本發(fā)明涉及輪胎碼垛技術(shù)，尤其涉及一種輪胎高速碼垛機及其碼垛方法。

背景技術(shù)：

汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展給汽車零部件物流的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。精益物流模式是汽車零部件物流的代表性模式之一，然而在實踐中，各種專用機械在精益物流模式中的應(yīng)用方式、效果、適用性以及如何實施等問題接踵而來。

輪胎是汽車制造環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵性部件，汽車制造業(yè)行業(yè)推行精益化物流管理模式后，要求零部件直接準確無誤地供應(yīng)到汽車總裝生產(chǎn)線邊。其需要完全配合總裝廠的時間、節(jié)拍，匹配車型等等數(shù)據(jù)。汽車總裝廠下游的輪胎裝配企業(yè)每天將近2萬條輪胎處理成合格的成品，對于輪胎的進出工序提出了巨大挑戰(zhàn)。

如采用傳統(tǒng)的人工作業(yè)形式，工人在搬運過程中重復3~15秒機械式作業(yè)，勞動強度非常大，效率會不斷下降。自動化程度高的物流系統(tǒng)設(shè)備就成了企業(yè)的首選，在目前輪胎裝配企業(yè)的自動化物流設(shè)備系統(tǒng)中的“輪胎自動化碼垛”設(shè)備存在以下問題：

1、費用高：輪胎裝配過程中的節(jié)拍達到3~15秒鐘就要供給一個輪胎，大多數(shù)企業(yè)采用進口的機械手來實現(xiàn)整垛輪胎的碼垛作業(yè)，在一個項目中需要3~4臺機械手，大大增加了企業(yè)的投資成本。

2、目前市場上有一些比機械手價格低的輪胎碼垛設(shè)備，但是基本需要20秒左右碼放一個輪胎，效率低、結(jié)構(gòu)復雜、維護成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于維護、效率高的輪胎高速碼垛機。本發(fā)明同時提供該輪胎高速碼垛機的碼垛方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種輪胎高速碼垛機包括機架、碼垛小車，以及裝設(shè)于機架上的接料機構(gòu)、夾胎機構(gòu)和升降機構(gòu)，所述接料機構(gòu)包括左接料小車、右接料小車以及用于驅(qū)動左接料小車和右接料小車相互靠攏或遠離的開合組件，所述夾胎機構(gòu)位于所述接料機構(gòu)上側(cè)，所述碼垛小車位于所述接料機構(gòu)下側(cè)，所述升降機構(gòu)與所述碼垛小車連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述左接料小車和右接料小車均包括輥筒架以及裝設(shè)于輥筒架內(nèi)的傳送輥筒組，所述開合組件包括第一直線驅(qū)動缸以及兩根連桿，兩根所述連桿位于所述左接料小車和右接料小車的輥筒架之間，兩根所述連桿一端相互鉸接且鉸接軸與所述第一直線驅(qū)動缸的輸出軸連接，兩根所述連桿的另一端分別與一個輥筒架鉸接。

所述機架的后上部裝設(shè)有一對滑動導軌，機架的前上部裝設(shè)有一對U形托板，U形托板開口朝上布置，所述輥筒架的后部設(shè)有U形連接板，U形連接板開口朝后布置，輥筒架的前部裝設(shè)有滑動支架，滑動支架上安裝有滑輪，所述U形連接板卡設(shè)于所述滑動導軌上，所述滑動支架置于所述U形托板內(nèi)。

所述夾胎機構(gòu)包括一對夾胎組件，一對所述夾胎組件分設(shè)于所述接料機構(gòu)左右兩側(cè)，所述夾胎組件包括第二直線驅(qū)動缸、連接板、夾胎板以及一對導向桿，所述連接板與所述第二直線驅(qū)動缸的輸出軸固定連接，所述夾胎板水平布置并與所述連接板固定連接，所述夾胎板上設(shè)有與輪胎外周吻合的圓弧邊，一對所述導向桿分別固設(shè)于所述夾胎板的圓弧邊的兩端。

所述夾胎組件還包括與所述機架固定連接的安裝板，所述連接板豎直布置，所述安裝板與所述連接板平行，所述第二直線驅(qū)動缸穿設(shè)于所述安裝板上，所述連接板于所述第二直線驅(qū)動缸的兩側(cè)分別固設(shè)一導向軸，所述導向軸與所述第二直線驅(qū)動缸平行布置并穿過所述安裝板。

所述碼垛小車包括一對側(cè)板、設(shè)于一對側(cè)板之間的載料托輥組以及設(shè)于一對側(cè)板一端端部的小車連接板，所述小車連接板的中部裝設(shè)有安裝座，所述升降機構(gòu)包括設(shè)于所述安裝座內(nèi)的升降螺母、裝設(shè)于所述機架上的升降絲桿以及用于驅(qū)動所述升降絲桿旋轉(zhuǎn)的升降電機，所述升降螺母旋合于所述升降絲桿上。

所述升降機構(gòu)還包括一對設(shè)于所述升降絲桿兩側(cè)的升降導軌，所述小車連接板的兩端設(shè)有主滑塊，一對所述側(cè)板的下部均固設(shè)有輔助支撐板，所述輔助支撐板端部固設(shè)有輔助支撐滑塊，所述主滑塊和輔助支撐滑塊滑設(shè)于所述升降導軌上。

所述載料托輥組中的載料托輥為鏈輪托輥，各鏈輪托輥的鏈輪均靠近同一側(cè)板設(shè)置，且該側(cè)板上固設(shè)有L形的鏈輪護板，所述鏈輪位于所述鏈輪護板與所述側(cè)板之間。

一種上述的輪胎高速碼垛機的碼垛方法，包括以下步驟：

S1：接料機構(gòu)接前工序輸送過來的輪胎并將輪胎輸送至夾胎機構(gòu)，夾胎機構(gòu)將輪胎夾緊；

S2：開合組件驅(qū)動左接料小車和右接料小車相互遠離至間距為d1，輪胎的直徑為d2，d1≥d2；

S3：夾胎機構(gòu)放開輪胎，輪胎自左接料小車和右接料小車之間的間隙下落至下方的碼垛小車上；

S4：升降機構(gòu)帶動碼垛小車下降距離h1，輪胎厚度為h2，h1≥h2，開合組件驅(qū)動左接料小車和右接料小車靠攏；

S5：重復步驟S1至S4至碼垛小車上的輪胎數(shù)量達到設(shè)計值，碼垛小車將輪胎垛輸送至后工序。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明公開的輪胎高速碼垛機，利用左接料小車和右接料小車接前工序輸送過來的輪胎并輸送至夾胎機構(gòu)，夾胎機構(gòu)夾緊輪胎之后，開合組件將左接料小車和右接料小車打開，然后夾胎機構(gòu)放開輪胎，輪胎便可下落至接料機構(gòu)下方的碼垛小車上，完成單個輪胎的碼垛，然后升降機構(gòu)帶動碼垛小車下降、開合組件將左接料小車和右接料小車相互靠攏，各部件重復相應(yīng)動作之后完成下一個輪胎的碼垛工作，碼垛數(shù)量達到設(shè)計數(shù)量后，碼垛小車將輪胎垛輸送至后工序，該輪胎高速碼垛機結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于維護，各部件僅需完成簡單的動作即可完成輪胎的碼垛，效率高，有效地實現(xiàn)了輪胎物流系統(tǒng)中的前后工序之間的銜接。

本發(fā)明的輪胎高速碼垛機的碼垛方法，簡單流暢、效率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明輪胎高速碼垛機的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中的接料結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中的夾胎機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中的碼垛小車的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明涉及的輪胎尺寸示意圖。

圖6是本發(fā)明中的U形托板的立體機構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明碼垛方法的流程圖。

圖中各標號表示：1、機架；11、滑動導軌；12、U形托板；13、底架；14、支撐桿；15、升降機構(gòu)安裝板；16、安裝支架；17、接料小車托板；2、碼垛小車；200、側(cè)板；201、輔助支撐板；202、輔助支撐滑塊；203、鏈輪護板；210、載料托輥組；211、鏈輪；212、載料托輥；213、托輥電機；220、小車連接板；221、安裝座；222、主滑塊；3、接料機構(gòu)；31、左接料小車；32、右接料小車；33、開合組件；300、輥筒架；301、U形連接板；302、滑動支架；310、傳送輥筒組；311、傳送輥筒；320、第一直線驅(qū)動缸；330、連桿；4、夾胎機構(gòu)；41、夾胎組件；400、第二直線驅(qū)動缸；410、連接板；420、夾胎板；430、導向桿；440、安裝板；450、導向軸；5、升降機構(gòu)；51、升降絲桿；52、升降電機；53、升降導軌。

具體實施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

如圖1至圖6所示，本實施例的輪胎高速碼垛機，包括機架1、碼垛小車2，以及裝設(shè)于機架1上的接料機構(gòu)3、夾胎機構(gòu)4和升降機構(gòu)5，接料機構(gòu)3包括左接料小車31、右接料小車32以及用于驅(qū)動左接料小車31和右接料小車32相互靠攏或遠離的開合組件33，夾胎機構(gòu)4位于接料機構(gòu)3上側(cè)，碼垛小車2位于接料機構(gòu)3下側(cè)，升降機構(gòu)5與碼垛小車2連接，該輪胎高速碼垛機利用左接料小車31和右接料小車32接前工序輸送過來的輪胎并輸送至夾胎機構(gòu)4，夾胎機構(gòu)4夾緊輪胎之后，開合組件將左接料小車31和右接料小車32打開，然后夾胎機構(gòu)4放開輪胎，輪胎便可下落至接料機構(gòu)3下方的碼垛小車2上，完成單個輪胎的碼垛，然后升降機構(gòu)5帶動碼垛小車2下降、開合組件將33左接料小車31和右接料小車32相互靠攏，各部件重復相應(yīng)動作之后完成下一個輪胎的碼垛工作，碼垛數(shù)量達到設(shè)計數(shù)量后，碼垛小車2將輪胎垛輸送至后工序，該輪胎高速碼垛機結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于維護，各部件僅需完成簡單的動作即可完成輪胎的碼垛，經(jīng)過反復測試，單個輪胎的碼放僅需3s-4s，效率高，有效地實現(xiàn)了輪胎物流系統(tǒng)中的前后工序之間的銜接。

左接料小車31和右接料小車32均包括輥筒架300以及裝設(shè)于輥筒架300內(nèi)的傳送輥筒組310，利用傳送輥筒組310輸送輪胎，開合組件33包括第一直線驅(qū)動缸320以及兩根連桿330，兩根連桿330位于左接料小車31和右接料小車32的輥筒架300之間，兩根連桿330一端相互鉸接且鉸接軸與第一直線驅(qū)動缸320的輸出軸連接，兩根連桿330的另一端分別與一個輥筒架300鉸接。本實施例中，輥筒架300為四根槽鋼焊接而成的矩形框架，槽鋼開口朝外布置，傳送輥筒組310中的各傳送輥筒311均采用雙鏈輪輥筒，連桿330與矩形框架鉸接處位于長槽鋼的凹槽內(nèi)。第一直線驅(qū)動缸320采用氣動缸，在其他實施例中也可采用液壓缸，第一直線驅(qū)動缸320的輸出軸帶動鉸接軸來回運動，改變兩根連桿330之間的夾角，進而促使輥筒架300相互遠離或靠攏。

本實施例中，機架1的后上部裝設(shè)有一對滑動導軌11，機架1的前上部裝設(shè)有一對U形托板12，U形托板12開口朝上布置，輥筒架300的后部設(shè)有U形連接板301，U形連接板301開口朝后布置，輥筒架300的前部裝設(shè)有滑動支架302，滑動支架302上安裝有滑輪，U形連接板301卡設(shè)于滑動導軌11上，滑動支架302置于U形托板12內(nèi)，U形托板12可為輥筒架300前部提供支撐和導向，并限制輥筒架300前后方向的晃動，滑動導軌11為輥筒架300后部提供支撐和導向，并限制輥筒架300上下方向的晃動，使得輥筒架300左右運動時更平穩(wěn)、順暢。需要說明的是，圖1中為了示出滑動支架302，U形托板12僅示出底板，兩側(cè)板未示出，U形托板12的具體結(jié)構(gòu)如圖6所示。

夾胎機構(gòu)4包括一對夾胎組件41，一對夾胎組件41分設(shè)于接料機構(gòu)3左右兩側(cè)，夾胎組件41包括第二直線驅(qū)動缸400、連接板410、夾胎板420以及一對導向桿430，連接板410與第二直線驅(qū)動缸400的輸出軸固定連接，夾胎板420水平布置并與連接板410固定連接，夾胎板420上設(shè)有與輪胎外周吻合的圓弧邊，一對導向桿430分別固設(shè)于夾胎板420的圓弧邊的兩端，本實施例中，第二直線驅(qū)動缸400采用氣缸，與第一直線驅(qū)動缸320相同，在其他實施例中也可采用液壓缸。夾胎時，第二直線驅(qū)動缸400的輸出軸伸出，帶動連接板410、夾胎板420和一對導向桿430整體運動，由左、右共兩對導向桿430將輪胎夾緊固定，需要放開輪胎時，第二直線驅(qū)動缸400的輸出軸回縮，輪胎在自身重力作用下下落至碼垛小車2上。

本實施例中，夾胎組件41還包括與機架1固定連接的安裝板440，連接板410豎直布置，安裝板440與連接板410平行，第二直線驅(qū)動缸400穿設(shè)于安裝板440上，連接板410于第二直線驅(qū)動缸400的兩側(cè)分別固設(shè)一導向軸450，導向軸450與第二直線驅(qū)動缸400平行布置并穿過安裝板440，利用導向軸450與安裝板440的配合，避免夾胎組件41運動過程中發(fā)生偏移、晃動。

碼垛小車2包括一對側(cè)板200、設(shè)于一對側(cè)板200之間的載料托輥組210以及設(shè)于一對側(cè)板200一端端部的小車連接板220，小車連接板220的中部裝設(shè)有安裝座221，升降機構(gòu)5包括設(shè)于安裝座221內(nèi)的升降螺母（圖中未示出）、裝設(shè)于機架1上的升降絲桿51以及用于驅(qū)動升降絲桿51旋轉(zhuǎn)的升降電機52，升降螺母旋合于升降絲桿51上。本實施例中，載料托輥組210中的載料托輥212均采用單鏈輪托輥，各單鏈輪托輥的鏈輪211均靠近右側(cè)的側(cè)板200設(shè)置，且右側(cè)的側(cè)板200上固設(shè)有L形的鏈輪護板203，鏈輪211位于鏈輪護板203與側(cè)板200之間；升降絲桿51采用梯形絲杠，升降更加平順，利用升降電機52帶動升降絲桿51旋轉(zhuǎn)，最終將升降絲桿51的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為碼垛小車2的上下直線運動，結(jié)構(gòu)簡單、可靠。

本實施例中，升降機構(gòu)5還包括一對設(shè)于升降絲桿51兩側(cè)的升降導軌53，小車連接板220的兩端設(shè)有主滑塊222，一對側(cè)板200的下部均固設(shè)有輔助支撐板201，輔助支撐板201端部固設(shè)有輔助支撐滑塊202，主滑塊222和輔助支撐滑塊202滑設(shè)于升降導軌53上，輔助支撐板201為側(cè)板200提供輔助支撐，主滑塊222和輔助支撐滑塊202與升降導軌53配合，使得碼垛小車2升降更加平穩(wěn)、順暢。

本實施例中，機架1包括底架13，底架13前部固設(shè)有一對支撐桿14，支撐桿14與夾胎組件41的安裝板440固定連接，托板12也固設(shè)于支撐桿14上并位于安裝板440下方；底架13的后部固設(shè)有升降機構(gòu)安裝板15，升降電機52裝設(shè)于升降機構(gòu)安裝板15下方，升降機構(gòu)安裝板15上固設(shè)安裝支架16，安裝支架16上部固設(shè)有接料小車托板17，滑動導軌11裝設(shè)于接料小車托板17上，升降絲桿51上下兩端分別裝設(shè)于接料小車托板17和升降機構(gòu)安裝板15上，升降導軌53則安裝于安裝支架16上。

如圖7所示，上述輪胎高速碼垛機的碼垛方法，包括以下步驟：

S1：接料機構(gòu)3接前工序輸送過來的輪胎并將輪胎輸送至夾胎機構(gòu)4，夾胎機構(gòu)4將輪胎夾緊；

S2：開合組件33驅(qū)動左接料小車31和右接料小車32相互遠離至間距為d1，輪胎的直徑為d2，d1≥d2；

S3：夾胎機構(gòu)4放開輪胎，輪胎自左接料小車31和右接料小車32之間的間隙下落至下方的碼垛小車2上；

S4：升降機構(gòu)5帶動碼垛小車2下降距離h1，輪胎厚度為h2，h1≥h2，開合組件33驅(qū)動左接料小車31和右接料小車32靠攏；

S5：重復步驟S1至S4至碼垛小車2上的輪胎數(shù)量達到設(shè)計值，碼垛小車2將輪胎垛輸送至后工序。

本實施例中，d1＝d2，h1＝h2，輪胎數(shù)量設(shè)計值與普通轎車配置的數(shù)量相同，即每垛五個。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。