CN103449191A - 型钢自动码垛装置 - Google Patents

Abstract

一种型钢自动码垛装置，包括抓取机构、翻转机构和输送机构，抓取机构包括构成框架的立柱和横梁，立柱内侧设有导轨和丝杠，导轨和丝杠上套装有滑块，丝杠上端与齿轮箱连接；滑块与摆杆的上端铰接，摆杆下端与手爪铰接，手爪下表面固接有抓取电磁铁；多个抓取机构并列设置，各手爪之间通过连杆连接定位；翻转机构设置在抓取机构的下方，摆块与支座铰接在一起；多个翻转机构并列设置，各支座上的转轴通过同步轴连接传动，位于尾端的翻转机构上装有翻转电机，轴与同步轴尾端连接。本发明结构简单，刚度大，速度快，耗功小，效率高；适用范围广；在程序控制下可实现不同数量、不同型号角钢的码垛，经简单改装后还可用于槽钢、工字钢等其他型钢码垛。

Description

型钢自动码垛装置

技术领域

本发明涉及冶金机械技术领域，具体地说是一种可实现型钢自动码垛的机器人装置。

背景技术

随着钢铁工业连续化和大型化的不断发展，为提高作业率，减少故障率，节能降耗，改善产品质量，生产国民经济发展急需的新品种，许多环节都已非人力所能及，自动化装备已经成为钢铁工业不可或缺的关键设备，成为提高生产力的重要要素之一。型钢是一种常见的建筑结构和工程结构材料，主要用于金属构件及厂房的框架，广泛应用于各种房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶以及仓库货架等场合。

一般型钢在出厂之前需要多根捆扎在一起，以方便运输。在捆扎之前，需要将成品钢材按顺序正反咬合码放整齐。传统的钢铁企业对型钢采用人工操作码垛，工人劳动强度大，作业环境恶劣，生产率低。

目前也出现很多用于码垛型钢的设备，这些设备中，有的结构相当复杂，气动、电动操控设备同时运作，操作过程复杂，由于操作现场环境恶劣，容易发生设备故障，检修费时费力，工作效率低；有的是对码放现场进行规整，由于型钢到达一定数量时需要进行捆扎，只在码放现场进行规整只能对码放现场的型钢进行有序码垛，而对于进行捆扎时仍需要分数进行，效果较差。

发明内容

本发明是针对背景技术中提及的不足，提供一种能够在型钢输送过程中，对型钢进行有数规整、适量码垛，对进一步的捆扎码垛提供便利的型钢自动码垛装置。

为实现上述发明目的，采用以下技术方案：一种型钢自动码垛装置，包括抓取机构、翻转机构和输送机构，其中：

a、所述的抓取机构包括构成框架的立柱和横梁，立柱的内侧分别设置有导轨和丝杠，导轨和丝杠上套装有滑块，所述丝杠的上端与安装在横梁上端齿轮箱的输出轴连接；滑块与摆杆的上端铰接，摆杆的下端分别与设置在横梁下方的手爪铰接，手爪的下表面固接有抓取电磁铁；

多个所述抓取机构并列设置，各手爪之间通过连杆连接定位；分别设置在横梁上同侧的齿轮箱通过传动轴连接传动；其中一齿轮箱与驱动电机连接；

b、所述的翻转机构设置在抓取机构的下方，它包括支座、摆块和翻转电磁铁，所述摆块与支座铰接在一起；

多个所述的翻转机构并列设置，各支座上的转轴通过同步轴连接传动，位于尾端的翻转机构上装有翻转电机，该翻转电机的轴与同步轴的尾端连接；

c、所述的输送机构包括多个并列设置的辊道，尾端的辊道与型钢的输送带衔接在一起。

抓取机构中的手爪上均匀设置有三个连接端，所述连接端分别与摆杆的下端铰接；其中一摆杆与一立柱上的滑块铰接，另两根摆杆等长，且分别与另一立柱上的滑块铰接；所述的两等长摆杆、滑块与摆杆的连接端、手爪与摆杆的连接端之间构成平行四边形。

抓取机构中的丝杠和导轨并列设置在立柱的内侧；导轨与立柱固接，丝杠与立柱间用转动副连接，丝杠上端与齿轮箱的输出轴连接；滑块套装在丝杠和导轨的外部，滑块内壁的一侧为光面，另一侧设置有一螺母，其光面与导轨之间为滑动配合，其螺母与丝杠之间为螺旋配合。

抓取电磁铁和翻转电磁铁的表面为锯齿状结构，其齿间距与被码垛型钢的开口侧边缘间距相等。

翻转机构中的翻转电磁铁与抓取机构中的抓取电磁铁前后交错布置。

与现有技术相比，本发明角钢自动码垛装置具有以下优点：

1、结构简单，运动质量小，刚度大，速度快，耗功小，效率高；

2、采用伺服电机、丝杠及连杆传动控制，定位准确，能够对有数的型钢进行规整，再对适量的型钢进行码垛，将码垛好的有数型钢输送到位，便于打捆，适用范围广；

3、在程序控制下可实现不同数量、不同型号角钢的码垛，经简单改装后还可用于槽钢、工字钢等其他型钢码垛。

附图说明

图1为本发明的单个抓取机构结构示意图。

图2为本发明的多个抓取机构连接结构示意图。

图3为本发明的单个翻转机构结构示意图。

图4为本发明的多个翻转机构连接结构示意图。

图5为本发明的整体结构示意图。

图中：滑块1，导轨2，丝杠3，齿轮箱4，立柱5，摆杆6，抓取电磁铁7，手爪8，横梁9，连杆10，抓取电机11，传动轴12，翻转电磁铁13，转轴14，支座15，摆块16，翻转电机17，同步轴18，角钢19，辊道20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本发明所公开的这种型钢码垛装置，是一种在型钢输送过程中，对型钢进行型钢有数规整、适量码垛、够量输送、到位进行捆扎的码垛装置。该装置适用于各种型钢，如槽钢、工字钢、角钢等，本实施例以角钢进行说明。

该型钢自动码垛装置包括抓取机构、翻转机构和输送机构。

如图1所示，抓取机构包括构成框架的两个立柱5和一个横梁9。每个立柱的内侧均装有并列设置的导轨2和丝杠3，导轨和丝杠上套装有滑块1。导轨与立柱固接，丝杠与立柱间用转动副连接，一般通过轴承铰接，丝杠上端与设置在横梁上表面的齿轮箱4的输出轴连接。滑块套装在丝杠和导轨的外部，滑块内壁的一侧为光面，另一侧设置有一螺母，其光面与导轨之间为滑动配合，其螺母与丝杠之间为螺旋配合，即丝杠旋转时可以带动滑块沿导轨上下移动。两个立柱上的导轨需平行设置。滑块通过固接在滑块上的连接端与摆杆6的上端铰接，摆杆的下端分别与设置在横梁下方的手爪8铰接，手爪8的下表面固接有抓取电磁铁7。本实施例中，手爪上均匀设置有三个连接端，每个连接端分别与一个摆杆的下端铰接；其中位于右侧的摆杆与右侧立柱上的滑块铰接；左侧和中间的两根摆杆等长，且分别与左侧立柱上的滑块铰接，两等长摆杆、左侧立柱上的滑块和左侧、中间的两个连接端之间构成平行四边形。当旋转丝杠改变两个滑块的上下位置时，通过摆杆带动手爪在一个平面内做上下、左右的移动，而不改变手爪方向。

如附图2，多个抓取机构结构相同，且沿型钢长度方向并列设置，各手爪之间通过连杆10连接，连杆10不仅能实现各手爪之间的定位，还能提高手爪在垂直于其运动平面方向的刚度。各抓取机构中，分别设置在横梁上的齿轮箱通过传动轴12连接传动，其中一个抓取机构中的一组齿轮箱分别与驱动电机即抓取电机11连接。抓取电机转动时，驱动其所在抓取机构的丝杠转动，通过齿轮箱和传动轴驱动其他抓取机构同一侧的丝杠同步转动，进而实现了所有抓取机构中的手爪同步运动。手爪下表面上的抓取电磁铁7吸抓角钢19的相应位置，防止角钢变形。多个抓取机构构成的自动码垛装置可以适应不同长度的型钢码垛作业。

如附图3，翻转机构设置在抓取机构的下方、手爪的一侧，它包括支座15、摆块16和翻转电磁铁13，摆块16的一端通过转轴14与支座铰接在一起。如图4，多个翻转机构沿型钢的长度方向并列设置，各支座上的转轴通过同步轴18连接传动，位于尾端的翻转机构上装有翻转电机17，该翻转电机与同步轴的尾端连接传动。所有的摆块在同步轴和转轴的带动下同步运动，实现180°翻转，用于反向放置角钢被抓取前的翻转。

翻转机构中的翻转电磁铁7与抓取机构中的抓取电磁铁13前后交错布置，相互运动不触碰。抓取电磁铁和翻转电磁铁的表面为锯齿状结构，其齿间距与被码垛型钢的开口侧边缘间距相等，以保证角钢被吸抓时与电磁铁间相对姿态稳定。

如图5所示，输送机构包括多个并列设置的辊道20，尾端的辊道20与角钢的输送带衔接在一起。

本发明的工作过程是：角钢输送过程中，在输送线上一律开口向下扣放，由整个码垛装置左侧（依据图5上的方位而定）的U型架下方被送入，至翻转机构摆块上的锯齿上方，即待抓取位置，达到一排数量后，根据码垛顺序该排角钢需扣放还是反放决定翻转机构是否动作：

角钢需扣放时，翻转机构不动作，抓取机构的两个抓取电机在程序控制下转动，通过齿轮箱、丝杠、滑块、连杆的一系列动作带动所有的手爪同步运送到角钢的待抓取位置，且抓取电磁铁的锯齿位置与角钢位置相吻合，抓取电磁铁通电后将一整排的角钢吸抓，经提升-平移-下放的运动过程，将这排角钢运送到位于另一侧的辊道上进行码放，此时辊道为静止状态；抓取电磁铁断电将角钢松开后，手爪回到原来位置；

角钢需要反放时，首先，翻转电磁铁通电，将角钢吸住，翻转电机转动带动所有的摆块翻转180°，然后，抓取机构的手爪运动到一翻转的角钢位置，抓取电磁铁通电吸住角钢后，翻转电磁铁断电释放角钢，摆块翻转回原始位置，手爪运动，将角钢运送到辊道上的码放位置并释放；

当辊道上的角钢数量或层数码放到规定数量时，启动辊道运行，角钢被送至捆扎位置进行捆扎。

Claims (5)

1. 一种型钢自动码垛装置，其特征在于，包括抓取机构、翻转机构和输送机构，其中：

a、所述的抓取机构包括构成框架的立柱和横梁，立柱的内侧分别设置有导轨和丝杠，导轨和丝杠上套装有滑块，所述丝杠的上端与安装在横梁上端齿轮箱的输出轴连接；滑块与摆杆的上端铰接，摆杆的下端分别与设置在横梁下方的手爪铰接，手爪的下表面固接有抓取电磁铁；

多个所述抓取机构并列设置，各手爪之间通过连杆连接定位；分别设置在横梁上同侧的齿轮箱通过传动轴连接传动；其中一齿轮箱与驱动电机连接；

b、所述的翻转机构设置在抓取机构的下方，它包括支座、摆块和翻转电磁铁，所述摆块与支座铰接在一起；

多个所述的翻转机构并列设置，各支座上的转轴通过同步轴连接传动，位于尾端的翻转机构上装有翻转电机，该翻转电机的轴与同步轴的尾端连接；

c、所述的输送机构包括多个并列设置的辊道，尾端的辊道与型钢的输送带衔接在一起。

2.根据权利要求1所述的型钢自动码垛装置，其特征在于，抓取机构中的手爪上均匀设置有三个连接端，所述连接端分别与摆杆的下端铰接；其中一摆杆与一立柱上的滑块铰接，另两根摆杆等长，且分别与另一立柱上的滑块铰接；所述的两等长摆杆、滑块与摆杆的连接端、手爪与摆杆的连接端之间构成平行四边形。

3.根据权利要求1所述的型钢自动码垛装置，其特征在于，抓取机构中的丝杠和导轨并列设置在立柱的内侧；导轨与立柱固接，丝杠与立柱间用转动副连接，丝杠上端与齿轮箱的输出轴连接；滑块套装在丝杠和导轨的外部，滑块内壁的一侧为光面，另一侧设置有一螺母，其光面与导轨之间为滑动配合，其螺母与丝杠之间为螺旋配合。

4.根据权利要求1所述的型钢自动码垛装置，其特征在于，所述的抓取电磁铁和翻转电磁铁的表面为锯齿状结构，其齿间距与被码垛型钢的开口侧边缘间距相等。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的型钢自动码垛装置，其特征在于，所述翻转机构中的翻转电磁铁与抓取机构中的抓取电磁铁前后交错布置。

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