CN1376622A - 用于检查平板架的自动系统 - Google Patents

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CN1376622A CN02107824.6A CN02107824A CN1376622A CN 1376622 A CN1376622 A CN 1376622A CN 02107824 A CN02107824 A CN 02107824A CN 1376622 A CN1376622 A CN 1376622A
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埃马努埃莱·加泰斯基
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Abstract

一种用于检查平板架(22)的结构完整性的自动系统,经过合适编程后,该系统除了能进行检查操作并通过钳子(40、40A)在固定表面(24)和平板架垛(26－31)的任意组合之间进行搬运平板架外,还实现普通堆垛器(12)和卸垛器(13)的典型功能且不需要使用笨重的输送通道和复杂的连接偏转装置。

Description

用于检查平板架的自动系统
本发明涉及用于检查平板架的完整性的自动系统。
根据UNI 5042：ISO 445，术语“平板架”是指一种水平平台，该水平平台的特征是其最小高度能适应于通过横向平板架(transpallet)输送器和/或叉车和其它合适的搬运设备来进行搬运，并用作对货物进行集中、储存、搬运和输送的支架；它可以构成有或具有上部结构。
图1表示了普通的平板架检查系统。它通常包括：一个输入传送装置，在图中以参考标号11表示，从卸货(de-palletising)装置输出并将进行检查的平板架到达该输入传送装置；串联布置的堆垛器12和卸垛器13，该卸垛器13扫过新补充的和/或供给装货(palletising)装置的平板架堆垛。
某些类型的平板架并不需要进行检查，因此由堆垛器12堆垛，同时将形成的堆垛从单元中移出。
该系统还包括平板架倾斜装置14，在该平板架倾斜装置14处，借助于光电管而确定平板架上表面的台板的当前方向，因此，需要时通过倾斜装置14使该平板架倾斜，从而能适当定向。
在与倾斜装置14串联的位置处还提供有用于检查上表面的装置，该装置以参考标号15表示，包括一排示踪器滚子，该示踪器滚子对具有平行于平板架前进方向的台板的平板架表面进行检查，而以参考标号16表示的90°偏转挡块改变平板架的前进方向(从沿较长边向前运动转变成沿较短边向前运动)；对于平板架下表面的台板方向与上表面的台板方向垂直的类型的平板架，该操作是必需的。
而且，在与挡块16串联的位置处还布置有用于检查下表面的装置，该装置包括一系列的示踪器滚子，该示踪器滚子检查该平板架的一个表面；在从系统输出时，破损的平板架偏转至由参考标号18表示的第二堆垛器，该第二堆垛器形成破损的平板架的垛，再由系统将该破损的平板架垛取走。
最后，由参考标号19表示的输出装置用于输送无缺陷的平板架，并将它们供给一个或多个装货线。
不过，该类型的系统非常复杂和庞大，需要一定的制造和操作成本，希望能够使该成本降低。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于检查平板架的自动系统，该系统将减轻上述缺点，也就是，提供一种自动检查系统，该系统能够很熟练地检查平板架的结构完整性。
尤其是，本发明能够检查是否有破损或断裂的台板、是否缺失台板、是否有破损或断裂的挡块、是否缺失挡块、是否有破损或断裂的横梁、是否缺失横梁、是否有破损或断裂的托梁、是否缺失托梁、是否有本体或钉子从台板中伸出、顶部的完整性如何等。
本发明的另一目的是提出一种用于检查平板架的自动系统，该系统能够检查任意类型的平板架。
本发明的还一目的是提供一种用于检查平板架的自动系统，该系统除了进行检查操作外，还能够执行在固定表面和平板架垛的任意组合之间进行平板架搬运的操作，实现堆垛器和卸垛器的典型功能且不需要使用输送装置以及连接偏转装置。
最后但非最不重要，本发明的另一目的是提供一种用于检查平板架的自动系统，与现有技术相比，由于所具有的优点，该系统并不庞大，使用也不复杂，且不需要采用复杂或特别昂贵的技术。
通过根据权利要求1的用于检查平板架的自动系统，可以实现这些和其它目的，为了简明而引用了该权利要求1。
有利的是，与已知检查系统相比，提供了一种机器人站装置，该装置在单个工作区中检查平板架结构的完整性。
根据预先编制的合适程序，该站可以对所有类型的平板架进行检查。而且，它能够在不采用专门的输送装置和/或联合接头的情况下进行搬运操作。
通过下面的说明和附图可以更清楚本发明的其它目的和优点，该说明和附图提供了解释性的非限定实施例。附图中：
图1是普通的平板架检查系统的局部示意平面图；
图2是根据本发明的用于检查平板架的自动系统的局部示意平面图；
图3是根据本发明的用于图2的系统中的平板架检查装置的第一
实施例的示意平面图；
图4是根据本发明的用于图2的系统中的平板架检查装置的第二
实施例的示意平面图；
图5是图4中的检查装置处于第一操作位置时的示意侧视图；
图6是图4中的检查装置处于第二操作位置时的示意侧视图；
图7是根据本发明的在进行某些台板检查步骤时的平板架的示意俯视图；
图9是根据本发明的在进行检查步骤时的平板架的示意侧视图；
图8和10分别是图3的检查装置在用于平板架中的第一操作位置时的俯视图和正视图；
图11是图3的检查装置在用于平板架中的第二操作位置时的正视图。
特别参考图2，该图表示了根据本发明的、用于检查平板架的自动系统，参考标号20特别表示用于检查平板架的结构完整性的自动站。
该系统基于机械手或机器人21的工作循环，该机械手或机器人21对将进行检查的平板架22执行一系列的操作，该平板架22从输入传送装置24送到检查站20。
根据本发明，通过进行一系列的操作而对各平板架22进行最佳检查操作，该一系列操作开始于输入通道24处的工作区，并通过机械手21而在预定区域内完成，该预定区域例如工作站20的不同位置，在图2中以参考标号26-31表示，并布置在由站20确定的座(seat)中。
通过站20内的机械手21来执行的某些检查操作进行或者不进行以及它们的顺序取决于将进行检查的平板架22的类型以及在该机器人检查站20之前和之后的机器。
不过，在本发明的非限定实施例中，机器人21的典型工作循环包括以下一系列操作，并按顺序进行：使平板架锁定；确定待检查的平板架的高度；确定平板架上表面的台板方向；检查该平板架的一面或两面的完整性；解除平板架锁定；使平板架倾斜；根据检查和检验的结果而将平板架集中和储存在适当位置。
下面将对典型检查操作的顺序进行更详细的介绍，该检测操作在位置26-31处进行，该位置26-31环绕机械手21布置，并布置在使得该机械手能够进入站20中的距离处，实际上，机械手21根据预定的变量而周期性地按照预定工作程序运动。
这时，必须优先考虑对来自输入传送器24的平板架22进行处理的操作，其次是将平板架22输送给输出传送器31的操作。
为此，在正常操作循环中，当输入传送装置24上有平板架22时，机械手21对其进行检查，当检查结果为肯定且输出传送通道31空闲时，该同一机械手21将平板架置于输出传送器31上。也可选择，控制整个操作循环的应用程序可以通过使输出传送器31停用而改变，从而防止该同一机械手21将平板架22放置在输出传送装置31上。
当输入传送装置24在使用时，即使输出传送装置31也在使用，机械手21也检查在输入传送装置24中的平板架22；这时，机械手21将平板架22放置到已经肯定通过检查的平板架垛27上。
当输入传送装置24空闲且输出传送通道31也空闲时，机械手21从已经肯定通过检查的平板架垛27上取出一个平板架22，并将其放置到输出传送通道31上；也可选择，当在图2中以参考标号27表示的“好”平板架垛是空的时，机械手21从新平板架垛29上取出一个平板架22，在位置30处对其进行检查，并将其放置在从检查站20中输出的传送装置31上。
在对没有倒空的平板架22进行操作循环时，机器人21从输入通道24上取出平板架22，并在没有对它们进行检查的情况下将它们放置在“好”平板架垛27上。
当检查后发现平板架22破损时，机器人21检查报废平板架垛28的储存高度测量值，当上述垛没有装满时，取出该平板架22并将其放置在垛28上。当好平板架垛27或破损的平板架垛28装满时，机器人21向操作人员报告它们的状态，并等待将它们取走。
当新平板架垛29为空时，机器人21向操作人员报告它的状态，并等待恢复该垛。
在各平板架22由机械手21抓紧的各个顺序中，上述机械手21检查布置在抓紧的叉形件端部的两个电子检查装置的状态；当两个检查信号系列设为低逻辑性(low logical)信号时，机器人21停止，并从平板架22的范围中移出并发出该平板架不能由该叉形件抓紧的信号，然后等待操作人员将该平板架取走。当该叉形件伸展时也可以采用同样的操作原理，当用于检测完全伸展的叉形件位置的极限开关检查装置中的至少一个发出高逻辑水平的报告时，将进行抓紧和搬运平板架22的运动；实际上，这时该平板架不能被取出。
特别是，可以选择如图3或4-6所示，用机械手21通过检查钳(plier)进行平板架22的完整性检查。在第一解释性的非限定实施例中，在图3中以参考标号40表示的钳子实际上由框架41构成，两个夹子或叉形件42和两个示踪器(tracer)滚子48固定在该框架41上。夹子42用于搬运平板架22；它们是可动的，并呈现出两个可能的操作位置：在静止时的操作位置和在伸展时的操作位置。
在静止位置时，叉形件42为水平的，因为其厚度等于大约20mm，因此它能够很容易地被引入包含在平板架22的上表面44和下表面45之间的开口49中，如图10和11详细所示。
图10和11详细表示了平板架22的抓紧运动，当叉形件42被引入平板架22的开口49之后(图10)，各所述叉形件42通过气缸46而转到同一开口49内(图11)，以便通过在表面44和45之间施加压力而夹紧平板架22。
钳子40的各叉形件42由气压缸46驱动，在该气压缸46上布置有两个极限开关检查器(图中未示出)；第一检查器发出已经到达静止位置的信号，而第二极限开关检查器发出由于气缸46的最大伸展而已经到达最大旋转位置的信号；该最大伸展位置仅在平板架22特别破裂时才能达到，也就是，当平板架22的表面44、45在受到分离压力时彼此离开，从而不能进行合适的夹紧。
在各叉形件42的端头处布置有重新进入(re-entering)的机械示踪器48A，该机械示踪器48A通过部件48B而提供有弹性装置；在叉形件42被引入开口49中的水平运动过程中，作用在示踪器48A上的振动使得邻近的传感器断开，该传感器在图3中以参考标号50表示，并固定在示踪器48A的相对端。
滚子48可沿垂直方向运动，它们有两个可能的位置，即高位和低位，分别与钳子40的操作位置对应，如图10和9所示；在高位时(图10)，各滚子48完全重新进入钳子40的框架41的下部区域，因此处于静止位置。
在低位时(图9)，各滚子48从钳子40的下表面凸出大约200mm，并用于进行表面检查操作和用于确定高度。
各滚子48由气压缸48D驱动，在该气压缸48D上布置有两个电子极限开关检查器装置，这两个电子极限开关检查器装置以参考标号47示意表示，特别是分别在高位和低位。
在两滚子中的一个的驱动销处固定有一个与滚子48成一体运动的光电管(未示出)；该光电管能引起反射，作用范围为大约400mm，该光电管水平布置，这样，光束的方向与滚子48的运动方向垂直。
提供有该光电管是为了安全原因，因为当进行确定高度的操作时，如果各平板架22都包括的台板51中的一个(实验所选的一个)缺失，则滚子48持续其在平板架22的上表面44下侧的行程，这样，光电管光束将接通，并产生终止正在进行中的动作的信号。
在钳子40的框架41的下表面附近，在两滚子48之间还固定有第二光电管(未示出)，该光电管能引起反射，作用范围为大约200mm，该光电管垂直布置，这样，光束的方向向下；该光电管用于确定平板架22的上表面44的台板51的方向。
对于钳子40，也可以选择采用钳子40A，如图4-6详细所示，该钳子40A的结构特征基本与钳子40的结构特征相同，尤其是，钳子40的、功能与钳子40的部件相同的部件以相同的参考标号表示。
而且，通过附图，可以清楚了解该类型钳子的功能。它们能够通过纵向部件60的平动而锁定平板架22，该纵向部件60在操作位置时由于托架61的运动而被驱动并被迫向外平动，该托架枢接在运动促动器气缸63的固定点上，该固定点以参考标号62表示。叉形件42与收回的部件60一起被引入平板架22中的开口49内(图5)；这时，由于由从叉形件42的框架上伸出到驱动工作位置的部件60(图6)所施加的压力，从而对同一平板架22进行锁定和搬运，该部件60在开口49内部压靠平板架22的表面44、45中的一个(上表面或下表面)。
根据本发明的、用于检查平板架的系统的操作方法基本如下。
首先，检查操作的顺序包括锁定该平板架22，从而通过专门的气动推进器26而使该平板架与固定撞针对齐。
机械手21还可以用于确定待检查的平板架22的高度；这时，机器人21布置成这样，钳子40、40A的滚子48与平板架22的上表面44的各台板51垂直；该装置的运动可以根据平板架22的尺寸、几何形状和类型而通过系统的电子控制装置合适实现。
滚子48运动到低位(图9)，然后，使它们运动的气缸48D内部压力释放，从而使滚子自由地向上滑动。
因为机器人21开始向下运动，在某一点处，至少一个滚子48与实验所选的平板架22的一个台板51的上表面44相遇。
而机器人21继续向下运动，支承着滚子48的气缸48D的引导器和销钉相对于它们的支架而向上滑动，从而使滚子48的低位极限开关检查器47断开。
当由滚子48的极限开关检查器47发出的信号的状态改变后，机械手21停止其向下运动，并根据所到达的位置而计算平板架22的实际高度，或者更好是计算其上表面44的高度。为了确定平板架22的上表面44的台板51的方向，机器人21布置成这样，即垂直方向的光电管与平板架22的上表面44的一个台板51的理论位置垂直，根据平板架22的类型进行合适选择，这样，光电管的光束实际上接通。
机器人21平行于所选台板51的方向而水平运动，如图7所示，且运动的距离取决于平板架22，等于台板51的总长度的一部分。当进行检查的平板架22的台板51的方向平行于运动方向时，如图7所示，光电管光束在整个运动过程中都保持接通。
相反，当平板架22的上表面44的台板51的方向垂直于运动方向时(如图8所示)，在运动过程中，光电管的光束由于在台板51之间存在的间隔53而断开。
根据光电管光束有没有发生断开，机器人21确定所检查的台板51的方向；该检验通常重复两次，在结果不一致时，再重复第三次，以便进行确认。
为了进行检查平板架22的一面的完整性的操作，将钳子40、40A的滚子48带到低位，并保持使它们运动的气缸48D的内部压力(图9)。
布置机器人21而使滚子48与待检查的平板架22的上表面44的一个或两个台板51的外侧边缘的理论位置垂直，并将钳子40、40A定向成使滚子48的滚动方向平行于台板51。
然后，机器人21向下运动，将滚子48置于台板51上，并压缩驱动它们的气缸48D，以便使低位极限开关检查器47断开(如图9中详细所示的位置)。机器人21以与所选台板51方向平行的方向水平运动，从而到达所述台板51的相对端；当对台板51在任意点的完整性进行检查时，如果有横梁(traverse)、挡块或下面的托梁缺失，那么在钳子40、40A的向下运动过程中，该台板51不能抵抗由滚子48施加的压力(可根据平板架22的类型调节)，这时，该滚子将向下运动到低位，从而再次接通低位极限开关检查器47。
有从台板51凸出的本体或钉子将使得高位极限开关检查器47重新接通。
根据极限开关检查器47是否出现重新接通，机器人21确定该台板51是否完整；对于平板架22的所有台板51都重复该检查循环。
而且，在一定水平的外围管理中，本发明的系统能够进行编程，以确定平板架22的关键台板，这些台板不具备整体性意味着必须立刻将该平板架22分到“破损”类中，从而将报废，同时还确定非关键台板，对于这些台板，可以设定在每一面的不完整台板的最大允许数目，超过该数目时，则认为该平板架22将报废。
为了对平板架22进行倾斜操作，机器人21通过翻转的钳子40、40A抓紧平板架22，并起动在叉形件42端部的机械示踪器48A，以确定由存在于开口49内的较大异常元件而引起的振动，该开口49在平板架22的两表面44、45之间。然后，机器人21使平板架22从中心区域升高，并使它转向一侧和将该翻转的平板架置于离用于锁定的固定撞针一定距离处。
检查操作结束时，机器人21取出平板架22，并根据检查的结果将它置于所确定的目的地。
该目的地可以是一固定平面，例如在站20的输出位置处的机动辊子传送装置31的表面，或者是高度可变的，例如平板架堆27；在后一种情况下，在放置平板架22之前，利用示踪器装置48A以与检查平板架22的高度类似的方法来确定该搁置平面的高度。最后，上述结构的自动检查站20除了能够进行检查操作，还能够执行任意其它操作，以便在固定表面和平板架堆27的任意组合之间进行平板架的搬运，实现存在于普通检查系统中的堆垛器和卸垛器的典型功能和消除提供专门的传送通道以及笨重而复杂的连接偏转装置的必要性。
特别参考图2的系统，图2表示了本发明自动检查系统的一个解释性的非限定实施例，应当知道，该系统特别具有：一个第一机动辊子输入传送装置24；一个第一容器27，来自位置26的检查过的平板架堆垛在该容器27处；一个第二容器28，将报废的平板架堆垛在该容器28处；一个第三容器29，客户的“新”平板架将放置在该容器29处；一个第四容器30，来自位置29处的平板架将在该容器30处检查；以及一个第二机动辊子输出传送装置31，该第二机动辊子输出传送装置31接受来自位置26、27、30的平板架。
该系统有两种不同的操作模式：在第一种情况下，输入24和输出31中的平板架22为相同类型，容器29作为储存单元，以便在不中断输出传送器31的供给的情况下补偿来自输入传送器24的报废平板架；也可选择，输入传送器24和输出传送器31对不同类型的平板架进行操作，这时，来自输入传送器24的平板架22在没有进行检查的情况下堆垛在容器27内，而来自容器29的平板架22用于供给输出传送器31。
尤其是，由钳子40、40A执行的、用于抓紧和检查平板架22的操作循环具有以下步骤。
平板架22到达传送装置24并向上抵靠固定的停止点，在该点处，气动边(pneumatic side)26插入，这使得平板架22处在旁边，而撞针平行于输入方向，从而锁定该平板架；然后，钳子40、40A运动到用于检查平板架22的高度的位置，两个示踪器滚子48向下运动，以便使示踪器滚子48的下降极限开关47接通，机器人21将平板架22放低，直至示踪器滚子48的下降极限开关检查器47释放。
然后，钳子40、40A以平行或垂直方向进行两次或三次大约400mm的水平运动，以便确定台板51的方向，然后沿着台板51进行水平运动，其运动长度等于台板51的长度；当示踪器气缸48D的两个下降极限开关检查器47的至少一个发出高逻辑电平信号时，平板架22将报废，从而堆垛到容器28中。否则，机器人21引导叉形件42运动到平板架22的开口49内，从而使其旋转180°，并通过平行于台板51方向的运动而重复检查底部台板。
完成这些检查后，当平板架22是“好”的且传送器31空闲时，机械手21将平板架置于该传送器31上；反之，传送器31在使用时，机器人21将该“好”的平板架置于容器27中。
用于将平板架22置于位置27或28处的堆垛中的步骤通过向下运动的两个示踪器滚子48进行。
机器人21布置成使示踪器滚子48在堆垛上从顶部向前运动大约100mm；然后钳子40、40A向下运动直到下降极限开关检查器47释放，从而储存平板架垛顶部的确切位置，然后缩回距离大约为100mm，并放置平板架22。
这样，总是能够知道该垛的确切高度，当然，每次停止之后，放置总是从最大高度处以缓慢下降的方式进行。
根据本发明，前述检查步骤还可以从容器29开始通过系统执行，客户通常将平板架垛布置于容器29内。这时，钳子40、40A一次取出一个平板架22，并将它放置在容器30处；定心气缸使平板架22运动至抵靠容器30的拐角，并在读出测量值的过程中使它保持静止。
然后，钳子40、40A运动到用于检查平板架22高度的位置，两示踪器滚子48向下运动，从而使下降极限开关47接通，机器人21向下运动到平板架22上，从而释放滚子48的下降极限开关检查器47。
然后，钳子40以平行或垂直方向进行水平运动，以便识别台板51的方向，因此，对平板架22的上表面44和下表面45都进行台板51的检查。当发现平板架22是“好”的且传送器31空闲时，机器人将平板架置于传送器31上，否则进行等待；当平板架22将报废时，机器人21将该平板架放置在容器28内，这时放置平板架22的步骤如上所述。
本发明的自动平板架检查系统的特征及其优点由上述说明可知。
最后，应当知道，根据本发明，在不脱离发明思想的新颖性原理的情况下，可以对该自动检查系统进行多种变化，还应当知道，在本发明的实际实施例中，所述零件的材料、形状和尺寸可以根据需要为任意类型，它们也可以由其它的技术等效物代替。

Claims (9)

1.一种用于检查平板架(22)的自动系统，该类型系统包括至少一个输入口(24)和至少一个输出口(31)，其特征在于：它有至少一个自动站(20)，在该自动站(20)中，经过合适编程后，将执行用于对各种类型的平板架(22)进行平板架(22)结构完整性检查的一系列步骤和用于搬运所述平板架(22)的操作。
2.根据权利要求1所述的自动系统，其特征在于：所述自动站(20)包括至少一个机械手或机器人(21)，该机械手或机器人(21)对所述平板架(22)进行所述搬运和检查操作。
3.根据权利要求2所述的自动系统，其特征在于：将顺序执行的所述操作有至少以下步骤：将平板架(22)锁定；确定待检查的平板架(22)的高度；确定平板架(22)的至少一个表面(44)的台板(51)的方向；检查平板架(22)每一面上的台板的完整性；解除平板架(22)锁定；使平板架(22)倾斜；根据所述检查操作的结果而将平板架(22)取出和储存在合适位置。
4.根据权利要求2所述的自动系统，其特征在于：所述机械手(21)周期性地执行预定的工作程序和固定变量函数。
5.根据权利要求1所述的自动系统，其特征在于：所述机械手有至少一对检查钳子(40、40A)，该钳子(40、40A)包括一框架41，在该框架41上固定有至少两个叉形件(42)和至少一个示踪器滚子(48)，所述叉形件(42)用于锁定和搬运所述平板架(22)，所述滚子(48)通过至少一个气压缸(48D)的作用而用于进行表面检查操作和用于确定各平板架(22)的高度，在该气压缸(48D)上布置有一系列的电子极限开关检查器装置(47)。
6.根据权利要求5所述的自动系统，其特征在于：通过使叉形件(42)旋转到平板架(22)上表面(44)和下表面(45)之间的开口(49)中，所述钳子(40)能够锁定该平板架(22)。
7.根据权利要求5所述的自动系统，其特征在于：所述钳子(40A)能够通过使所述叉形件(42)的至少一个可向外驱动的部件(60)平动而使平板架(22)锁定，由于由所述部件(60)向所述平板架(22)的上表面(44)和下表面(45)中的至少一个的内侧施加的压力，该钳子(40A)能够锁定和搬运该平板架(22)。
8.根据权利要求5所述的自动系统，其特征在于：所述钳子(40、40A)能够使平板架(22)运动到辊子传送装置(31)上或平板架(22)垛(27-29)上。
9.根据权利要求1所述的自动系统，其特征在于：所述站(20)包括：至少一个第一马达驱动辊子传送装置(24)，该辊子传送装置(24)将平板架(22)引入系统；一个第一容器(27)，所述机械手(21)将来自所述第一传送装置(24)且检查过的平板架(22)堆垛在该容器(27)处；一个第二容器(28)，所述机械手(21)将需要报废的平板架(22)堆垛在该容器(28)处；一个第三容器(29)，所述机械手(21)将客户的平板架(22)放置在该容器(29)处；一个第四容器(30)，在该容器(30)处，所述机械手(21)对来自所述第三容器(29)的平板架进行检查；以及一个第二马达驱动辊子传送装置(31)，该第二马达驱动辊子传送装置(31)接受来自所述第一传送装置、所述第一容器和所述第四容器(30)的平板架(22)。
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