一种卷材自动包装装车装置 |
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| 申请号 | CN201710851281.5 | 申请日 | 2017-09-20 | 公开(公告)号 | CN107458891A | 公开(公告)日 | 2017-12-12 |
| 申请人 | 四川大学; | 发明人 | 李绍才; 孙海龙; 陈珂; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种卷材自动 包装 装车装置，包括 支撑 框架 (1)、滑动架(2)、裁切装置(8)、收卷装置(9)和机械手(3)，收卷装置(9)设在裁切装置(8)与滑动架(2)之间，所述支撑框架(1)的顶部设有导向槽(11)，滑动架(2)上设有滚轮(21)，机械手(3)的自由端设有条码读取器(6)和光感测距仪(7)。裁切装置和收卷装置配合作用，并利用机械手抓取卷材进行装车操作，相比传统的叉车运输，装车效率高，安全性强；配合PLC控制系统生成装车规划图，装车过程中能将货物合理摆放，最大化利用运输车辆的载重能 力 ，降低运输 费用 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种卷材自动包装装车装置，其特征是：包括支撑框架(1)、滑动架(2)、裁切装置(8)、收卷装置(9)和机械手(3)，所述滑动架(2)、裁切装置(8)和收卷装置(9)均设在支撑框架(1)上，裁切装置(8)安装在支撑框架(1)的进料端，滑动架(2)设在支撑框架(1)的中部，收卷装置(9)设在裁切装置(8)与滑动架(2)之间；所述支撑框架(1)的顶部设有导向槽(11)，滑动架(2)上设有滚轮(21)，滚轮(21)设在导向槽(11)内，滑动架(2)通过滚轮(21)安装在支撑框架(1)上，所述机械手(3)的固定端安装在滑动架(2)上，机械手(3)的自由端设有条码读取器(6)和光感测距仪(7)。 |
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| 说明书全文 | 一种卷材自动包装装车装置技术领域[0001] 本发明属于卷材生产设备技术领域，具体地说，涉及一种卷材自动包装装车装置。 背景技术[0002] 卷材产品通常具有孔径小、质量大的特点，对于如钢丝卷、钢板卷等卷材类物件的装车，通常是在叉车起重系统的货叉架上挂装串杆，将串杆的杆体插入卷材的中心孔进行装运。由于串杆杆体是长度固定的焊接件，串杆杆体的截面尺寸限制了卷材中心孔的大小和串杆承受载荷的能力。不仅操作困难，装车效率低，而且安全风险大。 发明内容[0003] 针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种卷材自动包装装车装置，提高卷材装车效率和安全性。 [0004] 为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种卷材自动包装装车装置，包括支撑框架、滑动架、裁切装置、收卷装置和机械手，所述滑动架、裁切装置和收卷装置均设在支撑框架上，裁切装置安装在支撑框架的进料端，滑动架设在支撑框架的中部，收卷装置设在裁切装置与滑动架之间；所述支撑框架的顶部设有导向槽，滑动架上设有滚轮，滚轮设在导向槽内，滑动架通过滚轮安装在支撑框架上，所述机械手的固定端安装在滑动架上，机械手的自由端设有条码读取器和光感测距仪。 [0005] 进一步地，所述滑动架的顶部设有用于驱动滚轮的驱动电机。 [0006] 进一步地，所述支撑框架出料端的地面上设有车辆定位标识线。 [0008] 进一步地，所述机械手包括横向转盘、第一机械臂、第二机械臂和机械爪，所述横向转盘安装在滑动架的底部，横向转盘通过第一纵向旋转关节与第一机械臂的一端铰接，第一机械臂的另一端通过第二纵向旋转关节与第二机械臂的一端铰接，所述第二机械臂的另一端通过第三纵向旋转关节与机械爪铰接，第二机械臂的中部设有径向旋转关节。 [0009] 进一步地，所述的机械爪的末端设有L形的挂钩，所述挂钩与机械爪的底座铰接。 [0010] 进一步地，所述收卷装置包括安装架、转动轴、收卷机构和卷材导向机构，所述安装架上设有步进电机，转动轴的一端与步进电机的转轴固定连接，转动轴的另一端与安装架可旋转连接；所述收卷机构和卷材导向机构均为矩形，收卷机构与卷材导向机构垂直，收卷机构和卷材导向机构均与转动轴固定相连，所述卷材导向机构上设有导向辊，收卷机构上设有收卷轴和与收卷轴相对应的力矩电机，所述收卷轴在力矩电机的带动下转动。 [0011] 进一步地，所述收卷机构包括两根收卷轴和两个力矩电机，所述力矩电机与收卷轴对应设置。 [0012] 进一步地，所述安装架上设有线轴，线轴上设有包装线。 [0013] 进一步地，所述裁切装置包括气缸泵、气缸、切刀和与切刀对应设置的刀座，所述气缸泵与气缸连通，刀座、气缸和气缸泵均固定安装在支撑框架上，切刀设在气缸的活塞杆动力输出端，气缸的活塞杆完全伸出时切刀的刃口部与刀座接触。 [0014] 本发明的有益效果是： [0015] (1)将机械手吊挂在支撑框架下，通过机械手抓取卷材进行装车操作，相比传统的叉车运输，装车效率高，安全性强； [0016] (2)机械手上设有三个纵向旋转关节和一个径向旋转关节，机械手灵活性强，操作简单方便； [0017] (3)机械爪末端设有L形挂钩，挂钩与机械爪的底座铰接，挂钩之间的距离可以调节，能抓取不同大小卷材； [0018] (4)机械手的自由端设有光感测距仪，通过光感测距仪可以扫描运输车辆车厢顶部周缘处的光标感应标签，然后将信息传给PLC控制系统生成装车规划图，装车过程中能将货物合理摆放，最大化利用运输车辆的载重能力，降低运输费用，同时还能提高货物运输过程中的安全性； [0019] (5)机械手的自由端设有条码读取器，通过条码读取器扫描贴在卷材上的条码，在装车过程中完成对货物的清点、监控和记录，便于管理人员管理货物，提高物流效率，降低物流成本； [0020] (6)收卷机构上设有两根收卷轴同时进行收卷作业，通过步进电机使收卷轴轮流靠近机械手，设备能长时间连续运行，收卷效率高； [0021] (7)力矩电机带动收卷轴转动，通孔调节力矩电机的转速能控制卷材所受拉力，收卷整齐，松紧适宜； [0022] (8)安装架上设有线轴，线轴上设有包装线，卷材裁切后将包装线绕在收卷轴的一端，随着收卷轴的转动，包装线呈螺旋线形缠绕在卷材的周壁上完成捆扎，设备自动化程度高； [0024] 图1为本发明的结构示意图； [0025] 图2为本发明滚轮安装在导向槽内时的位置关系示意图； [0026] 图3为本发明机械手的结构示意图； [0027] 图4为本发明收卷装置的结构示意图； [0028] 图5为本发明裁切装置的结构示意图； [0029] 附图中： [0030] 1-支撑框架，11-导向槽，2-滑动架，21-滚轮，22-驱动电机，3-机械手，31-横向转盘，32-第一机械臂，33-第二机械臂，34-机械爪，35-第一纵向旋转关节，36-第二纵向旋转关节，37-第三纵向旋转关节，38-径向旋转关节，39-挂钩，4-车辆定位标识线，5-减速带，6-条码读取器，7-光感测距仪，8-裁切装置，81-气缸泵，82-气缸，83-切刀，84-刀座，9-收卷装置,91-安装架，92-转动轴，93-收卷机构，94-卷材导向机构，95-步进电机，96-导向辊，97-收卷轴，98-力矩电机，99-线轴。 具体实施方式[0031] 以下结合附图对本发明作进一步描述： [0032] 本发明提供一种卷材自动包装装车装置，如图1所示，包括支撑框架1、滑动架2、裁切装置8、收卷装置9和机械手3，所述滑动架2、裁切装置8和收卷装置9均设在支撑框架1上，裁切装置8安装在支撑框架1的进料端，滑动架2设在支撑框架1的中部，收卷装置9设在裁切装置8与滑动架2之间。如图2所示，所述支撑框架1的顶部设有导向槽11，滑动架2上设有滚轮21，滚轮21设在导向槽11内，滑动架2通过滚轮21安装在支撑框架1上，所述滑动架2的顶部设有用于驱动滚轮21的驱动电机22。本发明将机械手3吊挂在支撑框架1下，通过机械手3抓取卷材进行装车操作，相比传统的叉车运输，装车效率高，安全性强。 [0033] 进一步地，机械手3的固定端安装在滑动架2上，机械手3的自由端设有条码读取器6和光感测距仪7。所述支撑框架1出料端的地面上设有车辆定位标识线4，定位标识线4的两侧设有减速带5。通过光感测距仪7可以扫描运输车辆车厢顶部周缘处的光标感应标签，然后将信息传给PLC控制系统生成装车规划图，装车过程中能将货物合理摆放，最大化利用运输车辆的载重能力，降低运输费用，同时还能提高货物运输过程中的安全性。通过条码读取器6扫描贴在卷材上的条码，在装车过程中完成对货物的清点、监控和记录，便于管理人员管理货物，提高物流效率，降低物流成本。其具体工作过程如下： [0034] 1、将卷材的直径、长度和重量信息输入卷材自动装车装置的PLC控制系统中； [0035] 2、将条码按顺序贴在卷材上，并在运输车辆的车厢顶部周缘贴上光标感应标签； [0036] 3、将运输车辆停靠在支撑框架1的出料端，所述运输车辆的车厢前部与车辆定位标识线4齐平； [0037] 4、在卷材自动装车装置的PLC控制系统中输入运输车辆的车厢长、宽、高、车厢底部距离地面高度和运输车辆8的载重量信息； [0038] 5、PCL控制系统控制机械手3空载在车厢上方行走一次，利用机械手3上的光感测距仪7扫描光标感应标签，形成车厢平面图； [0039] 6、PLC控制系统根据卷材尺寸、重量、运输车辆的车厢尺寸和运输车辆载重要求形成装车规划图； [0040] 7、机械手3通过条码读取器6扫描条码，并根据规划图按顺序抓取卷材放入车厢内。 [0041] 如图3所示，所述机械手3包括横向转盘31、第一机械臂32、第二机械臂33和机械爪34，所述横向转盘31安装在滑动架2的底部，横向转盘2通过第一纵向旋转关节35与第一机械臂32的一端铰接，第一机械臂32的另一端通过第二纵向旋转关节36与第二机械臂33的一端铰接，所述第二机械臂33的另一端通过第三纵向旋转关节37与机械爪34铰接，第二机械臂33的中部设有径向旋转关节38。所述的机械爪34的末端设有L形的挂钩39，挂钩39与机械爪34的底座铰接。机械手3上设有三个纵向旋转关节和一个径向旋转关节38，机械手3灵活性强，操作简单方便，挂钩39之间的距离可以调节，便于抓取不同大小的卷材。 [0042] 如图4所示，所述收卷装置9包括安装架91、转动轴92、收卷机构93和卷材导向机构94，所述安装架91上设有步进电机95，转动轴92的一端与步进电机95的转轴固定连接，转动轴92的另一端与安装架91可旋转连接；所述收卷机构93和卷材导向机构94均为矩形，收卷机构93与卷材导向机构94垂直，收卷机构93和卷材导向机构94均与转动轴92固定相连，所述卷材导向机构94上设有导向辊96，收卷机构93上设有两个收卷轴97和两个与收卷轴97相对应的力矩电机98，所述收卷轴97在力矩电机98的带动下转动。收卷机构93上的两根收卷轴97同时进行收卷作业，通过步进电机95使收卷轴97轮流靠近机械手3，设备能长时间连续运行，收卷效率高。 [0043] 作为进一步改进，所述安装架91上设有线轴99，线轴99上设有包装线,卷材裁切后将包装线绕在收卷轴97的一端，随着收卷轴97的转动，包装线呈螺旋线形缠绕在卷材的周壁上完成捆扎，设备自动化程度高。 [0044] 如图5所示，所述裁切装置8包括气缸泵81、气缸82、切刀83和与切刀83对应设置的刀座84，所述气缸泵81与气缸82连通，刀座84、气缸82和气缸泵81均固定安装在支撑框架1上，切刀83设在气缸82的活塞杆动力输出端，气缸82的活塞杆完全伸出时切刀83的刃口部与刀座84接触。通过气缸82带动切刀83运动完成对卷材的裁切，切刀83运动时速度大，能轻松将卷材切断，裁切效果稳定，设备运行可靠性强。 |
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