一种码垛装置及码垛方法与流程

1.本发明涉及一种板材生产装置及方法，尤其是一种码垛装置及码垛方法。


背景技术：

2.在复合板生产中，经常需要使用码垛装置来搬运板材。现有的码垛装置在堆垛时，通常利用安装在夹持机构下端的测距传感器来检测夹持机构与托板或堆叠在托板最上方的板材之间的间距，进而控制夹持机构的下降行程，测距传感器被误伸入夹持机构与托板之间的物体误触发时，夹持机构容易在空中松脱板材而出现生产事故，且当测距传感器故障失灵时，夹持机构会在碰触托板或位于所述托板上的板材时仍会继续往下移动，容易压损板材而出现生产事故，生产事故率相对较高。
3.此外，现有的码垛装置通常没有防坠结构，一旦升降机构出现异常无法形成支撑，板材以及用于夹持板材的夹持机构会直接下坠，引发生产事故。
4.有鉴于此，本技术人对码垛装置及码垛方法进行了深入的研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种生产事故率相对较低的码垛装置及码垛方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种码垛装置，包括升降架，所述升降架上设置有夹持机构，所述升降架包括水平布置的纵梁以及分别固定连接在所述纵梁上侧且沿所述纵梁的长度方向依次布置的横杆，各所述横杆都与所述纵梁垂直布置且都水平布置，各所述横杆的两端都以所述纵梁为中心对称布置，所述夹持机构包括分别固定连接在各所述横杆上且与对应的所述横杆平行布置的导杆、两个同时滑动连接在各所述导杆上且分别与所述纵梁平行布置的移动杆以及用于驱动所述移动杆滑动的移动气缸，各所述移动杆上都固定连接有多个沿该移动杆的长度方向依次布置的支撑板，所述支撑板上固定连接有探杆竖直朝向布置的磁性开关，所述磁性开关的探杆下端固定连接有夹持件，其中一个以上的所述夹持件远离所述纵梁的一侧固定连接有活塞杆竖直朝向布置的寻位气缸，所述寻位气缸的活塞杆下端设置有光电传感器。
8.作为本发明的一种改进，所述夹持件为水平布置的槽钢条，所述槽钢条的槽口朝向所述纵梁。
9.作为本发明的一种改进，所述每个所述支撑板上连接有两个以上的所述磁性开关，连接在同一所述支撑板上的各所述磁性开关的探杆连接在同一所述夹持件上。
10.作为本发明的一种改进，所述支撑板上还固定连接有滑块，所述滑块上竖直滑动连接有滑杆，所述滑杆的下端固定连接在对应的所述夹持件上。
11.作为本发明的一种改进，还包括两个相互平行且水平布置的横梁、两个分别一对一水平滑动连接在各所述横梁上的滑座、两端分别一对一竖直滑动连接在两个所述滑座上的所述升降架、用于驱动各所述滑座相对于所述横梁滑动的横移电机以及用于驱动所述升降架相对于各所述滑座滑动的升降电机，所述升降架上设置有两个分别滑动连接在对应的
所述滑座上的升降柱，各所述升降柱的侧壁上都固定连接有竖直布置的齿条，两个所述滑座之间转动连接有升降主动杆和升降从动杆，所述升降从动杆位于所述升降主动杆的正上方，所述升降主动杆和所述升降从动杆的两端都固定连接有与对应位置的所述齿条啮合的齿轮，所述升降主动杆的杆身上固定连接有主动链轮，所述升降从动杆的杆身上固定连接有从动链轮，所述主动链轮和所述从动链轮之间绕设有防坠链条，所述升降电机和所述升降主动杆传动连接。
12.一种码垛方法，包括以下依次进行的步骤：
13.s1、输送，在输送机旁设置托板以及如权利要求1-5中任一权利要求所述的码垛装置，将板材放置在所述输送机上，利用所述输送机将板材输送至与所述码垛装置的升降架对应的位置处；
14.s2、对中，调整所述板材在所述输送机上的位置；
15.s3、取板，利用所述升降架上的夹持机构将完成对中步骤的板材从所述输送机上夹取并运送到所述托板的正上方；
16.s4、堆垛，控制所述升降架向下运动逐渐靠近所述托板，同时所述夹持机构的寻位气缸的活塞杆向下伸出；
17.当位于所述寻位气缸的活塞杆上的光电传感器检测到所述托板或位于所述托板上的板材时，所述寻位气缸的活塞杆回收，同时所述升降架继续下降预定距离，之后所述夹持机构的两个移动杆相背运动，使得所述夹持机构的各夹持件脱离板材；或者
18.当所述夹持机构的磁性开关被触发时，所述升降架立即停止向下运动，同时所述夹持机构的两个移动杆相背运动，使得所述夹持机构的各夹持件脱离板材。
19.作为本发明的一种改进，在步骤s2中，利用所述输送机将板材输送至与所述码垛装置的升降架对应的位置处之后，继续将板材往前输送预定距离，然后利用所述夹持机构的各所述夹持件夹住板材，使得板材在所述输送机上的位置被调整，接着将各所述夹持件脱离板材，利用所述输送机将板材往后输送至与所述码垛装置的升降架对应的位置处。
20.采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
21.1、本发明的码垛装置或码垛方法，通过设置寻位气缸，可从侧面检测托板或放置在托板上的板材的位置，不易被外物误触发，且通过将寻位气缸设置在磁性开关的探杆上，当光电传感器故障失灵时，夹持机构上的板材碰触托板或放置在托板上的板材后，磁性开关会被触发以控制升降架停止下降，不会压损板材，生产事故率相对较低。
22.2、通过设置升降主动杆和升降从动杆，正常使用时主要利用升降主动杆驱动升降架动作，升降从动杆和防坠链条在升降架的推动下转动，当升降架出现异常下坠时，可利用升降从动杆上的齿轮拉住升降架，避免其下坠，不易引发安全事故，且在异常被修复之前，可以利用升降从动杆带动升降架执行升降动作，避免停机等待，不易影响生产进度。
附图说明
23.图1为本发明防坠码垛装置的结构示意图；
24.图2为图1中a处位置的局部放大图；
25.图3为图1中b处位置的局部放大图。
26.图中标示对应如下：
27.10-横梁；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11-滑座；
28.12-第一纵梁；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13-第二纵梁；
29.14-第一立柱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15-第二立柱；
30.16-升降主动杆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
17-升降从动杆；
31.18-齿轮；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
19-支撑架；
32.20-升降架；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21-升降电机；
33.22-升降柱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23-齿条；
34.24-纵梁；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25-横杆；
35.26-加固杆；
36.30-防坠链条；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31-主动链轮；
37.32-从动链轮；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40-夹持机构；
38.41-导杆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
42-移动杆；
39.43-移动气缸；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
44-支撑板；
40.45-磁性开关；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
46-夹持件；
41.47-滑块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
48-滑杆；
42.50-横移电机。
具体实施方式
43.下面结合具体实施例对发明做进一步的说明：
44.如图1-图3所示，本实施例提供的码垛装置，包括两个相互平行且水平布置的横梁10、两个分别一对一水平滑动连接在各横梁10上的滑座11、两端分别一对一竖直滑动连接在两个滑座11上的升降架20、用于驱动各滑座11相对于横梁10滑动的横移电机50以及用于驱动升降架20相对于各滑座11滑动的升降电机21，当然，升降架20上设置有夹持机构40，以便夹持板材等物料。
45.横梁10可以直接固定连接在车间的墙壁上，也可以通过设置支架进行支撑，在本实施例中，码垛装置还包括分别水平布置且分别与横梁10垂直布置的第一纵梁12和第二纵梁13，各横梁10的一端都固定连接在第一纵梁12的梁身上，另一端都固定连接在第二纵梁13的梁身上(即非固定连接在纵梁的端部)，第一纵梁12的两端都固定连接有第一立柱14，第二纵梁13的两端都固定连接有第二立柱15，这样可以通过立柱对纵梁形成支撑，在利用纵梁对横梁形成支撑，横梁的受力可以分散到四个立柱上，受力较为均匀。
46.优选的，各横梁10与远离另一个横梁10的第一立柱14之间的间距相同，各横梁10与远离另一个横梁10的第二立柱15之间的间距相同，这样有助于进一步提高受力的稳定性。此外，第一纵梁12的长度大于第二纵梁13的长度，且第一纵梁12和第二纵梁13的中垂线相互重合，这样四个立柱可以呈等腰梯形布置(即四个立柱的连续呈等腰梯形)，利用等腰梯形更加稳定性的特性进一步提高支撑稳定性。
47.本实施例提供的防坠码垛装置在正常使用时，利用升降电机21驱动升降主动杆16上的齿轮18正转或反转，进而带动升降架20上升或下降，在这个过程中，升降从动杆17上的齿轮18在对应的齿条23的带动下转动，几乎不存在负载，仅仅是跟随动作。当出现异常导致升降主动杆16上的齿轮18不能与齿条23啮合时，升降架20会出现下坠的趋势，此时由于防
坠链条30的存在，可以利用升降从动杆17拉住升降主动杆16，避免升降架20下坠。在异常出现之后，仍然可以利用防坠链轮30带动升降从动杆17上的齿轮18正转或反转，进而带动升降架20上升或下降，以便将生产线上的在途物料全部处理完，当然，由于此时防坠链轮30处于绷紧状态，不宜长时间执行升降动作。
48.升降架20包括水平布置的纵梁24以及分别固定连接在纵梁24上侧且沿纵梁24的长度方向依次布置的横杆25，各横杆25都与纵梁24垂直布置且都水平布置，各横杆25的两端都以纵梁24为中心对称布置，这样横杆25可以形成跷跷板结构，即使横杆25与纵梁24之间的固定连接处松动也能够稳定的夹持板材，避免安全事故出现。当然，维护时发现上述松动时应该及时进行加固处理。优选的，每相邻两个横杆25之间固定连接有一个加固杆26，形成工字型结构，加固杆26同时固定连接在纵梁24上，这样有助于提高与纵梁24的连接面积，避免松动。需要说明的是，每一个横杆25仅与一个加固杆26连接，即，没有将所有的横杆25通过加固杆26连接成一体，这样有助于保证没有通过加固杆26连接的两个横杆25之间的独立性。
49.升降架20上设置有两个分别滑动连接在对应的滑座11上的升降柱22，各升降柱22的侧壁上都固定连接有竖直布置的齿条23，两个滑座11之间转动连接有升降主动杆16和升降从动杆17，即升降主动杆16和升降从动杆17的两端分别转动连接在对应的滑座11上，其中，升降从动杆16位于升降主动杆17的正上方。升降主动杆16和升降从动杆17的两端还都固定连接有与对应位置的齿条23啮合的齿轮18，齿轮18最好为斜齿轮，这样可以利用齿轮拉住齿条23以避免升降架20下滑。同时，升降主动杆16的杆身上固定连接有主动链轮31，升降从动杆17的杆身上固定连接有与主动链轮31配合的从动链轮32，主动链轮31和从动链轮32之间绕设有防坠链条30。优选的，主动链轮和所述从动链轮都为双排链轮，对应的，防坠链条30也有两个，以便与双排链轮相配合。
50.两个滑座11之间固定连接有支撑架19，横移电机50和升降电机21都安装在支撑架19上。横移电机50和两个滑座11之间的具体传动连接结构可以为常规的结构，例如齿轮传动、链条传动或皮带传动等，并非本实施例的重点，此处不再详述。升降电机21和升降主动杆16之间通过双输出减速器实现传动连接。
51.夹持机构40包括分别固定连接在各横杆25上且与对应的横杆25平行布置的导杆41、两个同时滑动连接在各导杆41上且分别与纵梁24平行布置的移动杆42以及用于驱动移动杆41滑动的移动气缸43，其中，移动气缸43有多个，多个移动气缸43的缸体都转动连接在纵梁24或加固杆26上且都位于两个移动杆42之间，其中部分移动气缸43的活塞杆转动连接在其中一个移动杆43上，其他的移动气缸43的活塞杆转动连接在另一个移动杆43上。
52.各移动杆42上都固定连接有多个沿该移动杆42的长度方向依次布置的支撑板44，支撑板44上固定连接有探杆竖直朝向布置的磁性开关45。需要说明的是，磁性开关45可以直接从市场上购买具有探杆的磁性开关或气缸式磁性开关，在本实施例中，采用从市场上购买无探杆的磁性感应开关，然后通过支架或绑带连接在气缸上形成本实施例中的磁性开关45，此时气缸的活塞杆即为探杆，具体的支架或绑带的连接方式为常规的方式，此处不再详述。磁性开关45的探杆下端固定连接有夹持件46，其中一个以上的夹持件46远离纵梁24的一侧固定连接有活塞杆竖直朝向布置的寻位气缸(图中未示出)，寻位气缸的活塞杆下端设置有感应头水平朝向纵梁24的方向的光电传感器(图中未示出)。
53.优选的，在本实施例中，夹持件46为水平布置的槽钢条，槽钢条的槽口朝向纵梁24。同时，为了避免夹持件46以磁性开关45的探杆为中心转动，可在每个支撑板44上连接两个以上的磁性开关45，连接在同一支撑板44上的各磁性开关45的探杆连接在同一夹持件46上，本实施例采用了另一种结构来避免夹持件46以磁性开关45的探杆为中心转动，具体的，在本实施例中，支撑板44上还固定连接有滑块47，滑块47上竖直滑动连接有滑杆48，滑杆48的下端固定连接在对应的夹持件46上。
54.本实施例还提供了一种基于上述码垛装置的码垛方法，包括以下依次进行的步骤：
55.s1、输送，使用前，先在输送机旁设置托板以及上述码垛装置，其中，输送机和托盘并排布置在横梁10的正下方。使用时，将板材放置在输送机上，利用输送机将板材输送至与码垛装置的升降架20对应的位置处，即横梁10的正下方。
56.s2、对中，调整板材在输送机上的位置，具体的，利用输送机将板材输送至与码垛装置的升降架20对应的位置处之后，继续将板材往前输送预定距离(以输送机从其进料端往码垛装置的方向输送为向前输送，反向输送则为向后输送)，具体的距离可以根据板材的规格进行确定，例如继续往前输送0.5米等，然后升降架20下降使得夹持机构40的各夹持件46分别位于板材的两侧，利用夹持机构40的各夹持件46夹住板材，使得板材在输送机上的位置被调整，接着将各夹持件46脱离板材，利用输送机将板材往后输送至与码垛装置的升降架20对应的位置处，实现对中，这种对中方式无需在输送机上设置对中机构，也就无需在调试设备时校正码垛装置和对中机构之间的相对位置，设备成本相对较低且使用较为方便。
57.s3、取板，利用升降架20上的夹持机构40将完成对中步骤的板材从输送机上夹取并运送到托板的正上方。
58.s4、堆垛，控制升降架20向下运动使其逐渐靠近托板，同时夹持机构40的寻位气缸的活塞杆向下伸出。在正常情况下，当位于寻位气缸的活塞杆上的光电传感器检测到托板或位于托板上的板材时，寻位气缸的活塞杆回收，同时升降架20继续下降预定距离，具体的距离需要根据寻位气缸的活塞杆行程以及板材的厚度等实际情况进行设置，需要说明的是，该预定距离可能为零。之后夹持机构40的两个移动杆42相背运动，使得夹持机构40的各夹持件46脱离板材，实现板材的堆叠。
59.在光电传感器故障失效或者受干扰而没有正常工作的情况下，升降架20会带着板材压紧在托板或位于托板上的板材上，当夹持机构40的磁性开关45被触发时(升降架20会带着板材压紧在托板或位于托板上的板材上使得磁性开关45的探杆受力回缩，磁性开关45被触发)，升降架20立即停止向下运动，同时夹持机构40的两个移动杆42相背运动，使得夹持机构40的各夹持件46脱离板材，实现板材的堆叠。
60.上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，例如将部分电机变更为气缸等，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种码垛装置，包括升降架，其特征在于，所述升降架上设置有夹持机构，所述升降架包括水平布置的纵梁以及分别固定连接在所述纵梁上侧且沿所述纵梁的长度方向依次布置的横杆，各所述横杆都与所述纵梁垂直布置且都水平布置，各所述横杆的两端都以所述纵梁为中心对称布置，所述夹持机构包括分别固定连接在各所述横杆上且与对应的所述横杆平行布置的导杆、两个同时滑动连接在各所述导杆上且分别与所述纵梁平行布置的移动杆以及用于驱动所述移动杆滑动的移动气缸，各所述移动杆上都固定连接有多个沿该移动杆的长度方向依次布置的支撑板，所述支撑板上固定连接有探杆竖直朝向布置的磁性开关，所述磁性开关的探杆下端固定连接有夹持件，其中一个以上的所述夹持件远离所述纵梁的一侧固定连接有活塞杆竖直朝向布置的寻位气缸，所述寻位气缸的活塞杆下端设置有光电传感器。2.如权利要求1所述的码垛装置，其特征在于，所述夹持件为水平布置的槽钢条，所述槽钢条的槽口朝向所述纵梁。3.如权利要求1所述的码垛装置，其特征在于，所述每个所述支撑板上连接有两个以上的所述磁性开关，连接在同一所述支撑板上的各所述磁性开关的探杆连接在同一所述夹持件上。4.如权利要求1所述的码垛装置，其特征在于，所述支撑板上还固定连接有滑块，所述滑块上竖直滑动连接有滑杆，所述滑杆的下端固定连接在对应的所述夹持件上。5.如权利要求1所述的码垛装置，其特征在于，还包括两个相互平行且水平布置的横梁、两个分别一对一水平滑动连接在各所述横梁上的滑座、两端分别一对一竖直滑动连接在两个所述滑座上的所述升降架、用于驱动各所述滑座相对于所述横梁滑动的横移电机以及用于驱动所述升降架相对于各所述滑座滑动的升降电机，所述升降架上设置有两个分别滑动连接在对应的所述滑座上的升降柱，各所述升降柱的侧壁上都固定连接有竖直布置的齿条，两个所述滑座之间转动连接有升降主动杆和升降从动杆，所述升降从动杆位于所述升降主动杆的正上方，所述升降主动杆和所述升降从动杆的两端都固定连接有与对应位置的所述齿条啮合的齿轮，所述升降主动杆的杆身上固定连接有主动链轮，所述升降从动杆的杆身上固定连接有从动链轮，所述主动链轮和所述从动链轮之间绕设有防坠链条，所述升降电机和所述升降主动杆传动连接。6.一种码垛方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：s1、输送，在输送机旁设置托板以及如权利要求1-5中任一权利要求所述的码垛装置，将板材放置在所述输送机上，利用所述输送机将板材输送至与所述码垛装置的升降架对应的位置处；s2、对中，调整所述板材在所述输送机上的位置；s3、取板，利用所述升降架上的夹持机构将完成对中步骤的板材从所述输送机上夹取并运送到所述托板的正上方；s4、堆垛，控制所述升降架向下运动逐渐靠近所述托板，同时所述夹持机构的寻位气缸的活塞杆向下伸出；当位于所述寻位气缸的活塞杆上的光电传感器检测到所述托板或位于所述托板上的板材时，所述寻位气缸的活塞杆回收，同时所述升降架继续下降预定距离，之后所述夹持机构的两个移动杆相背运动，使得所述夹持机构的各夹持件脱离板材；或者
当所述夹持机构的磁性开关被触发时，所述升降架立即停止向下运动，同时所述夹持机构的两个移动杆相背运动，使得所述夹持机构的各夹持件脱离板材。7.如权利要求6所述的码垛方法，其特征在于，在步骤s2中，利用所述输送机将板材输送至与所述码垛装置的升降架对应的位置处之后，继续将板材往前输送预定距离，然后利用所述夹持机构的各所述夹持件夹住板材，使得板材在所述输送机上的位置被调整，接着将各所述夹持件脱离板材，利用所述输送机将板材往后输送至与所述码垛装置的升降架对应的位置处。

技术总结
本发明提供一种码垛装置，包括升降架，所述升降架上设置有夹持机构，所述升降架包括纵梁以及横杆，所述夹持机构包括导杆、移动杆以及移动气缸，各所述移动杆上都固定连接有支撑板，所述支撑板上固定连接有磁性开关，所述磁性开关的探杆下端固定连接有夹持件，其中一个以上的所述夹持件固定连接有寻位气缸，所述寻位气缸的活塞杆下端设置有光电传感器。通过设置寻位气缸，可从侧面检测托板或放置在托板上的板材的位置，不易被外物误触发，且通过将寻位气缸设置在磁性开关的探杆上，当光电传感器故障失灵时，夹持机构上的板材碰触托板或放置在托板上的板材后，磁性开关会被触发以控制升降架停止下降，不会压损板材，生产事故率相对较低。较低。较低。


技术研发人员：谢志明
受保护的技术使用者：泉州市益达机械制造有限公司
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2022/3/8