轮胎高速码垛机及其码垛方法与流程

本发明涉及轮胎码垛技术，尤其涉及一种轮胎高速码垛机及其码垛方法。

背景技术：

汽车产业的高速发展给汽车零部件物流的发展带来了机遇和挑战。精益物流模式是汽车零部件物流的代表性模式之一，然而在实践中，各种专用机械在精益物流模式中的应用方式、效果、适用性以及如何实施等问题接踵而来。

轮胎是汽车制造环节中的关键性部件，汽车制造业行业推行精益化物流管理模式后，要求零部件直接准确无误地供应到汽车总装生产线边。其需要完全配合总装厂的时间、节拍，匹配车型等等数据。汽车总装厂下游的轮胎装配企业每天将近2万条轮胎处理成合格的成品，对于轮胎的进出工序提出了巨大挑战。

如采用传统的人工作业形式，工人在搬运过程中重复3~15秒机械式作业，劳动强度非常大，效率会不断下降。自动化程度高的物流系统设备就成了企业的首选，在目前轮胎装配企业的自动化物流设备系统中的“轮胎自动化码垛”设备存在以下问题：

1、费用高：轮胎装配过程中的节拍达到3~15秒钟就要供给一个轮胎，大多数企业采用进口的机械手来实现整垛轮胎的码垛作业，在一个项目中需要3~4台机械手，大大增加了企业的投资成本。

2、目前市场上有一些比机械手价格低的轮胎码垛设备，但是基本需要20秒左右码放一个轮胎，效率低、结构复杂、维护成本高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、便于维护、效率高的轮胎高速码垛机。本发明同时提供该轮胎高速码垛机的码垛方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种轮胎高速码垛机包括机架、码垛小车，以及装设于机架上的接料机构、夹胎机构和升降机构，所述接料机构包括左接料小车、右接料小车以及用于驱动左接料小车和右接料小车相互靠拢或远离的开合组件，所述夹胎机构位于所述接料机构上侧，所述码垛小车位于所述接料机构下侧，所述升降机构与所述码垛小车连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述左接料小车和右接料小车均包括辊筒架以及装设于辊筒架内的传送辊筒组，所述开合组件包括第一直线驱动缸以及两根连杆，两根所述连杆位于所述左接料小车和右接料小车的辊筒架之间，两根所述连杆一端相互铰接且铰接轴与所述第一直线驱动缸的输出轴连接，两根所述连杆的另一端分别与一个辊筒架铰接。

所述机架的后上部装设有一对滑动导轨，机架的前上部装设有一对U形托板，U形托板开口朝上布置，所述辊筒架的后部设有U形连接板，U形连接板开口朝后布置，辊筒架的前部装设有滑动支架，滑动支架上安装有滑轮，所述U形连接板卡设于所述滑动导轨上，所述滑动支架置于所述U形托板内。

所述夹胎机构包括一对夹胎组件，一对所述夹胎组件分设于所述接料机构左右两侧，所述夹胎组件包括第二直线驱动缸、连接板、夹胎板以及一对导向杆，所述连接板与所述第二直线驱动缸的输出轴固定连接，所述夹胎板水平布置并与所述连接板固定连接，所述夹胎板上设有与轮胎外周吻合的圆弧边，一对所述导向杆分别固设于所述夹胎板的圆弧边的两端。

所述夹胎组件还包括与所述机架固定连接的安装板，所述连接板竖直布置，所述安装板与所述连接板平行，所述第二直线驱动缸穿设于所述安装板上，所述连接板于所述第二直线驱动缸的两侧分别固设一导向轴，所述导向轴与所述第二直线驱动缸平行布置并穿过所述安装板。

所述码垛小车包括一对侧板、设于一对侧板之间的载料托辊组以及设于一对侧板一端端部的小车连接板，所述小车连接板的中部装设有安装座，所述升降机构包括设于所述安装座内的升降螺母、装设于所述机架上的升降丝杆以及用于驱动所述升降丝杆旋转的升降电机，所述升降螺母旋合于所述升降丝杆上。

所述升降机构还包括一对设于所述升降丝杆两侧的升降导轨，所述小车连接板的两端设有主滑块，一对所述侧板的下部均固设有辅助支撑板，所述辅助支撑板端部固设有辅助支撑滑块，所述主滑块和辅助支撑滑块滑设于所述升降导轨上。

所述载料托辊组中的载料托辊为链轮托辊，各链轮托辊的链轮均靠近同一侧板设置，且该侧板上固设有L形的链轮护板，所述链轮位于所述链轮护板与所述侧板之间。

一种上述的轮胎高速码垛机的码垛方法，包括以下步骤：

S1：接料机构接前工序输送过来的轮胎并将轮胎输送至夹胎机构，夹胎机构将轮胎夹紧；

S2：开合组件驱动左接料小车和右接料小车相互远离至间距为d1，轮胎的直径为d2，d1≥d2；

S3：夹胎机构放开轮胎，轮胎自左接料小车和右接料小车之间的间隙下落至下方的码垛小车上；

S4：升降机构带动码垛小车下降距离h1，轮胎厚度为h2，h1≥h2，开合组件驱动左接料小车和右接料小车靠拢；

S5：重复步骤S1至S4至码垛小车上的轮胎数量达到设计值，码垛小车将轮胎垛输送至后工序。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的轮胎高速码垛机，利用左接料小车和右接料小车接前工序输送过来的轮胎并输送至夹胎机构，夹胎机构夹紧轮胎之后，开合组件将左接料小车和右接料小车打开，然后夹胎机构放开轮胎，轮胎便可下落至接料机构下方的码垛小车上，完成单个轮胎的码垛，然后升降机构带动码垛小车下降、开合组件将左接料小车和右接料小车相互靠拢，各部件重复相应动作之后完成下一个轮胎的码垛工作，码垛数量达到设计数量后，码垛小车将轮胎垛输送至后工序，该轮胎高速码垛机结构简单、成本低、便于维护，各部件仅需完成简单的动作即可完成轮胎的码垛，效率高，有效地实现了轮胎物流系统中的前后工序之间的衔接。

本发明的轮胎高速码垛机的码垛方法，简单流畅、效率高。

附图说明

图1是本发明轮胎高速码垛机的立体结构示意图。

图2是本发明中的接料结构的立体结构示意图。

图3是本发明中的夹胎机构的立体结构示意图。

图4是本发明中的码垛小车的立体结构示意图。

图5是本发明涉及的轮胎尺寸示意图。

图6是本发明中的U形托板的立体机构示意图。

图7是本发明码垛方法的流程图。

图中各标号表示：1、机架；11、滑动导轨；12、U形托板；13、底架；14、支撑杆；15、升降机构安装板；16、安装支架；17、接料小车托板；2、码垛小车；200、侧板；201、辅助支撑板；202、辅助支撑滑块；203、链轮护板；210、载料托辊组；211、链轮；212、载料托辊；213、托辊电机；220、小车连接板；221、安装座；222、主滑块；3、接料机构；31、左接料小车；32、右接料小车；33、开合组件；300、辊筒架；301、U形连接板；302、滑动支架；310、传送辊筒组；311、传送辊筒；320、第一直线驱动缸；330、连杆；4、夹胎机构；41、夹胎组件；400、第二直线驱动缸；410、连接板；420、夹胎板；430、导向杆；440、安装板；450、导向轴；5、升降机构；51、升降丝杆；52、升降电机；53、升降导轨。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1至图6所示，本实施例的轮胎高速码垛机，包括机架1、码垛小车2，以及装设于机架1上的接料机构3、夹胎机构4和升降机构5，接料机构3包括左接料小车31、右接料小车32以及用于驱动左接料小车31和右接料小车32相互靠拢或远离的开合组件33，夹胎机构4位于接料机构3上侧，码垛小车2位于接料机构3下侧，升降机构5与码垛小车2连接，该轮胎高速码垛机利用左接料小车31和右接料小车32接前工序输送过来的轮胎并输送至夹胎机构4，夹胎机构4夹紧轮胎之后，开合组件将左接料小车31和右接料小车32打开，然后夹胎机构4放开轮胎，轮胎便可下落至接料机构3下方的码垛小车2上，完成单个轮胎的码垛，然后升降机构5带动码垛小车2下降、开合组件将33左接料小车31和右接料小车32相互靠拢，各部件重复相应动作之后完成下一个轮胎的码垛工作，码垛数量达到设计数量后，码垛小车2将轮胎垛输送至后工序，该轮胎高速码垛机结构简单、成本低、便于维护，各部件仅需完成简单的动作即可完成轮胎的码垛，经过反复测试，单个轮胎的码放仅需3s-4s，效率高，有效地实现了轮胎物流系统中的前后工序之间的衔接。

左接料小车31和右接料小车32均包括辊筒架300以及装设于辊筒架300内的传送辊筒组310，利用传送辊筒组310输送轮胎，开合组件33包括第一直线驱动缸320以及两根连杆330，两根连杆330位于左接料小车31和右接料小车32的辊筒架300之间，两根连杆330一端相互铰接且铰接轴与第一直线驱动缸320的输出轴连接，两根连杆330的另一端分别与一个辊筒架300铰接。本实施例中，辊筒架300为四根槽钢焊接而成的矩形框架，槽钢开口朝外布置，传送辊筒组310中的各传送辊筒311均采用双链轮辊筒，连杆330与矩形框架铰接处位于长槽钢的凹槽内。第一直线驱动缸320采用气动缸，在其他实施例中也可采用液压缸，第一直线驱动缸320的输出轴带动铰接轴来回运动，改变两根连杆330之间的夹角，进而促使辊筒架300相互远离或靠拢。

本实施例中，机架1的后上部装设有一对滑动导轨11，机架1的前上部装设有一对U形托板12，U形托板12开口朝上布置，辊筒架300的后部设有U形连接板301，U形连接板301开口朝后布置，辊筒架300的前部装设有滑动支架302，滑动支架302上安装有滑轮，U形连接板301卡设于滑动导轨11上，滑动支架302置于U形托板12内，U形托板12可为辊筒架300前部提供支撑和导向，并限制辊筒架300前后方向的晃动，滑动导轨11为辊筒架300后部提供支撑和导向，并限制辊筒架300上下方向的晃动，使得辊筒架300左右运动时更平稳、顺畅。需要说明的是，图1中为了示出滑动支架302，U形托板12仅示出底板，两侧板未示出，U形托板12的具体结构如图6所示。

夹胎机构4包括一对夹胎组件41，一对夹胎组件41分设于接料机构3左右两侧，夹胎组件41包括第二直线驱动缸400、连接板410、夹胎板420以及一对导向杆430，连接板410与第二直线驱动缸400的输出轴固定连接，夹胎板420水平布置并与连接板410固定连接，夹胎板420上设有与轮胎外周吻合的圆弧边，一对导向杆430分别固设于夹胎板420的圆弧边的两端，本实施例中，第二直线驱动缸400采用气缸，与第一直线驱动缸320相同，在其他实施例中也可采用液压缸。夹胎时，第二直线驱动缸400的输出轴伸出，带动连接板410、夹胎板420和一对导向杆430整体运动，由左、右共两对导向杆430将轮胎夹紧固定，需要放开轮胎时，第二直线驱动缸400的输出轴回缩，轮胎在自身重力作用下下落至码垛小车2上。

本实施例中，夹胎组件41还包括与机架1固定连接的安装板440，连接板410竖直布置，安装板440与连接板410平行，第二直线驱动缸400穿设于安装板440上，连接板410于第二直线驱动缸400的两侧分别固设一导向轴450，导向轴450与第二直线驱动缸400平行布置并穿过安装板440，利用导向轴450与安装板440的配合，避免夹胎组件41运动过程中发生偏移、晃动。

码垛小车2包括一对侧板200、设于一对侧板200之间的载料托辊组210以及设于一对侧板200一端端部的小车连接板220，小车连接板220的中部装设有安装座221，升降机构5包括设于安装座221内的升降螺母（图中未示出）、装设于机架1上的升降丝杆51以及用于驱动升降丝杆51旋转的升降电机52，升降螺母旋合于升降丝杆51上。本实施例中，载料托辊组210中的载料托辊212均采用单链轮托辊，各单链轮托辊的链轮211均靠近右侧的侧板200设置，且右侧的侧板200上固设有L形的链轮护板203，链轮211位于链轮护板203与侧板200之间；升降丝杆51采用梯形丝杠，升降更加平顺，利用升降电机52带动升降丝杆51旋转，最终将升降丝杆51的旋转运动转化为码垛小车2的上下直线运动，结构简单、可靠。

本实施例中，升降机构5还包括一对设于升降丝杆51两侧的升降导轨53，小车连接板220的两端设有主滑块222，一对侧板200的下部均固设有辅助支撑板201，辅助支撑板201端部固设有辅助支撑滑块202，主滑块222和辅助支撑滑块202滑设于升降导轨53上，辅助支撑板201为侧板200提供辅助支撑，主滑块222和辅助支撑滑块202与升降导轨53配合，使得码垛小车2升降更加平稳、顺畅。

本实施例中，机架1包括底架13，底架13前部固设有一对支撑杆14，支撑杆14与夹胎组件41的安装板440固定连接，托板12也固设于支撑杆14上并位于安装板440下方；底架13的后部固设有升降机构安装板15，升降电机52装设于升降机构安装板15下方，升降机构安装板15上固设安装支架16，安装支架16上部固设有接料小车托板17，滑动导轨11装设于接料小车托板17上，升降丝杆51上下两端分别装设于接料小车托板17和升降机构安装板15上，升降导轨53则安装于安装支架16上。

如图7所示，上述轮胎高速码垛机的码垛方法，包括以下步骤：

S1：接料机构3接前工序输送过来的轮胎并将轮胎输送至夹胎机构4，夹胎机构4将轮胎夹紧；

S2：开合组件33驱动左接料小车31和右接料小车32相互远离至间距为d1，轮胎的直径为d2，d1≥d2；

S3：夹胎机构4放开轮胎，轮胎自左接料小车31和右接料小车32之间的间隙下落至下方的码垛小车2上；

S4：升降机构5带动码垛小车2下降距离h1，轮胎厚度为h2，h1≥h2，开合组件33驱动左接料小车31和右接料小车32靠拢；

S5：重复步骤S1至S4至码垛小车2上的轮胎数量达到设计值，码垛小车2将轮胎垛输送至后工序。

本实施例中，d1＝d2，h1＝h2，轮胎数量设计值与普通轿车配置的数量相同，即每垛五个。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。