一种铁质工件自动码垛系统的制作方法

本发明涉及一种码垛系统，具体是一种适用于对如铁质罐体、铁质箱体等具有规则形状的铁质工件进行自动码垛的系统，属于自动化生产技术领域。

背景技术：

自动化生产的核心是有序生产，目前，公知的机器人码垛系统大多为实现功能单一的码垛功能，随着社会生产力的不断发展，各种新型多功能的自动化码垛输送系统的需求不断增加，集整形、检测、称重、筛选、码垛为一体的自动化机器人码垛系统就是应实际生产需要而产生的。

目前工业上的托盘模式常见的有正四方体可能还有一些不规则的托盘形式，其中，托盘模式为托盘的码放形式，该模式决定了托盘中物体如何摆放。但是由于工业上实际应用场景复杂多变，因此用户会需要能够适应自身实际应用场景的托盘形式。

现有技术中托盘自动分配通常是设置在码放机械臂附近，而且为了提高效率，通常采用多个工位的方式，如何在空间受限的前提下实现托盘在多个工位上均能实现自动补给，进而实现使码垛的过程能够适应自身实际应用场景，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种铁质工件自动码垛系统，能够在空间受限的前提下实现托盘在多个工位上均能实现自动补给，特别适用于对批量产品进行集中码垛。

为了实现上述目的，本铁质工件自动码垛系统包括空载托盘分配部分、码垛部分和码垛电控部分；

码垛部分包括码垛装置和码垛托盘输送机；码垛装置包括码垛机械臂和安装在码垛机械臂末节上的码垛机械手，码垛机械臂至少包括x坐标驱动机构、y坐标驱动机构和z坐标驱动机构，码垛机械手上设有多个电磁线圈结构；码垛托盘输送机靠近码垛装置设置、且码垛托盘输送机向前方输送设置，码垛托盘输送机包括安装在码垛托盘输送机底架上的多个具备滚动驱动机构的、前后方向滚动设置的滚动托载部件，码垛托盘输送机的后端设有托盘限位部件；

空载托盘分配部分包括空载托盘输送装置和空载托盘仓；空载托盘输送装置设置在码垛托盘输送机的前方，包括安装在空载托盘输送底架上的空载托盘输送机和托盘顶升转载输送机，空载托盘输送机沿左右方向输送设置，空载托盘输送机包括前后对称设置的两组具有传动驱动机构的空载托盘输送部件，空载托盘输送部件的输送面距离地面的高度尺寸不大于码垛托盘输送机的托载辊道的托载面距离地面的高度尺寸，空载托盘输送机的输出端位置也设有托盘限位部件，托盘顶升转载输送机设置在码垛托盘输送机的正前方、并位于两组空载托盘输送部件之间，托盘顶升转载输送机包括托盘载架和载架升降机构，托盘载架通过载架升降机构安装在空载托盘输送底架上，托盘载架上设有多个具备滚动驱动机构的、沿前后方向滚动设置的滚动托载部件；空载托盘仓架设安装在空载托盘输送机的输入端位置上，空载托盘仓包括安装在托盘仓底架上的托盘升降夹持组件，托盘升降夹持组件包括竖直面面向前后方向的升降立板和左右对称安装在升降立板上的托盘夹持臂，升降立板通过立板升降机构安装在托盘仓底架上，托盘夹持臂通过夹持臂间距调节机构安装在升降立板上；

所述的码垛电控部分包括码垛控制回路、空载托盘分配回路，码垛控制器分别与码垛机械臂的坐标驱动机构、码垛机械手的电磁线圈结构、码垛托盘输送机的滚动托载部件驱动机构、空载托盘输送机的传动驱动机构、托盘载架的滚动托载部件驱动机构、托盘顶升转载输送机的载架升降机构、空载托盘仓的立板升降机构、空载托盘仓的夹持臂间距调节机构电连接。

作为本发明的进一步改进方案，码垛托盘输送机左右对称设置为两件，码垛装置设置在两件码垛托盘输送机之间。

作为本发明的进一步改进方案，码垛机械手通过c坐标旋转总成安装在码垛机械臂末节上，c坐标旋转总成与码垛控制器电连接。

作为本发明的一种实施方式，滚动托载部件是托载辊，多个托载辊沿前后方向平行铺设形成托载辊道。

作为本发明的一种实施方式，滚动托载部件是具有托辊组的输送带。

作为本发明的一种实施方式，空载托盘输送部件是传动链条结构。

作为本发明的一种实施方式，空载托盘输送部件是传动滚轮结构。

与现有技术相比，本铁质工件自动码垛系统由于设有空载托盘分配部分，因此可以实现托盘在工位上的自动补给，为码放提供码放条件；由于设有包括机械臂的码垛部分，因此可以实现自动码垛；由于空载托盘分配部分的空载托盘输送装置包括高度尺寸不大于码垛托盘输送机托载面的空载托盘输送部件和托盘顶升转载输送机，因此空载托盘输送装置不影响完成码垛后的托盘的向前运输，能够在空间受限的前提下实现托盘在多个工位上均能实现自动补给，特别适用于对批量产品进行集中码垛。

附图说明

图1是本发明码垛装置的三维结构示意图；

图2是本发明左后方视角的三维结构示意图；

图3是本发明左前方视角的三维结构示意图。

图中：11、码垛机械臂，12、码垛机械手，2、码垛托盘输送机，3、空载托盘输送装置，31、空载托盘输送机，32、托盘顶升转载输送机，33、托盘载架，4、空载托盘仓，41、升降立板，42、托盘夹持臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本铁质工件自动码垛系统包括空载托盘分配部分、码垛部分和码垛电控部分；

码垛部分包括码垛装置和码垛托盘输送机2；如图1所示，码垛装置包括码垛机械臂11和安装在码垛机械臂11末节上的码垛机械手12，码垛机械臂11至少包括x坐标驱动机构、y坐标驱动机构和z坐标驱动机构，码垛机械手12上设有多个电磁线圈结构；码垛托盘输送机2靠近码垛装置设置、且码垛托盘输送机2向前方输送设置，码垛托盘输送机2包括安装在码垛托盘输送机底架上的多个具备滚动驱动机构的、前后方向滚动设置的托载辊，滚动驱动机构可以是驱动电机带动的齿轮传动结构、也可以是驱动电机带动的链传动结构，多个托载辊沿前后方向平行铺设形成托载辊道，托载辊道的后端设有托盘限位部件，托盘限位部件可以是限位板结构、也可以是限位挡块结构；

如图2、图3所示，空载托盘分配部分包括空载托盘输送装置3和空载托盘仓4；空载托盘输送装置3设置在码垛托盘输送机2的前方，包括安装在空载托盘输送底架上的空载托盘输送机31和托盘顶升转载输送机32，空载托盘输送机31沿左右方向输送设置，空载托盘输送机31包括前后对称设置的两组具有传动驱动机构的空载托盘输送部件，空载托盘输送部件可以是传动链条结构、也可以是传动带结构、或者是传动滚轮结构，空载托盘输送部件的输送面距离地面的高度尺寸不大于码垛托盘输送机2的托载辊道的托载面距离地面的高度尺寸，空载托盘输送机31的输出端位置也设有托盘限位部件，托盘顶升转载输送机32设置在码垛托盘输送机2的正前方、并位于两组空载托盘输送部件之间，托盘顶升转载输送机32包括托盘载架33和载架升降机构，托盘载架33通过载架升降机构安装在空载托盘输送底架上，载架升降机构可以采用液压缸或气缸结构、也可以采用电动螺旋杆结构等其他结构，托盘载架33上也设有多个具备滚动驱动机构的、沿前后方向滚动设置的托载辊，多个托载辊沿前后方向平行铺设形成托载辊道；空载托盘仓4架设安装在空载托盘输送机31的输入端位置上，空载托盘仓4包括安装在托盘仓底架上的托盘升降夹持组件，托盘升降夹持组件包括竖直面面向前后方向的升降立板41和左右对称安装在升降立板41上的托盘夹持臂42，升降立板41通过立板升降机构安装在托盘仓底架上，立板升降机构可以采用链传动结构、也可以采用液压缸或气缸结构、或者采用电动螺旋杆结构等其他结构，托盘夹持臂42通过夹持臂间距调节机构安装在升降立板41上，夹持臂间距调节机构可以采用液压缸或气缸结构、也可以采用电动螺旋杆结构等其他结构；

码垛电控部分包括码垛控制器、码垛控制回路、空载托盘分配回路，码垛控制器分别与码垛机械臂11的坐标驱动机构、码垛机械手12的电磁线圈结构、码垛托盘输送机2的托载辊滚动驱动机构、空载托盘输送机31的传动驱动机构、托盘载架33的托载辊滚动驱动机构、托盘顶升转载输送机32的载架升降机构、空载托盘仓4的立板升降机构、空载托盘仓4的夹持臂间距调节机构电连接。

具体工作原理如下：初始状态时，载架升降机构处于缩入状态、托盘载架33的托载面低于码垛托盘输送机2的托载面；

本铁质工件自动码垛系统开始工作，码垛控制器首先控制托盘夹持臂42对自下而上的底层第二件托盘进行稳固夹持，然后控制升降立板41升起使底层第二件托盘的底平面脱离底层第一件托盘的顶平面，然后控制空载托盘输送机31启动，第一件托盘即在空载托盘输送部件的带动下向左或向右移动至空载托盘输送机31的输出端，然后托盘顶升转载输送机32动作使托盘载架33升起将第一件托盘托起，然后控制托盘载架33和码垛托盘输送机2上的托载辊同方向向后旋转，第一件托盘即向后移动至码垛托盘输送机2上并被托盘限位部件进行定位，升降立板41和托盘夹持臂42复位后即完成空载托盘的分配；然后码垛控制器发出指令使码垛装置动作，码垛机械手12在码垛机械臂11的带动下坐标移动至待码放工件的位置、并向待码放工件贴近，然后码垛控制器控制电磁线圈结构通电，码垛机械手12即对待码放工件进行整体吸附抓取，然后码垛控制器控制码垛装置动作使码垛机械手12抓取着工件坐标移动至第一件托盘上的设定位置，码垛控制器控制电磁线圈结构断电使码垛机械手12进行码放，码垛装置复位至初始状态即完成第一件工件的码垛，依次类推，本铁质工件自动码垛系统持续工作，直至设定数量的工件全部整齐码放在第一件托盘上完成第一件托盘的码垛；然后码垛控制器发出指令控制码垛托盘输送机2上的托载辊向前旋转对码放有工件的第一件托盘进行输送。

为了提高码放效率，作为本发明的进一步改进方案，码垛托盘输送机2左右对称设置为两件，码垛装置设置在两件码垛托盘输送机2之间。两条码放输送线同时工作可大大提高码放效率。

为了实现码垛机械手12的灵活性，作为本发明的进一步改进方案，码垛机械手12通过c坐标旋转总成安装在码垛机械臂11末节上，c坐标旋转总成与码垛控制器电连接。

作为本发明的一种实施方式，滚动托载部件是托载辊，多个托载辊沿前后方向平行铺设形成托载辊道。

作为本发明的一种实施方式，滚动托载部件是具有托辊组的输送带。

作为本发明的一种实施方式，空载托盘输送部件是传动链条结构。

作为本发明的一种实施方式，空载托盘输送部件是传动滚轮结构。

本铁质工件自动码垛系统是数字化控制系统，可以与工厂的数字总线无缝连接实现集中数字化管理，不局限于上述的具体控制方式。