型鋼自動碼垛裝置製造方法
2023-06-06 14:34:41 1
型鋼自動碼垛裝置製造方法
【專利摘要】一種型鋼自動碼垛裝置，包括抓取機構、翻轉機構和輸送機構，抓取機構包括構成框架的立柱和橫梁，立柱內側設有導軌和絲槓，導軌和絲槓上套裝有滑塊，絲槓上端與齒輪箱連接；滑塊與擺杆的上端鉸接，擺杆下端與手爪鉸接，手爪下表面固接有抓取電磁鐵；多個抓取機構並列設置，各手爪之間通過連杆連接定位；翻轉機構設置在抓取機構的下方，擺塊與支座鉸接在一起；多個翻轉機構並列設置，各支座上的轉軸通過同步軸連接傳動，位於尾端的翻轉機構上裝有翻轉電機，軸與同步軸尾端連接。本發明結構簡單，剛度大，速度快，耗功小，效率高；適用範圍廣；在程序控制下可實現不同數量、不同型號角鋼的碼垛，經簡單改裝後還可用於槽鋼、工字鋼等其他型鋼碼垛。
【專利說明】型鋼自動碼垛裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金機械【技術領域】，具體地說是一種可實現型鋼自動碼垛的機器人裝置。
【背景技術】
[0002]隨著鋼鐵工業連續化和大型化的不斷發展，為提高作業率，減少故障率，節能降耗，改善產品質量，生產國民經濟發展急需的新品種，許多環節都已非人力所能及，自動化裝備已經成為鋼鐵工業不可或缺的關鍵設備，成為提高生產力的重要要素之一。型鋼是一種常見的建築結構和工程結構材料，主要用於金屬構件及廠房的框架，廣泛應用於各種房梁、橋梁、輸電塔、起重運輸機械、船舶以及倉庫貨架等場合。
[0003]一般型鋼在出廠之前需要多根綑紮在一起，以方便運輸。在綑紮之前，需要將成品鋼材按順序正反咬合碼放整齊。傳統的鋼鐵企業對型鋼採用人工操作碼垛，工人勞動強度大，作業環境惡劣，生產率低。
[0004]目前也出現很多用於碼垛型鋼的設備，這些設備中，有的結構相當複雜，氣動、電動操控設備同時運作，操作過程複雜，由於操作現場環境惡劣，容易發生設備故障，檢修費時費力，工作效率低；有的是對碼放現場進行規整，由於型鋼到達一定數量時需要進行綑紮，只在碼放現場進行規整隻能對碼放現場的型鋼進行有序碼垛，而對於進行綑紮時仍需要分數進行，效果較差。
【發明內容】
[0005]本發明是針對【背景技術】中提及的不足，提供一種能夠在型鋼輸送過程中，對型鋼進行有數規整、適量碼垛，對進一步的綑紮碼垛提供便利的型鋼自動碼垛裝置。
[0006]為實現上述發明目的，採用以下技術方案:一種型鋼自動碼垛裝置，包括抓取機構、翻轉機構和輸送機構，其中:
a、所述的抓取機構包括構成框架的立柱和橫梁，立柱的內側分別設置有導軌和絲槓，導軌和絲槓上套裝有滑塊，所述絲槓的上端與安裝在橫梁上端齒輪箱的輸出軸連接；滑塊與擺杆的上端鉸接，擺杆的下端分別與設置在橫梁下方的手爪鉸接，手爪的下表面固接有抓取電磁鐵；
多個所述抓取機構並列設置，各手爪之間通過連杆連接定位；分別設置在橫梁上同側的齒輪箱通過傳動軸連接傳動；其中一齒輪箱與驅動電機連接；
b、所述的翻轉機構設置在抓取機構的下方，它包括支座、擺塊和翻轉電磁鐵，所述擺塊與支座鉸接在一起；
多個所述的翻轉機構並列設置，各支座上的轉軸通過同步軸連接傳動，位於尾端的翻轉機構上裝有翻轉電機，該翻轉電機的軸與同步軸的尾端連接；
C、所述的輸送機構包括多個並列設置的輥道，尾端的輥道與型鋼的輸送帶銜接在一起。[0007]抓取機構中的手爪上均勻設置有三個連接端，所述連接端分別與擺杆的下端鉸接；其中一擺杆與一立柱上的滑塊鉸接，另兩根擺杆等長，且分別與另一立柱上的滑塊鉸接；所述的兩等長擺杆、滑塊與擺杆的連接端、手爪與擺杆的連接端之間構成平行四邊形。
[0008]抓取機構中的絲槓和導軌並列設置在立柱的內側；導軌與立柱固接，絲槓與立柱間用轉動副連接，絲槓上端與齒輪箱的輸出軸連接；滑塊套裝在絲槓和導軌的外部，滑塊內壁的一側為光面，另一側設置有一螺母，其光面與導軌之間為滑動配合，其螺母與絲槓之間為螺旋配合。
[0009]抓取電磁鐵和翻轉電磁鐵的表面為鋸齒狀結構，其齒間距與被碼垛型鋼的開口側邊緣間距相等。
[0010]翻轉機構中的翻轉電磁鐵與抓取機構中的抓取電磁鐵前後交錯布置。
[0011]與現有技術相比，本發明角鋼自動碼垛裝置具有以下優點:
1、結構簡單，運動質量小，剛度大，速度快，耗功小，效率高；
2、採用伺服電機、絲槓及連杆傳動控制，定位準確，能夠對有數的型鋼進行規整，再對適量的型鋼進行碼垛，將碼垛好的有數型鋼輸送到位，便於打捆，適用範圍廣；
3、在程序控制下可實現不同數量、不同型號角鋼的碼垛，經簡單改裝後還可用於槽鋼、工字鋼等其他型鋼碼垛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的單個抓取機構結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的多個抓取機構連接結構示意圖。
[0014]圖3為本發明的單個翻轉機構結構示意圖。
[0015]圖4為本發明的多個翻轉機構連接結構示意圖。
[0016]圖5為本發明的整體結構示意圖。
[0017]圖中:滑塊1，導軌2，絲槓3，齒輪箱4，立柱5，擺杆6，抓取電磁鐵7，手爪8，橫梁9，連杆10，抓取電機11，傳動軸12，翻轉電磁鐵13，轉軸14，支座15，擺塊16，翻轉電機17，同步軸18，角鋼19，輥道20。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0019]本發明所公開的這種型鋼碼垛裝置，是一種在型鋼輸送過程中，對型鋼進行型鋼有數規整、適量碼垛、夠量輸送、到位進行綑紮的碼垛裝置。該裝置適用於各種型鋼，如槽鋼、工字鋼、角鋼等，本實施例以角鋼進行說明。
[0020]該型鋼自動碼垛裝置包括抓取機構、翻轉機構和輸送機構。
[0021]如圖1所示，抓取機構包括構成框架的兩個立柱5和一個橫梁9。每個立柱的內側均裝有並列設置的導軌2和絲槓3，導軌和絲槓上套裝有滑塊I。導軌與立柱固接，絲槓與立柱間用轉動副連接，一般通過軸承鉸接，絲槓上端與設置在橫梁上表面的齒輪箱4的輸出軸連接。滑塊套裝在絲槓和導軌的外部，滑塊內壁的一側為光面，另一側設置有一螺母，其光面與導軌之間為滑動配合，其螺母與絲槓之間為螺旋配合，即絲槓旋轉時可以帶動滑塊沿導軌上下移動。兩個立柱上的導軌需平行設置。滑塊通過固接在滑塊上的連接端與擺杆6的上端鉸接，擺杆的下端分別與設置在橫梁下方的手爪8鉸接，手爪8的下表面固接有抓取電磁鐵7。本實施例中，手爪上均勻設置有三個連接端，每個連接端分別與一個擺杆的下端鉸接；其中位於右側的擺杆與右側立柱上的滑塊鉸接；左側和中間的兩根擺杆等長，且分別與左側立柱上的滑塊鉸接，兩等長擺杆、左側立柱上的滑塊和左側、中間的兩個連接端之間構成平行四邊形。當旋轉絲槓改變兩個滑塊的上下位置時，通過擺杆帶動手爪在一個平面內做上下、左右的移動，而不改變手爪方向。
[0022]如附圖2，多個抓取機構結構相同，且沿型鋼長度方向並列設置，各手爪之間通過連杆10連接，連杆10不僅能實現各手爪之間的定位，還能提高手爪在垂直於其運動平面方向的剛度。各抓取機構中，分別設置在橫梁上的齒輪箱通過傳動軸12連接傳動，其中一個抓取機構中的一組齒輪箱分別與驅動電機即抓取電機11連接。抓取電機轉動時，驅動其所在抓取機構的絲槓轉動，通過齒輪箱和傳動軸驅動其他抓取機構同一側的絲槓同步轉動，進而實現了所有抓取機構中的手爪同步運動。手爪下表面上的抓取電磁鐵7吸抓角鋼19的相應位置，防止角鋼變形。多個抓取機構構成的自動碼垛裝置可以適應不同長度的型鋼碼垛作業。
[0023]如附圖3，翻轉機構設置在抓取機構的下方、手爪的一側，它包括支座15、擺塊16和翻轉電磁鐵13，擺塊16的一端通過轉軸14與支座鉸接在一起。如圖4，多個翻轉機構沿型鋼的長度方向並列設置，各支座上的轉軸通過同步軸18連接傳動，位於尾端的翻轉機構上裝有翻轉電機17，該翻轉電機與同步軸的尾端連接傳動。所有的擺塊在同步軸和轉軸的帶動下同步運動，實現180°翻轉，用於反向放置角鋼被抓取前的翻轉。
[0024]翻轉機構中的翻轉電磁鐵7與抓取機構中的抓取電磁鐵13前後交錯布置，相互運動不觸碰。抓取電磁鐵和翻轉電磁鐵的表面為鋸齒狀結構，其齒間距與被碼垛型鋼的開口偵_緣間距相等，以保證角鋼被吸抓時與電磁鐵間相對姿態穩定。
[0025]如圖5所示，輸送機構包括多個並列設置的輥道20，尾端的輥道20與角鋼的輸送
帶銜接在一起。
[0026]本發明的工作過程是:角鋼輸送過程中，在輸送線上一律開口向下扣放，由整個碼垛裝置左側(依據圖5上的方位而定)的U型架下方被送入，至翻轉機構擺塊上的鋸齒上方，即待抓取位置，達到一排數量後，根據碼垛順序該排角鋼需扣放還是反放決定翻轉機構是否動作:
角鋼需扣放時，翻轉機構不動作，抓取機構的兩個抓取電機在程序控制下轉動，通過齒輪箱、絲槓、滑塊、連杆的一系列動作帶動所有的手爪同步運送到角鋼的待抓取位置，且抓取電磁鐵的鋸齒位置與角鋼位置相吻合，抓取電磁鐵通電後將一整排的角鋼吸抓，經提升-平移-下放的運動過程，將這排角鋼運送到位於另一側的輥道上進行碼放，此時輥道為靜止狀態；抓取電磁鐵斷電將角鋼鬆開後，手爪回到原來位置；
角鋼需要反放時，首先，翻轉電磁鐵通電，將角鋼吸住，翻轉電機轉動帶動所有的擺塊翻轉180°，然後，抓取機構的手爪運動到一翻轉的角鋼位置，抓取電磁鐵通電吸住角鋼後，翻轉電磁鐵斷電釋放角鋼，擺塊翻轉回原始位置，手爪運動，將角鋼運送到輥道上的碼放位置並釋放；
當輥道上的角鋼數量或層數碼放到規定數量時，啟動輥道運行，角鋼被送至綑紮位置進行綑紮。
【權利要求】
1.一種型鋼自動碼垛裝置，其特徵在於，包括抓取機構、翻轉機構和輸送機構，其中: a、所述的抓取機構包括構成框架的立柱和橫梁，立柱的內側分別設置有導軌和絲槓，導軌和絲槓上套裝有滑塊，所述絲槓的上端與安裝在橫梁上端齒輪箱的輸出軸連接；滑塊與擺杆的上端鉸接，擺杆的下端分別與設置在橫梁下方的手爪鉸接，手爪的下表面固接有抓取電磁鐵； 多個所述抓取機構並列設置，各手爪之間通過連杆連接定位；分別設置在橫梁上同側的齒輪箱通過傳動軸連接傳動；其中一齒輪箱與驅動電機連接； b、所述的翻轉機構設置在抓取機構的下方，它包括支座、擺塊和翻轉電磁鐵，所述擺塊與支座鉸接在一起； 多個所述的翻轉機構並列設置，各支座上的轉軸通過同步軸連接傳動，位於尾端的翻轉機構上裝有翻轉電機，該翻轉電機的軸與同步軸的尾端連接； C、所述的輸送機構包括多個並列設置的輥道，尾端的輥道與型鋼的輸送帶銜接在一起。
2.根據權利要求1所述的型鋼自動碼垛裝置，其特徵在於，抓取機構中的手爪上均勻設置有三個連接端，所述連接端分別與擺杆的下端鉸接；其中一擺杆與一立柱上的滑塊鉸接，另兩根擺杆等長，且分別與另一立柱上的滑塊鉸接；所述的兩等長擺杆、滑塊與擺杆的連接端、手爪與擺杆的連接端之間構成平行四邊形。
3.根據權利要求1所述的型鋼自動碼垛裝置，其特徵在於，抓取機構中的絲槓和導軌並列設置在立柱的內側；導軌與立柱固接，絲槓與立柱間用轉動副連接，絲槓上端與齒輪箱的輸出軸連接；滑塊套裝在絲槓和導軌的外部，滑塊內壁的一側為光面，另一側設置有一螺母，其光面與導軌之間為滑動配合，其螺母與絲槓之間為螺旋配合。
4.根據權利要求1所述的型鋼自動碼垛裝置，其特徵在於，所述的抓取電磁鐵和翻轉電磁鐵的表面為鋸齒狀結構，其齒間距與被碼垛型鋼的開口側邊緣間距相等。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的型鋼自動碼垛裝置，其特徵在於，所述翻轉機構中的翻轉電磁鐵與抓取機構中的抓取電磁鐵前後交錯布置。
【文檔編號】B65G61/00GK103449191SQ201310457782
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】李佔賢, 李晨輝, 王志軍, 王龍宇, 李振坤 申請人:河北聯合大學