[實用新型]一種鋼管自動搬運碼垛機

有效

• 申請號: 201120060772.6
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN201952015U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 吳躍新
• 申請（專利權）人: 上海博信機器人科技有限公司
• 主分類號: B65G61/00
• 分類號: B65G61/00;B65G57/18
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 陳志良

技術領域

本實用新型涉及一種對鋼管進行碼垛和拆垛的自動化機器，特別是公開一種鋼管自動搬運碼垛機，屬于自動化機械技術領域。

背景技術

一直以來，我國工礦企業鋼管堆放始終沒有統一標準，簡單的散布堆放會對鋼管外皮造成摩擦損傷或壓迫變形，使鋼管力學性能降低，同時也不便于管理和使用。象石油管路、高壓流體管路等行業對鋼管的力學性能和鋼管表面質量要求都比較高，對鋼管的堆放也提出了較高的標準，必須有規律的堆放成垛。如何將鋼管一根根的自動堆放成垛，在使用時又可以自動拆垛一根根的取出，用人工很難完成，因為有的鋼管長達10米多，通常重達200公斤甚至更多，必須使用機器人并配合適當的夾具機械手系統來完成碼垛和拆垛過程。機器人鋼管自動碼垛能夠大大提高鋼管的庫存管理水平，整齊劃一的垛形既提高了鋼管庫房的外觀質量，又方便了庫存管理，用機器人碼垛和拆垛能夠有效提高鋼管碼垛和拆垛速度，擁有非常好的使用前景和市場前景。

經過檢索，國內有不少搬運和碼垛機器人，但多數都是具有規則形狀的箱包類物體碼垛，尚無專用于鋼管的碼垛機器人系統。如公開號CN101817452A提出了一種關節式機械手的裝箱、碼垛機器人，公開號CN1919545提出了一種通用的關節式四連桿結構的搬運碼垛機器人。這些專利都是通用的箱包類碼垛機器人。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種鋼管自動搬運碼垛機，實現鋼管碼垛和拆垛過程的自動化，提高效率，方便鋼管庫存管理，是一種高效、可靠、穩定的鋼管自動碼垛機器人系統。

本實用新型是這樣實現的：一種鋼管自動搬運碼垛機，包括機座和工作單元，其特征在于：所述工作單元設置在機座上，工作單元有三個：導向定位機構、電磁鐵吸取鋼管機構和托盤抓取機構；所述的導向定位機構設有直角坐標的框架結構Y軸導軌、Z軸導軌和X軸橫梁，將堆垛鋼管有序規則排列放置，所述的電磁鐵吸取鋼管機構設置在Z軸導軌底端，為搬運鋼管的抓取機械；所述的托盤抓取機構設置在Z軸導軌底端的旁側，為抓取托盤的機械。

所述的導向定位機構包括平行的兩根Y軸導軌、平行的兩根Z軸導軌、平行的兩根X軸橫梁和連接板；Y軸的兩根導軌固定在X軸橫梁的兩端，X軸橫梁與Y軸導軌垂直連接，兩根X軸橫梁與設置在兩根Y軸導軌上的滑塊固定連接，X軸橫梁與滑塊一起沿Y軸導軌移動；Z軸導軌通過連接板固定于兩根X軸橫梁之間，兩根Z軸導軌位于Y軸導軌內側，均采用滾珠絲杠傳動；所述的電磁鐵吸取鋼管機構包括底部連接板和電磁鐵構成，固定于Z軸導軌的底部；所述的托盤抓取機構固定于底部連接板的側面上，由小滑臺、滑臺連接板、旋轉機構、氣動夾具構成，小滑臺固定于底部連接板的側面，滑臺連接板固定于小滑臺的滑塊上，旋轉機構固定于滑臺連接板上，氣動夾具固定于旋轉機構的底部。所述的導向定位機構的Y軸導軌工作行程為2500mm～3500mm，Z軸導軌的工作行程為1000mm～2000mm。

本實用新型導向定位機構由YZ二自由度直角坐標機器人組成，通過線性導軌間的順次相對運動，保證機器人能夠正確的抓取鋼管，并能在恰當位置上放置鋼管，保證鋼管碼垛精度。

本實用新型的導向定位機構的Y軸導軌由兩根平行的有一定跨距的導軌組成，導軌行程可根據垛形的要求選取合適的行程長短，常規行程3米，兩根Y軸導軌平行導軌的滑塊用一根橫梁聯接。Z軸導軌也有兩根，固定在聯接Y軸導軌的X軸橫梁上，兩根Z軸導軌保持平行，并有一定的間距，可沿Y軸導軌移動。

電磁鐵吸取鋼管機構是抓取鋼管的夾具部分，固定于導向定位機構Z軸導軌的底部正下方的連接板上，和Z軸導軌的一起伸縮上下移動，在導向定位機構的帶動下，可沿Y軸導軌水平方向移動。鑒于鋼管的特殊細長形狀，采取若干塊V形電磁鐵吸取鋼管的方式，每根Z軸導軌底部設有4塊小型電磁鐵，電磁鐵呈V形結構，依靠電磁鐵通斷電控制吸取鋼管，完成鋼管的抓取和搬運。

托盤抓取機構托盤抓取機構固定于導向定位機構Z軸導軌的底部側面，實現抓取鋼管托盤，并在導向定位機構的引導定位下，將鋼管托盤放在合適的位置。當一層鋼管碼垛完成后，需要在這層鋼管的兩側放置鋼管托盤，碼垛時，鋼管都要放置到托盤的圓弧形槽中。抓取托盤時，小滑臺向下移動，帶動旋轉機構和氣動夾具伸出，然后Z軸向下移動到對應托盤合適位置，氣動夾具夾取托盤，旋轉機構帶動氣動夾具和托盤一起旋轉90度，在導向定位機構的引導下，將托盤放置到合適位置。