本發(fā)明涉及一種托盤碼垛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種桁架機(jī)器人碼垛工作站結(jié)構(gòu)及其使用方法。

背景技術(shù)：

碼垛，顧名思義是指將物品整齊的疊放好；碼垛機(jī)器人是能夠自動(dòng)將物品疊放整齊的裝置、設(shè)備等。目前在自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域，例如箱體碼垛，需要將流水線上的箱體整齊的轉(zhuǎn)移疊放到托盤上，然后整垛箱體可以通過(guò)托盤直接流轉(zhuǎn)，最后將整垛箱體裝車、搬運(yùn)。目前常見(jiàn)的碼垛機(jī)器人都是采用三維坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)，通過(guò)機(jī)械手將單個(gè)箱體搬運(yùn)堆垛到托盤上，然后通過(guò)托盤轉(zhuǎn)移整垛箱體。然而目前的堆垛機(jī)器人自動(dòng)化程度不高，箱體進(jìn)料、托盤的進(jìn)出都需要人工配合調(diào)節(jié)，自動(dòng)化程度無(wú)法滿足搬運(yùn)需求；而且三維坐標(biāo)機(jī)械手自由度高，移動(dòng)調(diào)整動(dòng)作較多，從而導(dǎo)致箱體搬運(yùn)效率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的碼垛機(jī)自動(dòng)化程度低的不足，提供了一種自動(dòng)化程度高、碼垛效率高的桁架機(jī)器人碼垛工作站結(jié)構(gòu)及其使用方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種桁架機(jī)器人碼垛工作站結(jié)構(gòu)，包括物料輸送帶、桁架，物料輸送帶的進(jìn)料端與流水線對(duì)接，所述的物料輸送帶為滾筒式輸送帶，所述物料輸送帶的一側(cè)設(shè)有推桿，所述物料輸送帶的底部設(shè)有推桿平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述物料輸送帶的另一側(cè)設(shè)有箱體預(yù)定位平臺(tái)，所述的桁架上設(shè)有與物料輸送帶的移動(dòng)方向垂直的水平橫梁，所述的水平橫梁上設(shè)有滑動(dòng)座，滑動(dòng)座上設(shè)有升降座，所述升降座的下端設(shè)有機(jī)械手；箱體預(yù)定位平臺(tái)的內(nèi)側(cè)與物料輸送帶的一側(cè)對(duì)接，箱體預(yù)定位平臺(tái)的外側(cè)設(shè)有托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)。一列箱體在流水線上移動(dòng)，托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)上裝有托盤，一列箱體移動(dòng)到物料輸送帶上時(shí)，箱體在物料輸送帶的X軸方向排成一列，推桿平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿平移，推桿將物料輸送帶上的一列箱體推入箱體預(yù)定位平臺(tái)上，推桿重復(fù)動(dòng)作，將多列箱體推到箱體預(yù)定位平臺(tái)上，當(dāng)箱體預(yù)定位平臺(tái)上的箱體正好可以布滿托盤的一層時(shí)，機(jī)械手沿Y軸移動(dòng)到箱體預(yù)定位平臺(tái)上方將所有箱體一次性搬運(yùn)到托盤上碼垛；該種工作站的機(jī)械手只有Y軸、Z軸的動(dòng)作，X軸直接通過(guò)物料輸送帶和推桿實(shí)現(xiàn)箱體定位，從而精簡(jiǎn)了機(jī)械手的動(dòng)作，機(jī)械手的搬運(yùn)效率顯著提高，最終提高碼垛效率。

作為優(yōu)選，所述的機(jī)械手包括吸盤支架、設(shè)在吸盤支架底部的吸盤本體，所述吸盤支架的上端與升降座之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)座連接，所述的吸盤本體上均勻分布有若干真空吸嘴，所述吸盤本體的下側(cè)面設(shè)有海綿層。通過(guò)真空吸嘴吸附箱體，簡(jiǎn)單、方便。

作為優(yōu)選，所述的托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)的兩端側(cè)面分別設(shè)有托盤進(jìn)料輸送帶、托盤出料輸送帶，所述的托盤進(jìn)料輸送帶與托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)之間設(shè)有托盤分離機(jī)構(gòu)。整疊托盤置于托盤進(jìn)料輸送帶上，通過(guò)托盤分離機(jī)構(gòu)將最下面的托盤分離，分離后的托盤進(jìn)入托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)上準(zhǔn)備碼垛，碼垛好之后的托盤進(jìn)入托盤出料輸送帶。

作為優(yōu)選，所述的托盤分離機(jī)構(gòu)包括設(shè)在托盤進(jìn)料輸送帶的出料端的支撐架，所述支撐架內(nèi)設(shè)有升降支架，所述升降支架上設(shè)有兩根水平的托盤提升桿，所述支撐架內(nèi)設(shè)有升降支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述的升降支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、減速器、轉(zhuǎn)軸，減速器的軸端與轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)鏈輪、鏈條連接，所述轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)有偏心連接座，所述偏心連接座通過(guò)拉索與升降支架連接，升降電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)升降支架上升，升降電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)升降支架下降。托盤在托盤進(jìn)料輸送帶的作用前移，托盤提升桿插入倒數(shù)第二個(gè)托盤并將整疊托盤提升（最下面的一個(gè)托盤除外），托盤進(jìn)料輸送帶移動(dòng)將一個(gè)托盤移動(dòng)到托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)上，托盤提升桿下降，托盤進(jìn)料輸送帶向后移動(dòng)，托盤與托盤提升桿分離，重復(fù)上述動(dòng)作，將整疊托盤從下到上依次分離，托盤分離非常穩(wěn)定、安全。

作為優(yōu)選，所述的托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)包括托盤調(diào)節(jié)輸送機(jī)構(gòu)、第一托盤升降平臺(tái)、第二托盤升降平臺(tái)，所述的托盤調(diào)節(jié)輸送機(jī)構(gòu)包括托盤支架、設(shè)在托盤支架兩邊的相互平行的托盤支撐調(diào)節(jié)軌道，所述的托盤支撐調(diào)節(jié)軌道與物料輸送帶平行，第一托盤升降平臺(tái)、第二托盤升降平臺(tái)均位于托盤支撐調(diào)節(jié)軌道之間，第一托盤升降平臺(tái)的頂部設(shè)有與托盤進(jìn)料輸送帶對(duì)接的托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道，第二托盤升降平臺(tái)的頂部設(shè)有與托盤出料輸送帶對(duì)接的托盤出料引導(dǎo)軌道。

作為優(yōu)選，當(dāng)?shù)谝煌斜P升降平臺(tái)、第二托盤升降平臺(tái)上升到極限位置時(shí)，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道與托盤進(jìn)料輸送帶平齊，托盤出料引導(dǎo)軌道與托盤出料輸送帶平齊，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道與托盤出料引導(dǎo)軌道平齊，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道、托盤出料引導(dǎo)軌道均高于托盤支撐調(diào)節(jié)軌道；當(dāng)?shù)谝煌斜P升降平臺(tái)、第二托盤升降平臺(tái)下降到極限位置時(shí)，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道、托盤出料引導(dǎo)軌道均低于托盤支撐調(diào)節(jié)軌道。

作為優(yōu)選，所述箱體預(yù)定位平臺(tái)的兩端設(shè)有限位擋板，所述限位擋板的側(cè)面設(shè)有水平調(diào)節(jié)桿，所述箱體預(yù)定位平臺(tái)上位于限位擋板的外側(cè)設(shè)有連接柱，所述的水平調(diào)節(jié)桿穿過(guò)連接柱形成滑動(dòng)連接，所述連接柱的頂端設(shè)有鎖止螺栓。通過(guò)限位擋板的調(diào)節(jié)對(duì)若干列箱體進(jìn)行限位，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)限位擋板之間的距離。

一種桁架機(jī)器人碼垛工作站的使用方法，包括以下步驟：

a、托盤分離：一疊托盤疊放在托盤進(jìn)料輸送帶上，托盤進(jìn)料輸送帶帶動(dòng)整疊托盤前移，托盤提升桿插入從上到下倒數(shù)第二個(gè)托盤內(nèi)，升降支架上升將倒數(shù)第二個(gè)托盤及其以上的托盤提起，第一托盤升降平臺(tái)上升到與托盤進(jìn)料輸送帶平齊，托盤進(jìn)料輸送帶移動(dòng)將最下面的托盤移動(dòng)到第一托盤升降平臺(tái)上；升降支架下降，其余的托盤回到托盤進(jìn)料輸送帶上，托盤進(jìn)料輸送帶倒退，使得托盤提升桿與托盤分離；

b、托盤調(diào)節(jié)：第一托盤升降平臺(tái)下降，托盤受到托盤支撐調(diào)節(jié)軌道的支撐而與第一托盤升降平臺(tái)分離，托盤支撐調(diào)節(jié)軌道帶動(dòng)托盤移動(dòng)到第二托盤升降平臺(tái)的正上方；托盤進(jìn)料輸送上剩余的托盤重復(fù)步驟a，使得第二個(gè)托盤移動(dòng)到第一托盤升降平臺(tái)上；

c、流水線上的箱體沿著流水線連續(xù)進(jìn)入物料輸送帶上，箱體在物料輸送帶的X軸方向排成一列，推桿平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿平移，推桿將物料輸送帶上的一列箱體推入箱體預(yù)定位平臺(tái)上，推桿重復(fù)動(dòng)作，將多列箱體推到箱體預(yù)定位平臺(tái)上，當(dāng)箱體預(yù)定位平臺(tái)上的箱體正好可以布滿托盤的一層時(shí)，機(jī)械手將箱體預(yù)定位平臺(tái)上的排列定位好的一層箱體一起轉(zhuǎn)移到托盤上，托盤的位置可以通過(guò)托盤支撐調(diào)節(jié)軌道來(lái)回移動(dòng)微調(diào)；重復(fù)步驟c，直到托盤上的箱體堆疊到需要的層數(shù)；

d、第二托盤升降平臺(tái)上升，堆滿箱體的托盤與托盤支撐調(diào)節(jié)軌道分離，托盤出料引導(dǎo)軌道帶動(dòng)托盤進(jìn)入托盤出料輸送帶，實(shí)現(xiàn)堆垛后的托盤出料；

e、第一托盤升降平臺(tái)下降，第二個(gè)托盤通過(guò)托盤支撐調(diào)節(jié)軌道移動(dòng)到第二托盤升降平臺(tái)的正上方，等待堆垛。

因此，本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、碼垛效率高的有益效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為物料輸送帶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中A處放大示意圖。

圖5為機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)與托盤進(jìn)料輸送帶、托盤出料輸送帶的連接示意圖。

圖7為托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)的俯視圖。

圖8為托盤分離機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖8的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為托盤堆垛狀態(tài)示意圖。

圖中：物料輸送帶1、桁架2、流水線3、推桿4、水平橫梁5、滑動(dòng)座6、升降座7、機(jī)械手8、托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)9、箱體預(yù)定位平臺(tái)10、限位擋板11、水平調(diào)節(jié)桿12、連接柱13、鎖止螺栓14、托盤進(jìn)料輸送帶15、托盤出料輸送帶16、托盤分離機(jī)構(gòu)17、托盤18、箱體19、吸盤支架80、吸盤本體81、真空吸嘴82、海綿層83、支撐架170、升降支架171、托盤提升桿172、升降電機(jī)173、減速器174、轉(zhuǎn)軸175、鏈輪176、鏈條177、偏心連接座178、拉索179、托盤調(diào)節(jié)輸送機(jī)構(gòu)90、第一托盤升降平臺(tái)91、第二托盤升降平臺(tái)92、托盤支架900、托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901、托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910、托盤出料引導(dǎo)軌道920。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如圖1和圖2所示的一種桁架機(jī)器人碼垛工作站結(jié)構(gòu)，包括物料輸送帶1、桁架2，物料輸送帶的進(jìn)料端與流水線3對(duì)接，物料輸送帶為滾筒式輸送帶，物料輸送帶的一側(cè)設(shè)有推桿4，物料輸送帶的底部設(shè)有推桿平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，物料輸送帶的另一側(cè)設(shè)有箱體預(yù)定位平臺(tái)10，桁架上設(shè)有與物料輸送帶的移動(dòng)方向垂直的水平橫梁5，水平橫梁上設(shè)有滑動(dòng)座6，滑動(dòng)座上設(shè)有升降座7，升降座的下端設(shè)有機(jī)械手8；箱體預(yù)定位平臺(tái)10的內(nèi)側(cè)與物料輸送帶的一側(cè)對(duì)接，箱體預(yù)定位平臺(tái)10的外側(cè)設(shè)有托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)9；

如圖3和圖4所示，箱體預(yù)定位平臺(tái)10的兩端設(shè)有限位擋板11，限位擋板11的側(cè)面設(shè)有水平調(diào)節(jié)桿12，箱體預(yù)定位平臺(tái)上位于限位擋板的外側(cè)設(shè)有連接柱13，水平調(diào)節(jié)桿穿過(guò)連接柱形成滑動(dòng)連接，連接柱的頂端設(shè)有鎖止螺栓14。

如圖5所示，機(jī)械手8包括吸盤支架80、設(shè)在吸盤支架底部的吸盤本體81，吸盤支架的上端與升降座之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)座連接，吸盤本體上均勻分布有若干真空吸嘴82，吸盤本體的下側(cè)面設(shè)有海綿層83；吸盤本體既能吸取一個(gè)箱體，也能吸取多個(gè)箱體。

如圖6、圖8和圖9所示，托盤進(jìn)料輸送帶15與托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)9之間設(shè)有托盤分離機(jī)構(gòu)17；托盤分離機(jī)構(gòu)17包括設(shè)在托盤進(jìn)料輸送帶的出料端的支撐架170，支撐架為龍門支架，支撐架內(nèi)設(shè)有升降支架171，升降支架的下端外側(cè)設(shè)有兩根水平的托盤提升桿172，支撐架內(nèi)設(shè)有升降支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，升降支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)173、減速器174、轉(zhuǎn)軸175，減速器的軸端與轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)鏈輪176、鏈條177連接，轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)有偏心連接座178，偏心連接座通過(guò)拉索179與升降支架連接，升降電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)升降支架上升，升降電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)升降支架下降；支撐架的兩側(cè)設(shè)有防護(hù)罩。

如圖7所示，托盤調(diào)節(jié)支撐平臺(tái)9包括托盤調(diào)節(jié)輸送機(jī)構(gòu)90、第一托盤升降平臺(tái)91、第二托盤升降平臺(tái)92，托盤調(diào)節(jié)輸送機(jī)構(gòu)90包括托盤支架900、設(shè)在托盤支架兩邊的相互平行的托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901，托盤支撐調(diào)節(jié)軌道與物料輸送帶平行，第一托盤升降平臺(tái)91、第二托盤升降平臺(tái)92均位于托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901之間，第一托盤升降平臺(tái)91的頂部設(shè)有與托盤進(jìn)料輸送帶對(duì)接的托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910，第二托盤升降平臺(tái)92的頂部設(shè)有與托盤出料輸送帶對(duì)接的托盤出料引導(dǎo)軌道920；托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901、托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910、托盤出料引導(dǎo)軌道920的移動(dòng)均通過(guò)獨(dú)立的伺服電機(jī)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)?shù)谝煌斜P升降平臺(tái)91、第二托盤升降平臺(tái)92上升到極限位置時(shí)，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910與托盤進(jìn)料輸送帶15平齊，托盤出料引導(dǎo)軌道920與托盤出料輸送帶16平齊，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910與托盤出料引導(dǎo)軌道920平齊，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910、托盤出料引導(dǎo)軌道920均高于托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901；當(dāng)?shù)谝煌斜P升降平臺(tái)、第二托盤升降平臺(tái)下降到極限位置時(shí)，托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道、托盤出料引導(dǎo)軌道均低于托盤支撐調(diào)節(jié)軌道。

一種桁架機(jī)器人碼垛工作站的使用方法，包括以下步驟：

a、托盤分離：如圖10所示，一疊托盤18疊放在托盤進(jìn)料輸送帶15上，托盤進(jìn)料輸送帶15帶動(dòng)整疊托盤前移，托盤提升桿162插入從上到下倒數(shù)第二個(gè)托盤內(nèi)，升降支架上升將倒數(shù)第二個(gè)托盤及其以上的托盤提起，第一托盤升降平臺(tái)91上升到與托盤進(jìn)料輸送帶15平齊，托盤進(jìn)料輸送帶15移動(dòng)將最下面的托盤移動(dòng)到第一托盤升降平臺(tái)91上的托盤進(jìn)料引導(dǎo)軌道910上；升降支架下降，其余的托盤回到托盤進(jìn)料輸送帶上，托盤進(jìn)料輸送帶15倒退，使得托盤提升桿與托盤分離；

b、托盤調(diào)節(jié)：第一托盤升降平臺(tái)91下降，托盤受到托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901的支撐而與第一托盤升降平臺(tái)91分離，托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901帶動(dòng)托盤移動(dòng)到第二托盤升降平臺(tái)92的正上方；托盤進(jìn)料輸送上剩余的托盤重復(fù)步驟a，使得第二個(gè)托盤移動(dòng)到第一托盤升降平臺(tái)上；

c、流水線上的箱體19沿著流水線3連續(xù)進(jìn)入物料輸送帶1上，箱體在物料輸送帶的X軸方向排成一列，推桿平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿4平移，推桿4將物料輸送帶上的一列箱體推入箱體預(yù)定位平臺(tái)10上，推桿重復(fù)動(dòng)作，將多列箱體推到箱體預(yù)定位平臺(tái)上，當(dāng)箱體預(yù)定位平臺(tái)上的箱體正好可以布滿托盤的一層時(shí)，機(jī)械手8將箱體預(yù)定位平臺(tái)上的排列定位好的一層箱體一起轉(zhuǎn)移到托盤上，托盤的位置可以通過(guò)托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901來(lái)回移動(dòng)微調(diào)；重復(fù)步驟c，直到托盤上的箱體堆疊到需要的層數(shù)；機(jī)械手僅在Y軸移動(dòng)的位置有變化，機(jī)械手的動(dòng)作非常單一，因此機(jī)械手響應(yīng)迅速、搬運(yùn)箱體非?？旖荩?/p>

d、第二托盤升降平臺(tái)92上升，堆滿箱體的托盤與托盤支撐調(diào)節(jié)軌道901分離，托盤出料引導(dǎo)軌道920帶動(dòng)托盤進(jìn)入托盤出料輸送帶16，實(shí)現(xiàn)堆垛后的托盤出料；

e、第一托盤升降平臺(tái)91下降，第二個(gè)托盤通過(guò)托盤支撐調(diào)節(jié)軌道移動(dòng)到第二托盤升降平臺(tái)92的正上方，等待堆垛。

整個(gè)過(guò)程非常協(xié)調(diào)、連貫，沒(méi)有等待時(shí)間，自動(dòng)化程度高，箱體堆垛效率高。