專利名稱：一種碼垛、拆垛機的機械手結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及碼垛、拆垛機，尤其涉及碼垛、拆垛的機械手結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外常用的碼垛機、拆垛機的機械手為機械式或者真空吸盤式，絕大部分為進口設(shè)備，價格昂貴。在緊固件生產(chǎn)企業(yè)中，機械式和真空吸盤式機械手作三維運動，要求定位精確，機構(gòu)和控制復雜，而且每次只能搬運一件，遇到質(zhì)量大、包裝箱不太規(guī)范的緊固件成品箱，容易掉包或者夾破包裝箱。由于找不到合適的碼垛設(shè)備，生產(chǎn)作業(yè)不能流水線自動作業(yè)，目前的緊固件生產(chǎn)，一般都是由人工進行碼盤或者半人工半機械化碼盤，由于一個成品箱的緊固件達到30多公斤，所以工人的勞動強度極大。因此緊固件生產(chǎn)行業(yè)迫切需要有一種符合行業(yè)作業(yè)特點的碼垛、拆垛設(shè)備來替代人工作業(yè)，解決了這一問題，就可以實現(xiàn)生產(chǎn)的全面自動化，將大大提高生產(chǎn)效率，降低成本，而且使用設(shè)備碼垛可以更規(guī)范和整齊。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種無需人工操作、利用控制單元控制機械手進行碼垛、拆垛，生產(chǎn)效率高的自動化機械手結(jié)構(gòu)。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種碼垛、拆垛機的機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于在立式機架的上方橫向固定兩根平行的水平導軌，水平導軌上配置多根平行的長條形吸盤架，吸盤架可在水平橫移電機驅(qū)動下、沿水平導軌水平移動，吸盤架之間的間距相等，水平導軌一端為堆垛端，一端為送料端，送料端下方配置滾筒輸送機，在水平導軌的兩端上分別配置立式的垂直導軌，其中，送料端配置一根垂直導軌，堆垛端配置的垂直導軌數(shù)量與吸盤架數(shù)量相同，堆垛端上、垂直導軌之間的間距與吸盤架之間的間距對應，垂直導軌與水平導軌連通，吸盤架可在垂直升降電機的驅(qū)動下、沿垂直導軌升降，吸盤架上沿長度方向均勻開設(shè)多個垂直的安裝孔，每個安裝孔內(nèi)嵌裝一個立式的安裝套筒，安裝套筒內(nèi)腔為上端粗、下端細的階梯孔，階梯孔內(nèi)套裝與其配合、呈階梯軸形的電磁鐵吊桿，電磁鐵吊桿大端位于階梯孔上端底部，小端向下伸出階梯孔下端，小端端部帶有一個電磁鐵吸盤，電磁鐵吊桿可在階梯孔內(nèi)沿軸線方向移動，電磁鐵吊桿上方的階梯孔內(nèi)裝入避振彈簧，吸盤架上覆蓋蓋板，兩者之間螺栓固定，蓋板底部抵壓避振彈簧上端，避振彈簧下端抵壓電磁鐵吊桿頂部，電磁鐵吸盤、滾筒輸送機上分別配置傳感器，[0017]電磁鐵吸盤、水平橫移電機和垂直升降電機通過信號線路與控制單元相連。拆垛時，吸盤架在水平導軌上由水平橫移電機驅(qū)動，從初始位置平移到堆垛端、進入垂直導軌，垂直升降電機驅(qū)動多根吸盤架同時下降、吸盤架上的電磁鐵吸盤也隨之下降， 當電磁鐵吸盤上的傳感器感應到堆垛頂部的緊固件時，向控制單元發(fā)出信號，控制單元控制電磁鐵吸盤通電、電磁鐵吸盤吸箱；吸箱后，垂直升降電機驅(qū)動吸盤架上升、帶動吸附了緊固件包裝箱的電磁鐵吸盤上升、直至水平導軌，水平橫移電機驅(qū)動吸盤架在水平導軌上平移到送料端；位于最外側(cè)的第一吸盤架進入送料端上的垂直導軌，在垂直升降電機驅(qū)動下下降到包裝箱放出位，控制單元控制電磁鐵吸盤斷電、第一排成品箱放出到滾筒輸送機上，然后第一吸盤架在垂直升降電機驅(qū)動下上升、直至水平導軌，多根吸盤架同時平移一個成品箱箱位，緊鄰第一吸盤架的第二吸盤架平移到平行導軌與垂直導軌的相通處、進入垂直導軌，下降、斷電放出第二排成品箱后，上升到水平導軌，如此循環(huán)，直至多根吸盤架上吸附的成品箱全部下放到滾筒輸送機上，然后吸盤架回復初始位置，一個拆垛循環(huán)完成。堆垛時的動作與上述循環(huán)相反，位于水平導軌送料端最內(nèi)側(cè)的最末位吸盤架先下降至滾筒輸送機吸箱、上行，多根吸盤架向堆垛端平移一個箱位，緊鄰最末位吸盤架的第二末位吸盤架下降吸箱、上行，多根吸盤架向堆垛端平移一個箱位，如此循環(huán)，直至全部吸盤架吸箱完畢，吸盤架平移至水平導軌的堆垛端，垂直升降電機驅(qū)動多根吸盤架同時下降、在堆垛位上放箱后上行回復初始位置，一個堆垛循環(huán)完畢。為防止電磁鐵吸盤在吸成品箱和釋放成品箱時候的沖擊，電磁鐵吊桿與吸盤架之間配置了避振彈簧，減小成品箱對下層箱和滾筒輸送機的沖擊。進一步的，考慮到緊固件成品箱實際堆垛的大小、兼顧每個循環(huán)盡可能更多搬運的原則，吸盤架優(yōu)選為平行配置的兩根，水平導軌的堆垛端上配置兩根平行的垂直導軌，送料端上配置一根垂直導軌；吸盤架沿長度方向均勻開設(shè)3個垂直的安裝孔，每個吸盤架帶有三個電磁鐵吸盤。這樣每排成品箱數(shù)量為3個，每次搬運2 每個拆垛、堆垛循環(huán)可以搬運6個緊固件成品箱。再進一步，為利于電磁鐵的拆裝和檢修，電磁鐵吊桿的大端和小端可以采用分體式結(jié)構(gòu)，兩者之間通過軸向螺栓固定。再進一步，考慮到現(xiàn)場作業(yè)要求有比較高的作業(yè)效率，所以吸盤架升降和水平運動的速度都比較快，為防止在運動中的沖撞和定位正確性，水平橫移電機和垂直升降電機均采用變頻剎車電機。變頻剎車電機采用多頻段調(diào)速，緩起緩停。再進一步，考慮到電磁鐵吸盤長期工作會由于溫度升高發(fā)燙，電磁吸力會大幅度的下降，所以必須要有散熱裝置，優(yōu)選采用風冷方式，在電磁鐵吸盤上配置散熱風扇。本實用新型的有益效果在于1.對鐵的緊固件成品箱采用電磁鐵吸附的方式碼垛、拆垛，解決了由于緊固件成品箱太重，使用真空氣吸式和機械式機械手在拆垛、碼垛中漏氣易掉包或者夾破包裝箱問題；2.可一次多排、多列吸多箱，提高了碼垛、拆垛效率；3.拆垛和碼垛結(jié)構(gòu)相同，互換性強；4.結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備價格為進口同類設(shè)備的40%，可靠性高，并且維護方便。
圖1為本實新型一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為電磁鐵吊桿組合的剖面圖圖3為本實用新型在拆垛機中運用時的部件位移示意圖圖4為本實用新型在自動打包流水線中的配置示意圖圖1-4中1為吸盤架，2為水平導軌，3為水平橫移電機，4為垂直導軌，5為垂直升降電機，6為安裝套筒，6-1為階梯孔，7為電磁鐵吊桿，8為電磁鐵吸盤，9為避振彈簧，10 為蓋板，11為軸向螺栓，12為滾筒輸送機，13為托盤出口線，14為托盤緩存線，15為打包機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。圖1 2中，在立式機架的上方橫向固定兩根平行的水平導軌2，水平導軌2上配置2根平行的長條形吸盤架1，吸盤架1可在水平橫移電機3驅(qū)動下、沿水平導軌2水平移動，吸盤架1之間的間距相等，水平導軌2 —端為堆垛端，一端為送料端，送料端下方配置滾筒輸送機12，在水平導軌2的兩端上分別配置立式的垂直導軌4，其中，送料端配置1根垂直導軌4，堆垛端配置 2根垂直導軌，堆垛端上、垂直導軌4之間的間距與吸盤架1之間的間距對應，垂直導軌4與水平導軌2連通，吸盤架1可在垂直升降電機5的驅(qū)動下、沿垂直導軌4升降，吸盤架1上沿長度方向均勻開設(shè)3個垂直的安裝孔，每個安裝孔內(nèi)嵌裝一個立式的安裝套筒6，安裝套筒6內(nèi)腔為上端粗、下端細的階梯孔6-1，階梯孔6-1內(nèi)套裝與其配合、呈階梯軸形的電磁鐵吊桿7，電磁鐵吊桿7的大端和小端為分體式結(jié)構(gòu)，兩者之間通過軸向螺栓11固定。電磁鐵吊桿7大端位于階梯孔6-1上端底部，小端向下伸出階梯孔6-1下端，小端端部帶有一個電磁鐵吸盤8，電磁鐵吊桿7可在階梯孔6-1內(nèi)沿軸線方向移動，電磁鐵吊桿7上方的階梯孔6-1內(nèi)裝入避振彈簧9，吸盤架1上覆蓋蓋板10，兩者之間螺栓固定，蓋板10底部抵壓避振彈簧9上端，避振彈簧9下端抵壓電磁鐵吊桿7頂部，電磁鐵吸盤8、滾筒輸送機12上分別配置傳感器，電磁鐵吸盤8、傳感器、水平橫移電機3和垂直升降電機5通過信號線路與控制單元相連。水平橫移電機3和垂直升降電機5為變頻剎車電機，電磁鐵吸盤8上配置散熱風扇。目前國內(nèi)外的拆垛、碼垛機的效率在800箱/小時以內(nèi)，而我們通過設(shè)計，可以達到1000箱/小時。圖3中，以拆垛工作流程為例1、2排電磁鐵吸盤8從吸盤高位1運動到吸盤高位2，2、2排電磁鐵吸盤8下降至堆垛上方，3、2排電磁鐵吸盤8通電吸箱，[0052]4、吸箱后上升到吸盤高位2，5、2排電磁鐵吸盤8橫移到吸盤高位1，6、第一排電磁鐵吸盤8沿垂直導軌4下降至成品箱放出位，7、第一排電磁鐵吸盤8斷電放出第一排箱，8、第一排電磁鐵吸盤8上升到吸盤高位1，9、2排電磁鐵吸盤8整體移動一個成品箱箱位，10、第二排電磁鐵吸盤8沿垂直導軌4下降至成品箱放出位，11、第二排電磁鐵吸盤8斷電放出第一排箱，12、第二排電磁鐵吸盤8上升到吸盤高位1，13、2排電磁鐵吸盤8回復初始位置，完成一個吸放循環(huán)。由于拆碼的距離和層次不盡相同，所以可以按運動距離最遠和最近作平均，首先設(shè)定幾個數(shù)據(jù)，設(shè)堆垛離成品箱滾筒輸送機12的距離為500cm，堆垛上相鄰兩排成品箱之間的距離為17cm，位于水平導軌2上的電磁鐵吸盤8距離堆垛最高位的距離為200cm，電磁鐵吸盤8在水平導軌2和垂直導軌4上的移動速度均為0. 4米/秒，電磁鐵吸盤8各動作之間的銜接時間為0. 5秒，兩排電磁鐵吸盤8之間的間距為417cm，則完成一個拆垛吸放循環(huán)的平均時間(955+417) +400+0. 5+(200+640) +2 + 400+0. 5+(200+640) +2 + 400+0. 5+955 + 4 00+0. 5+390 + 400+0. 5+390 + 400+0. 5+417 + 400+0. 5+390 + 400+0. 5+390 + 400 = 3. 5+0. 5 +1. 1+0. 5+1. 1+0. 5+2. 4+0. 5+1+0. 5+1+0. 5+1. 1+0. 5+1+0. 5+1 = 17. 2 秒。加上其他不可預計的時間誤差，完成一個吸放循環(huán)的平均時間可以控制在20秒內(nèi)。拆垛效率3600秒/小時+20X6箱=1080箱/小時，遠高于目前國外同類設(shè)備的拆垛效率；堆垛時的動作與上述循環(huán)相反、效率相當。圖4中，用自動打包流水線的流程進一步展示本實用新型的實際應用1、成品箱托盤從托盤出口線13通過移載機進入托盤緩存線14，2、托盤緩存線14將成品箱托盤送入拆垛區(qū)的堆垛端，等待自動拆垛，3、自動拆垛機械手按設(shè)定的程序進行拆垛電磁鐵吸盤8共6個、一次可吸6箱， 然后分2次進行釋放，拆垛的程序(1)吸盤架1先水平橫向行進到堆垛端，(2)吸盤架1下降，吸盤架1上的檢測裝置檢測到有成品箱、吸盤架1停止下降，(3)電磁鐵吸盤8通電，電磁鐵吸盤8吸箱，(4)吸盤架1上升，再水平橫向移動到出料端、成品箱滾筒輸送機12上方，(5)吸盤架1下降，滾筒輸送機12上的檢測裝置檢測到成品箱、吸盤架1下降停止，第一排電磁鐵吸盤8斷電釋放第一排成品箱，吸盤架1上升，同時箱滾筒輸送機12開始輸送，將第1排3個成品箱同時輸送出。(6)吸盤架1上升，水平橫向移動一個成品箱箱位，準備釋放第2排成品箱，(7)吸盤架1下降，滾筒輸送機12上的檢測裝置檢測到有成品箱時吸盤架1就下降停止，電磁鐵吸盤8斷電釋放第2排成品箱，吸盤架1上升，同時滾筒輸送機12開始輸送， 將第2排的3個成品箱同時輸送出，[0077](8)吸盤架1回復初始位置，準備開始下一輪循環(huán)拆垛，同時，堆垛端處的空托盤向前輸送到碼盤位，等待碼盤。4、從拆垛機出來的成品箱是首未相連的，因此可以將滾筒輸送機設(shè)計為多個同向差速旋轉(zhuǎn)的輥輪組，利用速度的差異來拉開成品箱之間的距離，方便下一步的自動打包，5、被拉開距離的成品箱先后進入打包機15、經(jīng)二橫一豎三道打包工序、分別被自動打包，6、被打包好的成品箱輸送到等待位置等待碼垛機按單排吸附、雙排移動堆垛的方式進行自動碼垛，碼好的托盤通過入庫線輸送入庫。
權(quán)利要求1.一種碼垛、拆垛機的機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于 在立式機架的上方橫向固定兩根平行的水平導軌0)，水平導軌( 上配置多根平行的長條形吸盤架(1)，吸盤架(1)可在水平橫移電機(3) 驅(qū)動下、沿水平導軌( 水平移動，吸盤架(1)之間的間距相等，水平導軌( 一端為堆垛端，一端為送料端，送料端下方配置滾筒輸送機(12)，在水平導軌( 的兩端上分別配置立式的垂直導軌G)，其中，送料端配置一根垂直導軌，堆垛端配置的垂直導軌(4)數(shù)量與吸盤架(1)數(shù)量相同，堆垛端上、垂直導軌(4)之間的間距與吸盤架(1)之間的間距對應，垂直導軌(4)與水平導軌( 連通，吸盤架(1)可在垂直升降電機(5)的驅(qū)動下、沿垂直導軌⑷升降，吸盤架(1)上沿長度方向均勻開設(shè)多個垂直的安裝孔，每個安裝孔內(nèi)嵌裝一個立式的安裝套筒(6)，安裝套筒(6)內(nèi)腔為上端粗、下端細的階梯孔(6-1)，階梯孔(6-1)內(nèi)套裝與其配合、呈階梯軸形的電磁鐵吊桿(7)，電磁鐵吊桿(7)大端位于階梯孔(6-1)上端底部，小端向下伸出階梯孔(6-1)下端，小端端部帶有一個電磁鐵吸盤 (8)，電磁鐵吊桿(7)可在階梯孔(6-1)內(nèi)沿軸線方向移動， 電磁鐵吊桿(7)上方的階梯孔(6-1)內(nèi)裝入避振彈簧(9)，吸盤架(1)上覆蓋蓋板(10)，兩者之間螺栓固定，蓋板(10)底部抵壓避振彈簧(9)上端，避振彈簧(9)下端抵壓電磁鐵吊桿(7)頂部，電磁鐵吸盤(8)、滾筒輸送機(1 上分別配置傳感器，電磁鐵吸盤(8)、傳感器、水平橫移電機C3)和垂直升降電機( 通過信號線路與控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛、拆垛機機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述吸盤架(1)為平行配置的兩根，水平導軌O)的堆垛端上配置兩根平行的垂直導軌G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛、拆垛機機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于所述吸盤架(1)沿長度方向均勻開設(shè)三個垂直的安裝孔，每個吸盤架(1)帶有三個電磁鐵吸盤⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛、拆垛機機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁鐵吊桿(7)的大端和小端為分體式結(jié)構(gòu)，兩者之間通過軸向螺栓(11)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛、拆垛機機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水古水平橫移電機(3)和垂直升降電機(5)為變頻剎車電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛、拆垛機機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁鐵吸盤(8) 上配置散熱風扇。
專利摘要一種碼垛、拆垛機的機械手結(jié)構(gòu)，其特征在于在立式機架的上方橫向固定兩根平行的水平導軌，水平導軌上配置多根平行的吸盤架，水平導軌一端為堆垛端，一端為送料端，水平導軌固定在立式的垂直導軌上，垂直導軌與水平導軌連通，這樣就可以進行垂直和水平方向的運動。吸盤架上沿長度方向均勻開設(shè)多個垂直的安裝孔，每個安裝孔內(nèi)嵌裝一個立式帶緩沖的安裝套筒，套筒內(nèi)套裝與其配合的電磁鐵吊桿，電磁鐵吊桿小端向下伸出階梯孔下端，小端端部帶有一個電磁鐵吸盤，本裝置解決了傳統(tǒng)機械手在拆垛、碼垛中漏氣易掉包或者夾破包裝箱問題；提高了碼垛、拆垛效率；拆垛和碼垛互換性強；結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備價格為進口同類設(shè)備的40％，可靠性高，維護方便。
文檔編號B65G61/00GK202152226SQ20112028481
公開日2012年2月29日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者周德興, 程志全, 黎小云 申請人:上海郵政科學研究院