一种3D床垫材料自动抓取堆叠装置及其抓取堆叠工艺的制作方法

本发明涉及床垫自动化生产线设备技术领域，尤其是涉及一种3d床垫材料自动抓取堆叠装置及其抓取堆叠工艺。

背景技术：

3d床垫材料是一种有方向性的透气网状材料。中间的支撑单丝是x型交叉，纵行排列，独立支撑3d床垫材料的上下二个面。厚度通常是2公分。因此，3d床垫内芯需要多层3d床垫材料按特定的方向堆叠而成。3d床垫具有多点独立支撑人体，有效贴合人体生理曲线，呵护脊柱。同时透气效果好，床垫内部空气新鲜，不利于微生物生长等优点。

堆叠以后的3d床垫材料，进行下一步的缝制，修边等项处理。现有技术在生产过程中，是通过人工将裁剪好的3d床垫材料按一定方向叠合在一起。由于3d床垫材料同时是一种弹性材料，并且，纵向弹性比例与横向弹性比例完全不同，给人工精准叠合操作带来很多困难，影响3d床垫的加工速度，也增加了人工成本，同时，因人工叠合旋转一定的方向，容易转错方向，不但使得3d床垫的生产费用提高，也影响了3d床垫的品质。

3d床垫自动化生产线中，核心部分是怎样把这种透气的网状结构材料抓起与放下，进行多角度堆叠；现有技术中，一是采用吸盘进行吸附，由于3d床垫材料是网状透气材料，吸盘装置不适用于3d床垫材料的抓起与放下；二是采用铺布机拖方式或铺方式，因为材料有弹性，叠合不整齐，也不能改变堆叠方向。因此，也不适合3d床垫材料的多层多角度多方向堆叠。

针对上述问题，亟需一种能够自动取放3d床垫材料，并对其进行多角度多方向堆叠的装置来完成，提高生产效率和产品品质，降低生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种3d床垫材料自动抓取堆叠装置，以解决现有技术中人工操作影响3d床垫加工速度和品质的技术问题。

本发明的另一目的是提供上述及3d床垫材料自动抓取堆叠装置的抓取堆叠工艺，实现3d床垫材料的自动化生产，大幅提高生产效率。

本发明提供一种3d床垫材料自动抓取堆叠装置，其3d床垫材料自动抓取堆叠装置包括滚筒输送带、定位机构、升降机构、取放机构和旋转输送工作台，所述定位机构安装在滚筒输送带的末端，所述升降机构位于定位机构的上方，所述升降机构包括移动组件和升降组件，所述升降组件安装在移动组件上，所述取放机构包括安装框和若干个取放组件，所述安装框安装在升降组件的下端，若干个取放组件呈矩阵设置在安装框上，每个所述取放组件均包括两个呈对称、互相交错且各向外一定角度呈斜行设置的取放部件，旋转输送工作台位于移动组件的另外一端。

进一步，所述定位机构包括定位板、限位杆、限位电机、两个限位板和两个限位块，所述定位板安装在滚筒输送带的末端，两个限位板分别安装在滚筒输送带上端的两侧，两个限位块分别安装在滚筒输送带下端的两侧且两个限位块的上端分别与两个限位板固定连接，所述限位杆的两端均与滚筒输送带转动连接，所述限位杆上设有螺旋方向相反的两个螺纹，两个限位块分别与限位杆上的两个螺纹相配合，所述限位电机的输出端与限位杆的一端固定连接，所述限位杆的两侧均设有导向杆，两个限位块均与两个导向杆滑动配合。

进一步，所述移动组件包括支撑架、移动板和两个电缸，所述支撑架横跨在滚筒输送带的上端，两个电缸呈对称设置在支撑架的上端，所述移动板的两端分别与两个电缸上的滑块固定连接。

进一步，所述升降组件包括升降板、升降气缸和四个导杆，所述升降气缸呈竖直设置在移动板的上端，所述升降板安装在升降气缸的输出端上，四个导杆呈矩形分布在升降气缸的旁侧且四个导杆的下端均与升降板的上端固定连接，所述移动板上设有四个与导杆滑动配合的导孔。

进一步，每个所述取放部件均包括取放气缸、取放板、安装板、四个安装杆和若干个钢针，所述安装板呈倾斜设置且安装板与支撑架之间通过四个安装杆固定连接，所述取放气缸安装在安装板的上端且取放气缸呈倾斜设置，所述取放板与取放气缸的输出端固定连接，所述取放板的两端均与一个安装杆滑动配合，若干个所述钢针呈等间距安装在取放板倾斜向下的一侧，所述安装板的下方设有与支撑架固定连接的限制板，所述限制板上设有若干个通孔，若干个通孔与若干个钢针一一对应。

进一步，旋转输送工作台包括底座、旋转电机、旋转架和输送带，所述底座位于滚筒输送带的旁侧，所述旋转电机呈竖直设置在底座的上端，所述旋转架安装在旋转电机的输出端上，所述输送带安装在旋转架的上端。

本发明还提供了一种3d床垫材料自动抓取堆叠装置的抓取堆叠工艺，工艺步骤为：

s1：通过滚筒输送带输送3d床垫材料直至3d床垫材料的前端与定位板抵触，再通过限位电机工作带动限位杆转动，通过两个限位块与限位杆的螺纹配合使得当两个限位块分别带动两个限位板相向移动，对3d床垫材料的两侧进行调整，将3d床垫材料调整到指定居中位置；

s2：升降气缸工作驱动升降板以及安装在升降板下端的取放机构向下移动到3d床垫的上方；

s3：所有取放部件同步工作，取放气杆工作推动取放板移动，使得安装在取放板一侧的钢针斜行插接入3d床垫材料内；

s4：当所有取放部件的钢针同时斜行插入3d床垫材料内后，升降气缸收回，通过所有取放部件将3d床垫材料带动上升；

s5：两个气缸工作带动移动板水平移动，从而带动3d床垫材料移动至旋转输送工作台上方指定位置；

s6:旋转输送工作台已经提前旋转到指定角度，在待命状态；

s7：升降气缸工作推动3d床垫材料向下移动至指定位置；

s8：所有取放气缸收回，通过所有限制板抵触使得3d床垫材料位置不变，从而使得取放板移动将钢针全部从3d床垫材料内抽出，3d床垫材料被放在旋转输送工作台的上面，完成3d床垫材料的堆放；

s9：移动组件工作将升降组件和所有取放组件移动到原点，等待下个循环工作；

s10：旋转输送工作台上面的3d材料被堆叠到指定的数量时，旋转输送工作台的输送带转动，把堆叠完成的3d床垫材料输送到下一个生产环节。

进一步，所述s3中钢针插入3d床垫材料时，钢针斜行插入的深度超过3d床垫材料的厚度5-10毫米，斜行插入的角度按钢针尖部刺出后不会撞击到下面的滚筒输送带为标准，可做适当的角度调整。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

其一，本发明在取放3d床垫材料时，通过若干个取放组件同时工作，取放气缸工作推动取放板移动，取放板带动钢针倾斜移动插入床垫材料内，当两个取放部件同时工作时，两个取放部件内的钢针向两个方向倾斜插入床垫材料内，两个取放部件钢针之间的距离从而下而上逐渐增大，使得3d床垫材料不会脱落，当取放组件上升时，能够将通过两个取放部件的钢针带动床垫材料一起上升；本发明在使用时通过若干个取放组件上的钢针同时倾斜插入3d床垫材料内，从而将3d床垫材料固定并能够抬升和移动，不会对3d床垫材料造成变形、破裂和损坏，并能够实现3d床垫材料的自动抓取堆叠，而传统技术中，人工堆叠3d床垫材料的速度为八个人协作，每八小时堆叠200张，而采用本发明的3d床垫材料自动抓取堆叠装置，一个人负责看管整条生产线，每小时可以堆叠150张，每天的生产量为2000-3000张，生产效率速度提高了10-15倍，且有效减少了人工劳动量，减少了操作人员，降低了人工成本；

其二，本发明在堆叠3d床垫材料的时候，因为，3d床垫材料是一种有方向性的透气材料，将第一层3d床垫材料放置在输送带上，再通过旋转电机工作带动上端的旋转架和输送带转动到指定角度，再将第二层3d床垫材料放置在输送带上，依次进行，使得相邻的两个有方向性的3d床垫材料按指定的方向堆叠，从而改变多层堆叠后3d床垫材料的内部结构排列顺序，提高3d床垫的支撑力，避免3d床垫在使用时容易塌陷，当输送带上堆叠的3d床垫材料达到一定的层数，输送带工作将其输送到下一步工序进行加工，本发明能够自动将3d床垫材料进行多方向堆叠，能够提高3d床垫材料堆叠速度的同时保证3d床垫加工的质量；

其三，本发明的工艺自动化程度高，抓取和堆叠速度快，解决了3d床垫材料自动化生产线中最难解决的技术问题，抓取和堆叠自动衔接，多方向多角度选择自动化实现，为3d床垫材料自动化生产和产品的品质提供了保障；上述可以适用于多尺寸3d床垫材料的抓取和叠合，应用范围非常广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图一；

图3为本发明的局部结构示意图二；

图4为本发明中取放组件的第一角度结构示意图；

图5为本发明中取放组件的第二角度结构示意图；

图6为本发明中旋转输送工作台的结构示意图；

图7为本发明中取放部件的结构示意图；

图8为本发明中钢针插入3d床垫材料的剖视图。

附图标记：

滚筒输送带1，定位机构2，定位板2a，限位杆2b，限位电机2c，限位板2d，限位块2e，导向杆2f，升降机构3，移动组件3a，支撑架3a1，移动板3a2，电缸3a3，升降组件3b，升降板3b1，升降气缸3b2，导杆3b3，取放机构4，安装框4a，取放部件4b，取放气缸4b1，取放板4b2，安装板4b3，安装杆4b4，钢针4b5，限制板4b6，通孔4b7，旋转输送工作台5，底座5a，旋转电机5b，旋转架5c，输送带5d。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

下面结合图1至图8所示，本发明实施例提供了一种3d床垫材料自动抓取堆叠装置，其3d床垫材料自动抓取堆叠装置包括滚筒输送带1、定位机构2、升降机构3、取放机构4和旋转输送工作台5，所述定位机构2安装在滚筒输送带1的末端，所述升降机构3位于定位机构2的上方，所述升降机构3包括移动组件3a和升降组件3b，所述升降组件3b安装在移动组件3a上，所述取放机构4包括安装框4a和若干个取放组件，所述安装框4a安装在升降组件3b的下端，若干个取放组件呈矩阵设置在安装框4a上，每个所述取放组件均包括两个呈对称、互相交错，且各向外一定角度，呈斜行设置的取放部件4b，旋转输送工作台5位于移动组件3a的另外一端；通过滚筒输送带1将3d床垫材料输送至取放机构4的下方，通过定位机构2对3d床垫材料的位置进行调整，之后通过升降组件3b驱动所有取放组件向下移动，通过所有取放组件工作夹取3d床垫材料，升降组件3b驱动所有取放组件和3d床垫材料向上移动，再通过移动组件3a将3d床垫材料移动至堆叠位置，所有取放组件将3d床垫材料放下，完成3d床垫材料的堆叠，其中，取放组件的数量至少为一个。

具体地，所述定位机构2包括定位板2a、限位杆2b、限位电机2c、两个限位板2d和两个限位块2e，所述定位板2a安装在滚筒输送带1的末端，两个限位板2d分别安装在滚筒输送带1上端的两侧，两个限位块2e分别安装在滚筒输送带1下端的两侧且两个限位块2e的上端分别与两个限位板2d固定连接，所述限位杆2b的两端均与滚筒输送带1转动连接，所述限位杆2b上设有螺旋方向相反的两个螺纹，两个限位块2e分别与限位杆2b上的两个螺纹相配合，所述限位电机2c的输出端与限位杆2b的一端固定连接，所述限位杆2b的两侧均设有导向杆2f，两个限位块2e均与两个导向杆2f滑动配合；通过滚筒输送带1输送3d床垫材料到末端后，当3d床垫材料的前端与定位板2a抵触后，再通过限位电机2c工作驱动限位杆2b转动，通过限位杆2b上的两个螺纹分别与两个限位块2e的螺纹配合，使得两个限位块2e带动两个限位板2d相向移动对3d床垫材料进行夹紧定位，从而对3d床垫材料的位置进行调整。

具体地，所述移动组件3a包括支撑架3a1、移动板3a2和两个电缸3a3，所述支撑架3a1横跨在滚筒输送带1的上端，两个电缸3a3呈对称设置在支撑架3a1的上端，所述移动板3a2的两端分别与两个电缸3a3上的滑块固定连接；通过两个电缸3a3工作能够带动移动板3a2水平移动，从而带动安装在移动板3a2下端的升降组件3b和所有取放组件移动。

具体地，所述升降组件3b包括升降板3b1、升降气缸3b2和四个导杆3b3，所述升降气缸3b2呈竖直设置在移动板3a2的上端，所述升降板3b1安装在升降气缸3b2的输出端上，四个导杆3b3呈矩形分布在升降气缸3b2的旁侧且四个导杆3b3的下端均与升降板3b1的上端固定连接，所述移动板3a2上设有四个与导杆3b3滑动配合的导孔；通过升降气缸3b2工作带动升降板3b1在竖直方向上移动，从而带动安装在升降板3b1下端的所有取放组件上下移动，四个导杆3b3的设置用于限制升降板3b1的位置，防止升降板3b1在运作过程中发生转动。

具体地，每个所述取放部件4b均包括取放气缸4b1、取放板4b2、安装板4b3、四个安装杆4b4和若干个钢针4b5，所述安装板4b3呈倾斜设置且安装板4b3与支撑架3a1之间通过四个安装杆4b4固定连接，所述取放气缸4b1安装在安装板4b3的上端且取放气缸4b1呈倾斜设置，所述取放板4b2与取放气缸4b1的输出端固定连接，所述取放板4b2的两端均与一个安装杆4b4滑动配合，若干个所述钢针4b5呈等间距安装在取放板4b2倾斜向下的一侧，所述安装板4b3的下方设有与支撑架3a1固定连接的限制板4b6，所述限制板4b6上设有若干个通孔4b7，若干个通孔4b7与若干个钢针4b5一一对应；通过取放气缸4b1工作推动取放板4b2移动，取放板4b2带动钢针4b5倾斜移动插入3d床垫材料内，当两个取放部件4b同时工作时，两个取放部件4b内的钢针4b5向两个方向倾斜插入3d床垫材料内，两个取放部件4b的钢针4b5之间的距离从而下而上逐渐增大，使得取放组件上升时，能够将通过两个取放部件4b的钢针4b5带动3d床垫材料一起上升；取放气缸4b1可以调节气量，通过气量调节运动的速度。

具体地，旋转输送工作台5包括底座5a、旋转电机5b、旋转架5c和输送带5d，所述底座5a位于滚筒输送带1的旁侧，所述旋转电机5b呈竖直设置在底座5a的上端，所述旋转架5c安装在旋转电机5b的输出端上，所述输送带5d安装在旋转架5c的上端；在使用时，将第一层3d床垫材料放置在输送带5d上，再通过旋转电机5b工作带动上端的旋转架5c和输送带5d转动，再将第二层3d床垫材料放置在输送带5d上，依次进行，使得相邻的两个3d床垫材料内部的纹路交错开，从而提高3d床垫的支撑力，避免3d床垫在使用时容易坍塌，当输送带5d上堆叠的3d床垫材料达到一定的层数，输送带5d工作将其输送到下一步工序进行加工。

实施例2

实施例1所述的一种3d床垫材料自动抓取堆叠装置的取放堆叠工艺，工艺步骤为：

s1：通过滚筒输送带1输送3d床垫材料直至3d床垫材料的前端与定位板2a抵触，再通过限位电机2c工作带动限位杆2b转动，通过两个限位块2e与限位杆2b的螺纹配合使得当两个限位块2e分别带动两个限位板2d相向移动，对3d床垫材料的两侧进行调整，将3d床垫材料调整到指定居中位置；

s2：升降气缸3b2工作驱动升降板3b1以及安装在升降板3b1下端的取放机构4向下移动到3d床垫的上方；

s3：所有取放部件4b同步工作，取放气杆工作推动取放板4b2移动，使得安装在取放板4b2一侧的钢针4b5斜行插接入3d床垫材料内；

s4：当所有取放部件4b的钢针4b5同时斜行插入3d床垫材料内后，升降气缸3b2收回，通过所有取放部件4b将3d床垫材料带动上升；

s5：两个气缸3a3工作带动移动板3a2水平移动，从而带动3d床垫材料移动至旋转输送工作台5上方指定位置；

s6:旋转输送工作台5已经提前旋转到指定角度，在待命状态；

s7：升降气缸3b2工作推动3d床垫材料向下移动至指定位置；

s8：所有取放气缸4b1收回，通过所有限制板4b6抵触使得3d床垫材料位置不变，从而使得取放板4b2移动将钢针4b5全部从3d床垫材料内抽出，3d床垫材料被放在旋转输送工作台5的上面，完成3d床垫材料的堆放；

s9：移动组件3a工作将升降组件3b和所有取放组件移动到原点，等待下个循环工作；

s10：旋转输送工作台5上面的3d材料被堆叠到指定的数量时，旋转输送工作台5的输送带5d转动，把堆叠完成的3d床垫材料输送到下一个生产环节。

具体地，所述s3中钢针4b5插入3d床垫材料时，钢针4b5斜行插入的深度超过3d床垫材料的厚度5-10毫米，斜行插入的角度按钢针4b5尖部刺出后不会撞击到下面的滚筒输送带1为标准，可做适当的角度调整。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。