一种工业机器人折弯用高效码垛装置及其码垛方法

1.本发明涉及码垛装置技术领域，具体为一种工业机器人折弯用高效码垛装置及其码垛方法。


背景技术：

2.码垛就是将物品整齐、规则的摆放成托盘上，目前常采用码垛机进行码垛的作业。
3.如公告号为cn101870102b名为码垛机器人，该装置包括底座、升降架及伸缩手臂，升降架可转动地设置在底座上，伸缩手臂可滑动地设置在该升降架上。码垛机器人还包括控制器及至少一旋转工作台，控制器可控制机械臂及至少一旋转工作台进行协同码垛作业，且该控制器可控制至少一旋转工作台自旋转以进行裹膜包装作业，该升降架包括两个相对的侧板，该伸缩手臂包括滑块、固定件以及延伸臂，该滑块固设在该固定件上，并设置在该两个侧板之间且能够与该两个侧板滑动配合以在该升降架内滑动升降，该固定件穿设于该两个侧板之间，该延伸臂一端位于该固定件内，另一端为可伸缩的自由端，该自由端能够收缩于该固定件内。
4.上述装置在使用的过程中，主要由机械臂配合旋转工作台将物料排列码垛，为实现码垛，机械臂每次置放物料的位置均不相同，对其精度控制要求较高，并且仅能在机械臂周身实现码垛，转运效率低。
5.所以我们提出了一种工业机器人折弯用高效码垛装置及其码垛方法，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种工业机器人折弯用高效码垛装置及其码垛方法，以解决上述背景技术中提出的现有装置在使用的过程中，主要由机械臂配合旋转工作台将物料排列码垛，为实现码垛，机械臂每次置放物料的位置均不相同，对其精度控制要求较高，并且仅能在机械臂周身实现码垛，转运效率低的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业机器人折弯用高效码垛装置，包括输送机构，所述输送机构包含有输送带、机架、电机皮带驱动机构和支撑腿，所述机架安装在所述输送带的两侧，所述支撑腿安装在两侧所述机架的下方，所述电机皮带驱动机构安装在一侧所述机架的一端，且电机皮带驱动机构的输出端与输送带传动连接；
8.还包括：
9.第一挡板，其安装在所述输送机构的两侧，两侧所述第一挡板的后端均设置有两个第二挡板；
10.下放机构，其安装在所述输送机构的一端，所述下放机构下方的四周安装有支撑框架；
11.升降载台，其安装在所述输送机构的下方，所述升降载台的上端安装有上料机，所述升降载台的一侧安装有下料机，所述升降载台的另一侧安装有叉车盘上料机，所述下料
机和叉车盘上料机的下端均安装有支脚。
12.优选的，所述下放机构包含有u形架、第一液压缸、侧边托台、定位板、第二液压缸和限位板，所述侧边托台设置在u形架内部的两侧，所述第一液压缸安装在u形架外壁的两侧，且第一液压缸的输出端与侧边托台传动连接，所述定位板安装在u形架后端的上方，所述限位板设置在定位板的内侧，所述第二液压缸安装在定位板的外侧，且第二液压缸的输出端与限位板传动连接。
13.优选的，所述侧边托台的上表面设置有第一滚珠，且第一滚珠设置有若干个，所述侧边托台内部的两侧均安装有滚轮，且滚轮的上端面延伸至侧边托台外部，所述滚轮的前端设置有轮轴，相邻所述滚轮的轮轴之间通过链带传动连接，所述侧边托台一侧的外壁上安装有步进电机，且步进电机的输出端与轮轴传动连接，所述侧边托台上表面的一侧安装有侧挡板，所述第一液压缸的一侧设置有电机避让槽，且电机避让槽与u形架一体成型设置。
14.优选的，所述升降载台包含有底板、剪叉式升降机和伸缩式柔性套，所述剪叉式升降机安装在底板的上方，且剪叉式升降机的上端与上料机的下表面固定连接，所述伸缩式柔性套设置在剪叉式升降机的外部，且伸缩式柔性套的上端和下端分别与上料机和底板粘合连接。
15.优选的，所述上料机、下料机和叉车盘上料机一端的外壁上均安装有伺服电机，所述上料机、下料机和叉车盘上料机内部的一端均安装有从动轮，所述上料机、下料机和叉车盘上料机内部的另一端均安装有主动轮，所述主动轮通过传动带与从动轮传动连接，所述主动轮和从动轮之间设置有多个托辊，所述伺服电机的输出端与主动轮传动连接。
16.优选的，所述第一挡板和第二挡板的后端均设置有伸缩调节机构，所述伸缩调节机构包含有日子板和液压伸缩杆，所述日子板安装在所述机架的上端，所述液压伸缩杆安装在所述日子板后端的中间位置处，且液压伸缩杆的输出端与第一挡板和第二挡板传动连接。
17.优选的，所述液压伸缩杆的两侧均设置有导柱，导柱的一端贯穿至日子板的内部，且与第一挡板和第二挡板的后端固定连接，所述导柱的另一端安装有限位头，所述日子板与导柱的连接处安装有直线轴承。
18.优选的，所述第一挡板的一端设置有引料折板，且引料折板与第一挡板一体成型设置，所述第一挡板、引料折板和第二挡板的内壁上均安装有若干个第二滚珠。
19.优选的，所述输送机构一端的上方设置有三维扫描仪，所述三维扫描仪的两侧均通过支架与机架固定连接。
20.优选的，所述的一种工业机器人折弯用高效码垛装置的码垛方法，包括以下步骤：
21.步骤一：准备时，工业折弯机器人设置在输送机构的一端，升降载台内的剪叉式升降机为收缩状态，由叉车盘上料机将叉车盘转运至升降载台上表面的上料机处，作为码垛底座，完毕后叉车盘上料机带动上料机上移至最高点待位；
22.步骤二：码垛前，首先由工业折弯机器人将折弯后的板料放置在输送带的一端，板料经过输送带运输至下放机构，输送过程中，首先由输送带一端上方的三维扫描仪对板料尺寸进行扫描，完毕后三维扫描仪将数据上传至终端，终端经信息处理后，将尺寸信息反馈至伸缩调节机构、下放机构和升降载台，使上述装置针对板料尺寸作自适应参数调节，伸缩
调节机构依靠液压伸缩杆带动两侧的第一挡板和第二挡板收缩，使挡板间距与板料宽度适配，将板料稳定转运至下放机构中部；
23.步骤三：下放机构承接时，液压站根据接收到的板料尺寸信息，驱动第一液压缸和第二液压缸运行，由第一液压缸和第二液压缸分别带动侧边托台和限位板伸缩，使其与板料的宽度和长度适配，接料时板料在输送机构作用下进入下放机构，由下放机构内部的侧边托台从两侧边缘对板料进行承接，同时侧边托台上的滚轮在步进电机作用下旋转，继续提供板料前进的动力，直至板料末端顶压住限位板；
24.步骤四：码垛时，下放机构上的第一液压缸收缩，使侧边托台从板料两侧边缘撤离，让板料落至上料机的叉车盘上，之后第一液压缸复位，继续承接下一板料，同时剪叉式升降机带动上料机下移一个板料高度的距离，如此往复，实现板料码垛；
25.步骤五：待一组板料码垛完毕后，剪叉式升降机下移至最低处，上料机将叉车盘连同码垛的板料转运至前端的下料机处，由待位叉车继续进行转运。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1、本发明通过采用工业折弯机器人、输送机构、下放机构和升降载台协同作用，实现弯折钣金的码垛工作，码垛操作时，由工业折弯机器人将折弯后的板料放置在输送带的一端，板料经过输送带运输至下放机构，下放机构承接时，其内部的第一液压缸和第二液压缸运行，由第一液压缸和第二液压缸分别带动侧边托台和限位板伸缩，由下放机构内部的两组侧边托台从两侧边缘对板料进行承接，同时侧边托台上的滚轮在步进电机作用下旋转，继续提供板料前进的动力，直至板料末端顶压住限位板后，下放机构上的第一液压缸收缩，使侧边托台从板料两侧边缘撤离，让板料落至上料机的叉车盘上，之后第一液压缸复位，继续承接下一板料，同时剪叉式升降机带动上料机下移一个板料高度的距离，如此往复，实现板料码垛，整个过程采用落料式下料，高效快捷，工业折弯机器人每次的上料位置一致，无需多次改变上料轨迹，降低了精度需求，并且输送机构长度可根据需求调整，实现了对码垛料的转运工作，灵活性高，解决了现有装置在使用的过程中，主要由机械臂配合旋转工作台将物料排列码垛，为实现码垛，机械臂每次置放物料的位置均不相同，对其精度控制要求较高，并且仅能在机械臂周身实现码垛，转运效率低的问题。
28.2、通过在输送机构一端的上方安装三维扫描仪，当每批次产品首次码垛前，首先由三维扫描仪对板料尺寸进行扫描，完毕后三维扫描仪将数据上传至终端，终端经信息处理后，将尺寸信息反馈至伸缩调节机构、下放机构和升降载台，使上述装置针对板料尺寸作自适应参数调节，解决了现代工业更新换代频繁，码垛机在面对一机多产品时，参数调节繁琐，无法对产品进行自适应识别的问题。
附图说明
29.图1为本发明的整体结构示意图；
30.图2为本发明的下放机构结构示意图；
31.图3为本发明的侧边托台内部结构示意图；
32.图4为本发明的a处结构放大图；
33.图5为本发明的升降载台内部结构示意图；
34.图6为本发明的第一挡板结构示意图；
35.图中：1、输送机构；2、输送带；3、机架；4、电机皮带驱动机构；5、支撑腿；6、三维扫描仪；7、支架；8、第一挡板；9、第二挡板；10、伸缩调节机构；11、下放机构；12、升降载台；13、支撑框架；14、下料机；15、叉车盘上料机；16、u形架；17、第一液压缸；18、电机避让槽；19、侧边托台；20、侧挡板；21、第一滚珠；22、滚轮；23、步进电机；24、定位板；25、第二液压缸；26、限位板；27、轮轴；28、链带；29、日子板；30、液压伸缩杆；31、导柱；32、限位头；33、直线轴承；34、底板；35、剪叉式升降机；36、上料机；37、伸缩式柔性套；38、从动轮；39、主动轮；40、传动带；41、托辊；42、引料折板；43、第二滚珠；44、支脚；45、伺服电机。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种工业机器人折弯用高效码垛装置，包括输送机构1，输送机构1包含有输送带2、机架3、电机皮带驱动机构4和支撑腿5，机架3安装在输送带2的两侧，支撑腿5安装在两侧机架3的下方，电机皮带驱动机构4安装在一侧机架3的一端，且电机皮带驱动机构4的输出端与输送带2传动连接；
38.还包括：
39.第一挡板8，其安装在输送机构1的两侧，两侧第一挡板8的后端均设置有两个第二挡板9；
40.下放机构11，其安装在输送机构1的一端，下放机构11下方的四周安装有支撑框架13；
41.升降载台12，其安装在输送机构1的下方，升降载台12的上端安装有上料机36，升降载台12的一侧安装有下料机14，升降载台12的另一侧安装有叉车盘上料机15，下料机14和叉车盘上料机15的下端均安装有支脚44。
42.请参阅图2，下放机构11包含有u形架16、第一液压缸17、侧边托台19、定位板24、第二液压缸25和限位板26，侧边托台19设置在u形架16内部的两侧，第一液压缸17安装在u形架16外壁的两侧，且第一液压缸17的输出端与侧边托台19传动连接，定位板24安装在u形架16后端的上方，限位板26设置在定位板24的内侧，第二液压缸25安装在定位板24的外侧，且第二液压缸25的输出端与限位板26传动连接，下放机构11在承接板料时，由两侧可伸缩调节的侧边托台19对板料的边缘进行承托，待板料上料完毕后，侧边托台19在第一液压缸17收缩作用下撤离板料底面，使其落入升降载台12上方。
43.请参阅图2和图3，侧边托台19的上表面设置有第一滚珠21，且第一滚珠21设置有若干个，侧边托台19内部的两侧均安装有滚轮22，且滚轮22的上端面延伸至侧边托台19外部，滚轮22的前端设置有轮轴27，相邻滚轮22的轮轴27之间通过链带28传动连接，侧边托台19一侧的外壁上安装有步进电机23，且步进电机23的输出端与轮轴27传动连接，侧边托台19上表面的一侧安装有侧挡板20，第一液压缸17的一侧设置有电机避让槽18，且电机避让槽18与u形架16一体成型设置，第一滚珠21的设置，使得侧边托台19从板料底部两侧撤离时，更加顺畅，避免因摩擦力作用导致板料落料偏移，滚轮22可依靠步进电机23驱动旋转，确保板料顺利上料。
44.请参阅图5，升降载台12包含有底板34、剪叉式升降机35和伸缩式柔性套37，剪叉
式升降机35安装在底板34的上方，且剪叉式升降机35的上端与上料机36的下表面固定连接，伸缩式柔性套37设置在剪叉式升降机35的外部，且伸缩式柔性套37的上端和下端分别与上料机36和底板34粘合连接，剪叉式升降机35的设置，可依靠逐层下移的方式码垛板料，其外部的伸缩式柔性套37，具有较好的防尘作用，延长了该结构的使用寿命。
45.请参阅图1和图5，上料机36、下料机14和叉车盘上料机15一端的外壁上均安装有伺服电机45，上料机36、下料机14和叉车盘上料机15内部的一端均安装有从动轮38，上料机36、下料机14和叉车盘上料机15内部的另一端均安装有主动轮39，主动轮39通过传动带40与从动轮38传动连接，主动轮39和从动轮38之间设置有多个托辊41，伺服电机45的输出端与主动轮39传动连接，上料机36、下料机14和叉车盘上料机15均内置传动带40输送结构，使得转运更加便捷。
46.请参阅图1和图4，第一挡板8和第二挡板9的后端均设置有伸缩调节机构10，伸缩调节机构10包含有日子板29和液压伸缩杆30，日子板29安装在机架3的上端，液压伸缩杆30安装在日子板29后端的中间位置处，且液压伸缩杆30的输出端与第一挡板8和第二挡板9传动连接，输送机构1两侧的第一挡板8和第二挡板9可在液压伸缩杆30作用下调节间距，使其与板料宽度适配，让输送过程更加稳定，避免板料偏移。
47.请参阅图4，液压伸缩杆30的两侧均设置有导柱31，导柱31的一端贯穿至日子板29的内部，且与第一挡板8和第二挡板9的后端固定连接，导柱31的另一端安装有限位头32，日子板29与导柱31的连接处安装有直线轴承33，导柱31可辅助引导液压伸缩杆30伸缩，提高挡板调节时的稳定性。
48.请参阅图6，第一挡板8的一端设置有引料折板42，且引料折板42与第一挡板8一体成型设置，第一挡板8、引料折板42和第二挡板9的内壁上均安装有若干个第二滚珠43，第二滚珠43的设置，降低了第一挡板8、引料折板42和第二挡板9对板料的摩擦力，使板料移动更加顺畅。
49.请参阅图1，输送机构1一端的上方设置有三维扫描仪6，三维扫描仪6的两侧均通过支架7与机架3固定连接，三维扫描仪6可在该批次板料初次上料时，对板料的形状尺寸进行扫描，方便后续下放机构针对尺寸进行适应性参数调整。
50.请参阅图1-6，一种工业机器人折弯用高效码垛装置的码垛方法，包括以下步骤：
51.步骤一：准备时，工业折弯机器人设置在输送机构1的一端，升降载台12内的剪叉式升降机35为收缩状态，由叉车盘上料机15将叉车盘转运至升降载台12上表面的上料机36处，作为码垛底座，完毕后叉车盘上料机15带动上料机36上移至最高点待位；
52.步骤二：码垛前，首先由工业折弯机器人将折弯后的板料放置在输送带2的一端，板料经过输送带2运输至下放机构11，输送过程中，首先由输送带2一端上方的三维扫描仪6对板料尺寸进行扫描，完毕后三维扫描仪6将数据上传至终端，终端经信息处理后，将尺寸信息反馈至伸缩调节机构10、下放机构11和升降载台12，使上述装置针对板料尺寸作自适应参数调节，伸缩调节机构10依靠液压伸缩杆30带动两侧的第一挡板8和第二挡板9收缩，使挡板间距与板料宽度适配，将板料稳定转运至下放机构11中部；
53.步骤三：下放机构11承接时，液压站根据接收到的板料尺寸信息，驱动第一液压缸17和第二液压缸25运行，由第一液压缸17和第二液压缸25分别带动侧边托台19和限位板26伸缩，使其与板料的宽度和长度适配，接料时板料在输送机构1作用下进入下放机构11，由
下放机构11内部的侧边托台19从两侧边缘对板料进行承接，同时侧边托台19上的滚轮22在步进电机23作用下旋转，继续提供板料前进的动力，直至板料末端顶压住限位板26；
54.步骤四：码垛时，下放机构11上的第一液压缸17收缩，使侧边托台19从板料两侧边缘撤离，让板料落至上料机36的叉车盘上，之后第一液压缸17复位，继续承接下一板料，同时剪叉式升降机35带动上料机36下移一个板料高度的距离，如此往复，实现板料码垛；
55.步骤五：待一组板料码垛完毕后，剪叉式升降机35下移至最低处，上料机36将叉车盘连同码垛的板料转运至前端的下料机14处，由待位叉车继续进行转运。
56.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。