一种钢筋网片码垛装置及码垛方法与流程

1.本技术涉及钢筋网片生产辅助机械技术领域，尤其涉及一种钢筋网片码垛装置及码垛方法。


背景技术：

2.在钢筋网片焊接领域，为了便于存储和运输，经焊接裁好的网片需要码垛、绑扎。目前，现有的钢筋网片在生产完毕后均采用人工操作起吊装置将网片吊装，堆垛，绑扎后将其吊装上预制构件生产线。这种搬运吊装往往需要两人配合来完成相应的工作，并且人工吊装需要更长的时间进行吊勾，在搬运的过程中如果不采用工装，还需要注意网片的弯曲情况，之后还要保证上到预制构件台模线上的时候能够更快更好的将网片放入到构件边模之中。而人工吊装存在着各种不稳定因素，如摇晃，网片不平整，下落定位精度不高，需要重新二次定位等，大大增加了劳动强度，提高了生产过程中的人力成本，而且工作效率也较低。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种钢筋网片码垛装置及码垛方法，解决了现有技术中钢筋网片人工搬运吊装劳动强度大，人工成本高，且工作效率低的问题，实现了钢筋网片的自动机械化堆垛以及转运，提高了工作效率，降低了人工成本。
4.本发明实施例提供了一种钢筋网片码垛装置，包括框架结构、z轴移动机构、x轴移动机构、抓取机构以及plc控制机构；
5.所述框架结构为长方体结构，且其沿长度方向设置有抓取位和码垛位；
6.所述x轴移动机构设置于所述框架结构的顶部，并垂直连接所述框架结构的两平行长边，且所述x轴移动机构能够在所述长边上做平移运动；
7.所述z轴移动机构设置于所述x轴移动机构上，并能够随所述x轴移动机构一起移动，且所述z轴移动机构能够相对于所述x轴移动机构做升降运动；
8.所述抓取机构连接于所述z轴移动机构底部，并能够随所述z轴移动机构一起移动，以将所述抓取位的钢筋网片抓取后移动至所述码垛位进行堆垛；
9.所述plc控制机构电连接所述x轴移动机构、所述z轴移动机构以及所述抓取机构，并能够控制所述x轴移动机构和所述z轴移动机构的运动以及控制所述抓取机构对所述钢筋网片的抓取和释放动作。
10.更进一步地，所述x轴移动机构包括支撑板、齿条、齿轮以及第二伺服电机；
11.所述支撑板垂直连接所述两平行长边；
12.所述支撑板的两端设置所述齿轮，所述齿条设置于所述两平行长边顶面，所述齿轮与所述齿条配合；
13.所述第二伺服电机设置于所述支撑板的端部，且其输出轴连接所述齿轮，并带动所述齿轮转动，以实现所述齿轮在所述齿条上的移动。
14.更进一步地，所述z轴移动机构包括第一伺服电机、导向杆、链条以及升降杆；
15.所述导向杆垂直固定于所述支撑板上；
16.所述链条设置于所述导向杆上，所述第一伺服电机驱动所述链条运动；
17.所述升降杆固定于所述链条上，并卡设于所述导向杆内，所述升降杆能够随所述链条沿所述导向杆上下移动。
18.更进一步地，所述抓取机构包括抓盘和气爪；
19.所述抓盘的顶面连接所述升降杆，所述抓盘的底面的四个角处设置所述气爪；
20.所述气爪电连接所述plc控制机构。
21.更进一步地，所述抓取位设置有抓取平台，所述抓取平台用于放置加工完成的所述钢筋网片。
22.更进一步地，所述码垛位设置有滚筒输送线，所述抓取机构将抓取的所述钢筋网片放置于所述滚筒输送线上进行堆垛。
23.更进一步地，钢筋网片码垛装置还包括气缸，所述气缸固定于所述框架结构上，并对称设置于所述滚筒输送线的两侧，且所述气缸的伸缩杆上固定有定位柱，所述定位柱能够对所述钢筋网片的摆放位置进行调整。
24.更进一步地，所述定位柱沿高度方向设置有定位孔，所述气缸的伸缩杆固定于所述定位孔内。
25.一种钢筋网片码垛方法，包括如下步骤：
26.通过所述plc控制机构控制所述z轴移动机构下降至所述抓取位；
27.通过所述plc控制机构控制所述气爪对所述抓取平台上的所述钢筋网片进行抓取，并控制所述z轴移动机构上升至设定位置；
28.通过所述plc控制机构控制所述x轴移动机构移动至所述码垛位；
29.通过所述plc控制机构控制所述z轴移动机构下降至所述码垛位，并控制所述气爪打开，将所述钢筋网片放至所述滚筒输送线上；
30.重复上述步骤，直至所述滚筒输送线垛满，然后将满垛盘运送出去。
31.更进一步地，所述将所述钢筋网片放至所述滚筒输送线上之后，还包括：
32.打开所述气缸，通过所述气缸伸缩杆上固定的所述定位柱对所述钢筋网片进行定位。
33.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
34.本发明实施例提供的一种钢筋网片码垛装置，在框架结构的顶部设置x轴移动机构以及z轴移动机构，将x轴移动机构安装在框架结构的两平行长边之间，使之能在框架结构长度方向来回移动，将z轴移动机构设置在x轴移动机构上，使之能够随x轴移动机构一起来回移动，并且还能够相对于x轴移动机构上下移动，在z轴移动机构上安装抓取机构，通过plc控制机构控制控制x轴移动机构和z轴移动机构的移动状态以及控制抓取机构的抓取和释放，即可实现将送料至抓取位的钢筋网片抓取并移位至码垛位进行堆垛。采用本方案的钢筋网片码垛装置，解决了现有技术中钢筋网片人工搬运吊装劳动强度大，人工成本高，且工作效率低的问题，实现了钢筋网片的自动机械化堆垛以及转运，提高了工作效率，降低了人工成本。
35.本发明实施例提供的一种钢筋网片码垛方法，通过plc控制机构控制控制x轴移动
机构和z轴移动机构的移动，并控制抓取机构的抓取和释放，实现了对钢筋网片整齐堆码的全自动化机械生产，大大提升了工作效率，减少了人员操作，降低了人工成本。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明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他的附图。
37.图1为本技术实施例提供的钢筋网片码垛装置主视图；
38.图2为本技术实施例提供的钢筋网片码垛装置俯视图；
39.图3为本技术实施例提供的钢筋网片码垛装置结构示意图。
40.附图标记：1、框架结构；2、z轴移动机构；21、第一伺服电机；22、导向杆；23、链条；24、升降杆；3、x轴移动机构；31、支撑板；32、齿条；33、齿轮；34、第二伺服电机；4、定位柱；41、定位孔；5、气缸；6、抓取机构；61、抓盘；62、气爪；7、抓取平台；8、钢筋网片；9、滚筒输送线。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
42.在本发明实施例的描述中，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实施例和简化描述，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。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。此外，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
43.现阶段钢筋网片焊接机器完成的成品网片需要2个工人配合才能完成堆放，在堆放和转运过程中存在安全隐患，且工作效率不高，机械化自动水平有待提高。鉴于以上情况，发明人研究钢筋网片焊接工作原理后，积极查找相关资料，通过现场多次模拟实验，在本着经济效益和安全质量保证的双重提升为前提的基础上，本人设计出钢筋网片堆垛机动化系统，该系统能够实现钢筋网片8焊接和堆码一次性成型，实现了全自动机械化生产，大大提升了施工产量，减少人员的操作，进而提升该设备的本质安全。
44.参考图1
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图3，本发明实施例提供了一种钢筋网片码垛装置，包括框架结构1、z轴移动机构2、x轴移动机构3、抓取机构6以及plc控制机构；框架结构1为长方体结构，且其沿长度方向设置有抓取位和码垛位；x轴移动机构3设置于框架结构1的顶部，并垂直连接框架
结构1的两平行长边，且x轴移动机构3能够在长边上做平移运动；z轴移动机构2设置于x轴移动机构3上，并能够随x轴移动机构3一起移动，且z轴移动机构2能够相对于x轴移动机构3做升降运动；抓取机构6连接于z轴移动机构2底部，并能够随z轴移动机构2一起移动，以将抓取位的钢筋网片8抓取后移动至码垛位进行堆垛；plc控制机构电连接x轴移动机构3、z轴移动机构2以及抓取机构6，并能够控制x轴移动机构3和z轴移动机构2的运动以及控制抓取机构6对钢筋网片8的抓取和释放动作。
45.本发明实施例提供的一种钢筋网片码垛装置，在框架结构1的顶部设置x轴移动机构3以及z轴移动机构2，将x轴移动机构3安装在框架结构1的两平行长边之间，使之能沿框架结构1的长度方向来回移动，将z轴移动机构2设置在x轴移动机构3上，使之能够随x轴移动机构3一起来回移动，并且还能够相对于x轴移动机构3上下移动，在z轴移动机构2上安装抓取机构6，通过plc控制机构控制控制x轴移动机构3和z轴移动机构2的移动状态以及控制抓取机构6的抓取和释放，即可实现将送料至抓取位的钢筋网片8抓取并移位至码垛位进行堆垛。采用本方案的钢筋网片码垛装置，解决了现有技术中钢筋网片8人工搬运吊装劳动强度大，人工成本高，且工作效率低的问题，实现了钢筋网片8的自动机械化堆垛以及转运，提高了工作效率，降低了人工成本。
46.具体的，在实际应用过程中，当钢筋网片8从剪切机出来后，通过设备运输至抓取位，抓取机构6上设置有光电开关，光电开关感应到产品到位，码垛装置程序驱动伺服电机驱动z轴移动机构2运动到位后，抓取机构6抓取钢筋网片8，抓取完成后，码垛装置程序驱动z轴移动机构2和x轴移动机构3将抓取的钢筋网片8送至码垛位，抓取机构6打开，放置产品进行码垛。
47.如图2和图3所示，x轴移动机构3包括支撑板31、齿条32、齿轮33以及第二伺服电机34；支撑板31垂直连接两平行长边；支撑板31的两端设置齿轮33，齿条32设置于两平行长边顶面，齿轮33与齿条32配合；第二伺服电机34设置于支撑板31的端部，且其输出轴连接齿轮33，并带动齿轮33转动，以实现齿轮33在齿条32上的移动。
48.作为本实施例的一种实施方式，框架结构1顶部的两平行边上沿长度方向均安装有齿条32，在支撑板31的两端分别设置有齿轮33，将支撑板31设置在框架结构1顶部的两平行边之间，并将支撑板31两端的齿轮33分别安装在两平行边上的齿条32上，使齿轮33与齿条32相配合，并在支撑板31的端部设置第二伺服电机34，将第二伺服电机34的输出轴与齿轮33相固定，使输出轴转动带动齿轮33转动，实现齿轮33在齿条32上的移动，即实现x轴移动机构3在框架结构1长度方向上的横向位移。具体的，通过plc控制机构控制该第二伺服电机34，第二伺服电机34驱动x轴移动机构3运动，即可实现不同位置的抓取。
49.如图3所示，z轴移动机构2包括第一伺服电机21、导向杆22、链条23以及升降杆24；导向杆22垂直固定于支撑板31上；链条23设置于导向杆22上，第一伺服电机21驱动链条23运动；升降杆24固定于链条23上，并卡设于导向杆22内，升降杆24能够随链条23沿导向杆22上下移动。
50.作为本实施例的一种实施方式，具体的，将导向杆22垂直固定于支撑板31的中间位置(具体位置可根据钢筋网片8的放置位置进行调整)，并将第一伺服电机21固定在支撑板31上，沿高度方向在导向杆22上设置链条23，将第一伺服电机21的输出轴通过齿轮与链条23相连接，并将升降杆24一侧固定在链条23上，将升降杆24的另一侧卡设在导向杆22上。
当z轴移动机构2运动时，plc控制机构控制该第一伺服电机21，第一伺服电机21的输出轴带动齿轮转动，齿轮带动链条23转动，由于升降杆24一侧固定在链条23上，进而链条23会带动升降杆24实现升降运动，而升降杆24另一侧又卡设在导向杆22上，链条23带动升降杆24升降运动的同时，又会沿导向杆22上下滑动，能够对升降杆24起到导向的作用，又能保证升降杆24上升下降的稳定性。通过第一伺服电机21驱动z轴移动机构2运动，即可实现不同高度的抓取以及放置。此外，结合上述实施例，z轴移动机构2运动又安装在x轴移动机构3的支撑板31上，当x轴移动机构3在进行横向位移时，z轴移动机构2也会跟着x轴移动机构3一起进行横向移动，并且还可以同时实现高度方向的移动。
51.参考图1和图3，抓取机构6包括抓盘61和气爪62；抓盘61的顶面连接升降杆24，抓盘61的底面的四个角处设置气爪62；气爪62电连接plc控制机构。
52.本实施例中，将抓取机构6的抓盘61安装于升降杆24的底部，并且，在抓盘61的地面上安装有光电开关，该光电开关与plc控制机构电连接，当光电开关感应到抓取位有钢筋网片8时，会将信号传递至plc控制机构，plc控制机构控制z轴移动机构2和x轴移动机构3的运动，并控制安装在抓盘61底面的气爪62对钢筋网片8的抓取和放置。具体的，plc控制机构控制气爪62对钢筋网片8的抓取和放置方式可以是通磁吸的方式实现，也可以是通过plc控制机构控制气缸，以实现控制气爪62对钢筋网片8的抓取和放置。
53.如图1所示，抓取位设置有抓取平台7，抓取平台7用于放置加工完成的钢筋网片8。
54.本实施例中，框架结构1的抓取位处放置一抓取平台7，该抓取平台7可由支撑平面以及安装在支撑平面底部四个角处的支撑柱组成，经切割后的钢筋网片8被运送至抓取平台7上，一方面，方便对加工完成的钢筋网片8的放置，并方便于抓取机构6对钢筋网片8的抓取；另一方面，z轴移动机构2可以不用下降更多的高度，相对能节省出移动的时间而用于抓取更多的钢筋网片8，提高了工作效率。
55.结合图1和图2，码垛位设置有滚筒输送线9，抓取机构6将抓取的钢筋网片8放置于滚筒输送线9上进行堆垛。
56.本实施例中，在框架结构1的码垛位处设置滚筒输送线9，并在滚筒输送线9上放置有托盘，抓取机构6将抓取的钢筋网片8通过z轴移动机构2以及x轴移动机构3运送至滚筒输送线9的托盘上，如此重复，直至托盘满垛为止，再将滚筒输送线9上的满垛托盘移走，最后将整体堆码的钢筋网片8通过滚轮传输至叉车或者桁吊吊点处，最后进行整体转移。通过自动化抓取系统，将钢筋网片8送至码垛位处堆码整齐，最后通过滚轮系统运送至叉车或桁吊吊点处进行装运，整个过程实现全自动机械化。
57.参考图1
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图3，钢筋网片码垛装置还包括气缸5，气缸5固定于框架结构1上，并对称设置于滚筒输送线9的两侧，且气缸5的伸缩杆上固定有定位柱4，定位柱4能够对钢筋网片8的摆放位置进行调整。
58.本实施例中，在框架结构1的码垛位的两侧还设置有气缸5，将码垛位两侧的气缸5对称设置，且每侧设置两个，将两侧气缸5的伸缩杆相向设置，在伸缩杆的端部设置定位柱4，该定位柱4可根据实际码垛高度进行更换。实际工作过程中，当运送至码垛位托盘上的钢筋网片8堆垛到一定高度时，钢筋网片8的位置会存在些许偏移，此时就需要定位柱4对其进行整理，四个定位柱4位于钢筋网片8的四个角处，通过控制气缸5的伸缩杆的伸缩，带动定位柱4前后移动，实现对钢筋网片8的整理，使其整体堆码。
59.如图3所示，定位柱4沿高度方向设置有定位孔41，气缸5的伸缩杆固定于定位孔41内。
60.本实施例中，为了适应钢筋网片8堆码高度，并对不同高度处钢筋网片8的位置调整，在定位柱4上沿高度方向均匀设置有多个定位孔41，将气缸5的伸缩杆固定于定位孔41内，调整时，通过将伸缩杆设置在不同高度的定位孔41内，以实现对不同高度处钢筋网片8的位置调整。需注意，在对钢筋网片8的堆垛位置进行调整时，四个气缸5的运动需同步控制，也可以根据需要分别控制。
61.一种钢筋网片码垛方法，包括如下步骤：
62.通过plc控制机构控制z轴移动机构2下降至抓取位。
63.通过plc控制机构控制气爪62对抓取平台7上的钢筋网片8进行抓取，并控制z轴移动机构2上升至设定位置。
64.通过plc控制机构控制x轴移动机构3移动至码垛位。
65.通过plc控制机构控制z轴移动机构2下降至码垛位，并控制气爪62打开，将钢筋网片8放至滚筒输送线9上。
66.重复上述步骤，直至滚筒输送线9垛满，然后将满垛盘运送出去。
67.本实施例的钢筋网片码垛方法，通过plc控制机构控制控制x轴移动机构3和z轴移动机构2的移动，并控制抓取机构6的抓取和释放，实现了对钢筋网片8整齐堆码的全自动化机械生产，大大提升了工作效率，减少了人员操作，降低了人工成本。
68.在实际操作当中，以一个钢筋网片8从加工完成到运送至码垛位堆垛的过程如下：钢筋网片8焊接完成后，首先，通过客户设备将经网片切割机切割出来的成品钢筋网片8移送至抓取位，放置于抓取平台7上；然后，工作人员操控plc控制机构控制z轴移动机构2下降，带动抓取机构6下降至钢筋网片8位置处；plc控制机构控制气爪62对抓取平台7上的钢筋网片8进行抓取，并控制z轴移动机构2上升至设定高度位置，该设定高度位置是通过对plc控制机构编码进行设定；再然后，plc控制机构控制控制x轴移动机构3沿框架结构1的长度方向横移至码垛位，此时，z轴移动机构2随x轴移动机构3一起沿框架结构1的长度方向横移至码垛位，抓取机构6也随之带动气爪62抓取的钢筋网片8一起沿框架结构1的长度方向横移至码垛位；plc控制机构控制控制再控制z轴移动机构2下降至码垛位，并控制气爪62打开，将钢筋网片8放至滚筒输送线9上的托盘内，至此，完成一个钢筋网片8的码垛。重复上述步骤，对将钢筋网片8进行堆垛，直至滚筒输送线9上的托盘垛满，再将满垛盘通过滚筒输送线9运送至叉车处或桁吊吊点处装运，最后进行整体的转移。整蛊过程实现了全自动机械化。
69.作为本实施例的进一步优化，在钢筋网片8放至滚筒输送线9上之后，还包括如下步骤：打开气缸5，通过气缸5伸缩杆上固定的定位柱4对钢筋网片8进行定位。
70.本实施例中，将钢筋网片8从抓取位移送至码垛位后，当钢筋网片8堆垛到一定高度，钢筋网片8之间就会产生相对的位移，导致钢筋网片8堆垛不整齐、乱序以及错位摆放，不便于后续的整体转移，因此，需要对运送至滚筒输送线9上托盘内的钢筋网片8进行定位，使之整齐堆垛。具体操作如下：同步打开气缸5，气缸5的伸缩杆会带动固定于其上的定位柱4前后移动，定位柱4位于钢筋网片8的四个棱角边处，此时定位柱4正好卡在钢筋网片8的网格缝隙中，实现对钢筋网片8的定位，直至垛满完成，气缸5才闭合，定位柱4缩回原点，叉车
将满垛叉走。另外，在钢筋网片8放置于码垛位时，定位柱4可以对其起到一个限位的作用，使钢筋网片8在摆放时位置不会有大的偏移，然后，当摆放至一定高度时，再通过定位柱4对其位置进行调整，保证码垛整齐。
71.以上实施例中，码垛装置的工作能力可保证在400件/小时，码垛高度可达到1.5m，供给电源为380v、50hz，运动功率为3.5kw，并且框架结构1主体采用方管搭建，z轴移动机构2以及x轴移动机构3集成于框架结构1顶部，整体控制核心通过plc实现，实现了不同位置的抓取。
72.经预估统计，本方案的钢筋网片码垛装置在投入使用之前，本项目目前从钢筋网片焊接机上码堆钢筋网片是由两个工人配合完成的，按照新疆地区人员工资每月普工在8000元/月来计算，一年下来就两个人的工资就要19.2万元，项目还有5年的工期，综合下来只人工费一项就需投入96万元，折算一半两个工人还要干其他工作，也至少需48万元。故如采用此设备将会大大节省了项目成本。
73.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
74.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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技术技术方案的范围。