CN202148052U - 一种自动码垛装置 - Google Patents

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何为莹
张凤林
韩双锁
庞团结
赵向宇
宋建波
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一种自动码垛装置,包括PLC控制模块、皮带输送机构、水平行走机构、垂直升降机构、旋转机构和机械手机构,水平行走机构包括横梁和行走架,行走架通过导向机构Ⅰ与横梁连接,在横梁的两端分别设有主动带轮和被动带轮,与主动带轮和被动带轮相啮合的齿形带的两端分别与行走架的两端连接,在横梁的两端各设有一个缓冲感应器和一个停位感应器。保证码出的砖垛整齐,上下砖坯搭接牢靠。结构简单、自动化程度高,易于操作,降低了工人的劳动强度,大大提高了码垛的生产效率,提高了砖垛的码垛质量。

Description

一种自动码垛装置
技术领域
    本实用新型涉及坯块的堆垛设备,具体地说一种自动码垛装置。 
背景技术
通过压砖机压制成型的坯块或挤出砖机挤出的泥条经切坯机切成块,成排的坯块被夹砖器或切坯台运送到皮带传送机构上,皮带传动带动砖坯向前移动,这样,复数排的坯块按照一定的间距排列在皮带传送机构上,复数排的坯块通过码垛机构的机械手,将坯块按照一定的间距,且相邻两层砖坯要进行90°交叉码放在窑车上,以保证码出的砖垛整齐,上下砖坯搭接牢靠,在后续的干燥和焙烧工序中,不容易垮塌。 
目前国内使用的码垛装置中,皮带传送机构在运送砖坯时,皮带传送机构上无定位装置,砖坯放置间距误差大,码垛机械手在抓坯时经常插住砖坯,破坏了砖坯的产品质量。机械手的旋转是通过旋转结构来完成的,现有结构的旋转机构采用齿轮齿条,因齿轮齿条存在侧隙,机械手旋转90°后定位精度达不到要求,机械手易产生摆动,相邻两层之间的砖坯不是90°交叉码垛,砖坯码放不牢固,砖垛易垮塌。水平行走机构是水平行走轮结构,水平行走到窑车位和皮带传送机构位时定位不准确,相邻两层砖码放错位,升降机构采用连杆升降结构,机械结构复杂,定位不准确,在码放砖垛时,易摔砖或插砖,且水平易错位,造成砖垛码放质量不高,砖坯易受到破坏。总之,目前使用的码垛装置机械结构复杂,故障率高,自动化程度低,工作效率低,不能满足生产的大批量砖坯进行及时码垛的需要。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、运行平稳,堆垛质量高的自动码垛装置。 
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种自动码垛装置,包括PLC控制模块、皮带输送机构、水平行走机构、垂直升降机构、旋转机构和机械手机构,水平行走机构包括横梁和行走架,行走架通过导向机构Ⅰ与横梁连接,在横梁的两端分别设有主动带轮和被动带轮,与主动带轮和被动带轮相啮合的齿形带的两端分别与行走架的两端连接,在横梁的两端各设有一个缓冲感应器和一个停位感应器。 
所述的垂直升降机构包括升降油缸和连接架,升降油缸的缸体固定在行走架上,升降油缸的活塞杆通过铰支座与连接架连接,连接架上设置的导柱设在行走架上的导向套内。 
所述的行走架上还设有感应尺,感应尺上垂直分布有感应块,在连接架上设有与感应尺对应的感应器。 
所述的旋转机构包括旋转架、转盘轴承和旋转油缸,旋转架通过转盘轴承与垂直升降机构的连接架连接,旋转油缸水平设置,其缸体与连接架铰接,活塞杆通过销轴与旋转架连接。 
所述的旋转架上设有限位杆,在连接架上设有与限位杆对应的机械限位装置。 
所述的机械手机构包括设置在旋转机构下方的吊架,平行分布的横杆通过导向机构Ⅱ与吊架连接,在横杆的下端对称分布有夹手机构。 
所述的夹手机构包括固定支架、活动支架、导轨副和夹紧气缸,在固定支架和活动支架上设有夹手板,固定支架与横杆固定连接,间隔设置的活动支架通过导轨副与横杆连接,夹紧气缸的一端与固定支架连接,另一端与最外端的活动支架连接。 
所述的固定支架和活动支架通过限位板和限位螺钉连接。 
所述的皮带输送机构,包括支架、支架两端的皮带驱动装置和设置在皮带驱动装置上的皮带,支架上部切坯台侧设有入砖感应器,在支架的下端部还设有滚轮和水平驱动机构,水平驱动机构一端与机架铰接,另一端与固定基础连接。 
本实用新型的有益效果是:由齿形带拉动行走架在直线导轨上水平滑动,保证了行走架平稳运动,通过先减速再停止的控制方式保证行走架在窑车位置和皮带机位置定位准确且停止运动时无冲击;通过设置的入砖感应器准确控制砖坯之间的距离,通过出砖感应器确定砖坯在皮带上的位置,保证机械手能够准确抓取砖坯。活动支架带动夹手板在限位板和限位螺钉的限制下进行抓坯,保证夹持的力度适中,既能抓起又不损坏砖坯。从而保证码出的砖垛整齐,上下砖坯搭接牢靠。结构简单、自动化程度高,易于操作,降低了工人的劳动强度,大大提高了码垛的生产效率,提高了砖垛的码垛质量。 
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。 
图2是本实用新型中垂直升降机构和旋转机构的结构示意图。 
图3是本实用新型中机械手机构的结构示意图。 
图4是本实用新型中夹手机构的结构示意图。 
图5是本实用新型中横杆的设置方式示意图。 
图中标记:1、皮带输送机构,101、支架,102、皮带,103、入砖感应器,104、滚轮,105、水平驱动机构,2、水平行走机构,201、横梁,202、行走架,203、导向机构Ⅰ,204、主动带轮,205、被动带轮,206、齿形带,207、缓冲感应器,208、停位感应器,3、垂直升降机构,301、升降油缸,302、连接架,303、导柱,304、导向套,305、感应尺,306、感应块,307、感应器,4、旋转机构,401、旋转架,402、转盘轴承,403、旋转油缸,404、销轴,405、限位杆,406、机械限位装置,5、机械手机构,501、吊架,502、横杆,503、导向机构Ⅱ,504、驱动缸,505、夹手机构,506、固定支架,507、活动支架,508、导轨副,509、夹紧气缸,510、夹手板,511、限位机构Ⅰ,512、限位机构Ⅱ。 
具体实施方式
如图所示,一种自动码垛装置,包括PLC控制模块、皮带输送机构1、水平行走机构2、垂直升降机构3、旋转机构4和机械手机构5。水平行走机构2包括横梁201和行走架202,行走架202通过导向机构Ⅰ203与横梁201连接。导向机构Ⅰ203包括水平导轨和滑块,水平导轨设置在横梁201上,行走架202与设置在水平导轨上的滑块固定连接,行走架202通过滑块沿直线导轨滑动。在横梁201的两端分别设有主动带轮204和被动带轮205,与主动带轮204和被动带轮205相啮合的齿形带206的两端分别与行走架202的两端连接。主动带轮204与电机减速机相连,电机减速机的运行由PLC控制模块控制。由主动带轮204旋转带动齿形带206,齿形带206拉动行走架202沿直线导轨水平滑动,保证行走架平稳运动。在横梁201的两端各设有一个缓冲感应器207和一个停位感应器208,横梁201一端的缓冲感应器207和停位感应器208固定安装在窑车的位置,即码放砖坯的位置;另一端的缓冲感应器207和停位感应器208固定安装在输送砖坯的皮带输送机构的位置。缓冲感应器207和停位感应器208之间有一定距离,缓冲感应器207和停位感应器208可以采用接触开关或电磁传感器,所述的垂直升降机构3包括升降油缸301和连接架302,升降油缸301的缸体固定在行走架202上,升降油缸301的活塞杆通过铰支座与连接架302连接,连接架302用于安装码垛装置的机械手机构5。连接架302上设置的导柱303设在行走架202上的导向套304内。控制升降油缸301伸缩的液压控制阀由PLC控制模块控制。升降油缸301伸缩时带动连接架302升降,并由导柱303和导向套304进行导向,保证连接架302垂直平稳运动。在行走架202上还设有感应尺305,感应尺305上垂直分布有感应块306,感应块306的数量与码砖的层数相同。在连接架302上设有与感应尺305对应的感应器307,可以将感应器307设置在导柱303的顶端。连接架302升降时,感应器307能感应到感应尺305上的感应块306,根据感应器307感应到感应块306的次数,确定每次码砖码放的层数。 
旋转机构4设置在垂直升降机构3的连接架302的下端,旋转机构4包括旋转架401、转盘轴承402和旋转油缸403。旋转架401通过转盘轴承402与连接架302连接。旋转油缸403水平设置,其缸体与连接架302铰接,活塞杆通过销轴404与旋转架401连接。预先设定旋转油缸403活塞杆的伸缩行程,即可控制活塞杆伸到最长位置与收缩到最短位置时旋转架401刚好旋转90°。旋转油缸403可以采用两端带缓冲的油缸,能够保证旋转到位时冲击尽可能的小。由于油缸的伸缩有一定的误差,可以在旋转架401上设置限位杆405,在连接架302上设置与限位杆405对应的机械限位装置406,旋转架401旋转到位时,限位杆405受机械限位装置406阻挡即可准确定位。机械限位装置406是一种压力弹簧或是一种液压缓冲器。 
机械手机构5包括设置在旋转机构4下方的吊架501,平行分布的横杆502通过导向机构Ⅱ503与吊架501连接,导向机构Ⅱ503包括直线导轨和滑块,滑块可以在直线导轨上滑动。直线导轨固定在吊架501上,滑块与横杆502固定连接。相邻的横杆502之间通过限位机构Ⅰ511连接,限位机构Ⅰ511包括限位板和限位螺钉。中部的横杆502和最外侧的横杆502通过驱动缸504连接。在驱动缸504的作用下复数个横杆502在直线导轨上滑动,并由限位板和限位螺钉限制其位移。在横杆502的下端对称分布有复数个夹手机构505,夹手机构505包括固定支架506、活动支架507、导轨副508和夹紧气缸509。在固定支架506和活动支架507上设有夹手板510。固定支架506与横杆502固定连接,间隔设置的活动支架507通过导轨副508与横杆502连接,导轨副508包括滑块和轨道,滑块可以在轨道上滑动。夹紧气缸509的一端与固定支架506连接,另一端与最外端的活动支架507连接。相邻的固定支架506和活动支架507通过限位机构Ⅱ512连接,限位机构Ⅱ512由限位板和限位螺钉组成。在夹紧气缸509的驱动下,夹手板510由活动支架507带动,沿轨道滑动,并且在限位板和限位螺钉的限制下进行夹紧砖坯和松开砖坯,保证夹持的力度适中,既能抓起又不损坏砖坯。在抓坯时驱动缸504收缩带动横杆502收紧,使夹手机构505集中抓坯,抓坯完成后,驱动缸504驱动横杆502分散,由限位板和限位螺钉限制其位移,保证砖垛之间具有均匀的间距。 
所述的限位板为长条形板,在限位板的两端分别设有长条形的限位孔,限位螺钉能够在限位孔内滑动。 
皮带输送机构1包括支架101、支架101两端的皮带驱动装置和设置在皮带驱动装置上的皮带102。支架101上部切坯台侧设有入砖感应器103,在支架101的下端部还设有滚轮104和水平驱动机构105,水平驱动机构105一端与支架101铰接,另一端与固定基础连接。所述的水平驱动机构105为液压缸,液压缸的一端通过铰支座与固定基础连接,另一端与支架101铰接。当切坯台钢丝断时,整条泥坯无法切割成砖坯,同时整条泥坯输送到皮带输送机构的皮带102上,这时,水平驱动机构105动作,驱动支架的滚轮104滚动,使支架101与切坯台拉开一定的距离,接着皮带驱动装置驱动皮带102反转,把没有切开的泥坯送落入切坯台下的余料回收皮带,避免了人工清理泥坯,泥坯自动回收后,水平驱动机构105动作,皮带输送机构与切坯台靠近,继续进行砖坯的正常生产。 
自动码垛装置的工作过程如下: 
夹坯器把砖坯放到皮带输送机构1上,入砖感应器103得到感应信号,感应信号通过电气线路输入到PLC控制模块,PLC控制模块中的程序指令驱动皮带驱动装置动作,皮带102带动砖坯行走一定距离,入砖感应器103每感应到一次放砖动作都驱动皮带102向前走一定距离,行走的距离即为每排砖坯之间的间距。这样,复数排砖走向皮带输送机构1另一端时,当出砖感应器104感应到第一排砖坯时,出砖感应器104向PLC控制模块发送信号,PLC控制模块中的程序指令驱动码垛装置的机械手机构5进行抓砖,并进行相应的砖坯码垛。具体为:升降油缸301动作,带动机械手机构5向下移动进入砖坯的坯块中间,夹紧气缸509动作带动夹手板510对砖坯进行夹紧,砖坯夹紧后,升降油缸301动作把机械手机构5抬起,然后,在水平行走机构2的驱动下,机械手机构5被带到窑车位置。当走到缓冲感应器207的位置时,缓冲感应器207向PLC控制模块发送信号,信号经PLC控制模块处理后发送控制信号控制行走架202减速。减速后的行走架202走到停位感应器208的位置时,停位感应器208同样向PLC控制模块发送信号,由PLC控制模块控制行走架202停止运动。通过先减速再停止的控制方式保证行走架202在窑车位置和皮带输送机构1位置定位准确且停止运动时无冲击。机械手机构5在窑车正上方位置停止,接着,升降油缸301动作,带动机械手机构5向下,当感应到的次数与PLC控制模块程序指令的次数相同时,即控制升降油缸301停止动作。夹紧气缸509动作砖坯松开,砖坯被码放到窑车上。接着,升降油缸301动作,机械手机构5从砖坯中脱开,水平行走机构2把机械手机构5带到皮带输送机构1的位置,并经缓冲感应器207和停位感应器208作用先减速后停止,等待下一次抓砖动作。机械手机构5码放第一层时,旋转机构4不动作,第二层时旋转机构4带动机械手机构5旋转90°,码放后即恢复原位进行第三层码放。如此循环往复,这样码出的砖牢固,不易垮塌。

Claims (9)

1.一种自动码垛装置,包括PLC控制模块、皮带输送机构(1)、水平行走机构(2)、垂直升降机构(3)、旋转机构(4)和机械手机构(5),其特征在于:水平行走机构(2)包括横梁(201)和行走架(202),行走架(202)通过导向机构Ⅰ(203)与横梁(201)连接,在横梁(201)的两端分别设有主动带轮(204)和被动带轮(205),与主动带轮(204)和被动带轮(205)相啮合的齿形带(206)的两端分别与行走架(202)的两端连接,在横梁(201)的两端各设有一个缓冲感应器(207)和一个停位感应器(208)。
2.如权利要求1所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的垂直升降机构(3)包括升降油缸(301)和连接架(302),升降油缸(301)的缸体固定在行走架(202)上,升降油缸(301)的活塞杆通过铰支座与连接架(302)连接,连接架(302)上设置的导柱(303)设在行走架(202)上的导向套(304)内。
3.如权利要求2所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的行走架(202)上还设有感应尺(305),感应尺(305)上垂直分布有感应块(306),在连接架(302)上设有与感应尺(305)对应的感应器(307)。
4.如权利要求1所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的旋转机构(4)包括旋转架(401)、转盘轴承(402)和旋转油缸(403),旋转架(401)通过转盘轴承(402)与垂直升降机构(3)的连接架(302)连接,旋转油缸(403)水平设置,其缸体与连接架(302)铰接,活塞杆通过销轴(404)与旋转架(401)连接。
5.如权利要求4所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的旋转架(401)上设有限位杆(405),在连接架(302)上设有与限位杆(405)对应的机械限位装置(406)。
6.如权利要求1所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的机械手机构(5)包括设置在旋转机构(4)下方的吊架(501),平行分布的横杆(502)通过导向机构Ⅱ(503)与吊架(501)连接,在横杆(502)的下端对称分布有夹手机构(505)。
7.如权利要求6所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的夹手机构(505)包括固定支架(506)、活动支架(507)、导轨副(508)和夹紧气缸(509),在固定支架(506)和活动支架(507)上设有夹手板(510),固定支架(506)与横杆(502)固定连接,间隔设置的活动支架(507)通过导轨副(508)与横杆(502)连接,夹紧气缸(509)的一端与固定支架(506)连接,另一端与最外端的活动支架(507)连接。
8.如权利要求7所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的固定支架(506)和活动支架(507)通过限位板和限位螺钉连接。
9.如权利要求1所述的一种自动码垛装置,其特征在于:所述的皮带输送机构(1),包括支架(101)、支架(101)两端的皮带驱动装置和设置在皮带驱动装置上的皮带(102),支架(101)上部切坯台侧设有入砖感应器(103),在支架(101)的下端部还设有滚轮(104)和水平驱动机构(105),水平驱动机构(105)一端与支架(101)铰接,另一端与固定基础连接。
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