CN120622122B - 一种钢瓶自动码垛线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢瓶自动码垛线，具体涉及物料码垛设备技术领域，包括第一输送线，第二输送线、码垛装置以及隔板放置区，码垛装置包括码垛机器人和码垛夹具，码垛夹具上设置有托底组件。本发明通过托底组件的设置，支撑架向着靠近或远离固定板方向移动的过程中，导向杆能够带动导向轮依次在导向槽的四个区域内移动，能够在第二驱动件输出端完全收回时，使托底件移动至箱体底部对箱体进行托底，能够在第二驱动件输出端完全伸出时，使托底件的高度高于箱体，避免在放箱体的过程中托底件与托盘接触，从而能够通过平移的方式节省大量翻转时所需距离，避免箱体从高处滑落造成安全隐患。

Description

一种钢瓶自动码垛线

技术领域

本发明涉及物料码垛设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种钢瓶自动码垛线。

背景技术

钢瓶作为储存压缩气体和液化气体的核心工业容器，其包装码垛流程需兼顾运输安全性、堆垛结构稳定性及仓储空间利用率。现有技术中的钢瓶码垛线依托智能码垛机器人系统，通过视觉定位与夹爪的协同作业，将标准化装箱后的钢瓶按预设垛型精准堆叠至载具（托盘/栈板），经整形加固与自动绕膜工序后形成标准运输单元。

在自动化钢瓶码垛作业中，虽然现有的码垛夹具存在辅助托底功能，但是在对多个装有钢瓶的箱体进行搬运码放时，无法保证对多个较大重量的箱体进行有效的支撑托底，可能会造成在快速码放搬运的过程中的箱体掉落，造成安全隐患，同时，现有码垛夹具的辅助托底机构，是通过翻转的方式将托底板收起，避免影响物料码放，但是通过翻转将托底板收起需要在码放物料前预留足够的高度，避免托底板在翻转时与码放位置接触，由于多个装有钢瓶箱体重量较重，可能会在托底板翻转后箱体出现滑落，如果箱体距离码放位置的距离过高会导致箱体损坏或从托盘上直接掉落，造成安全隐患，影响生产效率。

本发明提供一种钢瓶自动码垛线，旨在解决现有的码垛夹具无法保证对多个较大重量的箱体进行有效的支撑托底，可能会造成在快速码放搬运的过程中的箱体掉落，以及现有的托底板翻转需要预留足够的高度，容易造成安全隐患，影响生产效率的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢瓶自动码垛线，以解决现有的码垛夹具无法保证对多个较大重量的箱体进行有效的支撑托底，可能会造成在快速码放搬运的过程中的箱体掉落，以及现有的托底板翻转需要预留足够的高度，容易造成安全隐患，影响生产效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢瓶自动码垛线，包括：

码垛机器人、安装于码垛机器人上的码垛夹具，以及设置于码垛夹具上的托底组件；

所述托底组件通过平移运动实现箱体的承托与避让功能，包括支撑架、滑动架、托底件及导向机构；

所述导向机构配置为将支撑架的水平移动转换为滑动架的升降及水平复合运动，使所述托底件在箱体托底位置与非干涉位置之间切换。

优选地，所述导向机构包括对称设置的两个导向板，两个所述导向板上均开设有连续变轨的导向槽；

所述滑动架的两侧均固定有导向杆，两个所述导向杆端部均转动连接有滑动配合于导向槽内的导向轮。

优选地，所述导向槽的连续变轨路径包括：

支撑区域，用于在所述托底件处于非干涉位置时承载所述导向轮；

倾斜下移区域，用于驱动所述托底件下降至箱体底部高度；

水平平移区域，用于使所述托底件水平移动至箱体下方；

托底区域，用于抬升所述托底件至箱体底部接触位置。

优选地，所述滑动架与支撑架之间设有加强杆，所述加强杆滑动连接于支撑架的第二滑槽内。

优选地，所述码垛夹具还包括支撑板、固定板和活动板，所述支撑板与所述码垛机器人固定连接，所述活动板通过第一驱动件驱动靠近或远离所述固定板；

所述支撑架滑动连接于支撑板底部并通过第二驱动件驱动平移，所述滑动架滑动连接于支撑架底部，所述托底件固定于所述滑动架的底部，两个导向板固定于所述支撑板的底部。

优选地，还包括辅助夹持组件，所述辅助夹持组件包括对称设置于活动板两侧的夹持板及驱动所述夹持板的第四驱动件。

优选地，所述码垛夹具上还设有吸附组件，所述吸附组件包括：

铰接于所述支撑架的安装框；

均匀设置于所述安装框上的多个吸盘；

驱动所述安装框旋转的第三驱动件。

优选地，还包括第一输送线，所述第一输送线用于输送装有钢瓶的箱体，并通过限位装置将箱体限位于码垛夹具夹取区域。

优选地，还包括第二输送线，所述第二输送线沿送料方向依次设置拆盘机、码垛整形机和绕膜机，用于输送托盘、整理垛型及绕膜。

优选地，还包括隔板放置区，所述隔板放置区设于码垛机器人运动区域内，用于存放待吸附的隔板。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过托底组件的设置，支撑架向着靠近或远离固定板方向移动的过程中，导向杆能够带动导向轮依次在导向槽的四个区域内移动，能够在第二驱动件输出端完全收回时，使托底件移动至箱体底部对箱体进行托底，能够在第二驱动件输出端完全伸出时，使托底件的高度高于箱体，避免在放箱体的过程中托底件与托盘接触，从而能够通过平移的方式节省大量翻转时所需距离，避免箱体从高处滑落造成安全隐患；

2、本发明通过导向板、导向槽以及导向杆等结构的设置，能够在支撑架移动的过程中为滑动架能够为滑动架和托底件提供支撑力，能够防止托底时的作用力直接作用到支撑架、滑块、滑轨以及第二驱动件的输出端上，提高托底件承重能力以及第二驱动件、滑块与滑轨的使用寿命，防止多个箱体在高速搬运的过程中滑落。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明整体结构俯视图。

图3为本发明码垛装置结构示意图。

图4为本发明码垛夹具结构示意图。

图5为本发明托底组件结构示意图。

图6为本发明滑动架部分的爆炸视图。

图7为本发明辅助夹持组件位置示意图。

图8为本发明托底组件初始状态示意图。

图9为本发明托底组件下移状态示意图。

图10为本发明托底组件平移状态示意图。

图11为本发明托底组件托底状态示意图。

附图标记为：1、第一输送线；2、第二输送线；21、拆盘机；22、码垛整形机；23、绕膜机；3、码垛装置；31、码垛机器人；32、码垛夹具；321、支撑板；322、固定板；323、活动板；324、第一驱动件；33、托底组件；3301、支撑架；3302、伸缩槽；3303、滑动架；3304、托底件；3305、导向板；3306、导向槽；3307、第一滑槽；3308、导向杆；3309、导向轮；3310、第二驱动件；3311、第二滑槽；3312、加强杆；34、吸附组件；341、安装框；342、吸盘；343、第三驱动件；35、辅助夹持组件；351、第四驱动件；352、夹持板；4、电子围栏；5、隔板放置区。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一区域实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

虽然现有的码垛夹具存在辅助托底功能，但是在对多个装有钢瓶的箱体进行搬运码放时，无法保证对多个较大重量的箱体进行有效的支撑托底，可能会造成在快速码放搬运的过程中的箱体掉落，造成安全隐患，同时，现有码垛夹具的辅助托底机构，是通过翻转的方式将托底板收起，避免影响物料码放，但是通过翻转将托底板收起需要在码放物料前预留足够的高度，避免托底板在翻转时与码放位置接触，由于多个装有钢瓶箱体重量较重，可能会在托底板翻转后箱体出现滑落，如果箱体距离码放位置的距离过高会导致箱体损坏或从托盘上直接掉落，造成安全隐患，影响生产效率。

参考图1和图2，本发明一实施例的一种钢瓶自动码垛线，包括第一输送线1，第二输送线2、码垛装置3以及隔板放置区5；

第一输送线1用于输送装有钢瓶的箱体，并能够通过限位装置将箱体限位在码垛装置3的夹取区域；

第二输送线2沿送料方向依次设置有拆盘机21、码垛整形机22以及绕膜机23，第二输送线2用于输送将拆盘机21拆分后的托盘，码垛整形机22用于对码放后箱体进行整理，绕膜机23用于对托盘上码放好的箱体进行绕膜，码垛装置3的运动区域设置有电子围栏4，隔板放置区5设于码垛机器人31运动区域内，拆盘机21、码垛整形机22以及绕膜机23均为现有技术，在此不再过多赘述。

参考图3、图4和图7，码垛装置3用于将第一输送线1上装有钢瓶的箱体搬运码放在码垛整形机22位置处的托盘上，包括码垛机器人31和码垛夹具32，码垛夹具32上设置有托底组件33，码垛夹具32包括安装在码垛机器人31上的支撑板321，支撑板321的一侧固定连接有固定板322，固定板322的底部滑动连接有活动板323，支撑板321上安装有用于驱动活动板323靠近或远离固定板322的第一驱动件324。

参考图3至图6，托底组件33包括滑动连接在支撑板321底部的支撑架3301，活动板323与支撑架3301均通过导轨和滑块与支撑板321的底部滑动连接，支撑架3301位于活动板323远离固定板322的一侧，支撑架3301的底部开设有伸缩槽3302，伸缩槽3302内滑动连接有滑动架3303，滑动架3303的底部均匀固定连接有托底件3304，支撑板321的底部固定连接有两个对称设置的导向板3305，导向板3305上开设有导向槽3306，支撑架3301的相互远离的两侧对称开设有两个第一滑槽3307，滑动架3303的两侧固定连接有呈对称设置的导向杆3308，两个导向杆3308分别滑动连接在两个第一滑槽3307内，两个导向杆3308相互远离一端的圆周外壁均转动连接有导向轮3309，两个导向轮3309分别滑动连接在两个导向槽3306内，支撑板321底部安装有用于驱动支撑架3301靠近或远离固定板322的第二驱动件3310。

参考图8至图11，导向槽3306的连续变轨路径包括，支撑区域，用于在托底件3304处于非干涉位置时承载导向轮3309，倾斜下移区域，用于驱动托底件3304下降至箱体底部高度，水平平移区域，用于使托底件3304水平移动至箱体下方，托底区域，用于抬升托底件3304至箱体底部接触位置；

第二驱动件3310输出端处于完全伸出状态时，两个导向轮3309处于初始位置的支撑区域，此时托底件3304的高于箱体，第二驱动件3310输出端收回过程中，两个导向轮3309由支撑区域移动至倾斜下移区域与水平平移区域，当两个导向轮3309移动至平移区域时，托底件3304高度低于箱体，第二驱动件3310输出端完全收回时，两个导向轮3309处于托底区域，托底件3304能够与箱体底部接触。

参考图6，支撑架3301的之间对称开设有两个第二滑槽3311，滑动架3303之间固定连接有滑动连接在两个第二滑槽3311内部的加强杆3312，加强杆3312用于提高滑动架3303的整体承重能力，避免滑动架3303在承重状态下发生变形，第一驱动件324、第二驱动件3310、第三驱动件343以及第四驱动件351均可以为气缸或电动推杆。

实际工作时，通过第一输送线1将装有钢瓶的箱体输送至码垛装置3的夹取区域，并通过限位装置对箱体进行限位，通过第二输送线2将拆盘机21拆分后的托盘输送至码垛整形机22位置，然后启动码垛机器人31带动码垛夹具32移动至第一输送线1夹料区域的上方，再通过码垛机器人31带动码垛夹具32向下移动至设定高度，然后启动第一驱动件324带动活动板323向着固定板322的方向移动，并与固定板322配合对多个装有钢瓶的箱体夹持；

当第一驱动件324的输出端完全收回时，固定板322与活动板323能够完成对多个箱体的夹持，并在第一驱动件324的输出端完全收回时，启动码垛机器人31带动码垛夹具32上升，在码垛夹具32上升的同时启动第二驱动件3310带动支撑架3301向着固定板322的方向移动，通过夹取上升与托底的同时进行，提高工作效率。

参考图8至图11，支撑架3301向着固定板322方向移动的过程中，导向杆3308会带动导向轮3309依次从导向槽3306的支撑区域、下移区域、平移区域移动至托底区域，使得托底件3304在滑动架3303的内部由下降到平移，再到上升，直至第二驱动件3310完全收缩时，托底件3304能够移动至箱体底部对箱体进行托底，此时，滑动架3303能够为托底件3304提供支撑力，对称设置的两个导向板3305上的两个导向槽3306能够为两个导向杆3308提供支撑力，从而将滑动架3303受到的力作用到两个导向板3305上，防止托底时的作用力直接作用到支撑架3301、滑块、滑轨以及第二驱动件3310的输出端上，提高托底件3304承重能力以及第二驱动件3310、滑块与滑轨的使用寿命，防止多个箱体在高速搬运的过程中滑落；

完成对箱体的夹取与托底后，通过码垛机器人31带动码垛夹具32以及多个箱体移动至码垛整形机22位置的托盘上方，并调整多个箱体与托盘之间的距离，实际距离可根据导向杆3308位于导向槽3306平移区域时托底件3304的高度，避免托底件3304在收回的过程中与托盘接触，通过平移的方式可以节省大量翻转时所需距离，避免箱体从高处滑落造成安全隐患；

多个箱体与托盘之间的距离调整完成后，控制第二驱动件3310带动支撑架3301向着远离固定板322的方向移动，支撑架3301向着远离固定板322方向移动的过程中，导向杆3308会带动导向轮3309依次从导向槽3306的托底区域、平移区域、下移区域移动至支撑区域，使得托底件3304在滑动架3303的内部由下降到平移，再到上升，直至第二驱动件3310完全伸出时，托底件3304的高度能够高于箱体底部高度，从而避免在放箱体的过程中托底件3304与托盘接触，此时可通过码垛机器人31带动码垛夹具32以及多个箱体下降，然后控制第一驱动件324带动活动板323向着远离固定板322的方向移动，解除对多个箱体的夹持，使多个箱体能够码放在托盘上，如此往复即可完成箱体的码垛。

在完成每层箱体的码放后，通过码垛整形机22对整层的箱体进行整形，并放置一层隔板，直至码放至设定层数后，通过第二输送线2将装有多层箱体的托盘输送至绕膜机23进行绕膜。

需要注意的是，导向槽3306设置支撑区域的目的在于，第二驱动件3310输出端处于完全伸出状态时，无法承受较大的垂直力，两个导向轮3309处于导向槽3306的支撑区域，导向板3305能够承受支撑架3301与托底件3304向下的作用力，防止作用力全部作用到支撑架3301、滑块和滑轨上，进一步防止对第二驱动件3310输出端、滑块以及滑轨造成影响；

导向槽3306设置下移区域、平移区域以及托底区域的目的在于，在托底件3304向着靠近或远离固定板322方向移动的过程中，能够使托底件3304的高度先低于箱体，再进行平移和上升，能够使托底件3304在平移过程中不会直接与箱体底部接触，避免托底件3304与箱体底部造成摩擦。

综上所述，通过托底组件33的设置，支撑架3301向着靠近或远离固定板322方向移动的过程中，导向杆3308能够带动导向轮3309依次在导向槽3306的四个区域内移动，能够在第二驱动件3310输出端完全收回时，使托底件3304移动至箱体底部对箱体进行托底，能够在第二驱动件3310输出端完全伸出时，使托底件3304的高度高于箱体，避免在放箱体的过程中托底件3304与托盘接触，从而能够通过平移的方式节省大量翻转时所需距离，避免箱体从高处滑落造成安全隐患；

通过导向板3305、导向槽3306以及导向杆3308等结构的设置，能够在支撑架3301移动的过程中为滑动架3303能够为滑动架3303和托底件3304提供支撑力，能够防止托底时的作用力直接作用到支撑架3301、滑块、滑轨以及第二驱动件3310的输出端上，提高托底件3304承重能力以及第二驱动件3310、滑块与滑轨的使用寿命，防止多个箱体在高速搬运的过程中滑落。

实施例二

为确保钢瓶包装箱体码垛后结构的稳定性，需要在每层箱体堆叠完成后放置一层隔板，但是现有的码垛夹具32无法同时进行放箱体与放隔板，只能在放箱体与放隔板之间进行切换，影响码垛效率，因此本实施例对上述实施例中描述的装置进行了改进。

参考图3和图4，还包括吸附组件34，吸附组件34包括铰接在支撑架3301远离固定板322的一侧的安装框341，安装框341上设置有均匀设置多个用于吸附隔板的吸盘342，支撑架3301远离固定板322的一侧铰接有第三驱动件343，第三驱动件343的输出端与安装框341铰接。

实际工作时，在完成一层箱体的码放工作后，码垛机器人31带动码垛夹具32移动至隔板放置区5，并控制第三驱动件343调整安装框341和吸盘342的角度，然后通过码垛机器人31带动安装框341和吸盘342将隔板放置区5上的隔板吸起，再控制码垛机器人31继续从第一输送线1夹取箱体，然后将吸盘342上的隔板放置在对应层的箱体上，然后将码垛夹具32夹取的多个箱体放置在托盘上。

也可在码放对应一层箱体的最后一排时通过吸盘342吸取隔板，首先需要码放最后一排箱体然后再放隔板。

综上所述，通过吸附组件34的设置，码垛机器人31能够在带动码垛夹具32夹取箱体的过程中，带动安装框341和吸盘342将隔板放置区5上隔板吸起，然后将吸盘342上的隔板放置在对应层的箱体上，无需在放箱体与放隔板之间进行切换，从而提高码垛效率。

实施例三

码垛机器人31在对多个箱体进行快速搬运码放的过程中，多个箱体的惯性会集中在侧面，容易导致搬运过程中的箱体倾斜或偏移，容易造成安全隐患，因此本实施例对上述实施例中描述的装置进行了改进。

参考图3、图4和图7，还包括辅助夹持组件35，辅助夹持组件35包括对称设置于活动板323两侧的夹持板352及驱动夹持板352的第四驱动件351，第四驱动件351固定连接在活动板323远离固定板322的一侧。

实际工作时，在启动第一驱动件324带动活动板323向着固定板322的方向移动，并与固定板322配合对多个装有钢瓶的箱体夹持时，同时启动两个第四驱动件351，从而带动对应的两个夹持板352在侧面对多个箱体进行夹持，并在侧面夹持的过程中，夹持多个箱体向中间靠拢，防止多个箱体之间存在间隙，还能够在搬运箱体时在侧面为箱体提高夹持力，避免箱体出现倾斜或偏移，提高码垛安全性。

综上所述，通过辅助夹持组件35的设置，能够通过两个夹持板352在侧面对多个箱体进行夹持，并在侧面夹持的过程中，夹持多个箱体向中间靠拢，防止多个箱体之间存在间隙，还能够在搬运箱体时在侧面为箱体提高夹持力，避免箱体出现倾斜或偏移，提高码垛安全性。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (6)

1.一种钢瓶自动码垛线，其特征在于，包括：

码垛机器人（31）、安装于码垛机器人（31）上的码垛夹具（32），以及设置于码垛夹具（32）上的托底组件（33）；

所述托底组件（33）通过平移运动实现箱体的承托与避让功能，包括支撑架（3301）、滑动架（3303）、托底件（3304）及导向机构；

所述导向机构配置为将支撑架（3301）的水平移动转换为滑动架（3303）的升降及水平复合运动，使所述托底件（3304）在箱体托底位置与非干涉位置之间切换；

所述导向机构包括对称设置的两个导向板（3305），两个所述导向板（3305）上均开设有连续变轨的导向槽（3306）；

所述滑动架（3303）的两侧均固定有导向杆（3308），两个所述导向杆（3308）端部均转动连接有滑动配合于导向槽（3306）内的导向轮（3309）；

所述导向槽（3306）的连续变轨路径包括：

支撑区域，用于在所述托底件（3304）处于非干涉位置时承载所述导向轮（3309）；倾斜下移区域，用于驱动所述托底件（3304）下降至箱体底部高度；

水平平移区域，用于使所述托底件（3304）水平移动至箱体下方；

托底区域，用于抬升所述托底件（3304）至箱体底部接触位置；

所述滑动架（3303）与支撑架（3301）之间设有加强杆（3312），所述加强杆（3312）滑动连接于支撑架（3301）的第二滑槽（3311）内；

所述码垛夹具（32）还包括支撑板（321）、固定板（322）和活动板（323），所述支撑板（321）与所述码垛机器人（31）固定连接，所述活动板（323）通过第一驱动件（324）驱动靠近或远离所述固定板（322）；

所述支撑架（3301）滑动连接于支撑板（321）底部并通过第二驱动件（3310）驱动平移，所述滑动架（3303）滑动连接于支撑架（3301）底部，所述托底件（3304）固定于所述滑动架（3303）的底部，两个导向板（3305）固定于所述支撑板（321）的底部；

通过所述托底组件（33）的设置，所述支撑架（3301）向着靠近或远离所述固定板（322）方向移动的过程中，所述导向杆（3308）能够带动所述导向轮（3309）依次在所述导向槽（3306）的四个区域内移动，在所述第二驱动件（3310）输出端完全收回时，使所述托底件（3304）移动至箱体底部对箱体进行托底，在所述第二驱动件（3310）输出端完全伸出时，使所述托底件（3304）的高度高于箱体，避免在放箱体的过程中托底件与托盘接触。

2.根据权利要求1所述的钢瓶自动码垛线，其特征在于：还包括辅助夹持组件（35），所述辅助夹持组件（35）包括对称设置于活动板（323）两侧的夹持板（352）及驱动所述夹持板（352）的第四驱动件（351）。

3.根据权利要求2所述的钢瓶自动码垛线，其特征在于：所述码垛夹具（32）上还设有吸附组件（34），所述吸附组件（34）包括：

铰接于所述支撑架（3301）的安装框（341）；

均匀设置于所述安装框（341）上的多个吸盘（342）；

驱动所述安装框（341）旋转的第三驱动件（343）。

4.根据权利要求1所述的钢瓶自动码垛线，其特征在于：还包括第一输送线（1），所述第一输送线（1）用于输送装有钢瓶的箱体，并通过限位装置将箱体限位于码垛夹具（32）夹取区域。

5.根据权利要求1所述的钢瓶自动码垛线，其特征在于：还包括第二输送线（2），所述第二输送线（2）沿送料方向依次设置拆盘机（21）、码垛整形机（22）和绕膜机（23），用于输送托盘、整理垛型及绕膜。

6.根据权利要求1所述的钢瓶自动码垛线，其特征在于：还包括隔板放置区（5），所述隔板放置区（5）设于码垛机器人（31）运动区域内，用于存放待吸附的隔板。