一种轮胎自动装笼生产线的制作方法

本发明涉及全钢轮胎生产过程中成品轮胎入库设备，具体涉及一种轮胎自动装笼生产线。

背景技术：

轮胎生产线主要包含配料、部件、成型、硫化和检测入库等工序，检测后的成品轮胎入库存储至发货出库过程中需要进行搬运码垛、拆垛等操作，目前公知的入库和出库大多使用人工方式完成多规格分拣、码垛和拆垛，其效率较低，而且人员劳动强度大，造成人力成本高，特别是人工参与导致错误操作几率相对较高。

随着自动化水平的提高，很多轮胎工厂都已经利用输送线实现多规格自动分拣，但始终未能解决堆垛、码垛自动化操作，而且现有设备占用空间大，仍旧采用人工，特别是全钢胎入库和出库时，劳动强度很大，效率很低，存在一定安全隐患和错误率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单，使用方便，能够实现入库多规格自动化分拣，减少劳动成本，降低劳动强度，提高入库工作效率；保证入库安全，减少入库操作错误率的轮胎自动装笼生产线。

本发明一种轮胎自动装笼生产线，包括入库输送线、堆垛机械手、装笼输送带、装笼机器人、筺笼翻转机以及存胎架，所述入库输送线主线上设置有扫码站和分胎臂，根据条码信息和后台系统处理按规格分胎至支线，支线末端连接有一堆垛区域，堆垛区域由防护栏围成；

所述堆垛机械手包括x轴移动轨道、y轴移动轨道、z轴移动轨道及抓胎装置，x轴移动轨道、y轴移动轨道、z轴移动轨道位于堆垛区域的上方，且通过设置于堆垛区域内的立柱支撑，所述x轴移动轨道、y轴移动轨道、z轴移动轨道依次相连，所述抓胎装置通过伺服电机滑动设置在x轴移动轨道或y轴移动轨道或z轴移动轨道上，伺服电机驱动抓胎装置行走和升降；

所述堆垛区域出口处设置有装笼输送带，与装笼机器人直线布置，装笼输送带一端位于堆垛机械手工作区域内，另一端延伸至装笼机器人工作半径内，连接堆垛机械手和装笼机器人；

所述筺笼翻转机设置为两个，且分别位于装笼机器人左右两侧，筺笼翻转机上连接有一存胎架。

优选地，筺笼翻转机包括底座、翻转机构以及与存胎架相连的夹紧机构，所述翻转机构的中部通过连接轴与带座轴承配合连接，所述带座轴承通过支撑杆固定设置于所述底座中部，所述翻转机构的一端通过升降气缸与所述底座相连；所述夹紧机构包括固定挡块和设置在翻转机构上的锁紧气缸及与锁紧气缸相连的锁紧挡块，锁紧挡块与固定挡块相对应，锁紧气缸驱动锁紧挡块靠近或者远离固定挡块，实现对存胎架的锁紧或者松开。

优选地，存胎架包括底边框及设置在底边框上的若干个存胎架立柱，所述底边框上还设置有两个轮胎承载架，轮胎承载架为设置有固定凹槽的承载连接杆，所述固定凹槽均与轮胎的外圆周面相配合，所述存胎架立柱的中心轴线与轮胎承载架的中心轴线相互垂直。

优选地，装笼机器人包括机器人底座、中间连接臂及机器人手臂、轮胎夹持机械手，所述机器人底座通过第一转动轴与中间连接臂的一端相连，中间连接臂的另一端通过第二转动轴连接有一中间连接杆，所述中间连接杆的另一端通过第三转动轴与机器人手臂相连，所述机器人手臂的伸出端通过法兰与轮胎夹持机械手相连；所述第一转动轴、第二转动轴及第三转动轴、法兰均与伺服电机相连，所述轮胎夹持机械手包括两个相向设置的爪片，所述爪片均活动设置在导向装置上，且两个爪片均与伺服电机相连，伺服电机驱动两个爪片在导向装置上相互靠近或者相互远离。

优选地，轮胎夹持机械手还包含支架，所述支架通过法兰与机器人手臂相连，所述支架上设置有一丝杠，所述丝杠通过同步带和带轮与伺服电机相连，所述爪片均通过机械爪滑块与丝杠相连，机械爪滑块与丝杠螺纹连接，丝杠转动，机械爪滑块在丝杠上沿丝杠轴线移动，带动两个爪片相互靠近或者相互远离。

优选地，堆垛机械手包括x轴移动轨道、y轴移动轨道、z轴移动轨道和抓胎装置，所述x轴移动轨道与固定于地面的立柱连接，所述立柱设置于堆垛区域内四周边缘处，所述y轴移动轨道通过伺服电机驱动滚轮与x轴移动轨道相连，所述x轴移动轨道和y轴移动轨道位于同一水平面上，所述z轴移动轨道通过伺服电机带动的滚轮与y轴移动轨道连接，所述抓胎装置通过伺服电机带动的滚轮与z轴移动轨道连接；

所述抓胎装置包括若干个抓胎臂和转动设置在抓胎支架上的抓胎丝杠，所述抓胎丝杠与伺服电机相连；

所述抓胎臂包括相连的抓胎长臂和抓胎短臂，且抓胎短臂均向背离抓胎丝杠中心轴线的方向伸出；

抓胎丝杠上螺纹连接有两个抓胎滑块，所述抓胎滑块上转动连接有若干个抓胎连接杆，所述抓胎臂分别通过若干个抓胎连接杆与两个抓胎滑块相连，所述抓胎连接杆的中部均通过辅助杆与支架转动相连；

抓胎丝杠转动，带动抓胎滑块相互靠近或者远离，实现抓胎臂延抓胎丝杠径向张开或者收回。

本发明结构简单，使用方便，利用入库输送线将成品轮胎输送至堆垛区域并通过堆垛机械手对成品轮胎进行分规格堆放，从而实现入库多规格自动化分拣，减少劳动成本，降低劳动强度，提高入库工作效率，且减少入库操作错误率；通过装笼机器人及存胎架实现成品轮胎的输出，在输出过程中通过框笼翻转机实现了轮胎输出的安全性。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为存胎架和框笼翻转机结构示意图。

图3为堆垛机械手结构示意图。

图4为抓胎装置结构示意图。

图5为装笼机器人结构示意图。

图6为轮胎夹持机械手示意图。

附图标记：1-入库输送线，2-防护栏，3-成品轮胎，4-堆垛机械手，5-装笼输送带，6-装笼机器人，7-存胎架，8-筺笼翻转机，9-扫码站，10-底座，11-升降气缸，12-带座轴承，13-夹紧机构，14-底边框，15-存胎架立柱，16-轮胎承载架，17-立柱，18-x轴移动轨道，19-z轴移动轨道，20-抓胎装置，21-抓胎丝杠，22-抓胎臂，23-抓胎滑块，24-抓胎连接杆，25-辅助杆，26-机器人底座，27-中间连接臂，28-机器人手臂，29-轮胎夹持机械手，30-第一转动轴，31-第二转动轴，32-第三转动轴，33-中间连接杆，34-法兰，35-丝杠，36-机械爪滑块，37-爪片。

具体实施方式

本发明一种轮胎自动装笼生产线，包括入库输送线1、堆垛机械手4、装笼输送带5、装笼机器人6、筺笼翻转机8以及存胎架7，所述入库输送线1主线上设置有扫码站9和分胎臂，根据条码信息和后台系统处理按规格分胎至支线，支线末端连接有一堆垛区域，堆垛区域由防护栏2围成；

所述堆垛机械手4包括x轴移动轨道18、y轴移动轨道、z轴移动轨道19及抓胎装置20，x轴移动轨道18、y轴移动轨道、z轴移动轨道19位于堆垛区域的上方，且通过设置于堆垛区域内的立柱17支撑，所述x轴移动轨道18、y轴移动轨道、z轴移动轨道19依次相连，所述抓胎装置20通过伺服电机滑动设置在x轴移动轨道18或y轴移动轨道或z轴移动轨道19上，伺服电机驱动抓胎装置20行走和升降；

所述堆垛区域出口处设置有装笼输送带5，与装笼机器人6直线布置，装笼输送带5一端位于堆垛机械手4工作区域内，另一端延伸至装笼机器人6工作半径内，连接堆垛机械手4和装笼机器人6；

所述筺笼翻转机8设置为两个，且分别位于装笼机器人6左右两侧，筺笼翻转机8上连接有一存胎架7。

筺笼翻转机8包括底座10、翻转机构以及与存胎架7相连的夹紧机构13，所述翻转机构的中部通过连接轴与带座轴承12配合连接，所述带座轴承12通过支撑杆固定设置于所述底座10中部，所述翻转机构的一端通过升降气缸11与所述底座10相连；所述夹紧机构13包括固定挡块和设置在翻转机构上的锁紧气缸及与锁紧气缸相连的锁紧挡块，锁紧挡块与固定挡块相对应，锁紧气缸驱动锁紧挡块靠近或者远离固定挡块，实现对存胎架7的锁紧或者松开。

存胎架7包括底边框14及设置在底边框14上的若干个存胎架立柱15，所述底边框14上还设置有两个轮胎承载架16，轮胎承载架16为设置有固定凹槽的承载连接杆，所述固定凹槽均与轮胎的外圆周面相配合，所述存胎架立柱15的中心轴线与轮胎承载架16的中心轴线相互垂直。

装笼机器人6包括机器人底座26、中间连接臂27及机器人手臂28、轮胎夹持机械手29，所述机器人底座26通过第一转动轴30与中间连接臂27的一端相连，中间连接臂27的另一端通过第二转动轴31连接有一中间连接杆33，所述中间连接杆33的另一端通过第三转动轴32与机器人手臂28相连，所述机器人手臂28的伸出端通过法兰34与轮胎夹持机械手29相连；所述第一转动轴30、第二转动轴31及第三转动轴32、法兰34均与伺服电机相连，所述轮胎夹持机械手29包括两个相向设置的爪片37，所述爪片37均活动设置在导向装置上，且两个爪片37均与伺服电机相连，伺服电机驱动两个爪片37在导向装置上相互靠近或者相互远离。

轮胎夹持机械手29还包含支架，所述支架通过法兰34与机器人手臂28相连，所述支架上设置有一丝杠35，所述丝杠35通过同步带和带轮与伺服电机相连，所述爪片37均通过机械爪滑块与丝杠35相连，机械爪滑块与丝杠35螺纹连接，丝杠35转动，机械爪滑块在丝杠35上沿丝杠35轴线移动，带动两个爪片37相互靠近或者相互远离。

堆垛机械手4包括x轴移动轨道18、y轴移动轨道、z轴移动轨道19和抓胎装置20，所述x轴移动轨道18与固定于地面的立柱17连接，所述立柱17设置于堆垛区域内四周边缘处，所述y轴移动轨道通过伺服电机驱动滚轮与x轴移动轨道18相连，所述x轴移动轨道18和y轴移动轨道位于同一水平面上，所述z轴移动轨道19通过伺服电机带动的滚轮与y轴移动轨道连接，所述抓胎装置20通过伺服电机带动的滚轮与z轴移动轨道19连接；

所述抓胎装置20包括若干个抓胎臂22和转动设置在抓胎支架上的抓胎丝杠21，所述抓胎丝杠21与伺服电机相连；

所述抓胎臂22包括相连的抓胎长臂和抓胎短臂，且抓胎短臂均向背离抓胎丝杠21中心轴线的方向伸出；

抓胎丝杠21上螺纹连接有两个抓胎滑块23，所述抓胎滑块23上转动连接有若干个抓胎连接杆24，所述抓胎臂22分别通过若干个抓胎连接杆24与两个抓胎滑块23相连，所述抓胎连接杆24的中部均通过辅助杆25与支架转动相连；

抓胎丝杠21转动，带动抓胎滑块23相互靠近或者远离，实现抓胎臂22延抓胎丝杠21径向张开或者收回。

使用时，完成检验的成品轮胎3通过入库输送线1输送，经扫码站9获取条码信息，后台查询相应规格下达分胎指令给分胎臂，将轮胎分至入库支线，当轮胎到达入库支线末端时，堆垛机械手4收到信号，然后伺服电机运转，使抓胎装置20在x轴移动导轨和y轴移动导轨及z轴移动导轨上移动至入库支线末端上方，然后伺服电机再次运转，驱动抓胎装置20在z轴移动导轨上动作，使抓胎装置20下降，当抓胎装置20下降至指定高度后堆垛机械手4驱动抓胎装置20伺服电机带动抓胎丝杠21旋转，抓胎滑块23因丝杠35旋转而上下移动使得抓胎臂22张开，从而夹起轮胎；根据系统分配指定堆垛位置，堆垛机械手4移动至上方下降后抓胎丝杠21反转，闭合抓胎装置20，堆垛机械手4收回，堆垛完成，等待系统下发指令。

当需要取出成品轮胎3时，系统下发出垛指令，堆垛机械手4收到信号，伺服电机堆垛机械手4在x轴移动导轨和y轴移动导轨上移动，移动至堆垛位正上方，然后抓胎装置20在z轴移动导轨上移动并下降至指定高度抓取轮胎后上升至最高位，伺服电机驱动抓胎装置20在x轴移动导轨和y轴移动导轨上移动，并移动至装笼输送带5上方，然后沿z轴移动导轨下降至指定高度，释放轮胎后上升至最高位，堆垛机械手4反馈系统出垛完成；

当出垛完成后，系统驱动装笼输送带5对其上的堆垛轮胎进行运送，当轮胎运送至装笼机器人6的工作范围内时，装笼输送带5停止运转；

当装笼输送带5上轮胎就位后，装笼机器人6驱动底座10绕其中心轴线转动、中间连接臂27绕第一转动轴30转动、中间连接杆33绕第二转动轴31转动、机器人手臂28绕第三转动轴32转动，实现轮胎夹持机械手29的位置调整，轮胎夹持机械手29驱动伺服电机带动丝杆转动，两爪片37在丝杆带动的滑块下缩小间距直至完全抱紧轮胎，然后装笼机器人6驱动底座10绕其中心轴线转动、中间连接臂27绕第一转动轴30转动、中间连接杆33绕第二转动轴31转动、机器人手臂28绕第三转动轴32转动，实现轮胎夹持机械手29的位置调整，轮胎夹持机械手29驱动伺服电机带动丝杆转动使得爪片37张开释放轮胎，将轮胎放置存胎架7上，然后装笼机器人6回位抓取下一条，直至整垛完成装笼。

当整垛完成装笼后，系统控制框笼翻转机的翻转装置气缸收缩将存胎架7水平放置，夹紧机构13释放后，叉车叉取整笼入库；然后叉车叉取空存胎架7放置在框笼翻转机上，夹紧机构13锁紧后翻转机构气缸伸出，将存胎器倾斜至15度放置。因成品轮胎3呈竖直状态放入存胎架7时会发生左右倾倒不便于轮胎的装笼，故设置框笼翻转机，通过立柱17及轮胎承载架16上与轮胎外圆周面相配合的固定凹槽，实现存胎架7的定位，升降气缸11将翻转装置一端顶起，配合中部旋转轴使得存胎架7的一边上升，与之对应的另一边下降，使得成品轮胎3倾靠在存胎架7的一边上放置，后续成品轮胎3依次堆放，实现轮胎的装笼。

本发明结构简单，使用方便，利用入库输送带将成品轮胎3输送至堆垛区域并通过堆垛机械手4对成品轮胎3进行分规格堆放，从而实现入库多规格自动化分拣，减少劳动成本，降低劳动强度，提高入库工作效率，且减少入库操作错误率；通过装笼机器人6及存胎架7实现成品轮胎3的输出，在输出过程中通过轮胎防倾装置实现了轮胎输出的安全性。