自動上料系統的託盤抓取機構及託盤拆分裝置製造方法
2023-07-25 20:17:21
自動上料系統的託盤抓取機構及託盤拆分裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動上料系統的託盤抓取機構及託盤拆分裝置，前者包括連接臂；抓手升降機構，用於帶動連接臂沿豎直方向運動；抓手組件，包括卡爪和安裝於連接臂上的轉動機構，轉動機構用於驅動卡爪繞豎直方向的轉軸轉動，使卡爪旋入託盤的邊框上的抓取缺口中，及使卡爪從所述抓取缺口中旋出。本實用新型可對堆疊在一起的託盤進行拆分推料處理，工作人員只需定期進行批量上料及批量取走空託盤，而且本實用新型還具有使用及維修成本低的特點。
【專利說明】自動上料系統的託盤抓取機構及託盤拆分裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種在生產線上實現自動上料的上料系統，尤其涉及上料系統中可以抓取託盤的託盤抓取機構及可對堆疊在一起的託盤進行拆分處理的託盤拆分裝置。
【背景技術】
[0002]用於提供各工序所需零部件的上料系統在生產線上無處不在，尤其對於無法實現手動上料的較重零部件，例如發動機缸體。現有的用於提供較重零部件的上料方式主要為機器人上料或者吊具上料，前者為利用機器人抓取零部件，然後擺放在生產線上的指定位置，機器人上料存在的問題是:購買及維修成本均較高；後者為人工利用吊具將零部件吊起後擺放在生產線上的指定位置，吊具上料存在的問題是:上料效率低且不利於進行批量生產。
實用新型內容
[0003]本實用新型的一個目的是為了解決上述問題，提供一種結構簡單、成本低的用於抓取託盤的託盤抓取機構。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為:一種自動上料系統的託盤抓取機構，包括:
[0005]連接臂；
[0006]抓手升降機構，用於帶動所述連接臂沿豎直方向運動；以及，
[0007]抓手組件，包括卡爪和轉動機構，所述轉動機構安裝於所述連接臂上，所述轉動機構用於驅動所述卡爪繞豎直方向的轉軸轉動，使所述卡爪旋入託盤的邊框上的抓取缺口中，及使所述卡爪從所述抓取缺口中旋出。
[0008]優選的是，所述託盤抓取機構設置有兩對所述抓手組件，每對所述抓手組件在所述託盤的寬度方向上相對設置。
[0009]優選的是,所述轉動機構包括:
[0010]安裝套筒，固定安裝於所述連接臂上，所述安裝套筒的中心線沿豎直方向延伸；
[0011]轉軸，與所述安裝套筒可相對轉動地配合安裝在一起，所述卡爪固定安裝在所述轉軸上；
[0012]齒輪，與所述轉軸限制其相對轉動地配合安裝在一起。
[0013]齒條，與所述連接臂滑動配合安裝，所述齒條與所述齒輪相嚙合；以及，
[0014]驅動件，用於驅動所述齒條滑動。
[0015]優選的是，所述連接臂通過導向柱與託盤抓取機構的安裝框架沿豎直方向滑動配合連接。
[0016]優選的是，所述卡爪沿水平方向設置。
[0017]本實用新型的另一個目的是為了解決上述問題，提供一種可對以從上至下堆疊在一起的方式進行批量上料的託盤進行拆分，以對拆分出的獨立託盤進行後續的上線處理的託盤拆分裝置。
[0018]為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為:一種自動上料系統的託盤拆分裝置，包括:
[0019]載臺，用於承載託盤；
[0020]託盤抓取機構，包括:
[0021]連接臂；
[0022]抓手升降機構，用於帶動所述連接臂沿豎直方向運動；以及，
[0023]抓手組件，包括卡爪和轉動機構，所述轉動機構安裝於所述連接臂上，所述轉動機構用於驅動所述卡爪繞豎直方向的轉軸轉動，使所述卡爪旋入位於託盤拆分位的載臺上的次底層託盤的邊框上的抓取缺口中，以在抓手升降機構的帶動下抓取位於託盤拆分位的載臺上的堆疊在底層託盤上的所有託盤，使所述底層託盤成為獨立託盤，及使所述卡爪從所述次底層託盤的邊框上的抓取缺口中旋出，以將抓取到的所有託盤重新放置於回位至所述託盤拆分位的空置的載臺上；以及，
[0024]載臺移送機構，用於移送所述載臺，以將所述獨立託盤上的各行零部件順次移送至推料工位，及將空置的載臺移送回託盤拆分位，其中所述行的方向為獨立託盤的寬度方向。
[0025]優選的是，所述載臺上安裝有定位塊，所述定位塊用於在推料裝置將到達所述推料工位的一行零部件從所述獨立託盤上推出時，向所述獨立託盤施加與所述推料裝置的推出力相反的作用力。
[0026]優選的是，所述定位塊為用於與所述獨立託盤的拐角處相貼合的定位角塊。
[0027]優選的是，所述載臺上還設置有用於驅動所述定位角塊運動的驅動件。
[0028]本實用新型的有益效果為:本實用新型的託盤抓取機構及託盤拆分裝置可對從上至下堆疊在一起的託盤進行拆分推料處理，這樣工作人員只需定期進行批量上料及批量取走空託盤堆垛位上的空託盤，工作期間無需工作人員看管，而且本實用新型的託盤抓取機構及託盤拆分裝置具有使用及維修成本低的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為根據本實用新型所涉及的自動上料系統的一種實施結構的主視圖；
[0030]圖2為圖1所示自動上料系統的俯視圖；
[0031]圖3為圖1中A-A向截面示意圖；
[0032]圖4為圖3所示的根據本實用新型所述託盤抓取機構的主視圖；
[0033]圖5為圖3所示轉動機構的一種實施結構在一視角上的示意圖；
[0034]圖6為圖5所示轉動機構在另一視角上的示意圖。
[0035]附圖標記說明:
[0036]1-託盤拆分裝置；11-載臺；
[0037]12-託盤抓取機構； 13-載臺移送機構；
[0038]121-連接臂；122-抓手升降機構；
[0039]123-抓手組 件；1231-卡爪；
[0040]1232-安裝套筒；1233-轉軸；[0041]1234-齒輪；1235-齒條；
[0042]1236-驅動件；124-導向柱；
[0043]2-空託盤堆垛裝置；22-空託盤抓取機構；
[0044]23-空託盤移送機構；3-推料工位；
[0045]4-託盤上料輸送裝置；41-託盤上料位；
[0046]42-託盤儲料位；5-輸送輥道。
【具體實施方式】
[0047]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。[0048]如圖1至圖3所示，本實用新型涉及的自動上料系統包括託盤拆分裝置1、推料裝置(圖中未示出)、空託盤推出裝置(圖中未示出)和空託盤堆垛裝置2。該託盤拆分裝置包括載臺11、託盤抓取機構12和載臺移送機構13，該載臺11用於承載託盤；該託盤抓取機構用於抓取位於託盤拆分位的載臺上的堆疊在底層託盤上的所有託盤，使底層託盤成為獨立託盤，及用於將抓取的所有託盤重新放置於復位至託盤拆分位的空置的載臺上，以等待進行再次拆分；該載臺移送機構用於沿第一方向移送載臺，進而移送位於載臺上的獨立託盤，以將獨立託盤上的各行零部件順次移送至推料工位3，及將空置的載臺移送回託盤拆分位，以接收託盤抓取機構12之前抓取的所有託盤，其中所述行的方向(託盤的寬度方向)與第一方向正交，該載臺11可與沿第一方向設置的滑軌滑動配合，以保證載臺11運動的方向性。該推料裝置用於將到達推料工位的一行零部件從所述獨立託盤上推出，該推料裝置只要是可以完成沿第二方向施加推出力的機構即可，例如，該推料裝置可包括推料杆及帶動推料杆沿第二方向運動的例如是氣缸的驅動件。該空託盤推出裝置用於在獨立託盤上的各行零部件均被推出成為待堆垛空託盤後，將待堆垛空託盤從載臺上推出，使載臺空置，該空託盤推出裝置只要是可以完成施加推出力的機構即可，例如，該空託盤推出裝置可包括推塊及帶動推塊做直線運動的例如是氣缸的驅動件，在此，為了節省安裝空間，該零部件的推出方向與待堆垛空託盤的推出方向優選為在第二方向上彼此相反。該空託盤堆垛裝置2包括空託盤移送機構23和空託盤抓取機構22，其中，該空託盤移送機構23用於將待堆垛空託盤移送至空置的空託盤堆垛位，其可以採用電機驅動輸送輥輪的輸送結構；該空託盤抓取機構22用於抓取堆疊在空託盤堆垛位上的所有空託盤，使所述空託盤堆垛位空置，及用於在待堆垛空託盤到達空託盤堆垛位後，將抓起的所有空託盤堆疊在待堆垛空託盤上，完成待堆垛空託盤的堆垛，這樣，工作人員只需定期利用叉車將空託盤批量運走即可。
[0049]本實用新型的自動上料系統對應的自動上料方法為:託盤抓取機構12抓取託盤拆分位上堆疊在底層託盤上的所有託盤，使底層託盤成為獨立託盤，即使底層託盤與堆疊在其上的所有託盤相分離，以可以單獨移送該底層託盤，在此，本實用新型中所提及的「堆疊」指從上至下的堆疊方式，另外，本實用新型中所提及的「託盤」指其上具有例如是發動機氣缸的零部件的託盤；載臺移送機構13沿第一方向移送該獨立託盤，使獨立託盤上的各行零部件順次到達推料工位，例如，對於零部件在獨立託盤上呈3X3矩陣式排列的實施例，該步驟需要步進三次，將三行零部件順次移送至推料工位，其中，行的方向與上述第一方向正交，列的方向與上述第一方向一致；推料裝置將到達推料工位的一行零部件從獨立託盤上推出，在實際應用中，具體為推出至生產線上線的輸送輥道5上，以完成上料，對於零部件呈3X3矩陣式排列的實施例，每次推出三個零部件，一共推三次即可將獨立託盤上的各行零部件全部推出；在獨立託盤上的各行零部件均被推出成為待堆垛空託盤後，空託盤推出裝置將待堆垛空託盤從載臺上推出，使載臺11空置；載臺移送機構13將空置的載臺移送回託盤拆分位；託盤抓取機構12將抓取到的所有託盤重新放置於回位至託盤拆分位的空置的載臺11上，以等待對剩餘的所有託盤進行再次拆分，拆分操作直至載臺11上僅剩一個託盤為止；空託盤抓取機構22抓取位於空託盤堆垛位上的所有空託盤，使空託盤堆垛位空置；空託盤移送機構23將待堆垛空託盤移送至空置的空託盤堆垛位；空託盤抓取機構22在待堆垛空託盤到達空託盤堆垛位後，將抓起的所有空託盤堆疊在待堆垛空託盤上，使待堆垛空託盤成為空託盤堆垛位上位於底層的底層空託盤。循環進行以上自動上料方法即可將上料至託盤拆分位的堆疊在一起的各託盤中的零部件均上料至上產線上，在此，由於本實用新型的自動上料方法特別適用於較重的零部件，以零部件為發動機缸體為例，每個發動機缸體的重量約40kg，如果按照每個託盤放置9個發動機缸體計算，每個託盤的最大重量就高達360kg，在該種情況下，實際應用中通常堆疊兩層託盤，如果需要堆疊更多的託盤，則需要增加整個系統的性能，這會使得成本增加。
[0050]在因零部件較重，所允許的託盤堆疊層數有限的情況下，為了便於工作人員擺放託盤及減少操作人員向自動上料系統擺放託盤的周期，本實用新型的自動上料系統還可包括託盤上料輸送裝置4，該託盤上料輸送裝置4用於在託盤拆分裝置上無託盤時，將從上至下堆疊在一起的託盤整體移送至載臺11上，為了保證託盤移送的方向性，該託盤上料輸送裝置可設置位於輸送軌道兩側的導向軌。為了進一步減少操作人員向自動上料系統擺放託盤的周期，如圖2所示，該託盤上料移送裝置4可包括位於起始端的託盤上料位41及位於託盤上料位41及託盤拆分位之間的至少一個託盤儲料位42，圖1和圖2所示的實施例中設置有兩個託盤儲料位42。該託盤上料移送裝置4可具有與託盤上料位及各託盤儲料位一一對應的相互間獨立驅動的託盤上料移送機構，以可以分時控制各託盤上料移送機構動作，這樣可在下一託盤上料移送機構完成託盤移送操作後，上一託盤上料移送機構再將其上的託盤移送至下一託盤上料移送機構，保證移送的穩定性及精確。在此，由於對該部分的運動控制精度要求相對較低，該託盤上料移送機構可以採用電機驅動鏈輪的結構。上述載臺移送機構13相對託盤上料移送機構要求具有較高的運動精度，因此可採用電機驅動絲槓螺母運動副的機構，即上述載臺11作為螺母與絲槓螺紋配合。
[0051]為了避免獨立託盤在推料裝置進行推料時相對載臺11運動，可在載臺11上安裝定位塊，該定位塊至少用於在推料裝置將到達推料工位的一行零部件從獨立託盤上推出時，向獨立託盤施加與推料裝置的推出力相反的作用力。為了能夠對獨立託盤進行可靠的定位，該定位塊可為用於與獨立託盤的拐角處相貼合的定位角塊，另外，該定位角塊可以固定安裝於載臺11上，也可以採用可相對載臺運動的結構，即通過例如是氣缸的驅動件帶動該定位角塊運動，對於該種結構，可在載臺上設置兩個對角的定位角塊，以將獨立託盤可靠地夾緊固定在載臺11上，並可在獨立託盤成為待堆垛空託盤時鬆開待堆垛空託盤，使空託盤推出裝置可將其從載臺11上順利推出。[0052]如圖3至圖6所示，上述託盤抓取機構12可包括連接臂121、抓手升降機構122和抓手組件123，該抓手升降機構122用於帶動連接臂121沿豎直方向運動，其可以由承載能力較強的液壓油缸實現，在此，為了保證連接臂121的運動方向性，該連接臂121可通過導向柱124與安裝框架沿豎直方向滑動配合；各抓手組件123安裝於連接臂121上，用於抓取及鬆開託盤，以配合抓手升降機構122完成抓取及放置動作。該抓手組件123可包括卡爪1231和安裝於連接臂121上的轉動機構，該轉動機構用於驅動卡爪1231繞豎直方向的轉軸轉動，使卡爪1231可旋入次底層託盤(即直接與底層託盤接觸的託盤)的邊框上的抓取缺口中，這樣，在抓手升降機構122的作用下即可完成上述的抓取堆疊在底層託盤上的所有託盤的操作，即通過卡爪1231與次底層託盤的作用將底層託盤上的所有託盤整體抬起?』另外，該轉動機構還用於在抓手升降機構122帶動抓取到的所有託盤下降至託盤拆分位時，控制卡爪1231從次底層託盤的邊框上的抓取缺口中旋出，以完成所述將抓起的所有託盤重新放置於空置的載臺上的操作，此時，該次底層託盤將成為載臺上的底層託盤。
[0053]在本實施例中，轉動機構帶動卡爪1231順時針、逆時針旋轉90度，即可完成旋入、旋出控制，在該實施例中，卡爪1231在旋出後與次底層託盤的邊框平行，在旋入後與次底層託盤的邊框垂直。
[0054]在此，本實用新型的託盤抓取機構結構，主要是其中抓手組件的結構，並非限制於上述給出的具體實施例，根據上述說明可知，上述抓手組件只要能夠實現可以建立及解除與託盤之間的連接關係即可，例如，該抓手組件123也可以包括卡爪1231和安裝於連接臂121上的平移機構，該平移機構用於驅動卡爪1231插入託盤的抓取缺口中，及驅動卡爪1231從該抓取缺口中退出；另外，該抓手組件還可以包括一對相對設置的卡爪，及驅動一對卡爪相向或者 背向運動的驅動機構，該種抓手組件可以通過夾持託盤的邊框與託盤建立連接關係。
[0055]本領域技術人員應當清楚，抓手組件的數量及安裝位置應以可將託盤平穩抬起及避免與其他運動發生幹涉為條件，在此，本實用新型的託盤抓取機構12可設置在第二方向上相對的一對抓手組件，或者設置在第二方向相對的兩對抓手組件，或者設置在第一方向上相對的一對抓手組件及在第二方向上相對的一對抓手組件。
[0056]上述空託盤抓取機構22可具有與託盤抓取機構相同的結構，即其包括連接臂121、抓手升降機構122和抓手組件123，該抓手升降機構用於帶動連接臂121沿豎直方向運動；該抓手組件包括卡爪1231和安裝於連接臂121上的轉動機構，該轉動機構用於驅動卡爪1231繞豎直方向的轉軸轉動，使卡爪1231旋入空託盤堆垛位上的底層空託盤的邊框上的抓取缺口中，這樣，在抓手升降機構122的作用下即可完成上述抓取堆疊在空託盤堆垛位上的所有空託盤的操作，即通過卡爪1231與底層空託盤的作用將所有空託盤抬起；另外，該轉動機構還用於在抓手升降機構122帶動抓取到的所有空託盤下降至已到達空託盤堆垛位的待堆垛空託盤上時，控制卡爪1231從底層空託盤的邊框上的抓取缺口中旋出，以完成將抓起的所有空託盤堆疊在待堆垛空託盤上的操作。
[0057]如圖5和圖6所示，上述轉動機構可包括安裝套筒1232、轉軸1233、齒輪1234、齒條1235和驅動件1236，該安裝套筒1232固定安裝於連接臂121上，安裝套筒的中心線沿豎直方向延伸；轉軸1233與安裝套筒1232可相對轉動地配合安裝在一起，卡爪1231固定安裝在轉軸1233上；齒輪1234與轉軸1233限制其相對轉動地配合安裝在一起；齒條1235與連接臂121滑動配合安裝，齒條1235與齒輪1234相嚙合；驅動件1236用於驅動齒條1235滑動，以通過齒條1235帶動轉軸1233，進一步帶動卡爪1231轉動。上述轉動機構具有成本低及承載能力強的特點。當然，該轉動機構也可採用其他可實現轉動控制的機構實現，例如擺動氣缸、電機驅動等。
[0058]以上依據圖式所示的實施例詳細說明了本實用新型的構造、特徵及作用效果，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型不以圖面所示限定實施範圍，凡是依照本實用新型的構想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種自動上料系統的託盤抓取機構，其特徵在於，包括: 連接臂； 抓手升降機構，用於帶動所述連接臂沿豎直方向運動；以及， 抓手組件，包括卡爪和轉動機構，所述轉動機構安裝於所述連接臂上，所述轉動機構用於驅動所述卡爪繞豎直方向的轉軸轉動，使所述卡爪旋入託盤的邊框上的抓取缺口中，及使所述卡爪從所述抓取缺口中旋出。
2.根據權利要求1所述的託盤抓取機構，其特徵在於，所述託盤抓取機構設置有兩對所述抓手組件，每對所述抓手組件在所述託盤的寬度方向上相對設置。
3.根據權利要求1所述的託盤抓取機構，其特徵在於，所述轉動機構包括: 安裝套筒，固定安裝於所述連接臂上，所述安裝套筒的中心線沿豎直方向延伸； 轉軸，與所述安裝套筒可相對轉動地配合安裝在一起，所述卡爪固定安裝在所述轉軸上； 齒輪，與所述轉軸限制其相對轉動地配合安裝在一起； 齒條，與所述連接臂滑動配合安裝，所述齒條與所述齒輪相嚙合；以及， 驅動件，用於驅動所述齒條滑動。
4.根據權利要求1所述的託盤抓取機構，其特徵在於，所述連接臂通過導向柱與託盤抓取機構的安裝框架沿豎直方向滑動配合連接。
5.根據權利要求1所述的託盤抓取機構，其特徵在於，所述卡爪沿水平方向設置。
6.一種自動上料系統的託盤拆分裝置，其特徵在於，包括: 載臺，用於承載託盤； 託盤抓取機構，包括: 連接臂； 抓手升降機構，用於帶動所述連接臂沿豎直方向運動；以及， 抓手組件，包括卡爪和轉動機構，所述轉動機構安裝於所述連接臂上，所述轉動機構用於驅動所述卡爪繞豎直方向的轉軸轉動，使所述卡爪旋入位於託盤拆分位的載臺上的次底層託盤的邊框上的抓取缺口中，以在抓手升降機構的帶動下抓取位於託盤拆分位的載臺上的堆疊在底層託盤上的所有託盤，使所述底層託盤成為獨立託盤，及使所述卡爪從所述次底層託盤的邊框上的抓取缺口中旋出，以將抓取到的所有託盤重新放置於回位至所述託盤拆分位的空置的載臺上；以及， 載臺移送機構，用於移送所述載臺，以將所述獨立託盤上的各行零部件順次移送至推料工位，及將空置的載臺移送回託盤拆分位，其中所述零部件的行的方向為獨立託盤的寬度方向。
7.根據權利要求6所述的託盤拆分裝置，其特徵在於，所述載臺上安裝有定位塊，所述定位塊用於在推料裝置將到達所述推料工位的一行零部件從所述獨立託盤上推出時，向所述獨立託盤施加與所述推料裝置的推出力相反的作用力。
8.根據權利要求7所述的託盤拆分裝置，其特徵在於，所述定位塊為用於與所述獨立託盤的拐角處相貼合的定位角塊。
9.根據權利要求8所述的託盤拆分裝置，其特徵在於，所述載臺上還設置有用於驅動所述定位角塊運動的驅動件。
【文檔編號】B65G57/03GK203753998SQ201420091813
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】張明, 張青鋒, 黃浩 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司