一种自动码垛下线装置和方法与流程

本发明涉及码垛设备技术领域，具体的，涉及一种自动码垛下线装置和方法。

背景技术：

现行行业中，连接管下线基本都是采用人工完成，人工先将连接管码好，然后依次堆叠至工装车内，人工劳动强度大，效率低。

针对现有技术中的问题，本发明设计了一种能够实现工件的自动码垛下线，降低操作人员劳动强度，提高生产效率的自动码垛下线装置和方法。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的问题，本发明提出了一种自动码垛下线装置和方法，能够实现工件的自动码垛下线，降低操作人员劳动强度，提高生产效率。

第一方面，本发明提供了一种自动码垛下线装置，包括来料分拣机构、码垛机构、夹抱移载机构和控制系统，所述来料分拣机构用于输送以及拨送工件，所述码垛机构上用于堆放所述来料分拣机构拨送的工件，所述夹抱移载机构，其用于将码垛的工件夹抱起并进行转移，所述控制系统分别与所述来料分拣机构、所述码垛机构和所述夹抱移载机构电性连接，用于控制所述来料分拣机构、所述码垛机构和所述夹抱移载机构的动作。

在一个实施方式中，所述来料分拣机构包括固定支架、输送线和拨料装置，所述输送线设置在所述固定支架上，用于输送工件，所述拨料装置设置在所述固定支架上，并位于所述输送线的正上方，用于将输送至预设位置的工件拨送至所述码垛机构上。

采用上述实施方式的有益效果是：用于将输送线上输送至预设位置的工件拨送至码垛机构上进行码垛。

在一个实施方式中，所述拨料装置包括无杆气缸、双轴气缸和拨料板，所述无杆气缸设置在所述输送线正上方的所述固定支架上，所述无杆气缸的驱动方向与所述输送线的输送平面平行，所述双轴气缸设置在所述无杆气缸的运动部上，所述双轴气缸的驱动方向与所述输送线的输送平面相垂直，所述拨料板设置在所述双轴气缸的运动部上，用于在所述双轴气缸和所述无杆气缸的带动下进行上下及水平移动，完成所述输送线上工件的分拣及拨送动作。

采用上述实施方式的有益效果是：拨料板通过在双轴气缸和无杆气缸的带动下进行上下及水平移动，完成输送线上工件的分拣及拨送动作。

在一个实施方式中，所述码垛机构包括平移装置、至少两个升降装置和至少两个搁置架，至少两个所述升降装置均设置在所述平移装置上，至少两个所述升降装置能够在所述平移装置的带动下进行平移运动，以进行位置的切换，实现轮替作业，至少两个所述搁置架分别对应设置在所述升降装置上，所述搁置架上用于堆放所述来料分拣机构拨送的工件，并能够在所述升降装置的带动下进行升降运动，以使工件依次层叠堆摞。

采用上述实施方式的有益效果是：搁置架在升降装置的带动下升降运动，使工件能够依次层叠堆摞，至少两个升降装置能够在平移装置的带动下进行平移运动，以进行位置的切换，实现工件轮替码垛，提高了生产效率。

在一个实施方式中，所述平移装置包括平移机架、齿轮齿条传动机构和平移底板，所述齿轮齿条传动机构设置在所述平移机架上，所述平移底板上设置有第一减速电机，所述第一减速电机与所述齿轮齿条传动机构上的齿轮传动连接，所述升降装置设置在所述平移底板上，所述平移底板用于在所述第一减速电机的带动下进行平移运动。

采用上述实施方式的有益效果是：通过齿轮齿条传动机构的设置，实现平移底板的平移运动。

在一个实施方式中，所述升降装置包括升降架和第一线性模组组件，所述升降架设置在所述平移底板上，所述第一线性模组组件设置在所述升降架上，所述第一线性模组组件的运动方向与所述平移底板相垂直，所述搁置架与所述第一线性模组组件的运动部连接，所述第一线性模组组件用于带动所述搁置架升降运动。

采用上述实施方式的有益效果是：通过第一线性模组组件运动部的上下运动，带动搁置架升降。

在一个实施方式中，所述夹抱移载机构包括移载机架、移载装置和夹抱装置，所述移载装置设置在所述移载机架上，所述夹抱装置设置在所述移载装置上，所述夹抱装置用于将码垛的工件夹抱起，并能够在所述移载装置的带动下将工件移动至预设位置。

采用上述实施方式的有益效果是：通过夹抱装置和移载装置的配合设置，完成搁置架上已码垛工件的夹抱移载动作。

在一个实施方式中，所述移载装置包括第二线性模组组件、第三线性模组组件和旋转装置，所述第二线性模组组件设置在所述移载机架上，所述第三线性模组组件设置在所述第二线性模组组件的运动部上，所述第二线性模组组件的运动方向与所述第三线性模组组件的运动方向相垂直，所述旋转装置设置在所述第三线性模组组件的运动部上，所述夹抱装置设置在所述旋转装置的旋转部上，所述夹抱装置用于在所述第二线性模组组件和所述第三线性模组组件的带动下进行位移以及在所述旋转装置的带动下进行旋转运动。

采用上述实施方式的有益效果是：夹抱装置能够在第二线性模组组件和第三线性模组组件的带动下实现前后左右移动，以及在旋转装置的带动下进行旋转运动。

在一个实施方式中，所述夹抱装置包括第四线性模组组、固定夹叉和笔型气缸，所述第四线性模组组件设置在所述旋转装置的旋转部上，所述固定夹叉设置在所述第四线性模组组件的运动部上，所述笔型气缸设置在所述第四线性模组组件的运动部上或所述固定夹叉上，所述笔型气缸的运动部上设置有移动夹叉，所述移动夹叉用于在所述笔型气缸的驱动下进行移动，以与所述固定夹叉配合，实现两个夹叉的开合。

采用上述实施方式的有益效果是：移动夹叉能够在笔型气缸的驱动下进行移动，以与固定夹叉配合，实现两个夹叉的开合，完成夹抱动作，第四线性模组组件能够通过运动部的运动调整两夹叉的位置，以使两个夹叉能够夹抱不同位置的工件垛。

第二方面，本发明还公开了一种自动码垛下线方法，采用上述自动码垛下线装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)能够实现工件的自动码垛下线，降低操作人员劳动强度，提高生产效率。

(2)搁置架在升降装置的带动下升降运动，使工件能够依次层叠堆摞，至少两个升降装置能够在平移装置的带动下进行平移运动，以进行位置的切换，实现工件轮替码垛，提高了生产效率。

上述技术特征可以以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了自动码垛下线装置的轴侧图；

图2显示了来料分拣机构的轴侧图；

图3显示了码垛机构的第一轴侧图；

图4显示了码垛机构的第二轴侧图

图5显示了夹抱移载机构的轴侧图；

图6显示了自动码垛下线方法的流程图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

10-自动码垛下线装置；11-来料分拣机构；111-固定支架；1111-固定底架；1113-拨料架；113-输送线；1131-步进电机；1133-窄皮带线；115-拨料装置；1151-无杆气缸；1153-双轴气缸；1155-拨料板；13-码垛机构；131-平移装置；1311-平移机架；1313-齿轮齿条传动机构；1315-平移底板；1317-第一减速电机；1319-滑轨；133-升降装置；1331-升降架；1333-第一线性模组组件；135-搁置架；137-导向架；139-油压缓冲器；15-夹抱移载机构；151-移载机架；153-移载装置；1531-第二线性模组组件；1531a-第一线性模组；1531b-第一直线滑轨；1531c-横梁架；1533-第三线性模组组件；1533a-第二线性模组；1533b-第二直线滑轨；1533c-平移板；1535-旋转装置；1535a-第二驱动电机；1535b-减速齿轮组；155-夹抱装置；1551-第四线性模组组件；1553-固定夹叉；1555-笔型气缸；1557-移动夹叉；17-连接管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

实施例1：

如图1-5所示，一种自动码垛下线装置10，包括来料分拣机构11、码垛机构13、夹抱移载机构15和控制系统，来料分拣机构11用于输送以及拨送工件，码垛机构13上用于堆放来料分拣机构11拨送的工件，夹抱移载机构15用于将码垛的工件夹抱起并进行转移，控制系统分别与来料分拣机构11、码垛机构13和夹抱移载机构15电性连接，用于控制来料分拣机构11、码垛机构13和夹抱移载机构15的动作。

具体的，本实施例中，控制系统包括可编程控制器(plc)，可编程控制器(plc)分别与来料分拣机构11、码垛机构13和夹抱移载机构15电性连接，用于控制来料分拣机构11、码垛机构13和夹抱移载机构15的动作。

本实施例中，工件为盘绕状态的连接管17。

其中，来料分拣机构11包括固定支架111、输送线113和拨料装置115，输送线113设置在固定支架111上，用于输送工件，拨料装置115设置在固定支架111上，并位于输送线113的正上方，用于将输送至预设位置的工件拨送至码垛机构13上。

具体的，本实施例中，固定支架111为双层框架结构，采用国标40*40方通焊接而成，保证了装置的稳定性。

固定支架111包括下层的固定底架1111和上层的拨料架1113，输送线113设置在固定底架1111上，拨料装置115设置在拨料架1113上。

输送线113为双边皮带线，包括一个步进电机1131和两条相互平行且间隔设置的窄皮带线1133，步进电机1131与两条窄皮带线1133传动连接，能够驱动两条窄皮带线同步运动。

两条窄皮带线1133之间间隔设置(即两条窄皮带线1133之间空白)，便于拨料装置115拨送窄皮带线1133上的连接管17。

其中，拨料装置115包括无杆气缸1151、双轴气缸1153和拨料板1155，无杆气缸1151设置在输送线113正上方的固定支架111上，无杆气缸1151的驱动方向与输送线113的输送平面平行，双轴气缸1153设置在无杆气缸1151的运动部上，双轴气缸1153的驱动方向与输送线113的输送平面相垂直，拨料板1155设置在双轴气缸1153的运动部上，用于在双轴气缸1153和无杆气缸1151的带动下进行上下及水平移动，完成输送线113上工件的分拣及拨送动作。

具体的，本实施例中，拨料架1113位于双边皮带线的上方，拨料架1113正中间水平设置有一无杆气缸1151，无杆气缸1151的运动部上安装有双轴气缸1153，无杆气缸1151的驱动方向与输送线113的输送平面平行，双轴气缸1153的驱动方向与输送线113的输送平面相垂直，拨料板1155设置在双轴气缸1153的运动部上，拨料板1155可以在双轴气缸1153和无杆气缸1151的带动下实现上下及前后移动，以完成双边皮带线上连接管17的分拣拨送动作。

电机、无杆气缸1151和双轴气缸1153均与可编程控制器(plc)电性连接，可编程控制器(plc)用于控制电机、无杆气缸1151和双轴气缸1153的动作。

其中，码垛机构13包括平移装置131、至少两个升降装置133和至少两个搁置架135，至少两个升降装置133均设置在平移装置131上，至少两个升降装置133能够在平移装置131的带动下进行平移运动，以进行位置的切换，实现轮替作业，至少两个搁置架135分别对应设置在升降装置133上，搁置架135上用于堆放来料分拣机构11拨送的工件，并能够在升降装置133的带动下进行升降运动，以使工件依次层叠堆摞。

平移装置131包括平移机架1311、齿轮齿条传动机构1313和平移底板1315，齿轮齿条传动机构1313设置在平移机架1311上，平移底板1315上设置有第一减速电机1317，第一减速电机1317与齿轮齿条传动机构1313上的齿轮传动连接，升降装置133设置在平移底板1315上，平移底板1315用于在第一减速电机1317的带动下进行平移运动。

升降装置133包括升降架1331和第一线性模组组件1333，升降架1331设置在平移底板1315上，第一线性模组组件1333设置在升降架1331上，第一线性模组组件1333的运动方向与平移底板1315相垂直，搁置架135与第一线性模组组件1333的运动部连接，第一线性模组组件1333用于带动搁置架135升降运动。

具体的，本实施例中，平移机架1311为长方体框架结构，采用国标40*40方通焊接而成，平移机架1311上部的两侧分别设置有一滑轨1319，齿轮齿条传动机构1313上的齿条固定在平移机架1311上，平移底板1315水平设置在平移机架1311的上方，平移底板1315的两侧分别滑动设置在滑轨1319上，并能够沿滑轨1319的导向方向运动，第一减速电机1317固定在平移底板1315上，第一减速电机1317与齿轮齿条传动机构1313上的齿轮传动连接，当第一减速电机1317转动时，齿轮齿条传动机构1313上的齿轮沿着其上的齿条运动，进而带动平移底板1315沿着滑轨的方向运动。

本实施例中，升降装置133的数量为两个，两个升降装置133均设置在平移底板1315上，平移底板1315通过往复运动带动两个升降装置133，实现升降装置133位置的切换，进而实现轮替码垛。

升降架1331设置在平移底板1315上，第一线性模组组件1333设置在升降架1331上，第一线性模组组件1333的运动方向与平移底板1315相垂直，搁置架135与第一线性模组组件1333的运动部连接，其中，搁置架135水平设置。

拨料板1155能够拨动双边皮带线上的连接管17，直至连接管17完全落在搁置架135上，在每次连接管17完全落在搁置架135上后，搁置架135在升降装置133的带动下下降预设高度(即一层连接管17的高度)，以使连接管17依次层叠堆摞，实现连接管17的码垛。

可编程控制器(plc)分别与第一减速电机1317和第一线性模组组件1333电性连接，用于控制第一减速电机1317和第一线性模组组件1333的动作。

来料分拣机构11和码垛机构13上均设置有传感器，传感器与可编程控制器(plc)电性连接，用于将连接管17的实时信息传递至可编程控制器(plc)。

其中，平移底板1315上还设置有导向架137，搁置架135在升降装置133的带动下能够沿着导向架137移动，导向架137能够对搁置架135上的连接管17限位，避免码垛好的连接管17倾斜、倒塌。

其中，在平移机架1311上还设置有油压缓冲器139，用于平移底板1315平移极限位置的缓冲，保证运动的平稳。

其中，夹抱移载机构15包括移载机架151、移载装置153和夹抱装置155，移载装置153设置在移载机架151上，夹抱装置155设置在移载装置153上，夹抱装置155用于将码垛的工件夹抱起，并能够在移载装置153的带动下将工件移动至预设位置。

移载装置153包括第二线性模组组件1531、第三线性模组组件1533和旋转装置1535，第二线性模组组件1531设置在移载机架151上，第三线性模组组件1533设置在第二线性模组组件1531的运动部上，第二线性模组组件1531的运动方向与第三线性模组组件1533的运动方向相垂直，旋转装置1535设置在第三线性模组组件1533的运动部上，夹抱装置155设置在旋转装置1535的旋转部上，夹抱装置155用于在第二线性模组组件1531和第三线性模组组件1533的带动下进行位移以及在旋转装置1535的带动下进行旋转运动。

夹抱装置155包括第四线性模组组件1551、固定夹叉1553和笔型气缸1555，第四线性模组组件1551设置在旋转装置1535的旋转部上，固定夹叉1553设置在第四线性模组组件1551的运动部上，笔型气缸1555设置在第四线性模组组件1551的运动部上或固定夹叉1553上，笔型气缸1555的运动部上设置有移动夹叉1557，移动夹叉1557用于在笔型气缸1555的驱动下进行移动，以与固定夹叉1553配合，实现两个夹叉的开合。

具体的，本实施例中，移载机架151为长方体框架结构，移载机架151采用国标100*100方通焊接而成。

第二线性模组组件1531包括第一线性模组1531a和第一直线滑轨1531b，第一线性模组1531a和第一直线滑轨1531b分别设置在移载机架151顶部的两侧边上，第一线性模组1531a和第一直线滑轨1531b相互平行，横梁架1531c的一端固定在第一线性模组1531a的运动部上，另一端滑动设置在第一直线滑轨1531b上，横梁架1531c分别与第一线性模组1531a和第一直线滑轨1531b相垂直，第一线性模组1531a的运动部在运动过程中，能够带动横梁架1531c沿第一直线滑轨1531b的导向方向运动，第三线性模组组件1533设置在横梁架1531c上。

第三线性模组组件1533包括第二线性模组1533a和第二直线滑轨1533b，横梁架1531c为长方形框架结构，第二线性模组1533a和第二直线滑轨1533b分别设置在横梁架1531c顶部的两侧边上，第二线性模组1533a和第二直线滑轨1533b相互平行，第二直线滑轨1533b的导向方向与第一直线滑轨1531b导向方向相互垂直，平移板1533c水平设置，平移板1533c的一端固定在第二线性模组1533a的运动部上，另一端滑动设置在第二直线滑轨1533b上，第二线性模组1533a的运动部在运动过程中，能够带动平移板1533c沿第二直线滑轨1533b的导向方向运动，旋转装置1535固定在平移板1533c上。

旋转装置1535包括第二驱动电机1535a和减速齿轮组1535b，第二驱动电机1535a和减速齿轮组1535b传动连接，夹抱装置155固定在减速齿轮组1535b上，第二驱动电机1535a在转动过程中能够带动夹抱装置155旋转。

夹抱装置155包括第四线性模组组件1551、固定夹叉1553和笔型气缸1555，第四线性模组组件1551固定在平移板1533c上，第四线性模组组件1551的导向方向与平移板1533c相垂直。

固定夹叉1553的纵截面为l形结构，固定夹叉1553的一侧固定在第四线性模组组件1551的运动部上，笔型气缸1555设置在第四线性模组组件1551的运动部上或固定夹叉1553上，笔型气缸1555的驱动方向与固定夹叉1553另一侧相垂直，笔型气缸1555的运动部上设置有移动夹叉1557，移动夹叉1557与固定夹叉1553另一侧相平行，移动夹叉1557能够在笔型气缸1555的驱动下上下移动，以与固定夹叉1553配合，实现两个夹叉的开合，从而实现对连接管17垛的夹抱。

其中，固定夹叉1553和移动夹叉1557组成的夹叉组合可以在第四线性模组组件1551运动部的带动下实现整体上下移动。

可编程控制器(plc)分别与第一线性模组1531a、第二线性模组1533a、第二驱动电机1535a、第四线性模组组件1551和笔型气缸1555电性连接，用于控制第一线性模组1531a、第二线性模组1533a、第二驱动电机1535a、第四线性模组组件1551和笔型气缸1555的动作。

其中，搁置架135由支撑架和多个支撑块构成，多个支撑块依次设置在支撑架上，多个支撑块之间相互平行且间隔设置，拨料板1155拨送的连接管17直接落在多个支撑块上。

当连接管17码垛完成后，可编程控制器(plc)控制固定夹叉1553伸入连接管17底部的间隔空间中，然后控制移动夹叉1557运动，夹紧连接管17垛，最后，可编程控制器(plc)再根据工装车的位置，分别控制第一线性模组1531a、第二线性模组1533a、第二驱动电机1535a、第四线性模组组件1551和笔型气缸1555动作，将连接管17垛放置在工装车上。

实施例2：

请结合参阅图6，本发明还公开了一种自动码垛下线方法，采用上述实施例1中的自动码垛下线装置10，该方法包括步骤s110至步骤s180。

步骤s110，连接管17到达双边皮带线头部位置。

步骤s120，双边皮带线动作，将连接管17向前运输至双边皮带线尾部位置。

步骤s130，拨料装置115动作，将连接管17拨至码垛机构13的一个升降装置133上。

步骤s140，此升降装置133运动，下降一个连接管17距离。

步骤s150，判断此升降装置133上的连接管17是否装满。

其中，当步骤s150执行结果为是，执行步骤s160。

当步骤s150执行结果为否，继续重新执行步骤s110。

步骤s160，平移装置131动作，将第二个升降装置133平移至第一个升降装置133接料的位置继续接连接管17。

步骤s170，夹抱移载机构15动作，夹抱第一个升降装置133上码垛好的连接管垛。

步骤s180，夹抱移载机构15动作，将夹抱的连接管垛放置在工装车内。

具体的，本实施例中，当来料分拣机构11上的传感器检测到连接管17到达双边皮带线头部位置时，将检测信号传递至可编程控制器(plc)，可编程控制器(plc)控制双边皮带线动作，将连接管17输送至双边皮带线尾部位置，当来料分拣机构11上的传感器检测到连接管17到达双边皮带线尾部位置时，可编程控制器(plc)控制双边皮带线停止动作，同时，可编程控制器(plc)控制拨料装置115动作，将连接管17拨送至一个升降装置133上。当码垛机构13上的传感器检测到连接管17落至一个升降装置133上后，将检测信号传递至可编程控制器(plc)，可编程控制器(plc)控制此升降装置133根据拨料装置115的动作一次下降一个连接管17距离，当码垛机构13上的传感器检测到升降装置133上的连接管17装满后，将检测信号传递至可编程控制器(plc)，可编程控制器(plc)控制平移装置131动作，将第二个升降装置133平移至接料位置继续接连接管17，并控制夹抱移载机构15动作夹抱第一个升降装置133上码垛好的连接管垛，最后，可编程控制器(plc)控制夹抱移载机构15动作，将夹抱的连接管垛放置在工装车内，并控制夹抱移载机构15复位。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。