棒状工件取放装置及存取箱的制作方法

本发明涉及工件存取的技术领域，特别是涉及一种棒状工件取放装置及存取箱。

背景技术：

随着我国机械制造业的高速发展，工厂作业越来越要求机械化、智能化和人性化，但国内仍有相当部分的工厂作业机械化程度不高，比如在取放两端封闭的轴或管材等棒状工件时，由于棒状工件易滚动，多采用人工直接取放或人工与电动葫芦相配合的取放方式，这种方式存在工作人员劳动强度大、作业时间长、作业效率低以及安全缺乏保障等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种棒状工件取放装置，以改善现有技术中棒状工件不易取放的技术问题。

本发明提供一种棒状工件取放装置，包括横向运动机构、纵向运动机构以及取物机构；横向运动机构包括门形框架；门形框架的底板与工件架开口的底边滑动配合，两个纵梁之间设置有与工件架开口的顶边滑动配合的横梁；纵向运动机构包括设置在门形框架顶板上的滚筒、用于带动滚筒转动的电机、滑动设置在门形框架上的纵向滑架以及穿过门形框架顶板连接滚筒和纵向滑架的绳索；所述取物机构设置在所述纵向滑架上，且能沿着垂直于工件架开口所在平面的方向滑动，包括拉杆组件和手爪组件；拉杆组件包括用于吸附固定工件端面的拉杆；手爪组件包括用于抓取工件周向面的手爪；手爪设置在拉杆和工件架之间。

进一步地，横向运动机构包括分别设置在工件架开口的顶边和底边上的横向导轨以及与横向导轨滑动配合的横向滑块；横向滑块设置在门形框架的底板上和横梁上。

进一步地，横向导轨与工件架开口的顶边和底边之间均设置有垫材，且两端均设置有限位块。

进一步地，纵向运动机构还包括设置在门形框架的两个纵梁上的纵向导轨；纵向导轨的两端均设置有限位块；纵向滑架包括与纵向导轨滑动配合的第一滑架、与第一滑架固定连接且与第一滑架垂直的第二滑架；第一滑架的顶板与绳索连接。

进一步地，手爪组件还包括设置在第二滑架上的两个第一导轨、与第一导轨滑动配合的第一滑块、连接两个第一导轨上第一滑块的第一连接板、设置在第一连接板下侧面上的电动推杆以及连接电动推杆和手爪的手爪安装件；手爪设置在电动推杆伸缩端上；手爪安装件包括固定在电动推杆上的安装套以及两端转动连接在安装套和手爪上的连接杆。

进一步地，拉杆组件还包括设置在第二滑架上的两个第二导轨、与第二导轨滑动配合的第二滑块、连接两个第二导轨上第二滑块的第二连接板以及设置在第二连接板下侧面的拉杆安装板；拉杆安装板上设置有拉杆孔；拉杆穿设在拉杆孔内，朝向工件架开口的一端设置有电磁铁。

进一步地，拉杆组件还包括连接第二连接板和拉杆安装板的直角连接板；直角连接板的第一侧板和第二侧板呈90度，第一侧板固定在第二连接板上，与拉杆安装板之间通过合页连接，第二侧板设置在第一侧板靠近工件架开口的侧边上。

进一步地，第一侧板具有合页的一面设置有第一磁铁；拉杆安装板能够被吸附在第一磁铁上；拉杆活动设置在拉杆孔内；拉杆安装板上以拉杆孔为中心的预设范围内设置有第二磁铁。

进一步地，纵向运动机构还包括带自锁功能的涡轮蜗杆减速器；涡轮蜗杆减速器的输入端与电机的输出端连接，输出端通过联轴器与滚筒连接。

本发明还提供一种棒状工件存取箱，包括用于放置棒状工件的工件架以及如上述任一项所述的棒状工件取放装置。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

取用棒状工件时，根据工件的位置，手动推动门形框架到待取工件所在列的前方，启动电机，带动滚筒转动，纵向滑架随之滑动至待取工件前方，将拉杆吸附在待取工件的端面上，拉动拉杆，将待取工件拉入呈张开状态的手爪内，调节手爪使其收紧固定在待取工件的周向面上，拉动手爪组件将待取工件从工件架中拉离，之后调节门形框架和纵向滑架的位置，对取出的工件进行固定；放置棒状工件时，先用手爪抓取待放工件，手爪在待放工件上的位置应当不大于手爪组件在纵向滑架上的滑行距离，调节门形框架和纵向滑架的位置至存放点，推动手爪组件将待放工件上位于工件架和手爪之间的部分推入到工件架内，用拉杆吸附固定在待放工件裸露在工件架外的端面上，调节手爪呈张开状态，用拉杆将待放工件裸露在工件架外的部分推入工件架内，即完成工件的存放。由上可知，在使用本发明提供的棒状工件取放装置及存取箱后，取放棒状工件更为方便快捷，只需一人即可取放工件，节约了人力，降低了劳动强度，提高了工作安全性和自动化程度，使得取放管状工件的过程更为人性化。同时，考虑到在取放棒状工件时真正费力的部分是上下移动工件，本发明中纵向滑架的升降由电机带动，以达到节省人力的目的，而工件的横向移动及牵拉则通过手动进行，不但简化了装置结构，而且操作更为简单灵活，在投入实际使用时，有效缩短了对工作人员的培训时间，使得工作人员能快速上手。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明实施例1提供的棒状工件取放装置的结构示意图；

图2是图1所示棒状工件取放装置中a部分的局部放大图；

图3是图1所示棒状工件取放装置中位于门形框架顶板上的纵向运动机构的结构示意图；

图4是图1所示棒状工件取放装置中纵向滑架的结构示意图；

图5是图1所示棒状工件取放装置中手爪组件和拉杆组件的结构示意图；

图6是图1所示棒状工件取放装置中拉杆组件由工作状态变为折叠状态的示意图；

图7是本发明实施例2提供的棒状工件存取箱的结构示意图。

标号：1-门形框架；2-滚筒；3-电机；4-绳索；5-拉杆；6-手爪；7-横向导轨；8-横向滑块；9-角连接件；10-垫材；11-限位块；12-纵向导轨；13-第一滑架；14-第二滑架；15-吊环螺钉；16-斜梁；17-第一导轨；18-第一滑块；19-第一连接板；20-电动推杆；21-手爪安装件；22-第二导轨；23-第二滑块；24-第二连接板；25-拉杆安装板；26-电磁铁；27-直角连接板；28-合页；29-第一磁铁；30-第二磁铁；31-涡轮蜗杆减速器；32-联轴器；33-滚筒支架；34-垫板；35-纵向滑块；100-工件架；200-棒状工件。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种棒状工件取放装置，如图1和图3所示，包括横向运动机构、纵向运动机构以及取物机构；横向运动机构包括门形框架1；门形框架1的底板与工件架100开口的底边滑动配合，两个纵梁之间设置有与工件架100开口的顶边滑动配合的横梁；纵向运动机构包括设置在门形框架1顶板上的滚筒2、用于带动滚筒2转动的电机3、滑动设置在门形框架1上的纵向滑架以及穿过门形框架1顶板连接滚筒2和纵向滑架的绳索4；取物机构设置在纵向滑架上，且能沿着垂直于工件架100开口所在平面的方向滑动，包括拉杆组件和手爪组件；拉杆组件包括用于吸附固定棒状工件200端面的拉杆5；手爪组件包括用于抓取棒状工件200周向面的手爪6；手爪6设置在拉杆5和工件架100之间。门形框架1的高度至少应当使纵向滑架在滑至门形框架1最高点时，拉杆5可以吸附到最高层的棒状工件200的端面，手爪6可以抓取最高层的棒状工件200。

在存放棒状工件200时，棒状工件200通常会置于工件架100的内部不会有裸露于工件架100外的部分，若只设置手爪组件，则需要直接用手将棒状工件200拉到手爪6内，既不易牵拉，也容易碰伤工作人员的手，拉杆组件的设置有效改善了手爪组件难以伸入工件架100内抓取棒状工件200的问题。

进一步地，拉杆组件和手爪组件的滑行距离不小于棒状工件200长度的一半，若拉杆组件和手爪组件的滑行距离小于棒状工件200长度的一半，则需要配合手动将棒状工件200完全取出。

进一步地，拉杆组件和手爪组件的滑行距离不小于棒状工件200长度的一半，且不大于棒状工件200长度；拉杆组件在手爪6抓取棒状工件200后，能够规避手爪组件的滑行过程，即拉杆组件不会妨碍到手爪组件的滑行。

优选地，拉杆组件和手爪组件的滑行距离均为棒状工件200长度的一半，以减小取放装置在垂直于工件架100开口所在平面的方向上占用的空间。拉杆组件将棒状工件200牵拉出后，手爪6刚好卡在棒状工件200的中部，在手爪组件牵拉棒状工件200时，棒状工件200不易失衡而偏转，便于后期固定。同样的，在存放棒状工件200时，手爪6也应当卡在棒状工件200的中部。

进一步地，如图2所示，横向运动机构包括分别设置在工件架100开口的顶边和底边上的横向导轨7以及与横向导轨7滑动配合的横向滑块8；横向滑块8设置在门形框架1的底板上和横梁上。除了上述方式外，其他实现门形框架1滑动设置在工件架100开口上的方式，比如在工件架100开口的顶边和底边上分别设置两个滑槽，门形框架1的底板上和横梁上均设置与滑槽相配合的凸块或滚轮也应当在本实施保护范围内。

进一步地，门形框架1的两个纵梁之间设置有多个加强梁。

具体地，门形框架1的纵梁为80x80铝型材，纵梁的两端通过40x80铝型材连接，底板为角钢设置在40x80铝型材外，顶板设置在40x80铝型材上。底板的开口朝上设置，设置横向滑块8的面板连接两个纵梁底端，另一面板设置在纵梁外侧。顶板和两个纵梁之间通过角连接件9连接。横梁为角钢，开口朝下设置，一面板连接两个纵梁以及设置在两个纵梁之间的加强梁，另一面板设置横向滑块8。加强梁为40x80铝型材。80x80铝型材和40x80铝型材之间通过角连接件9连接。角连接件9包括两个相对设置的直角三角板，连接两个直角三角板直角边的两个方形板，方形板上设置有安装孔。

进一步地，如图2所示，横向导轨7与工件架100开口的顶边和底边之间均设置有垫材10，以起到减震作用，并且使门形框架1的滑动更为稳定；且横向导轨7两端均设置有限位块11，门形框架1在滑动到横向导轨7两端时，与限位块11碰撞，实现限位作用。

进一步地，垫材10为80x80铝型材。

进一步地，如图3和图4所示，纵向运动机构还包括设置在门形框架1的两个纵梁上的纵向导轨12；纵向导轨12的两端均设置有限位块11；纵向滑架包括与纵向导轨12滑动配合的第一滑架13、与第一滑架13固定连接且与第一滑架13垂直的第二滑架14；第一滑架13的顶板与绳索4连接。

具体地，如图4所示，第一滑架13包括两个纵梁、设置在两个纵梁顶端之间的顶梁以及连接纵梁和顶梁的角连接件9；第一滑架13的两个纵梁上设置有与纵向导轨12滑动配合的纵向滑块35；第一滑架13的顶梁上设置有用于连接绳索4的吊环螺钉15。第一滑架13的纵梁和顶梁均为铝型材。除了设置吊环螺钉15外，也可以设置通孔与绳索4连接。

具体地，如图4所示，第二滑架14为矩形框架，与第一滑架13的两个纵梁之间设置有垫板34，以使第二滑架14与第一滑架13之间有适当的间隙。第二滑架14为铝型材拼接成的框架。

进一步地，如图4所示，第一滑架13和第二滑架14之间设置有用于加强连接强度的斜梁16。斜梁16与第一滑架13之间的夹角为45度，斜梁16与第二滑架14之间的夹角为45度且设置有垫板34。

进一步地，绳索4为钢丝绳。

进一步地，如图5所示，手爪组件和拉杆组件错位设置在第二滑架14上，以避免二者在滑行时相互干扰。比如，手爪组件设置在第二滑架14的上表面，拉杆组件设置在第二滑架14的下表面；或，手爪组件设置在第二滑架14的下表面，拉杆组件设置在第二滑架14的上表面。

进一步地，如图5所示，手爪组件还包括设置在第二滑架14上的两个第一导轨17、与第一导轨17滑动配合的第一滑块18、连接两个第一导轨17上第一滑块18的第一连接板19、设置在第一连接板19下侧面上的电动推杆20以及连接电动推杆20和手爪6的手爪安装件21；手爪6设置在电动推杆20伸缩端上；手爪安装件21包括固定在电动推杆20上的安装套以及两端转动连接在安装套和手爪6上的连接杆。

进一步地，如图5所示，拉杆组件还包括设置在第二滑架14上的两个第二导轨22、与第二导轨22滑动配合的第二滑块23、连接两个第二导轨22上第二滑块23的第二连接板24以及设置在第二连接板24下侧面的拉杆安装板25；拉杆安装板25上设置有拉杆孔；拉杆5穿设在拉杆孔内，朝向工件架100开口的一端设置有用于吸附棒状工件200的电磁铁26。

除上述方式外，其他实现手爪组件和拉杆组件与第二滑架14滑动配合的方式，比如在第二滑架14上设置滑槽，第一连接板19和第二连接板24插设在滑槽内或设置滚轮与滑槽配合等也应当在本实施保护范围内。

进一步地，第一导轨17和第二导轨22的两端均设置有限位块11。

进一步地，如图5和图6所示，拉杆组件还包括连接第二连接板24和拉杆安装板25的直角连接板27；直角连接板27的第一侧板和第二侧板呈90度，第一侧板固定在第二连接板24上，与拉杆安装板25之间通过合页28连接，第二侧板设置在第一侧板靠近工件架100开口的侧边上。拉杆组件在拉取棒状工件200时，将拉杆安装板25抵靠在直角连接板27的第二侧边上，并将拉杆组件推到第二滑架14最内侧，并打开电磁铁26的开关。当手爪6抓紧棒状工件200后，工作人员断开电磁铁26开关，将拉杆安装板25沿合页28叠起，以规避手爪组件的滑行过程。除了上述规避的方式外，其他方式，比如将拉杆安装板25可拆卸的安装在第二连接板24，在手爪6抓紧棒状工件200后，直接将拉杆安装板25和拉杆5拆除；或者拉杆安装板25插设在第二连接板24的开槽，实现拉杆安装板25的上下移动，以调整拉杆安装板25的高度实现规避。

进一步地，如图6所示，第一侧板具有合页28的一面设置有第一磁铁29；拉杆安装板25能够被吸附在第一磁铁29上，以便在拉杆安装板25沿合页28叠起后将其固定；拉杆5活动设置在拉杆孔内，能沿着拉杆孔移动；拉杆安装板25上以拉杆孔为中心的预设范围内设置有第二磁铁30。拉杆安装板25被吸附在直角连接板27的第一侧板上，将拉杆5推至一侧使拉杆5吸附在拉杆安装板25上以避免拉杆5对手爪组件的滑行产生影响。其中，“预设范围”根据拉杆孔在拉杆安装板25上的位置和第二磁铁30的磁力大小确定，可以紧靠拉杆孔设置或距离拉杆孔一段距离设置。

进一步地，如图3所示，纵向运动机构还包括带自锁功能的涡轮蜗杆减速器31；涡轮蜗杆减速器31的输入端与电机3的输出端连接，输出端通过联轴器32与滚筒2连接。带自锁功能的涡轮蜗杆减速器31能在电机3停止工作时保证滚筒2不会转动，进而保持纵向高度不变。

进一步地，如图3所示，门形框架1顶板上设置有用于安装滚筒2的滚筒支架33和供绳索4穿过的穿线孔。穿线孔设置在门形框架1顶板的中间，两个滚筒支架33对称设置在穿线孔的两边。吊环螺钉15与穿线孔的位置对应。

总上所述，本实施例提供的棒状工件取放装置沿工件架100开口的横向运动和取物机构的运动由工作人员手动操作，而这些运动副为导轨滑块副，摩擦均为滚动摩擦，摩擦阻力小，纵向运动部分的升降由电机3带动，工作人员只需控制电机3即可，整个取放工件过程操作简便、省力且安全隐患小；同时门形框架1和纵向滑架由铝型材装配而成，质量轻、容易修复，后期维护方便，零件互换性好。

实施例2

本实施例提供一种棒状工件存取箱，如图7所示，包括用于放置棒状工件200的工件架100以及如实施例1所述的棒状工件取放装置。

在本实施例中，棒状工件200直径范围为100-245mm，长均为1000mm，两端封闭。工件架100总高为1800mm，分为五层六列，直径小、重量轻的棒状工件200放于上层，直径大、重量重的工件放于下层。拉杆组件和手爪组件的滑行距离为600mm，手爪6的宽度为80mm。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。