一种货架立柱的自动对扣码垛系统的制作方法

1.本实用新型涉及仓储技术领域，特别涉及一种货架立柱的自动对扣码垛系统。


背景技术：

2.货架是现代化仓库提高效率的重要工具，随着经济飞跃发展，企业仓储库房所用到的货架种类越来越趋向于自动化、智能化。
3.为了提高仓库单位面积的仓储能力，在自动化立体库中，货架高度通常都在10米以上，国外投入使用的仓库最高达30米，国内投入使用的仓库最高也达到了20米。货架的主要构件为立柱和横梁。其中，货架的立柱通常采用优质带钢经开平、自动轧机轧制、冲床冲孔、再根据方案设计高度切断而成。为便于存放和运输，立柱制作完成后，需要进行码垛，但是由于立柱长度较长，重量较重，人工搬运耗时耗力，且存在不安全因素。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的部分或全部问题，本实用新型提供一种货架立柱的自动对扣码垛系统，包括：
5.至少一个翻身定位模块，用于将立柱传送至第一或第二指定位置，并在将立柱传送至第二指定位置前，翻转所述立柱；以及
6.至少一个对扣码垛机械手，设置于所述翻身定位模块的一侧，用于抓取所述第一及第二指定位置的立柱，并运送至第三指定位置上进行码垛。
7.进一步地，所述自动对扣码垛系统包括两个翻身定位模块，所述两个翻身定位模块分别设置于所述自动对扣码垛系统的两端。
8.进一步地，所述自动对扣码垛系统还包括至少一个中心支撑架，所述中心支撑架设置于所述两个翻身定位模块之间，且所述中心支撑架的高度与所述翻身定位模块相同，宽度不小于第一指定位置与第二指定位置之间的距离。
9.进一步地，所述翻身定位模块包括：
10.传动系统，用于将立柱传送至指定位置；
11.定位系统，用于对立柱定位，以使立柱与定位系统刚性连接；以及
12.翻转系统，用于翻转定位系统，使定位系统与立柱一起随翻转系统转动。
13.进一步地，所述传动系统包括多个沿第三方向布置于一个平面上的动力辊筒以及输送到位信号传感器，其中所述动力辊筒通过传动链条带动，以相同的速度转动；和/或
14.定位气缸，其用于推动立柱沿第三方向移动至第一或第二指定位置。
15.进一步地，所述对扣码垛机械手包括：
16.第一抓取模块，包括码垛吊扣，其能够卡接于立柱的内腔，用于抓取所述第一指定位置的立柱；以及
17.第二抓取模块，包括第一电磁铁组件及第二电磁铁组件，用于吸附所述第二指定位置的立柱。
18.进一步地，所述对扣码垛机械手还包括：
19.第一移动模块，设置于悬梁臂上，用于致使第一抓取模块及第二抓取模块在第二方向上移动，包括：
20.滑台，包括上下贯穿的通孔，且所述通孔的内壁设置有直线滑块；以及
21.升降柱，其表面设置有与所述直线滑块相匹配的升降导轨，所述升降柱穿透所述通孔，且所述第一抓取模块及第二抓取模块设置于所述升降柱的末端；以及
22.第二移动模块，用于致使第一抓取模块及第二抓取模块在第三方向上移动，包括：
23.悬臂滑台，固定于所述悬梁臂顶部；
24.横移导轨，安装于所述悬臂滑台顶面；以及
25.底座，其被设置为可沿所述横移导轨移动，所述第一抓取模块及第二抓取模块通过所述第一移动模块与所述底座连接。
26.进一步地，所述自动对扣码垛系统还包括至少一个打包转运模块，其设置于所述第三位置，包括：
27.支架，包括导轨；以及
28.转运小车，包括码垛平台，且可沿所述导轨往复移动。
29.进一步地，所述自动对扣码垛系统安装于调节地轨上，且可沿所述调节地轨往复移动。
30.在本实用新型中，所述第一方向例如可以为沿立柱长度方向，所述第二方向例如可以为垂直于地面和第一方向，以及所述第三方向例如可以为垂直于第一方向及第二方向。
31.本实用新型提供的一种货架立柱的自动对扣码垛系统，通过传动系统将立柱传送至初始位置，定位系统对立柱进行定位，以及翻转系统将定位系统和立柱一起翻转，从而实现了立柱打包装置的自动翻转，使得不同位置(翻转前后定位位置)上的立柱开口方向不同，以便于所述对扣码垛机械手进行抓取。其中，所述对扣码垛机械手包含2种抓取模块，可分别对应不同开口朝向的立柱，实现立柱的互扣码垛，通用性强，且码垛方式稳定强，可完全替代人工码垛，从而减轻人工强度，提高作业安全度。另外，码垛完成后，所述打包转运模块将立柱转运至打包工位，还可解决停机打包问题，提升了立柱轧制设备与码垛设备的使用率。
附图说明
32.为进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
33.图1示出立柱的截面示意图；
34.图2示出立柱互扣码垛的截面示意图；
35.图3示出本实用新型一个实施例的一种货架立柱的自动对扣码垛系统的结构示意图；
36.图4示出本实用新型一个实施例的翻身定位模块的结构示意图；
37.图5示出本实用新型一个实施例的一种立柱互扣码垛机械手的结构示意图；以及
38.图6示出本实用新型一个实施例的打包转运模块的示意图。
具体实施方式
39.下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
40.在本实用新型中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
41.在本实用新型中，各实施例仅仅旨在说明本实用新型的方案，而不应被理解为限制性的。
42.在本实用新型中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
43.在此还应当指出，在本实用新型的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本实用新型的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。
44.在此还应当指出，在本实用新型的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本实用新型中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
45.在本实用新型中，所述第一方向例如可以为沿立柱长度方向，所述第二方向例如可以为垂直于地面和第一方向，以及所述第三方向例如可以为垂直于第一方向及第二方向。
46.目前常用的立柱为一侧开口的空心柱体，其截面如图1所示，基于此，立柱可采用互扣式码垛，以节约存储空间，同时保证立柱码垛的稳定性，互扣式码垛如图2所示。可以看出，若要实现互扣式码垛，需要交错抓取开口朝向不同的立柱，然而现有的码垛机械手通常只包含一种抓取结构，难以同时实现不同开口朝向的立柱的抓取。此外，由于立柱轧制过程中开口方向不变，例如均为开口向上，因此若要进行互扣式码垛，首先还需要将部分立柱进行翻转，改变其开口方向。基于此，本实用新型提供一种货架立柱的自动对扣码垛系统，包含翻身定位模块以及对扣码垛机械手。其中，所述对扣码垛机械手包括2种抓取模块，可分别对应不同开口朝向的立柱。下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。
47.图3示出本实用新型一个实施例的一种货架立柱的自动对扣码垛系统的结构示意图。如图3所示，一种货架立柱的自动对扣码垛系统，包括翻身定位模块001以及对扣码垛机械手002。所述翻身定位模块001以及对扣码垛机械手002安装于调节地轨401上，且可沿所述调节地轨401往复运动，进而适应不同长度的立柱。
48.如图3所示的实施例中，所述自动对扣码垛系统包括至少两个翻身定位模块001以及两个对扣码垛机械手002，其中所述翻身定位模块001分别设置于所述自动对口码垛系统的两端，且任一所述对扣码垛机械手002与其中一个所述翻身定位模块001的设置位置相对
应，每组对应的翻身定位模块及对扣码垛机械手安装于同一组调节地轨上，使得其能适用于较大长度的立柱的对扣码垛。同时，为了更好地支撑所述立柱，在两个翻身定位模块001之间，具体而言是在两组调节地轨之间，还设置有至少一个中心支撑架402，所述中心支撑架402的高度与所述翻身定位模块001相同，以保证立柱的水平度，其宽度则不小于第一指定位置与第二指定位置之间的距离，以保证立柱翻转至所述第二指定位置后，仍可得到所述中心支撑架402的支撑。所述两组地轨接近的一侧分别设置有地轨限位块403，以限制两个所述翻身定位模块和/或两个对扣码垛机械手之间的最小距离，避免出现干涉。在本实用新型中，所述第一指定位置是指开口向上的立柱的定位位置，以及所述第一指定位置是指开口向下的立柱的定位位置。
49.应当理解是，根据待码垛立柱的长度，所述自动对扣码垛系统中翻身定位模块和/或所述对扣码垛机械手的数量并不限制为如图中所示的数量，且所述翻身定位模块与所述对扣码垛机械手的数量可以不相同，同时，所述对扣码垛机械手的设置位置可以不与所述翻身定位模块相对应。例如，所述自动对扣码垛系统可以包括一个翻身定位模块及两个对扣码垛机械手，或包括两个翻身定位模块及一个对扣码垛机械手，或包括两个翻身定位模块及两个对扣码垛机械手，但所述翻身定位模块及对扣码垛机械手交错布置，或翻身定位模块及对扣码垛机械手可以为其他任意数量和/或布置位置。
50.图4示出本实用新型一个实施例的翻身定位模块的结构示意图。如图4所示，所述翻身定位模块包括：
51.传动系统，用于将立柱传送至指定位置；
52.定位系统，用于对立柱定位，以使立柱与定位系统刚性连接；以及
53.翻转系统，用于翻转定位系统，使定位系统与立柱一起随翻转系统转动。
54.具体而言，所述传动系统将立柱沿第一方向传送至第一方向终点位置；所述传动系统包括：第一传送装置，其包括：传送电机16，其可驱动传动链条17传动，以使传动链条17带动多个动力辊筒18以相同速度转动；多个动力辊筒18垂直于第一方向且布置在一个平面上，立柱放置在动力辊筒18上，且动力辊筒18转动时通过摩擦力与立柱产生相对移动，以使立柱沿第一方向传动；输送到位信号传感器13，用于检测立柱是否到达第一方向终点位置。
55.在本实用新型的一个实施例中，立柱到达第一方向终点位置后，(当数量传感器检测到)该立柱是第偶数个，(向翻转系统发送翻转信号)，可以进一步移动到达第一指定位置，然后与定位系统连接、翻转；也可以直接将第一方向终点位置作为第一指定位置，直接与定位系统连接、翻转。
56.在本实用新型的一个实施例中，立柱到达第一方向终点位置后，(当数量传感器检测到)该立柱是第奇数个，(向机器人发送码垛信号)，则立柱可以进一步移动到第一指定位置，等待所述对扣码垛机械手抓取，或者直接在第一方向终点位置由所述对扣码垛机械手抓取后码垛。
57.所述传动系统还包括：第二传送装置，其用于将立柱沿第三方向由第一方向终点位置传送至第一指定位置；第二传送装置包括：第一定位气缸19，用于推动动力辊筒18上的立柱沿第三方向移动，以将立柱由第一方向终点位置传送至第一指定位置。第一位置定位传感器14，用于检测立柱是否到达第一指定位置，并向定位系统发送连接信号；收到连接信号后，定位系统动作，第一指定位置的定位系统与预翻转位置的立柱刚性连接；第一指定位
置的所述定位系统以翻转轴3为轴心，由翻转轴3驱动，沿翻转面进行翻转至第二位置，翻转角度为180
°
，以使立柱的开口由开口朝上变为开口朝地面，还可进一步通过第三传送装置将立柱移动至第二指定位置，所述第一指定位置与第二位置的距离为定位系统至翻转轴距离的两倍；翻转面垂直于第一方向，且立柱的横截面与翻转面平行。
58.所述翻转系统包括：翻转电机1，用于驱动翻转链条2传动，以使翻转链条2带动翻转轴3转动；翻转轴承4，用于连接翻转轴3与总支架5，以使总支架5在翻转轴3转动时保持静止不变，所述总支架5包括支撑翻转轴承的轴承座的框架。另外，第二位置定位传感器15，用于检测立柱是否到达第二位置，并向定位系统发送解除连接信号。收到解除连接信号后，定位系统动作，松开立柱，位于第二位置的立柱与第二位置的定位系统解除连接后，定位系统返回至第一指定位置。立柱翻转后可以直接向所述对扣码垛机械手发送码垛信号，直接在翻转位置由所述对扣码垛机械手抓取后码垛，或者到达第二指定位置后，再由所述对扣码垛机械手抓取。
59.在本实用新型的一个实施例中，所述定位系统包括：压紧气缸6，用于驱动压紧导柱7沿第二方向直线运动；直线轴承，用于连接在压紧气缸6和压紧导柱7之间，以使压紧气缸6和压紧导柱7能够相对运动；压紧导柱7，用于驱动压板9沿第二方向直线运动，以使压板9夹持立柱；电磁铁，用于吸附立柱。
60.在本实用新型的一个实施例中，在所述翻身定位模块还包括：机构安装板，用于与所述定位系统和所述翻转系统刚性连接；所述机构安装板上具有翻转轴连接座，其包裹翻转轴3并与翻转轴3刚性连接；所述机构安装板上具有定位孔，所述定位孔沿第二方向延伸；直线轴承穿过定位孔并与定位孔刚性连接。
61.在本实用新型的一个实施例中，在所述的立柱打包装置中，所述传动系统还包括：第三传送装置，被配置为将立柱沿第三方向由第二位置传送至第二指定位置；第三传送装置包括：直线导轨20，用于放置立柱；第二定位气缸21，用于推动直线导轨20上的立柱沿第三方向移动，以将立柱由第二位置传送至第二指定位置。
62.图5示出本实用新型一个实施例的一种立柱互扣码垛机械手的结构示意图。如图5所示，一种立柱互扣码垛机械手包括：支架、第一移动模块、第一抓取模块以及第二抓取模块。
63.所述支架固定于地面，在本实用新型的一个实施例中，所述支架包括支撑柱511以及悬梁臂512，其中，所述支撑柱511固定于地面，所述悬梁臂512固定安装于所述支撑柱511的上端，在本实用新型的实施例中，所述悬梁臂512可以通过焊接、螺纹连接等方式固定安装于所述支撑柱511的上端。
64.所述第一移动模块设置于所述支架上，所述第一移动模块与所述第一抓取模块以及第二抓取模块连接，带动所述第一抓取模块以及第二抓取模块在第二方向上移动，进而实现立柱的抓取及放下。在本实用新型的一个实施例中，所述第一移动模块包括滑台521以及升降柱522，其中，所述滑台521设置于支架上，所述滑台521包括沿第一方向贯穿的通孔，且所述通孔的至少一侧的内壁上设置有直线滑块，所述升降柱522的表面设置有与所述直线滑块相匹配的升降导轨5221，所述升降柱522穿透所述通孔，并能够穿过所述通孔在第二方向上移动，所述第一抓取模块以及第二抓取模块设置于所述升降柱522的端部处。在本实用新型的一个实施例中，所述升降柱522由第一伺服电机523控制，并通过升降齿条524实现
相对于滑台521在第二方向上移动。
65.在本实用新型的一个实施例中，所述滑台521还可以沿悬梁臂512在垂直于第二方向的第三方向上移动，带动所述升降柱522能够沿所述悬梁臂512在垂直于第二方向的第三方向上移动，进而使得所述第一抓取模块以及第二抓取模块实现平移。所述左右移动通过第二移动模块实现。第二移动模块设置于所述悬梁臂512上，用于控制所述滑台521在垂直于第二方向的第三方向上移动，所述第二移动模块包括悬臂滑台531、横移导轨532以及底座533。其中，所述悬臂滑台531固定于所述悬梁臂512上，其顶面设置有横移导轨532，所述底座533能够沿所述横移导轨532往复运动，在本实用新型的一个实施例中，所述底座533由第二伺服电机(图中未示出)控制，并通过横移齿条534沿所述横移导轨532移动。所述滑台521固定连接于所述底座533的侧面。
66.所述第一抓取模块用于抓取开口向上的立柱。所述第一抓取模块包括码垛吊扣541，所述码垛吊扣541的形状被设置为：初始状态下其能够经立柱开口进入立柱内腔，旋转指定角度后，则可卡接于所述立柱内腔内。所述码垛吊扣541设置于所述第一移动模块的末端。在本实用新型的一个实施例中，所述第一抓取模块还包括升降气缸542以及旋转气缸543，其中，所述升降气缸542连接于所述升降柱的底端，用于控制所述码垛吊扣541进入或离开立柱内腔，所述旋转气缸543连接至所述升降气缸542，且所述码垛吊扣541连接于所述旋转气缸543上，所述旋转气缸543控制所述码垛吊扣541转动，以卡接于立柱内腔。
67.所述第二抓取模块用于抓取开口向下的立柱。所述第二抓取模块包括第一电磁铁组件551及第二电磁铁组件552，所述第一电磁铁组件551及第二电磁铁组件552分别设置于所述第一抓取模块的两侧，能够吸附立柱。在本实用新型的一个实施例中，所述第二抓取模块通过支撑筋553固定于所述升降柱522的两侧，且所述第二抓取模块还包括缓冲杆554，所述缓冲杆554设置于所述支撑筋553的底部，所述第一电磁铁组件551及第二电磁铁组件552安装于所述缓冲杆554的底部。为了控制所述第一电磁铁组件551及第二电磁铁组件552，使得所述第一电磁铁组件551及第二电磁铁组件552能够在接触到立柱时启动，在本实用新型的一个实施例中，所述第二抓取模块还包括传感装置(图中未示出)，用于检测所述第二抓取模块是否接触到立柱，所述传感装置可以设置于所述缓冲杆554内部等部位，可以为例如接近传感器或红外传感器或距离探测器等装置。
68.基于所述立柱互扣码垛机械手，立柱的互扣码垛过程包括：
69.通过所述第一抓取模块抓取位于所述第一指定位置处开口向上的立柱，包括：将升降气缸推出，并通过所述第一伺服电机和/或第二伺服电机将码垛吊扣移动至立柱内腔后，旋转气缸旋转90
°
，使得码垛吊扣卡主立柱内腔，通过所述第一伺服电机和/或第二伺服电机将立柱提起，码垛至第三指定位置摆放，码垛完成后升降气缸缩回内部；
70.通过所述第二抓取模块抓取位于所述第二指定位置处开口向下的立柱，包括：通过所述第一伺服电机和/或第二伺服电机将第二抓取模块移动至第二指定位置上方，缓慢下降，使得第一电磁铁组件及第二电磁铁组件接触工件，接触到工件后，通过所述传感装置信号启动第一电磁铁组件及第二电磁铁组件，即能吸附立柱从而进行码垛至第三指定位置进行对扣；以及
71.重复上述操作，直至码垛完成。
72.根据如上的操作，在立柱码垛完成后，若原地打包将会造成设备全线停机，需将立
柱打包完成后，挪开码垛位，才可继续运行设备。未解决所述问题，在本实用新型的一个实施例中，所述自动对扣码垛系统还包括至少一个打包转运模块003，其设置于所述第三指定位置，可将所述第三指定位置上码垛完成的立柱转运至打包工位，前后不影响产能。所述打包转运模块003包括支架301以及转运小车302。
73.所述支架301内部安装有导轨311，所述转运小车302的底部设置有线性滑块，所述线性滑块可在链条的带动下沿所述导轨311往复移动。所述链条通过链条接头安装于所述转运小车的两端，且其通过减速电机312控制传动轴313转动，进而带动其上的传动链轮314转动实现传动。
74.在本实用新型的一个实施例中，所述支架301的两侧还设置有加减速传感器，所述支架301的前后2个停留点设置有到位减速停止传感器315，用于检测所述转运小车302到位前的减速与停止点。
75.在本实用新型的又一个实施例中，所述转运小车302包括码垛平台321以及底盘，底盘上装有横向液压缸，用于控制所述码垛平台321升降，所述转运小车302的两端设有防倾倒升降杆322，用于在转运过程中防止立柱散包。所述横向液压缸所需的液压站323设置于所述支架的一侧。
76.本实用新型提供的一种货架立柱的自动对扣码垛系统，通过传动系统将立柱传送至指定位置，定位系统对立柱进行定位，以及翻转系统将定位系统和立柱一起翻转，从而实现了立柱打包装置的自动翻转，使得不同位置(翻转前后定位位置)上的立柱开口方向不同，以便于所述对扣码垛机械手进行抓取。其中，所述对扣码垛机械手包含2种抓取模块，可分别对应不同开口朝向的立柱，实现立柱的互扣码垛，通用性强，且码垛方式稳定强，可完全替代人工码垛，从而减轻人工强度，提高作业安全度。另外，码垛完成后，所述打包转运模块将立柱转运至打包工位，还可解决停机打包问题，提升了立柱轧制设备与码垛设备的使用率。
77.尽管上文描述了本实用新型的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本实用新型的精神和范围。因此，此处所公开的本实用新型的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。