CN208603336U - 一种拆码垛真空夹具、机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种拆码垛真空夹具，包括框架、上压板机构、托盘机构及吸盘机构，上压板机构，可沿竖直方向作升降移动；托盘机构，设置在上压板机构下方，包括升降装置、伸缩装置及托盘，吸盘机构，安装在框架底部，包括真空吸盘和吸盘驱动装置。本实用新型提出的拆码垛机器人，采用吸盘对箱体进行侧面吸取，并且通过上压板机构、吸盘机构、托盘机构、以及机器人主体的巧妙配合，既能够实现对不同的箱体结构进行一个个单独拆垛、码垛，适用性强，应用广泛；也能够实现对无间隙码垛的箱体进行一个个单独拆垛，提高了托盘空间利用率，降低成本，提高了拆、码垛效率。

Description

一种拆码垛真空夹具、机器人

技术领域

本实用新型涉及物流码垛技术领域，尤其涉及一种拆码垛真空夹具、机器人。

背景技术

随着经济的发展，物流已成为国民经济发展的基础产业，是社会发展和人民生活水平提高的基础条件，也是衡量一个国家现代化程度的重要标志之一。

在我国物流行业发展中，相应的物流拆码垛设备也得到了全面的发展,尤其是作为物流活动及零售产品中不可替代的仓储管理所需的拆、码垛设备,更是得到了长足的发展；目前物流行业的包装大多采用纸箱和周转箱装载物品。

从总体看,我国只有少量的智能拆码垛设备达到了世界先进水平,其余大部分采用人工拆、码垛，效率低下；而现有技术中的智能拆码垛设备大多应用单一，在箱体拆垛的过程中，有的采用两侧抓取式的夹具，这样就导致箱体之间在码垛时必须要留有间隙才可以实现抓取箱体的功能，这样浪费了托盘空间利用率，增加了运输运营成本，另外有的待抓取的周转箱侧面比较光滑摩擦系数低导致抓取夹具的抓取力不够还有掉落等意外安全事故发生的可能性；有的智能拆、码垛设备采用顶部吸盘的方式，这样箱体必须有盖才能够被吸取；还有的更智能的拆、码垛设备能够实现横向吸取箱体，但是由于部分箱体在实际物流输送过程中，为了增加码垛的堆栈稳定性，如附图7所示，将上一层的箱体6与下一层的箱体6通过箱体6本身的承接部6-1设计实现上下承接、层层叠加，如此，采用横向吸取箱体6的方式则只能进行上下多层箱体6一起拆垛，无法一个个箱体6单独拆垛。

另外，现有的智能拆码垛设备在箱体码垛的过程中，功能较为单一，有时候需要根据实际需求放置层纸等，就需要专用放置设备来完成这道工序或者人工放置，增加了生产成本、效率较低。

综上所述，目前尚未有一种拆码垛设备能够对不同的箱体结构进行拆、码垛，仅仅只适用于一种箱体结构的拆、码垛，应用范围较窄，功能单一。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种拆码垛真空夹具、机器人，采用优化的结构设计，采用吸盘对箱体进行侧面吸取，并且通过上压板机构、吸盘机构以及托盘机构的巧妙配合，既能够实现对不同的箱体结构（无盖的箱体、上下承接的箱体、侧面光滑的箱体）进行一个个单独拆垛、码垛，适用性强，应用广泛；也能够实现对无间隙码垛的箱体进行一个个单独拆垛，提高了托盘空间利用率，降低成本。

为达成上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种拆码垛真空夹具，包括框架、上压板机构、托盘机构及吸盘机构，其中：

所述框架，其与拆码垛机器人固定连接，包括顶部、底部、前端面及两个侧面；

所述上压板机构，安装在框架顶部，被设置成可沿竖直方向作升降移动；

所述托盘机构，设置在上压板机构下方，包括升降装置、伸缩装置及托盘，

所述升降装置，与框架的侧面连接，被设置成可沿框架侧面在竖直方向作升降移动；

所述伸缩装置，与升降装置连接，被设置成可朝向框架前端面作伸缩移动，其伸缩方向与框架前端面垂直；

所述托盘，与伸缩装置连接，可随着伸缩装置朝向框架前端面作伸缩移动至框架外部；

所述吸盘机构，安装在框架底部，包括真空吸盘和吸盘驱动装置，

所述吸盘驱动装置，与框架底部连接；

所述真空吸盘，朝向框架前端面，和吸盘驱动装置连接，被设置成受所述吸盘驱动装置的驱动朝向框架前端面作推进移动至框架外部，其推进方向与框架前端面垂直，用于吸、放待拆垛或者待码垛的箱体。

进一步的实施例中，所述上压板机构，包括安装在框架上的气缸和与气缸活动座固定连接的上压架，所述上压架受气缸的气压驱动沿竖直方向作升降移动。

进一步的实施例中，所述升降装置，包括安装在框架上的升降气缸和与升降气缸活动座连接的直线滑轨，所述直线滑轨的滑动块受升降气缸的气压驱动沿竖直方向作升降移动；所述伸缩装置，包括安装在框架上的伸缩气缸和与伸缩气缸活动座连接的直线滑轨，所述直线滑轨的滑动块受伸缩气缸的气压驱动朝向框架前端面作伸缩移动。

进一步的实施例中，所述真空吸盘的数量至少为3个，均匀布设在一真空吸盘同步连接架上、并且通过真空吸盘同步连接架连接至吸盘驱动装置。

进一步的实施例中，所述拆码垛真空夹具还包括吸纸机构，所述吸纸机构包括安装在框架上的吸纸气缸和与吸纸气缸连接的吸纸真空吸盘，所述吸纸真空吸盘垂直朝下，受吸纸气缸的气压驱动作升降移动，用于吸、放纸。

根据本实用新型的改进，还提出一种拆码垛机器人，包括前述的拆码垛真空夹具、与拆码垛真空夹具固定连接的机器人主体、PLC控制器以及伺服运动控制器，

所述伺服运动控制器，与所述PLC控制器连接，被设置成根据PLC控制器发送的指令控制机器人主体的动作、并且带动拆码垛真空夹具移动。

进一步的实施例中，拆码垛机器人还包括设置在所述框架前端面的激光位移传感器，

所述激光位移传感器与所述PLC控制器电连接，用于采集托盘上放置的箱体位移信号并反馈至所述PLC控制器；

所述PLC控制器还被设置成根据激光位移传感器采集的箱体位移信号控制机器人主体的动作。

进一步的实施例中，拆码垛机器人还包括设置在所述上压板机构上的微动传感器，微动传感器与所述PLC控制器电连接。

本实用新型提出的拆码垛真空夹具、机器人，与现有技术相比，其显著的有益效果在于，

1）真空夹具采用优化的结构设计，采用吸盘对箱体进行侧面吸取，并且通过上压板机构、吸盘机构以及托盘机构的巧妙配合，既能够实现对不同的箱体结构（无盖的箱体、上下承接的箱体、侧面光滑的箱体）进行一个个单独拆垛、码垛，适用性强，应用广泛；也能够实现对无间隙码垛的箱体进行一个个单独拆垛，提高了托盘空间利用率，降低成本，提高了拆、码垛效率。

2）真空夹具采用优化的结构设计，采用了吸纸机构，能够实现根据需求自动吸纸和放纸的功能，实现其多功能，进一步地降低成本，提高了拆、码垛效率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，在附图中：

图1为本实用新型较优实施例的拆码垛真空夹具的整体结构示意图。

图2为本实用新型较优实施例的拆码垛真空夹具的的上压板机构的结构示意图。

图3为本实用新型较优实施例的拆码垛真空夹具的吸盘机构的结构示意图。

图4为本实用新型较优实施例的拆码垛真空夹具的托盘机构的结构示意图。

图5为本实用新型较优实施例的拆码垛真空夹具的整体结构后视图。

图6为本实用新型较优实施例的拆码垛机器人的激光位移检测装置的示意图。

图7为箱体（上下承接）码垛的立体示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。

如图1至图5所示，根据本实用新型的较优实施例，提出的一种拆码垛真空夹具，通过一连接板2-1安装在具有一控制器的拆码垛机器人上，能够与前述的控制器之间实现信息交互，用于将箱体单独从多层码垛的箱体中拆移和将单独放置的箱体码垛至码垛目标位置。

该拆码垛真空夹具包括框架5、上压板机构1、托盘机构3及吸盘机构2。

框架5，用铝合金材料制成，其与拆码垛机器人通过法兰固定连接，包括顶部、底部、前端面及两个侧面。上压板机构1，安装在铝合金框架5顶部，被设置成可沿竖直方向作升降移动至托盘机构3上放置的箱体顶部。

托盘机构3，设置在上压板机构1下方，包括升降装置、伸缩装置及托盘3-5。升降装置，与铝合金框架5的两个侧面连接，被设置成可沿框架5侧面在竖直方向作升降移动。伸缩装置，与升降装置连接，被设置成可朝向铝合金框架5前端面作伸缩移动，其伸缩方向与框架5前端面垂直，待拆垛箱体放置在框架5前端面的前方。托盘3-5，与伸缩装置连接，可随着伸缩装置朝向铝合金框架5前端面作伸缩移动至框架5外部。在本实施例中，如图4所示，托盘3-5为U型托盘，便于插入箱体底部。

吸盘机构2，安装在框架5底部，包括真空吸盘2-2和吸盘驱动装置2-3。吸盘驱动装置2-3，与框架5底部连接。真空吸盘2-2，朝向框架5前端面，和吸盘驱动装置2-3连接，被设置成受吸盘驱动装置2-3的驱动朝向框架5前端面作推进移动至框架5外部，其推进方向与框架5前端面垂直，用于吸、放待拆垛或者待码垛的箱体。在本实施例中，吸盘驱动装置2-3为无杆气缸。当然，本技术领域所属的技术人员也可以根据实际需求选择其它的驱动装置。

本实用新型提出的拆码垛真空夹具的工作原理为：

拆垛时（将箱体单独从多层码垛的箱体中拆移），真空吸盘2-2受吸盘驱动装置2-3的驱动朝向框架5前端面作推进移动至待拆垛的箱体侧面，吸住待拆垛箱体；拆码垛机器人作上升移动并且带动其上法兰连接的拆码垛真空夹具上升、以使待拆垛箱体靠近拆码垛真空夹具的一侧底部抬起；升降装置在竖直方向作下降移动至托盘3-5到达待拆垛箱体底部高度，伸缩装置朝向框架5前端面移动至托盘3-5的顶部抵住箱体的底部；上压板机构1作下降移动压紧待拆垛箱体；拆码垛机器人进行搬运并且带动拆码垛真空夹具移动、将箱体搬运到目标位置，完成拆垛。如此，通过真空吸盘2-2侧向吸住箱体、顶部上压板机构1的压力将待拆垛箱体夹紧进行搬运，既能够代替两侧抓取式的夹具，箱体之间在码垛时没有间隙也可以实现抓取箱体的功能，这样节约了托盘空间利用率，降低了运输运营成本，即使有的待抓取的周转箱侧面比较光滑摩擦系数低亦不会因为抓取夹具的抓取力不够导致掉落等意外安全事故的发生；也能够代替顶部吸盘的方式，即使箱体无盖也能够被吸取；甚至对于上下承接、层层叠加的待拆垛箱体6（如图7所示，为了增加码垛的堆栈稳定性，将上一层的箱体6与下一层的箱体6通过箱体6本身的承接部6-1实现上下承接、层层叠加），通过与机器人的配合（拆码垛机器人作上升移动并且带动其上法兰连接的拆码垛真空夹具上升、以使待拆垛箱体靠近拆码垛真空夹具的一侧底部抬起），也能够将箱体6单独一个个从多层码垛的箱体中拆移。

码垛时（将单独放置的箱体码垛至码垛目标位置），升降装置在竖直方向作下降移动至托盘3-5到达待码垛箱体底部高度，伸缩装置朝向框架5前端面移动至托盘3-5的顶部抵住箱体的底部；上压板机构1作下降移动压紧待拆垛箱体；拆码垛机器人进行搬运并且带动其上法兰连接的拆码垛真空夹具移动、将箱体搬运到目标码垛位置，完成码垛。

优选地，如图2所示，上压板机构1，包括安装在框架5上的气缸1-2和与气缸1-2活动座固定连接的上压架1-4，上压架1-4受气缸1-2的气压驱动沿竖直方向作升降移动。在本实施例中，前述的气缸1-2为无杆气缸，上压板机构1的上压架1-4通过上连接架1-1连接至框架5顶部，无杆气缸通过下连接架1-5连接至框架5前端面。

在一些优选的实施例中，如图4所示，升降装置，包括安装在框架5上的升降气缸3-7和与升降气缸3-7活动座连接的直线滑轨3-2，直线滑轨3-2的滑动块受升降气缸3-7的气压驱动沿竖直方向作升降移动；伸缩装置，包括安装在框架5上的伸缩气缸3-4和与伸缩气缸3-4活动座连接的直线滑轨3-6，直线滑轨3-6的滑动块受伸缩气缸3-4的气压驱动朝向框架5前端面作伸缩移动。在本实施例中，前述的升降气缸3-7和伸缩气缸3-4均为无杆气缸，本技术领域所属的技术人员也可以根据实际需求选择其它的驱动装置，如伺服电机、液压缸等。

优选地，如图3所示，真空吸盘2-2的数量至少为3个，均匀布设在一真空吸盘同步连接架2-4上、并且通过真空吸盘2-2同步连接架连接至吸盘驱动装置2-3。在本实施例中，真空吸盘2-2的位置间距为150mm，采用至少三个真空吸盘2-2，能够确保侧面吸取力并提高提升箱体的稳定性；真空吸盘2-2的吸力能够达到箱体重量的10倍，确保安全余量足够。

在一些优选的实施例中，如图1和图4所示，拆码垛真空夹具还包括吸纸机构，吸纸机构包括安装在框架5上的吸纸气缸3-1和与吸纸气缸3-1连接的吸纸真空吸盘3-3，吸纸真空吸盘3-3垂直朝下，受吸纸气缸3-1的气压驱动作升降移动，用于吸、放纸。如此，实现其多功能，降低了生产成本、提高了效率。

根据本实用新型的改进，还提出一种拆码垛机器人，包括前述的拆码垛真空夹具、与拆码垛真空夹具固定连接的机器人主体、PLC控制器以及伺服运动控制器。伺服运动控制器，与PLC控制器连接，被设置成根据PLC控制器发送的指令控制机器人主体的动作、并且带动拆码垛真空夹具移动。在本实施例中，伺服运动控制器为六轴伺服运动控制器。

在某些优选的实施例中，如图6所示，还包括设置在框架5前端面的激光位移传感器4，激光位移传感器4与PLC控制器电连接，用于采集托盘3-5上放置的箱体位移信号并反馈至PLC控制器；PLC控制器还被设置成根据激光位移传感器4采集的箱体位移信号控制机器人主体的动作。在本实施例中，激光位移传感器4的数量为4个，安装在框架5前端面的四个角，通过4个激光位移传感器4能够采集箱体放置的空间姿态并反馈至PLC控制器，PLC控制器控制机器人主体的动作对箱体的空间姿态进行调整。

在某些优选的实施例中，如图2所示，拆码垛机器人还包括设置在上压板机构1上的微动传感器1-3，微动传感器1-3与PLC控制器电连接。在本实施例中，拆垛时，在真空吸盘2-2吸住待拆垛箱体前，拆垛方法还包括上压板机构1沿竖直方向作下降移动至托盘机构3上放置的箱体顶部，微动传感器1-3碰触到箱体顶部反馈信号至PLC控制器，PLC控制器发送指令给吸盘机构2 ，当真空吸盘2-2吸住待拆垛箱体后；上压板机构1沿竖直方向作上升移动碰触到框架5上设置的一开关支架2-5时，微动传感器1-3发送离开信号至PLC控制器，PLC控制器发送指令给机器人主体，机器人主体作上升移动并且带动其上法兰连接的拆码垛真空夹具上升、以使待拆垛箱体靠近拆码垛真空夹具的一侧底部抬起，方便后续的拆垛动作。如此，实现了全自动化拆码垛，提高了拆垛效率。

本实用新型提出的拆码垛真空夹具、机器人，具有以下优点：

采用优化的结构设计，采用吸盘对箱体进行侧面吸取，并且通过上压板机构、吸盘机构以及托盘机构的巧妙配合，既能够实现对不同的箱体结构（无盖的箱体、上下承接的箱体、侧面光滑的箱体）进行一个个单独拆垛、码垛，适用性强，应用广泛；也能够实现对无间隙码垛的箱体进行一个个单独拆垛，提高了托盘空间利用率，降低成本，提高了拆、码垛效率。另外，还采用了吸纸机构，能够实现根据需求自动吸纸和放纸的功能，实现其多功能，进一步地降低成本，提高了拆、码垛效率。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种拆码垛真空夹具，其特征在于，包括框架、上压板机构、托盘机构及吸盘机构，其中：

所述框架，其与拆码垛机器人固定连接，包括顶部、底部、前端面及两个侧面；

所述上压板机构，安装在框架顶部，被设置成可沿竖直方向作升降移动；

所述托盘机构，设置在上压板机构下方，包括升降装置、伸缩装置及托盘，

所述升降装置，与框架的侧面连接，被设置成可沿框架侧面在竖直方向作升降移动；

所述伸缩装置，与升降装置连接，被设置成可朝向框架前端面作伸缩移动，其伸缩方向与框架前端面垂直；

所述托盘，与伸缩装置连接，可随着伸缩装置朝向框架前端面作伸缩移动至框架外部；

所述吸盘机构，安装在框架底部，包括真空吸盘和吸盘驱动装置，

所述吸盘驱动装置，与框架底部连接；

所述真空吸盘，朝向框架前端面，和吸盘驱动装置连接，被设置成受所述吸盘驱动装置的驱动朝向框架前端面作推进移动至框架外部，其推进方向与框架前端面垂直，用于吸、放待拆垛或者待码垛的箱体。

2.根据权利要求1所述的拆码垛真空夹具，其特征在于，所述上压板机构，包括安装在框架上的气缸和与气缸活动座固定连接的上压架，所述上压架受气缸的气压驱动沿竖直方向作升降移动。

3.根据权利要求1所述的拆码垛真空夹具，其特征在于，所述升降装置，包括安装在框架上的升降气缸和与升降气缸活动座连接的直线滑轨，所述直线滑轨的滑动块受升降气缸的气压驱动沿竖直方向作升降移动；所述伸缩装置，包括安装在框架上的伸缩气缸和与伸缩气缸活动座连接的直线滑轨，所述直线滑轨的滑动块受伸缩气缸的气压驱动朝向框架前端面作伸缩移动。

4.根据权利要求1所述的拆码垛真空夹具，其特征在于，所述真空吸盘的数量至少为3个，均匀布设在一真空吸盘同步连接架上、并且通过真空吸盘同步连接架连接至吸盘驱动装置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的拆码垛真空夹具，其特征在于，所述拆码垛真空夹具还包括吸纸机构，所述吸纸机构包括安装在框架上的吸纸气缸和与吸纸气缸连接的吸纸真空吸盘，所述吸纸真空吸盘垂直朝下，受吸纸气缸的气压驱动作升降移动，用于吸、放纸。

6.一种拆码垛机器人，其特征在于，包括前述权利要求1-4中任一项所述的拆码垛真空夹具、与拆码垛真空夹具固定连接的机器人主体、PLC控制器以及伺服运动控制器，

所述伺服运动控制器，与所述PLC控制器连接，被设置成根据PLC控制器发送的指令控制机器人主体的动作、并且带动拆码垛真空夹具移动。

7.根据权利要求6所述的拆码垛机器人，其特征在于，还包括设置在所述框架前端面的激光位移传感器，

所述激光位移传感器与所述PLC控制器电连接，用于采集托盘上放置的箱体位移信号并反馈至所述PLC控制器；

所述PLC控制器还被设置成根据激光位移传感器采集的箱体位移信号控制机器人主体的动作。

8.根据权利要求6所述的拆码垛机器人，其特征在于，

所述拆码垛机器人，还包括设置在所述上压板机构上的微动传感器，所述微动传感器与所述PLC控制器电连接。