一种板材自动搬运设备

1.本实用新型属于自动化搬运设备技术领域，具体涉及一种板材自动搬运设备。


背景技术：

2.对于现有的板材搬运，需要人工参与板材转运，才能进入后续的加工工序，利用机器人实现无人化操作，极大程度上提高了板材搬运的自动化程度。
3.现有的板材搬运设备主要利用吹风机向板材间吹气或者通过增加机械结构实现板材分张，不仅结构复杂，在面临吸附力以及相关静电等产生的各种外力的情况下，对于成批的板材搬运，无法有效解决分张问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种板材自动搬运设备。
5.为解决所述技术问题，本实用新型提供一种板材自动搬运设备，包括板材放置架、搬运机器人和滑动轨道，搬运机器人包括搬运机械臂和搬运抓手；所述滑动轨道位于板材放置架的取料侧，搬运机械臂滑动安装在滑动轨道上，搬运抓手位于搬运机械臂的末端；
6.所述板材放置架沿长度方向分为多个放置单元，每个放置单元沿高度方向分为多层；每个放置单元的上料侧间隔设有两个活动挡杆，活动挡杆沿板材放置架的高度方向设置，活动挡杆能够沿板材放置架长度方向往复滑动，通过活动挡杆对板材进行限位；
7.所述搬运抓手包括机械臂连接座、主架体、真空发生器和吸盘组件，吸盘组件包括风琴型吸盘、吸盘连接板和平形吸盘；机械臂连接座安装在主架体一侧的中部，搬运机械臂的一端与机械臂连接座连接；主架体的左端边缘和后侧边缘分别通过吸盘连接板设有多个风琴型吸盘，所有风琴型吸盘连接一个真空发生器；主架体的中部和其余边缘分别通过吸盘连接板分布有多个平形吸盘，所有平形吸盘连接另一个真空发生器，通过真空发生器控制风琴型吸盘和平形吸盘对板材进行吸取。
8.进一步的，所述搬运抓手还包括气缸、一号激光测距传感器、光电传感器、接近开关和二号激光测距传感器；气缸与主架体连接，一个一号激光测距传感器安装在主架体上，另一个一号激光测距传感器位于气缸的伸缩杆末端，两个一号激光测距传感器分别位于被吸取板材的上方和下方，用于检测板材厚度；三个二号激光测距传感器不共线安装在主架体的中间部分，用于检测主架体与板材之间的平行度；接近开关用于检测板材的有无，光电传感器用于主架体与板材之间的定位。
9.进一步的，所述活动挡杆的上部和下部分别安装有滑块，每个滑块与各自的导轨配合，导轨与板材放置架连接；在活动挡杆滑动截止的两个极限位置分别安装有磁吸结构、挡块和微动开关，磁吸结构用于活动挡杆与板材放置架的固定连接，挡块用于滑块的限位，微动开关用于检测活动挡杆是否运动至指定位置。
10.进一步的，所述滑动轨道包括轨道本体、驱动电机、齿轮和滑台；轨道本体顶部设
有齿条，滑台滑动安装在轨道本体上，搬运机械臂安装在滑台上；驱动电机安装在滑台上，驱动电机的输出轴上连接有齿轮，齿轮与齿条啮合。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.针对目前板材搬运存在的人工效率不高、定位精度低和板材分张困难等问题，本设备可对于不同大小、摆放位置不规则的板材，实现批量的自动化单张取板及搬运。吸取板材时，通过风琴型吸盘和平形吸盘产生的高度差，使风琴型吸盘对应的板材部位优先产生缝隙并翘起，有利于板材分张。通过三个二号激光测距传感器检测主架体与板材是否平行，通过两个一号激光测距传感器测量吸取的板材厚度，避免板材粘连，防止发生安全事故。板材放置架的上料侧安装有活动挡杆，可以防止在取板时板材活动导致的吸取不稳。
附图说明
13.图1为整体结构示意图；
14.图2为活动挡杆与板材放置架的连接示意图；
15.图3为活动挡杆与板材放置架连接的局部放大图；
16.图4为导轨与板材放置架的连接示意图；
17.图5为滑块与导轨的连接示意图；
18.图6为搬运抓手的结构示意图；
19.图7为风琴型吸盘和平形吸盘的结构示意图；
20.图8为滑动轨道的俯视图；
21.图9为滑动轨道的驱动电机与齿轮的连接示意图；
22.图中：1.板材放置架；2.搬运机器人；3.搬运机械臂；4.搬运抓手；5.滑动轨道；
23.11.活动挡杆；12.防护立柱；13.磁吸；14.挡块；15.微动开关；16.滑块；17.导轨；18.l型连接板；
24.41.机械臂连接座；42.主架体；43.气缸；44.真空发生器；45.吸盘组件；46.一号激光测距传感器；47.光电传感器；48.接近开关；49.二号激光测距传感器；410.激光测距传感器连接板；411.气缸连接板；412.接近开关连接板；413.光电传感器连接板；51.轨道本体；52.驱动电机；53.齿轮；54.滑台；
25.451.风琴型吸盘；452.吸盘连接板；453.平形吸盘；454.真空逻辑阀。
具体实施方式
26.下面结合附图给出本实用新型的具体实施例，具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型的技术方案，不限制本技术的保护范围。
27.本实用新型提供了一种板材自动搬运设备(简称设备，参见图1～9)，包括板材放置架1、搬运机器人2和滑动轨道5，滑动轨道5安装在地面上，且位于板材放置架1的取料侧；所述搬运机器人2包括搬运机械臂3和搬运抓手4；搬运机械臂3安装在滑动轨道5上，搬运机械臂3能够在滑动轨道5上往复滑动，搬运抓手4固定在搬运机械臂3的末端，通过搬运抓手4吸取板材，实现板材的分张动作，并将板材运送至指定位置。
28.所述板材放置架1用于放置板材，板材放置架1的一侧为上料侧，另一侧为取料侧，上料侧用于叉车将板材成批的放入到板材放置架1中，取料侧用于将搬运机器人2吸取板
材；板材放置架1整体为方管焊接而成的框架结构，沿长度方向分为多个放置单元，每个放置单元沿高度方向分为多层，每层的长度满足最长板材并留有余量，每层的宽度满足最宽的板材并留有余量；每个放置单元的上料侧间隔设有两个活动挡杆11，活动挡杆11沿板材放置架1的高度方向设置，在人工作用下活动挡杆11能够沿板材放置架1长度方向往复滑动；每个活动挡杆11的上部和下部分别通过l型连接板18安装有滑块16，每个滑块16与各自的导轨17配合，导轨17与板材放置架1固定连接；在活动挡杆11滑动截止的两个极限位置分别安装有磁吸结构13、挡块14和微动开关15，磁吸结构13用于活动挡杆11与板材放置架1的固定，挡块14用于对滑块16进行限位，防止滑块16从导轨17上脱落，微动开关15用于检测活动挡杆11是否运动至指定位置；开始上料前，人工手动将同一个放置单元的两个活动挡杆11向放置单元的两端推，微动开关15检测到活动挡杆11到位后，由叉车进行上料，将板材放置在板材放置架1上，待叉车退回至安全距离后，人工手动将两个活动挡杆11放置单元的中间推，微动开关15检测到活动挡杆11到位后，整个上料过程结束；通过两个活动挡杆11打开板材放置架1的上料空间，上料结束后活动挡杆对板材进行限位。
29.所述放置单元取料侧每层的侧边设有防护立柱12，防止板材掉落。
30.所述滑动轨道5包括轨道本体51、驱动电机52、齿轮53和滑台54；轨道本体51固定在地面上，轨道本体51顶部设有齿条，滑台54滑动安装在轨道本体51上；驱动电机52固定安装在滑台54上，齿轮53固定连接在驱动电机52的输出轴上，齿轮53同时与齿条啮合；搬运机械臂3的一端固定在滑台54上，驱动电机52的输出轴带动齿轮53转动，通过齿轮齿条传动，实现滑台54在轨道本体51上的往复滑动，进而实现搬运机械臂3的往复运动。
31.所述搬运抓手4包括机械臂连接座41、主架体42、气缸43、真空发生器44、吸盘组件45、一号激光测距传感器46、光电传感器47、接近开关48和二号激光测距传感器49；所述吸盘组件45用于板材的吸取和分张，吸盘组件45包括风琴型吸盘451、吸盘连接板452、平形吸盘453和真空逻辑阀454；
32.所述主架体42作为搬运抓手4的主体结构，由方管焊接而成；机械臂连接座41焊接在主架体42一侧的中部，用于安装搬运机械臂3；主架体42的左端边缘和后侧边缘分别通过吸盘连接板452设有多个风琴型吸盘451，主架体42的中部和其余边缘分别通过吸盘连接板452分布有多个平形吸盘453；真空发生器44有两个，两个真空发生器44均固定连接在主架体42上，其中一个真空发生器44与所有风琴型吸盘451连接，另一个真空发生器44与所有平形吸盘453连接，真空发生器44用于真空的产生和消除，控制风琴型吸盘451和平形吸盘453对板材进行吸取；搬运抓手4通过风琴型吸盘451和平形吸盘453完成板材的分张与吸取，在吸取板材时，由于风琴型吸盘451的高度大于平形吸盘453，因此板材的左侧和后侧边缘部位被优先吸取产生缝隙，有利于克服板材之间的粘粘和吸附力，使板材顺利分张。真空发生器44上设有破坏阀和供给阀，供给阀用于控制真空发生器44管路的开闭，破坏阀用于真空消除。在吸取不同大小的板材时，所需的吸盘数量不同，在吸取较小尺寸的板材时，位于主架体42边缘的吸盘不会吸取板材，因此在这些吸盘上安装真空逻辑阀454，真空逻辑阀454在没有工件时能抑制真空度的降低，即真空逻辑阀454自动闭合产生真空。
33.所述一号激光测距传感器46有两个，其中一个一号激光测距传感器46通过激光测距传感器连接板410固定在主架体42上，另一个一号激光测距传感器46固定在气缸43的伸缩杆末端，气缸43通过气缸连接板411固定在主架体42上，两个一号激光测距传感器46之间
存在高度差，分别位于板材的上方和下方，用于测量吸取的板材厚度，进而确定被吸取的板材是单张板材，避免多张板材同时被吸取的现象。所述二号激光测距传感器49有三个，安装在主架体42的中间部分，三个二号激光测距传感器49不共线，根据三点确定一个面的原理，控制搬运机械臂3调整主架体42的角度，使主架体42与板材保持平行，有利于吸取。
34.所述接近开关48用于检测板材的有无，接近开关48通过接近开关连接板412与主架体42固定连接，当搬运抓手4靠近板材时，通过接近开关48返回的信号判断是否有板材待吸取。
35.所述光电传感器47有三个，其中一个光电传感器47通过光电传感器连接板413安装在主架体42的左端，另外两个光电传感器47分别通过光电传感器连接板安装在主架体42的后侧，三个光电传感器47用于主架体42与板材之间的定位。位于主架体42后侧的两个光电传感器47用于检测板材的横向位置，当一个光电传感器47检测到信号后，以该传感器为定点旋转移动，当另一传感器47检测到信号后，旋转停止，该位置为板材的放置角度；位于主架体42左端的光电传感器47用于辅助板材的最终定位。
36.所述搬运机械臂3具有六个旋转自由度，通过搬运机械臂3实现搬运抓手4的主架体42的角度调整，搬运机械臂3为现有技术，其结构在此不再赘述。
37.本实用新型的工作原理和工作流程是：
38.当需要吸取板材时，控制驱动电机52带动滑台54在轨道本体51上滑动，待滑台54滑动到指定位置后，控制搬运机械臂3将搬运抓手4移动至板材放置架1的相应位置，首先利用接近开关48检测是否有板材，当检测到有板材待吸取时，通过搬运机械臂3控制主架体42移动，当其中一个光电传感器47检测到信号后，搬运机械臂3控制主架体42调整角度，直至三个光电传感器47均检测到信号后，通过三个二号激光测距传感器49检测主架体42与板材是否平行，待主架体42与板材平行后，控制两个真空发生器44上的供给阀打开，真空发生器44对风琴型吸盘451和平行吸盘453进行抽气，由于风琴型吸盘451的高度大于平形吸盘453，抽气后风琴型吸盘451的收缩高度大于平行吸盘453的收缩高度，因此板材安装风琴型吸盘451的边缘被优先吸取产生缝隙并翘起，有利于克服板材之间的粘贴和吸附力，使板材顺利分张。然后，控制气缸43的伸缩杆伸出，使得两个一号激光测距传感器46分别位于板材的上方和下方，通过两个一号激光测距传感器46测量板材厚度，当测量结果为单张板材的厚度后，气缸43的伸缩杆收回，控制搬运机械臂3带动搬运抓手4运动，将吸取的板材放置到指定位置，取板动作完成。
39.本实用新型未述及之处适用于现有技术。