一种伺服码垛系统技术方案

本发明专利技术公开了一种伺服码垛系统，包括底座单元、立柱单元、夹臂单元、料车和电气控制单元，该伺服码垛系统自动化程度高，可控性好，能够实现两轴伺服移动，只需人工将料车推至指定区域内的任意位置，即可完成自动抓料，在行程范围内对任意层数的料盘进行自动识别和抓取，从而大幅缩短人工操作时间并降低人工劳动强度；本发明专利技术伺服码垛系统可广泛适用于自动化生产线上料盘或料框的自动抓取，同时可将料盘或料框提升或下降到指定位置，便于自动化生产线上的机械手等装置来抓取料盘上的零件，实现自动化上下料，也可适用于自动化生产线的其他抓取、堆垛、搬运等操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化生产
，具体是一种伺服码垛系统。
技术介绍
随着德国工业4.0的提出，2015年中国在分析国内市场的基础上，遵循产业升级与转型的客观规律，颁布了中国制造2025，其主攻方向是推进智能制造。随着智能化市场的大潮流，且不断上升的劳动力成本，机器换人是推动传统制造业实现产业转型升级的一项重要举措。目前在自动化生产线中，上下料大多由人工搬运完成，上下料时间长，工人劳动强度大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种自动化程度高、可控性好的伺服码垛系统。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种伺服码垛系统，包括底座单元、立柱单元、夹臂单元、料车和电气控制单元，所述的底座单元包括底座、两条第一线轨、齿条和若干接触开关，所述的两条第一线轨和所述的齿条均安装在所述的底座的上表面，所述的两条第一线轨平行于Y轴设置，所述的若干接触开关安装在所述的底座的前侧，所述的若干接触开关用于确定料车的X向位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号；所述的立柱单元包括立柱、两条第二线轨、丝杠、第一驱动机构、同步带轮传动机构和非接触式开关，所述的两条第二线轨和所述的非接触式开关安装在所述的立柱的前侧，所述的非接触式开关用于确定料车上的料盘的Y向位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号，所述的两条第二线轨平行于Z轴设置，所述的立柱安装在所述的两条第一线轨的滑块上，所述的丝杠安装在所述的立柱的中部，所述的第一驱动机构的输出端连接有齿轮，所述的齿轮与所述的齿条相啮合，所述的同步带轮传动机构包括第一伺服电机、小同步带轮、大同步带轮和同步带，所述的第一伺服电机安装在所述的立柱的上部，所述的小同步带轮同轴安装在所述的第一伺服电机的输出端，所述的大同步带轮同轴安装在所述的丝杠的轴上，所述的小同步带轮与所述的大同步带轮通过所述的同步带胀紧连接；所述的夹臂单元安装在所述的两条第二线轨的滑块上并与所述的丝杠的螺母相连，所述的夹臂单元上安装有两个红外线收发装置，所述的两个红外线收发装置用于确定料车上的料盘的有无及料盘的位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号，所述的夹臂单元用于夹取料车上的料盘，所述的电气控制单元用于控制所述的立柱单元沿Y轴的移动、所述的夹臂单元沿Z轴的移动以及所述的夹臂单元对料盘的夹取。本专利技术的伺服码垛系统，通过第一驱动机构驱动立柱单元沿Y轴移动的水平移动，通过丝杠来实现夹臂单元沿Z轴的垂直移动。该伺服码垛系统的工作原理及过程为：1）初始状态下，夹臂单元处于Z轴的最高位并处于全打开状态，人工将装有料盘的料车和空料车推至位于底座前的指定范围内，通过若干接触开关确认是否存在料车并确定料车的X向位置且将结果以信号形式发送给电气控制单元；2）当料车的到位信号得到确认后，电气控制单元要求立柱单元连同夹臂单元一起进行Y轴移动，同时通过非接触式开关来识别装有料盘的料车上的料盘的Y向位置，以确定料盘的坐标位置；3）Y向位置确认完毕后，夹臂单元开始在Z轴方向下移，由红外线收发装置来确定首层可以抓取的料盘的位置，确定后，夹臂单元将首层料盘夹紧并上移至合适位置，以配合具体应用的自动化生产线的生产需要；4）首层料盘使用完成后，立柱单元和夹臂单元连同首层料盘一起沿Y轴移动到接触开关所确认的空料车位置，夹臂单元下降，待红外线收发装置确定空料车上可以放置料盘的位置后，放下料盘；5）重复步骤2）-步骤4），直至所有料盘全部由料盘料车转移至空料车，此时，电气控制单元发出提示信号，通知巡管人员进行后续操作。本专利技术的伺服码垛系统自动化程度高，可控性好，能够实现两轴伺服移动，只需人工将料车推至指定区域内的任意位置，即可完成自动抓料，在行程范围内对任意层数的料盘进行自动识别和抓取，从而大幅缩短人工操作时间并降低人工劳动强度。本专利技术伺服码垛系统可广泛适用于自动化生产线上料盘或料框的自动抓取，同时可将料盘或料框提升或下降到指定位置，便于自动化生产线上的机械手等装置来抓取料盘上的零件，实现自动化上下料，也可适用于自动化生产线的其他抓取、堆垛、搬运等操作。所述的夹臂单元包括左夹臂、右夹臂、夹臂支座、四条第三线轨、同步连杆机构和气缸，所述的夹臂支座固定在所述的两条第二线轨的滑块上，所述的夹臂支座与所述的丝杠的螺母相连，所述的四条第三线轨对称安装在所述的夹臂支座的两侧，所述的四条第三线轨平行于Y轴设置，所述的左夹臂和所述的右夹臂对称设置并分别固定在两条所述的第三线轨的滑块上，所述的同步连杆机构和所述的气缸的缸体安装在所述的夹臂支座上，所述的同步连杆机构同时与所述的左夹臂和所述的右夹臂相连，所述的同步连杆机构用于实现所述的左夹臂和所述的右夹臂沿Y轴的同步相向或同步背向移动，所述的气缸的活塞与所述的左夹臂或所述的右夹臂相连，所述的两个红外线收发装置分别安装在所述的左夹臂和所述的右夹臂上，所述的左夹臂和所述的右夹臂用于夹取料车上的料盘。所述的同步连杆机构包括转盘、支撑轴、角接触轴承、轴承内压盖、轴承外压盖、左连杆和右连杆，所述的支撑轴的一端安装在所述的夹臂支座上，所述的角接触轴承安装在所述的支撑轴的外侧，所述的轴承内压盖安装在所述的支撑轴的另一端，所述的轴承外压盖设置在所述的轴承内压盖的外侧，所述的轴承外压盖固定在所述的转盘上，所述的左连杆和所述的右连杆的一端分别铰链连接在所述的转盘的两侧，所述的左连杆的另一端与所述的左夹臂铰链连接，所述的右连杆的另一端与所述的右夹臂铰链连接。所述的左连杆和所述的右连杆与所述的转盘之间、所述的左连杆与所述的左夹臂之间以及所述的右连杆与所述的右夹臂之间均通过转轴相连，所述的转轴上安装有自润轴承，所述的自润轴承安装在所述的左连杆或所述的右连杆上，所述的转轴的两端分别安装有垫圈。所述的第一驱动机构包括第二伺服电机和减速机，所述的第二伺服电机安装在所述的减速机上，所述的减速机安装在所述的立柱上，所述的减速机的输入端与所述的第二伺服电机的输出端相连，所述的减速机的输出端与所述的齿轮相连。所述的减速机上设置有用于调整所述的齿轮与所述的齿条的啮合间隙的消隙机构。进一步地，所述的消隙机构包括偏心的过渡转盘，所述的减速机固定在所述的过渡转盘上，所述的过渡转盘安装在所述的立柱上。安装使用过程中，通过转动过渡转盘，即可对齿轮与齿条的啮合间隙进行调整，提高传动精度。所述的底座的底部安装有多个用于调整底座高低位置的可调地脚。所述的料盘由AGV叉车自动搬运至料车的上下料位。伺服码垛系统工作过程中，配合使用AGV叉车搬运料盘，实现自动上下料盘，代替人工运输，可进一步提升伺服码垛系统的自动化程度。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供的伺服码垛系统自动化程度高，可控性好，能够实现两轴伺服移动，只需人工将料车推至指定区域内的任意位置，即可完成自动抓料，在行程范围内对任意层数的料盘进行自动识别和抓取，从而大幅缩短人工操作时间并降低人工劳动强度。本专利技术伺服码垛系统可广泛适用于自动化生产线上料盘或料框的自动抓取，同时可将料盘或料框提升或下降到指定位置，便于自动化生产线上的机械手等装置来抓取料盘上的零件，实现自动化上下料，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服码垛系统，其特征在于包括底座单元、立柱单元、夹臂单元、料车和电气控制单元，所述的底座单元包括底座、两条第一线轨、齿条和若干接触开关，所述的两条第一线轨和所述的齿条均安装在所述的底座的上表面，所述的两条第一线轨平行于Y轴设置，所述的若干接触开关安装在所述的底座的前侧，所述的若干接触开关用于确定料车的X向位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号；所述的立柱单元包括立柱、两条第二线轨、丝杠、第一驱动机构、同步带轮传动机构和非接触式开关，所述的两条第二线轨和所述的非接触式开关安装在所述的立柱的前侧，所述的非接触式开关用于确定料车上的料盘的Y向位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号，所述的两条第二线轨平行于Z轴设置，所述的立柱安装在所述的两条第一线轨的滑块上，所述的丝杠安装在所述的立柱的中部，所述的第一驱动机构的输出端连接有齿轮，所述的齿轮与所述的齿条相啮合，所述的同步带轮传动机构包括第一伺服电机、小同步带轮、大同步带轮和同步带，所述的第一伺服电机安装在所述的立柱的上部，所述的小同步带轮同轴安装在所述的第一伺服电机的输出端，所述的大同步带轮同轴安装在所述的丝杠的轴上，所述的小同步带轮与所述的大同步带轮通过所述的同步带胀紧连接；所述的夹臂单元安装在所述的两条第二线轨的滑块上并与所述的丝杠的螺母相连，所述的夹臂单元上安装有两个红外线收发装置，所述的两个红外线收发装置用于确定料车上的料盘的有无及料盘的位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号，所述的夹臂单元用于夹取料车上的料盘，所述的电气控制单元用于控制所述的立柱单元沿Y轴的移动、所述的夹臂单元沿Z轴的移动以及所述的夹臂单元对料盘的夹取。...

【技术特征摘要】
1.一种伺服码垛系统，其特征在于包括底座单元、立柱单元、夹臂单元、料车和电气控制单元，所述的底座单元包括底座、两条第一线轨、齿条和若干接触开关，所述的两条第一线轨和所述的齿条均安装在所述的底座的上表面，所述的两条第一线轨平行于Y轴设置，所述的若干接触开关安装在所述的底座的前侧，所述的若干接触开关用于确定料车的X向位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号；所述的立柱单元包括立柱、两条第二线轨、丝杠、第一驱动机构、同步带轮传动机构和非接触式开关，所述的两条第二线轨和所述的非接触式开关安装在所述的立柱的前侧，所述的非接触式开关用于确定料车上的料盘的Y向位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号，所述的两条第二线轨平行于Z轴设置，所述的立柱安装在所述的两条第一线轨的滑块上，所述的丝杠安装在所述的立柱的中部，所述的第一驱动机构的输出端连接有齿轮，所述的齿轮与所述的齿条相啮合，所述的同步带轮传动机构包括第一伺服电机、小同步带轮、大同步带轮和同步带，所述的第一伺服电机安装在所述的立柱的上部，所述的小同步带轮同轴安装在所述的第一伺服电机的输出端，所述的大同步带轮同轴安装在所述的丝杠的轴上，所述的小同步带轮与所述的大同步带轮通过所述的同步带胀紧连接；所述的夹臂单元安装在所述的两条第二线轨的滑块上并与所述的丝杠的螺母相连，所述的夹臂单元上安装有两个红外线收发装置，所述的两个红外线收发装置用于确定料车上的料盘的有无及料盘的位置并向所述的电气控制单元发出相应的信号，所述的夹臂单元用于夹取料车上的料盘，所述的电气控制单元用于控制所述的立柱单元沿Y轴的移动、所述的夹臂单元沿Z轴的移动以及所述的夹臂单元对料盘的夹取。
2.根据权利要求1所述的一种伺服码垛系统，其特征在于所述的夹臂单元包括左夹臂、右夹臂、夹臂支座、四条第三线轨、同步连杆机构和气缸，所述的夹臂支座固定在所述的两条第二线轨的滑块上，所述的夹臂支座与所述的丝杠的螺母相连，所述的四条第三线轨对称安装在所述的夹臂支座的两侧，所述的四条第三线轨平行于Y轴设置，所述的左夹臂和所述的右夹臂对称设置并分别固定在两条所述的第三线轨的滑块上，所述的同步连杆机构和所述的气缸的缸体安装在所述的夹臂支座上，所述的同步连杆机构同时与所述的左夹臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶伟，汪旭光，魏峰，董田江，柳东，方炜明，
申请(专利权)人：宁波海天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33