方向。

底架1内对应两侧立架11的相对侧均固定连接有输送架2，两输送架2均沿第二方向设置，两输送架2上均沿第二方向排列设置有多根辊筒21，各辊筒21均沿第一方向设置并转动连接于输送架2，在本申请的一实施例中，辊筒21可以采用电动辊筒，自主驱动旋转。在本申请的另一实施例中，辊筒21也可以采用链传动配合电机实现旋转驱动。

底架1内对应两输送架2的上侧还水平设置有置料架3，置料架3主要包括外框31以及承载梁32。其中外框31呈矩形框状结构，外框31的长度方向沿第一方向设置，且外框31内部沿第一方向的相对两侧之间的距离与待放置的钢梁的长度相同。两承载梁32沿第二方向固定于外框31底侧，并位于外框31第一方向两侧，用于承载钢梁的下侧。

两承载梁32的下侧分别抵触于两输送架2上侧的多根辊筒21，多根辊筒21转动，能够推动两承载梁32沿第二方向运动，从而使置料架3背离前立架12的一侧凸出于底架1背离承载台6的一侧。

参照图1和图3，两输送架2的背离侧还均设置有侧定位架4，两输送架2的侧定位架4对称设置，输送架2的下侧对应侧定位架4的下方位置均沿第一方向固定有两滑轨22，两滑轨22之间设置有滑台41，滑台41的两侧均转动设置有沿滑轨22滚动的滚轮42，侧定位架4的下侧穿过辊筒21并固定于滑台41上侧。底架1对应两输送架2的背离侧均固定有第一推缸43，第一推缸43的伸缩杆均固定于滑台41，第一推缸43带动伸缩杆延伸，即可带动滑台41沿滑轨22运动。以实现侧定位架4在输送架2的上侧沿第一方向运动。

作业时，第一推缸43推动滑台41运动，使两侧定位架4相对运动，能够使两侧定位架4抵触于两承载梁32的背离侧，以限制置料架3在底架1内的位置，保证置料架3在底架1内静止状态以及运动状态时的精准性。

进一步的，底架1两侧的侧定位架4的相对侧均由下至上趋向背离方向倾斜设置，且两侧定位架4的相对侧下部均转动多个竖直设置的抵触轮(图中未示出)，位于同一侧定位架4上的多个抵触轮沿第二方向排列，用于抵触置料架3。设置的抵触轮能够在侧定位架4抵触于置料架3后，在滑移时，降低侧定位架4与置料架3的摩擦。

参照图1和图4，两承载梁32的相对侧还均竖直固定有多根隔离杆5，多根隔离杆5沿承载梁32的长度方向排列，两承载梁32的相近侧还均沿第二方向设置有底梁51，底梁51同样固定于外框31，并能够承载钢梁的下侧，底梁51与隔离杆5之间均倾斜固定有第一摆臂52，且第一摆臂52的中部与对应侧的承载梁32之间均固定有第二摆臂53。通过第一摆臂52、第二摆臂53以及隔离杆5的相互配合，即可在置料架3上形成若干彼此分割的容置区域，实现沿第二方向排列的钢梁的彼此间隔设置。

在本申请的其他实施例中，还能够调节隔离杆5的高度，以便于取出或放置钢梁，具体的，隔离杆5的下端铰接于承载梁32，去除第二摆臂53，仅保留第一摆臂52，并使第一摆臂52的两端分别铰接于承载梁32和底梁51，同时，底梁51沿第一方向滑移于外框31，两承载梁32与底梁51之间还均固定有第二推缸，用于推动两底梁51相对或背离运动，当两底梁51相对运动时，能够通过第一摆臂52拖动各隔离杆5摆动至低于承载梁32；当两底梁51相背运动时，能够通过第一摆臂52拖动各隔离杆5摆动至竖直状态。

如此，在将钢梁置于置料架3内时，钢梁的下侧可以抵触两承载梁32，钢梁两端能够抵触于外框31的两端，而多根隔离杆5，则可以对相邻的钢梁进行隔离，避免钢梁相互抵触，使钢梁在置料架3内整齐地排列，此外，可以改变各隔离杆5的高度，以便于实现多根钢梁在相邻隔离杆5之间沿竖直方向摆放。

参照图1和图5，前立架12的前侧还固定有承载台6，承载台6沿第一方向设置，承载台6上沿第二方向并排地设置有两承载部61，两承载部61中，一承载部61用于放置待加工的钢梁，且另一承载部61用于放置机器人取出的加工完成的钢料。

各承载部61均包括位于承载台6中部的置料板62以及位于承载台6两端的置料块63，各承载部61对应第一方向的两侧还均固定有定位夹64，承载部61两侧的侧定位架4上端均成型有导向斜面，以便于在钢梁置于承载部61时，能够方便钢梁的定位。

在本申请的其他实施例中，两承载部61的相对侧以及端部还均可以设置激光传感器，以便于在承载部61上检测到钢梁后可以将信号传输至机器人或其他控制设备。

两侧立架11的上侧均沿第二方向设置有导轨13，两侧立架11的上侧沿第一方向设置有活动梁7，活动梁7的两端分别滑移于两侧立架11上侧的导轨13，各导轨13的一侧均沿其长度方向固定有齿条，活动梁7的两端还均转动设置有啮合于齿条的齿轮，活动梁7的后侧转动连接有传动轴71，传动轴71的长度方向与活动梁7的长度方向设置，传动轴71的两端均连接有垂直换向器72，两垂直换向器72的输出轴分别固定于两齿轮。

参照图1和图6，活动梁7的上侧还固定有第一伺服电机73，第一伺服电机73的输出轴固定有第一同步带轮731，传动轴71的中部固定有第二同步带轮711，第一同步带轮731与第二同步带轮711上套接有同步带732。

作业时，第一伺服电机73带通过第一同步带轮731、第二同步带轮711以及同步带732的配合，实现传动轴71的转动，然后通过两垂直换向器72带动两齿轮转动，即可通过齿轮与齿条的配合，实现承载台6沿第二方向滑移，以使活动梁7在置料架3上侧与承载台6的上侧往复运动。

活动梁7的前侧两端还均竖直设置有竖梁8，两竖梁8均沿活动梁7的长度方向滑移，活动梁7的前侧转动连接有对丝螺杆74，对丝螺杆74沿第一方向设置，两竖梁8分别螺纹连接于对丝螺杆74的两螺纹段，活动梁7的一端还固定有第二伺服电机75，第二伺服电机75的输出轴固定于对丝螺杆74。第二伺服电机75带动对丝螺杆74转动，即可两竖梁8相对或背离运动。

两竖梁8上均竖直滑移有夹持臂81，夹持臂81可以采用电动夹爪或气动夹爪等夹持件。两竖梁8上还均竖直固定有调节缸(图中未示出)，两调节缸的伸缩杆均固定于夹持臂81，两竖梁8的伸缩杆伸缩，即可带动两夹持臂81竖直运动，作业时，夹持臂81下降能够夹持置料架3上的钢梁，并随活动梁7运动至承载台6上侧，以使夹持臂81下降能够将钢梁置于承载台6上。当需要进行钢梁加工时，通过活动梁7沿多根钢梁的排列方向运动至任一钢梁的上侧，然后通过两夹持臂81沿竖梁8下降，通过两夹持臂81夹持置料架3上侧的钢梁，通过两夹持臂81上升，将钢梁抬离于置料架3上侧，再通过活动梁7运动带动钢梁运动至承载台6的上侧，并再次通过夹持臂81下降，将钢梁置于承载台6的一承载部61，即可便于后续机器人拿取钢梁，进行加工，同样的，当钢梁加工完成后，机器人也可以将钢梁置于承载台6上的另一承载部61，并夹取待加工的钢梁进行加工。

本申请实施例一种钢梁结构的自动码垛上下料设备的实施原理为：

作业时，可以将多根钢梁直接吊至置料架3上进行存储，而置料架3的设置能够保持多根钢梁呈预设方向进行整齐排列，当需要进行钢梁加工时，通过活动梁7沿多根钢梁的排列方向运动至任一钢梁的上侧，然后通过两夹持臂81下降，通过两夹持臂81夹持置料架3上侧的钢梁，再通过两夹持臂81上升，将钢梁抬离于置料架3上侧，再通过活动梁7运动带动钢梁运动置承载台6的上侧，并再次通过夹持臂81下降，将钢梁置于承载台6上，即可便于后续机器人拿取钢梁，进行加工，同样的，当钢梁加工完成后，机器人也可以将钢梁重新置于承载台6上，再通过活动梁7配合夹持臂81将加工完的钢梁置于置料架3的指定位置处，以便于钢梁的集中出料。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，包括：

底架(1)；

置料架(3)，水平设置于底架(1)，用于容置并限制多根钢梁沿第一方向排列；

承载台(6)，水平设置于底架(1)的一端，沿第一方向设置；

活动梁(7)，沿第一方向设置，并沿第二方向往复运动于底架(1)上侧，其中第二方向水平垂直于第一方向；

两夹持臂(81)，竖直活动的设置于活动梁(7)两侧；

所述夹持臂(81)下降能够夹持置料架(3)上的钢梁，并随活动梁(7)运动至承载台(6)上侧，以使夹持臂(81)下降能够将钢梁置于承载台(6)上。

2.根据权利要求1所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，所述置料架(3)包括：

外框(31)，所述外框(31)沿第一方向相对两侧之间的距离与钢梁的长度相同；

两承载梁(32)，沿第二方向固定于外框(31)，位于外框(31)第一方向两侧，用于承载钢梁的底侧；

多个隔离杆(5)，竖直设置，沿第二方向排列，位于两承载梁(32)的相对侧，第二方向的相邻所述隔离杆(5)之间形成容置区域，用于抵触钢梁的相对侧。

3.根据权利要求2所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，所述隔离杆(5)的下端铰接于承载梁(32)的相对侧；

两底梁(51)，沿第二方向设置，位于两隔离杆(5)的相对侧，两所述底梁(51)沿第一方向滑移于外框(31)；

多个第一摆臂(52)，对应各隔离杆(5)设置，各第一摆臂(52)的两端分别铰接于隔离杆(5)与同侧底梁(51)；

两所述底梁(51)相对运动能够通过第一摆臂(52)拖动各隔离杆(5)摆动至低于承载梁(32)；

两所述底梁(51)相背运动能够通过第一摆臂(52)拖动各隔离杆(5)摆动至竖直状态。

4.根据权利要求2所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，所述置料架(3)沿第二方向活动设置于底架(1)，以使所述置料架(3)至少部分凸出于底架(1)背离承载台(6)的一侧。

5.根据权利要求4所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，还包括：

两输送架(2)，固定于底架(1)第一方向的两侧，所述输送架(2)沿第二方向设置，

多根辊筒(21)，沿第二方向排列设置于输送架(2)，所述辊筒(21)均沿第一方向设置；

所述置料架(3)置于两输送架(2)上侧并能够抵触于辊筒(21)。

6.根据权利要求5所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，还包括：

侧定位架(4)，对称地设置于两输送架(2)的背离侧，两输送架(2)的侧定位架(4)相对运动地设置于底架(1)之间；

两输送架(2)的侧定位架(4)相对运动能够抵触于置料架(3)的背离侧。

7.根据权利要求6所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，两输送架(2)的侧定位架(4)相对侧均由下至上趋向背离方向倾斜设置。

8.根据权利要求6所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，所述侧定位架(4)的相对侧均转动多个竖直设置的抵触轮，用于抵触置料架(3)。

9.根据权利要求6所述的钢梁结构的自动码垛上下料设备，其特征在于，还包括；

滑台(41)，固定于侧定位架(4)下侧；

滑轨(22)，沿第一方向固定于输送架(2)，所述滑台(41)滑移于滑轨(22)；

第二推缸，固定于底架(1)，用于推动滑台(41)运动。