CN215665941U - 堆垛装置及自动化生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种堆垛装置及自动化生产系统，涉及自动化生产技术领域，本实用新型提供的堆垛装置包括平台、存储机构和转运机构；存储机构与平台连接，存储机构包括多个用于承载盘状品的弹性单向卡；转运机构包括均位于存储机构下方的X向转运组件、Y向转运组件和升降载台，X向转运组件和Y向转运组件均与平台连接，升降载台滑动配置于X向转运组件和Y向转运组件上，升降载台用于将盘状品推送至弹性单向卡上方。本实用新型提供的堆垛装置堆叠方向由下至上，料垛的高度不受装置结构限制，整体结构紧凑，升降载台不需要使用精准的伺服执行器件，且独立设置的X向转运组件和Y向转运组件不负载对方重量，运动速度更高。

Description

堆垛装置及自动化生产系统

技术领域

本实用新型涉及自动化生产技术领域，尤其是涉及一种堆垛装置及自动化生产系统。

背景技术

在自动化生产中常会根据托盘所装载的产品或本身为盘状产品的不同特征进行分类并且堆垛存放的装置，现有设计一般是桁架结构，取放机构在料垛上方，水平桁架机构带动Z取放机构实现平面内X、Y方向的运动，根据分类需求在运动范围内设置多个盘状品堆垛区域，由取放机构抓取盘状品放置到对应堆垛区域内，Z轴需要利用伺服系统适应变化的料垛高度。

现有技术中，由于桁架机构属于串联结构，各个运动轴之间串联，刚性较差，运动速度难以提高，另外由于料垛会越堆越高，因此Z轴行程要足够大，并且在高度上占用较大空间，料垛高度受整体结构限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种堆垛装置及自动化生产系统，料垛的高度不受整体结构限制，运动速度高，整体结构紧凑，成本低。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种堆垛装置，包括平台、存储机构和转运机构；

所述存储机构与所述平台连接，所述存储机构包括多个用于承载盘状品的弹性单向卡；

所述转运机构包括均位于所述存储机构下方的X向转运组件、Y向转运组件和升降载台，所述X向转运组件和所述Y向转运组件均与所述平台连接，所述升降载台滑动配置于所述X向转运组件和所述Y向转运组件上，所述升降载台用于将所述盘状品推送至所述弹性单向卡上方。

进一步地，所述X向转运组件包括X向驱动器、X向驱动杆、两个相对设置的X向导向轴以及两个相对设置的X向传动结构；

所述X向驱动器、两个所述X向导向轴以及两个所述X向传动结构安装于所述平台，所述X向驱动器与至少一个所述X向传动结构连接；

所述X向驱动杆的两端分别与两个所述X向传动结构连接并分别与两个所述X向导向轴滑动连接，所述升降载台与所述X向驱动杆滑动连接。

进一步地，所述X向驱动杆包括X向杆体以及与所述X向杆体两端连接的X向联结件，所述X向联结件与所述X向传动结构卡接，且所述X向联结件与所述X向导向轴滑动连接。

进一步地，所述Y向转运组件包括Y向驱动器、Y向驱动杆、两个相对设置的Y向导向轴以及两个相对设置的Y向传动结构；

所述Y向驱动器、两个所述Y向导向轴以及两个所述Y向传动结构安装于所述平台，所述Y向驱动器与至少一个所述Y向传动结构连接；

所述Y向驱动杆垂直于所述X向驱动杆，所述Y向驱动杆的两端分别与两个所述Y向传动结构连接并分别与两个所述Y向导向轴滑动连接，所述升降载台与所述Y向驱动杆滑动连接。

进一步地，所述Y向驱动杆包括Y向杆体以及与所述Y向杆体两端连接的Y向联结件，所述Y向杆体垂直于所述X向驱动杆，所述Y向联结件与所述Y向传动结构卡接，且所述Y向联结件与所述Y向导向轴滑动连接。

进一步地，X向传动结构和所述Y向传动结构均采用皮带传动结构。

进一步地，所述升降载台包括滑台、载台和驱动组件；

所述滑台套装于所述X向驱动杆和所述Y向驱动杆的交叉处并与所述X向驱动杆和所述Y向驱动杆滑动连接；

所述载台位于所述滑台上方；

所述驱动组件的固定端与所述滑台连接，所述驱动组件的移动端与所述载台连接。

进一步地，所述载台的底端滚动装配有支撑件。

进一步地，所述存储机构包括支撑横梁组件、支撑纵梁组件以及多个抽屉；

所述支撑横梁组件安装于所述平台；

所述支撑纵梁组件安装于所述支撑横梁组件；

多个所述抽屉与所述支撑纵梁组件滑动连接，每一个所述抽屉设置有多个弹性单向卡。

第二方面，本实用新型还提供一种自动化生产系统，包括上述方案所述的堆垛装置。

本实用新型提供的堆垛装置及自动化生产系统能产生如下有益效果：

相对于现有技术来说，本实用新型第一方面提供的堆垛装置中转运机构位于存储机构下方，堆叠方向由下至上，料垛的高度不受装置结构限制，整体结构紧凑，摆脱了传统自下而上的堆垛方式。升降载台作业时在上下方向仅具有两个停止点，停止点不随堆垛高度变化，利用气缸或者电磁铁等执行器件即可实现，不需要精准的伺服执行器件，有效降低成本。另外X向转运组件和Y向转运组件彼此独立，不负载对方重量，从而运动速度更高。

本实用新型第二方面提供的自动化生产系统有本实用新型第一方面提供的堆垛装置，从而具有本实用新型第一方面提供的堆垛装置所具有的一切有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种堆垛装置的三维结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的平台和转运机构装配时的三维结构示意图；

图3为图2的A处放大示意图；

图4为本实用新型实施例提供的升降载台的三维结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的存储机构的三维结构示意图；

图6为图5的B处放大示意图。

图标：1-平台；2-存储机构；21-弹性单向卡；22-支撑横梁组件；23-支撑纵梁组件；231-固定轨道；24-抽屉；241-滑动轨道；3-X向转运组件；31-X向驱动器；32-X向驱动杆；321-X向杆体；322-X向联结件；3221-滑移座；3222-压紧板；3223-连接件；33-X向导向轴；34-X向传动结构；341-第一支架；342-第一传动轮；343-传动带；35-滑动轴承；4-Y向转运组件；41-Y向驱动器；42-Y向驱动杆；421-Y向杆体；422-Y向联结件；43-Y向导向轴；44-Y向传动结构；441-第二支架；5-升降载台；51-滑台；52-载台；53-驱动组件；54-支撑件；55-直线轴承。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型第一方面的实施例在于提供一种堆垛装置，如图1和图2所示，包括平台1、存储机构2和转运机构；存储机构2与平台1连接，存储机构2包括多个用于承载盘状品的弹性单向卡21；转运机构包括均位于存储机构2下方的X向转运组件3、Y向转运组件4和升降载台5，X向转运组件3和Y向转运组件4均与平台1连接，升降载台5滑动配置于X向转运组件3和Y向转运组件4上，升降载台5用于将盘状品推送至弹性单向卡21上方。

在使用上述堆垛装置时，平台1上的X向转运组件3和Y向转运组件4分别带动升降载台5沿X向和Y向移动，当升降载台5移动至预定位置后，升降载台5将盘状品向上推送至弹性单向卡21上方，随着升降载台5的下落，盘状品滞留在弹性单向卡21上，如此反复堆叠成料垛。

在上述过程中，升降载台5始终在固定的行程范围内做升降运动，其行程范围不受堆垛高度的影响，在高度方向占用空间小，令堆垛装置更加紧凑，料垛的高度也不受装置结构限制。

以下对X向转运组件3的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图2所示，X向转运组件3包括X向驱动器31、X向驱动杆32、两个相对设置的X向导向轴33以及两个相对设置的X向传动结构34；X向驱动器31、两个X向导向轴33以及两个X向传动结构34安装于平台1，X向驱动器31与至少一个X向传动结构34连接；X向驱动杆32的两端分别与两个X向传动结构34连接并分别与两个X向导向轴33滑动连接，升降载台5与X向驱动杆32滑动连接。

设定，两个X向传动结构34分别为第一X向传动结构和第二X向传动结构，以图2为例进行具体说明，X向驱动器31与第一X向传动结构连接。在作业时，X向驱动器31驱动第一X向传动结构动作，在第一X向传动结构的带动下，X向驱动杆32相对于两个X向导向轴33滑动，同时，X向驱动杆32上的升降载台5带动升降载台5沿X向移动。上述X向转运组件3结构简单，能够保证升降载台5沿x向稳定移动，且上述X向转运组件3独立设置，不与Y向转运组件4直接连接，负载小，运动速度更高。

当然，在一些其他的实施例中，X向驱动器31也可以同时与第一X向传动结构和第二X向传动结构连接。

在一些实施例中，X向驱动器31可以为电机等输出转矩的器件，也可以为直线电机等直线运动机构与传动机构的结合，传动机构用于将直线电机的直线运动转化为旋转运动。

在至少一个实施例中，如图2所示，X向驱动器31为电机，X向驱动器31通过皮带将动力传递至一个X向传动结构。

在一些实施例中，X向传动结构34可以采用皮带传动结构、链条传动结构、齿轮转动结构等。

在至少一个实施例中，X向传动结构34采用皮带传动结构。具体地，如图3所示，X向传动结构34包括第一支架341、第一传动轮342和传动带343，第一支架341固定于平台1上，且第一支架341配置为两个，两个第一支架341相对设置，每一个第一支架上安装有一个第一传动轮342，传动带343与两个第一传动轮342传动连接，X向驱动杆32与传动带343连接。

另外，其中一个第一支架341上安装有第二传动轮，第二传动轮与第一传动轮342共同连接于第一支架341的转轴上，第二传动轮通过皮带与X向驱动器31的动力输出轴连接。

作业时，X向驱动器31通过皮带带动第二传动轮转动，第二传动轮通过转轴带动第一传动轮342转动，从而实现传动带343的转动。

其中，传动带343可以为v带、楔形带等。

在至少一个实施例中，为了便于传动带343与X向驱动杆32的连接，传动带343为楔形带。

在一些实施例中，如图3所示，X向驱动杆32包括X向杆体321以及与X向杆体321两端连接的X向联结件322，X向联结件322与X向传动结构34卡接，且X向联结件322与X向导向轴33滑动连接。

当X向传动结构34包括第一支架341、第一传动轮342和传动带343时，X向联结件322与传动带343卡接，以使传动带343转动时，传动带343能够带动X向联结件322在X向导向轴33上滑动。上述X向驱动杆32结构简单，通过卡接的连接方式保证与X向传动结构34同步动作，盘状品转运精准度更高。

其中，X向联结件322包括滑移座3221、压紧板3222和连接件3223，滑移座3221滑动配置于X向导向轴33上，且滑移座3221的一端与X向杆体321连接，另一端通过连接件3223与压紧板3222连接，传动带343夹设于滑移座3221与压紧板3222之间，压紧板3222面向滑移座3221的压紧面上设置有用于与传动带343卡接的锯齿结构，以使传动带343转动时，能够带动X向联结件322同步运动。

具体地，连接件3223可以为螺栓。

在至少一个实施例中，为减小滑移座3221与X向导向轴33之间的摩擦，滑移座3221与X向导向轴33之间设置有滑动轴承35。

以下对Y向转运组件4的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图2所示，Y向转运组件4包括Y向驱动器41、Y向驱动杆42、两个相对设置的Y向导向轴43以及两个相对设置的Y向传动结构44；Y向驱动器41、两个Y向导向轴43以及两个Y向传动结构44安装于平台1，Y向驱动器41与至少一个Y向传动结构44连接；Y向驱动杆42垂直于X向驱动杆32，Y向驱动杆42的两端分别与两个Y向传动结构44连接并分别与两个Y向导向轴43滑动连接，升降载台5与Y向驱动杆42滑动连接。

设定，两个Y向传动结构44分别为第一Y向传动结构和第二Y向传动结构，以图2为例进行具体说明，Y向驱动器41与第一Y向传动结构连接。在作业时，Y向驱动器41驱动第一Y向传动结构动作，在第一Y向传动结构的带动下，Y向驱动杆42相对于两个Y向导向轴43滑动，同时，Y向驱动杆42上的升降载台5带动升降载台5沿Y向相对于X向导向轴33移动。上述Y向转运组件4结构简单，能够保证升降载台5沿Y向稳定移动，且上述Y向转运组件4独立设置，不与X向转运组件3直接连接，负载小，运动速度更高。

当然，在一些其他的实施例中，Y向驱动器41也可以同时与第一Y向传动结构和第二Y向传动结构连接。

其中，Y向驱动器41以及Y向传动结构44的结构分别与X向驱动器31和X向传动结构34的结构相同，为了节省篇幅，在此不再详细赘述。

在一些实施例中，为了使得上述堆垛装置的结构更加的紧凑，Y向导向轴43的两端分别与一个X向传动结构34中的第一支架341以及另一个X向传动结构34中的第一支架341连接，上述两个第一支架341相对设置。同理，X向导向轴33的两端分别与一个Y向传动结构44中的第二支架441以及另一个Y向传动结构44中的第二支架441连接，上述两个第二支架441相对设置。

在一些实施例中，如图2所示，Y向驱动杆42包括Y向杆体421以及与Y向杆体421两端连接的Y向联结件422，Y向杆体421垂直于X向驱动杆32，Y向联结件422与Y向传动结构44卡接，且Y向联结件422与Y向导向轴43滑动连接。上述Y向驱动杆42结构简单，通过卡接的连接方式保证与Y向传动结构44同步动作，盘状品转运精准度更高。

其中，为使得Y向杆体421和X向杆体321在作业时不互相干扰，Y向杆体421的高度高于或低于X向杆体321。

在至少一个实施例中，Y向杆体421低于X向杆体321。

其中，Y向联结件422的结构与Y向联结件422的结构相同，为了节省篇幅，在此不再详细赘述。

以下对升降载台5的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图4所示，升降载台5包括滑台51、载台52和驱动组件53；滑台51套装于X向驱动杆32和Y向驱动杆42的交叉处并与X向驱动杆32和Y向驱动杆42滑动连接；载台52位于滑台51上方；驱动组件53的固定端与滑台51连接，驱动组件53的移动端与载台52连接。

在作业时，X向杆体321带动滑台51相对于Y向杆体421滑动，Y向杆体421带动滑台51相对于X向杆体321滑动，以实现滑台51在水平面内的位移；滑台51在水平面上到达预设的位置后，驱动组件53的移动端上推载台52，克服弹性单向卡21的弹力将载台52上的盘状品推送至弹性单向卡21上方，随后驱动组件53的移动端带动载台52复位。

上述升降载台5采用套设于X向驱动杆32和Y向驱动杆42的交叉处的方式，实现与X向驱动杆32和Y向驱动杆42的滑动连接，其结构简单、紧凑，移动过程稳定，保证盘状品的准确就位。

在至少一个实施例中，滑台51与X向驱动杆32之间设置有直线轴承，滑台51与Y向驱动杆42之间设置有直线轴承。

其中，驱动组件53可以包括一个驱动件，也可以包括两个、三个、四个等多个驱动件，驱动件可以采用液压缸、气压缸、直线电机等。

在至少一个实施例中，如图4所示，驱动组件53包括四个驱动件，驱动件采用气压缸。

在一些实施例中，如图4所示，载台52的底端滚动装配有支撑件54。

支撑件54的设置一方面保证载台52在平面内运动的稳定性，减轻X向驱动杆32和Y向驱动杆42的负荷，另一方面减小载台52与平台1之间的摩擦。

其中，支撑件54可以为钢球滚轮、合金滚轮等。

以下对存储机构2的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图5所示，存储机构2包括支撑横梁组件22、支撑纵梁组件23以及多个抽屉24；支撑横梁组件22安装于平台1；支撑纵梁组件23安装于支撑横梁组件22；多个抽屉24与支撑纵梁组件23滑动连接，每一个抽屉24设置有多个弹性单向卡21。

以图5为例进行具体说明，支撑横梁组件22包括两个安装于平台1上的支撑横梁，支撑纵梁组件23包括四个安装于两个支撑横梁上的支撑纵梁，每一个支撑纵梁的两端均分别与两个支撑横梁连接，任意相邻的两个支撑纵梁之间滑动安装有两个抽屉24，两个抽屉24相对设置，每一个抽屉24具有两个堆垛工位，每一个堆垛工位均通过四个弹性单向卡21对盘状品进行支撑。

需要说明的是，支撑横梁、支撑纵梁、抽屉24以及弹性单向卡21的个数并不限定于以上实施例，支撑横梁、支撑纵梁、抽屉24以及弹性单向卡21的个数可以为两个、三个、四个、五个、六个甚至于更多。

具体地，支撑纵梁上设置有固定轨道231，抽屉24的侧方设置有伸入固定轨道231的滑动轨道241，滑动轨道241与固定轨道231滑动连接，以使得抽屉24可自支撑纵梁上顺利拉出以及收回。

其中，弹性单向卡21的材料可以为塑料、橡胶等。

本实用新型第二方面的实施例在于提供一种自动化生产系统，本实用新型第二方面的实施例提供的自动化生产系统包括上述堆垛装置。

本实用新型第二方面的实施例提供的自动化生产系统有本实用新型第一方面的实施例提供的堆垛装置，从而具有本实用新型第一方面的实施例提供的堆垛装置所具有的一切有益效果。

综上所述，上述实施例提供的堆垛装置及自动化生产系统具有以下优点：

1.转运机构位于存储机构2下方，堆叠方向由下至上，料垛的高度不受装置结构限制；

2.装置机构在高度方向上没有框架结构，整体结构紧凑，刚度强；

3.X方向和Y方向运动机构彼此独立，不负载对方重量，因此运动速度高；

4.Z方向运动仅需要上下两个精确的停止点，利用气缸或者电磁铁等执行器件即可实现，不需要精准的伺服执行器件，因此成本更低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种堆垛装置，其特征在于，包括平台(1)、存储机构(2)和转运机构；

所述存储机构(2)与所述平台(1)连接，所述存储机构(2)包括多个用于承载盘状品的弹性单向卡(21)；

所述转运机构包括均位于所述存储机构(2)下方的X向转运组件(3)、Y向转运组件(4)和升降载台(5)，所述X向转运组件(3)和所述Y向转运组件(4)均与所述平台(1)连接，所述升降载台(5)滑动配置于所述X向转运组件(3)和所述Y向转运组件(4)上，所述升降载台(5)用于将所述盘状品推送至所述弹性单向卡(21)上方。

2.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述X向转运组件(3)包括X向驱动器(31)、X向驱动杆(32)、两个相对设置的X向导向轴(33)以及两个相对设置的X向传动结构(34)；

所述X向驱动器(31)、两个所述X向导向轴(33)以及两个所述X向传动结构(34)安装于所述平台(1)，所述X向驱动器(31)与至少一个所述X向传动结构(34)连接；

所述X向驱动杆(32)的两端分别与两个所述X向传动结构(34)连接并分别与两个所述X向导向轴(33)滑动连接，所述升降载台(5)与所述X向驱动杆(32)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的堆垛装置，其特征在于，所述X向驱动杆(32)包括X向杆体(321)以及与所述X向杆体(321)两端连接的X向联结件(322)，所述X向联结件(322)与所述X向传动结构(34)卡接，且所述X向联结件(322)与所述X向导向轴(33)滑动连接。

4.根据权利要求2所述的堆垛装置，其特征在于，所述Y向转运组件(4)包括Y向驱动器(41)、Y向驱动杆(42)、两个相对设置的Y向导向轴(43)以及两个相对设置的Y向传动结构(44)；

所述Y向驱动器(41)、两个所述Y向导向轴(43)以及两个所述Y向传动结构(44)安装于所述平台(1)，所述Y向驱动器(41)与至少一个所述Y向传动结构(44)连接；

所述Y向驱动杆(42)垂直于所述X向驱动杆(32)，所述Y向驱动杆(42)的两端分别与两个所述Y向传动结构(44)连接并分别与两个所述Y向导向轴(43)滑动连接，所述升降载台(5)与所述Y向驱动杆(42)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的堆垛装置，其特征在于，所述Y向驱动杆(42)包括Y向杆体(421)以及与所述Y向杆体(421)两端连接的Y向联结件(422)，所述Y向杆体(421)垂直于所述X向驱动杆(32)，所述Y向联结件(422)与所述Y向传动结构(44)卡接，且所述Y向联结件(422)与所述Y向导向轴(43)滑动连接。

6.根据权利要求4所述的堆垛装置，其特征在于，X向传动结构(34)和所述Y向传动结构(44)均采用皮带传动结构。

7.根据权利要求4所述的堆垛装置，其特征在于，所述升降载台(5)包括滑台(51)、载台(52)和驱动组件(53)；

所述滑台(51)套装于所述X向驱动杆(32)和所述Y向驱动杆(42)的交叉处并与所述X向驱动杆(32)和所述Y向驱动杆(42)滑动连接；

所述载台(52)位于所述滑台(51)上方；

所述驱动组件(53)的固定端与所述滑台(51)连接，所述驱动组件(53)的移动端与所述载台(52)连接。

8.根据权利要求7所述的堆垛装置，其特征在于，所述载台(52)的底端滚动装配有支撑件(54)。

9.根据权利要求1所述的堆垛装置，其特征在于，所述存储机构(2)包括支撑横梁组件(22)、支撑纵梁组件(23)以及多个抽屉(24)；

所述支撑横梁组件(22)安装于所述平台(1)；

所述支撑纵梁组件(23)安装于所述支撑横梁组件(22)；

多个所述抽屉(24)与所述支撑纵梁组件(23)滑动连接，每一个所述抽屉(24)设置有多个弹性单向卡(21)。

10.一种自动化生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的堆垛装置。

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