CN112061799B - 一种锦纶丝饼堆垛装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化纤加工设备技术领域，具体是一种锦纶丝饼堆垛装置，包括电动直线滑台、用于驱动电动直线滑台升降的丝杆升降机构及安装于电动直线滑台上的抓取机械手，还包括堆垛定位机构，所述堆垛定位机构放置于电动直线滑台的移动途径上；本发明设计新颖、使用方便，该锦纶丝饼堆垛装置能够适用于不同规格丝饼的抓取堆垛，且能够有效降低锦纶丝饼堆垛过程中发生倾斜倾倒的风险，具有较强的适用性，适宜进一步推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及化纤加工设备技术领域，具体是一种锦纶丝饼堆垛装置。
背景技术
尼龙是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维，尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)的一种说法。
在锦纶生产过程中，通常会将锦纶绕卷成丝饼并进行堆垛包装。锦纶丝饼在生产时会根据不同的需求绕卷成不同尺寸规格的丝饼，现有技术中锦纶丝饼堆垛装置中用于抓取丝饼的抓取机械手其夹爪位置相对固定，无法根据丝饼尺寸大小进行位置调节，适用性较差，不利于不同规格丝饼的抓取堆垛。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种锦纶丝饼堆垛装置。
本发明过以下技术方案予以实现：
一种锦纶丝饼堆垛装置，包括电动直线滑台、用于驱动电动直线滑台升降的丝杆升降机构及安装于电动直线滑台上的抓取机械手，还包括堆垛定位机构，所述堆垛定位机构放置于电动直线滑台的移动途径上；
所述抓取机械手包括框体、齿条、齿轮、传动轴、伺服电机、导向框、连接板、纵向悬臂、夹爪与顶盖，所述顶盖固定于框体的顶部，所述顶盖通过连接架固定于电动直线滑台上，所述框体相对的两内壁上分别对称设有齿条，相邻内壁上的齿条错位设置，所述齿条上均啮合有多组齿轮，相对齿轮之间连接有传动轴，所述传动轴的一端穿出框体并与伺服电机的输出轴相连，所述伺服电机滑动设置于框体的侧壁上，所述框体的侧壁上设有用于避空传动轴的条形开口，相对齿轮的侧部均设置有一中部纵向开口的导向框，所述导向框的两端与框体内壁滑动连接，所述传动轴上转动连接有若干组连接板，所述连接板的另一端固定连接于相邻导向框侧壁上，上下组导向框的交叉处设置有纵向悬臂，所述纵向悬臂的底端均设有夹爪；
所述堆垛定位机构包括底框、内螺纹管、蜗轮、蜗杆、齿盘链条传动机构、驱动电机与外螺纹限位杆，所述底框的顶部阵列开设有开口，所述底框顶部的开口处均设有内螺纹管，所述内螺纹管转动连接于底框的内腔顶部，所述内螺纹管的外侧键连接有蜗轮，所述蜗轮的前侧啮合有一蜗杆，所述蜗杆的一端与底框的内腔侧壁转动连接，所述蜗杆的另一端贯穿所述底框的侧壁，所述驱动电机通过齿盘链条传动机构带动各蜗杆同步转动，所述内螺纹管内均螺纹连接有外螺纹限位杆，所述外螺纹限位杆的上端穿出底框顶部的开口，所述底框顶部开口的内壁上均设有限位块，所述外螺纹限位杆包括外螺纹中空杆件、伸缩块、复位弹簧、滚轮、锥型头与电动伸缩杆，所述外螺纹中空杆件的侧壁上设置有与限位块相配合的纵向滑槽，所述底框的上端侧壁上设置有多组可沿外螺纹中空杆件径向滑动的伸缩块，所述伸缩块位于外螺纹中空杆件内腔的一端设有挂台，挂台与外螺纹中空杆件的内壁之间设置有复位弹簧，所述伸缩块朝内的侧壁中部均设置有滚轮，所述外螺纹中空杆件的内腔底部固定有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的上端固定连接有锥型头。
进一步的，所述纵向悬臂的中段为圆柱体，纵向悬臂圆柱体中段穿过交叉纵向悬臂的中部开口，所述纵向悬臂上下两段为长方体，所述纵向悬臂上下两段的长方体的横截面大于导向框中部的开口。
优选的，所述纵向悬臂中段圆柱体与导向框中部的纵向开口为间隙配合。
优选的，所述堆垛定位机构的一侧设置有用于限位栈板的限位块。
本发明进一步提供了锦纶丝饼堆垛装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1：通过丝杆升降机构与电动直线滑台将抓取机械手移动至置饼盘头的上方；
S2:抓取机械手上各伺服电机运转，调节各纵向悬臂位置使夹爪与各丝饼中部纸筒位置相对应；
S3：丝杆升降机构带动抓取机械手下移使夹爪伸入至丝饼中部纸筒中，夹爪撑开对丝饼进行撑紧，丝杆升降机构与电动直线滑台将丝饼移至堆垛定位机构的上方；
S4：丝杆升降机构带动丝饼下移同时各伺服电机运转，使丝饼相互靠拢，使各丝饼与外螺纹限位杆分别对齐，接着丝杆升降机构带动抓取机械手下移使丝饼下端套于各外螺纹限位杆上，接着夹爪向内收起使丝饼下落堆垛，抓取机械手上升复位；
S5：电动伸缩杆上顶通过锥型头带动伸缩块向外撑起对各纵向丝饼进行对位，使纵向的丝饼的轴线相对齐，接着电动伸缩杆回缩，驱动电机运转带动外螺纹限位杆上升预设高度，并放入一隔垫；
S6：循环S1-S5至栈板堆垛预设高度的丝饼后，驱动电机运转带动外螺纹限位杆下降回收至底框中，接着将堆垛定位机构顶部的栈板与丝饼进行转移动，并重新放入一栈板，如此循环。
进一步的，初始状态时，外螺纹限位杆顶部至丝饼放置面的高度等于丝饼高度的1/3-1/2。
进一步的，S5中外螺纹限位杆上升的预设高度为丝饼与隔垫的高度总和。
本发明的有益效果是：
本发明设计新颖、使用方便，该锦纶丝饼堆垛装置能够适用于不同规格丝饼的抓取堆垛，且能够有效降低锦纶丝饼堆垛过程中发生倾斜倾倒的风险，具有较强的适用性，适宜进一步推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是本发明中抓取机械手的剖视图；
附图3是本发明中框体的俯视图；
附图4是本发明中导向框的示意图；
附图5是本发明中堆垛定位机构的剖视图；
附图6是外螺纹限位杆回收状态下堆垛定位机构的示意图；
附图7是本发明中堆垛定位机构的俯视图；
附图8是本发明中外螺纹限位杆的示意图；
附图9是本发明中限位块与外螺纹中空杆件的配合示意图；
附图10是置饼盘头的示意图。
主要元件符号说明
丝杆升降机构-1；电动直线滑台-2；抓取机械手-3；辊式输送机-4；置饼盘头-5；丝饼-6；堆垛定位机构-7；限位块-8；栈板-9；隔垫-10；立柱-11；丝杆-12；同步电机-13；内螺纹块-14；框体-31；齿条-32；齿轮-33；传动轴-34；伺服电机-35；导向框-36；连接板-37；纵向悬臂-38；夹爪-39；顶盖-310；条形开口-311；底框-71；内螺纹管-72；蜗轮-73；蜗杆-74；齿盘链条传动机构-75；驱动电机-76；外螺纹限位杆-77；限位块-78；外螺纹中空杆件-771；伸缩块-772；复位弹簧-773；滚轮-774；锥型头-775；电动伸缩杆-776。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1，一种锦纶丝饼堆垛装置，包括电动直线滑台2、用于驱动电动直线滑台2升降的丝杆升降机构1及安装于电动直线滑台2(其中电动直线滑台2为现有技术中的设备)上的抓取机械手3，还包括堆垛定位机构7，堆垛定位机构7放置于电动直线滑台2的移动途径上；
参照图2-4，抓取机械手3包括框体31、齿条32、齿轮33、传动轴34、伺服电机35、导向框36、连接板37、纵向悬臂38、夹爪39(其中夹爪可选用现有技术中的气动夹爪或电动夹爪)与顶盖310，顶盖310固定于框体31的顶部，顶盖310通过连接架固定于电动直线滑台2上，框体31相对的两内壁上分别对称设有齿条32，相邻内壁上的齿条32错位设置，齿条32上均啮合有多组齿轮33，相对齿轮33之间连接有传动轴34，传动轴34的一端穿出框体31并与伺服电机35的输出轴相连，伺服电机35滑动设置于框体31的外壁上，伺服电机35固定于滑板上，框体31的侧壁上设有用于避空传动轴34的条形开口311，相对齿轮33的侧部均设置有一中部纵向开口的导向框36，框体31的内壁上设有滑轨，导向框36的两端与框体31内壁滑动连接，传动轴34上转动连接有若干组连接板37，连接板37的另一端固定连接于相邻导向框36侧壁上，上下侧导向框36的交叉处设置有纵向悬臂38，纵向悬臂38的底端均设有夹爪39；伺服电机35运转通过传动轴34能够带动两侧齿轮33进行转动，齿轮33转动带动对应导向框36沿齿条32进行滑动，下侧导向框36移动会带动纵向悬臂38进行左右移动，上侧导向框36移动会带动纵向悬臂38进行前后移动，通过该种设置能够实现夹爪39位置的调节，使其能够适用于不同规格的丝饼6。
参照图5-9，堆垛定位机构7包括底框71、内螺纹管72、蜗轮73、蜗杆74、齿盘链条传动机构75、驱动电机76与外螺纹限位杆77，底框71的顶部阵列开设有开口，底框71顶部的开口处均设有内螺纹管72，内螺纹管72转动连接于底框71的内腔顶部，内螺纹管72的外侧键连接有蜗轮73，蜗轮73的前侧啮合有一蜗杆74，蜗杆74的一端与底框71的内腔侧壁转动连接，蜗杆74的另一端贯穿底框71的侧壁，驱动电机76通过齿盘链条传动机构75带动各蜗杆74同步转动，其中蜗杆74的末端均设有齿盘，各齿盘间通过链条带动，内螺纹管72内均螺纹连接有外螺纹限位杆77，外螺纹限位杆77的上端穿出底框71顶部的开口，底框71顶部开口的内壁上均设有限位块78，外螺纹限位杆77包括外螺纹中空杆件771、伸缩块772、复位弹簧773、滚轮774、锥型头775与电动伸缩杆776，外螺纹中空杆件771的侧壁上设置有与限位块78相配合的纵向滑槽，以防止内螺纹管72转动带动外螺纹限位杆77转动，底框71的上端侧壁上设置有多组可沿外螺纹中空杆件771径向滑动的伸缩块772，伸缩块772位于外螺纹中空杆件771内腔的一端设有挂台，挂台与外螺纹中空杆件771的内壁之间设置有复位弹簧773，伸缩块772朝内的侧壁中部均设置有滚轮774，外螺纹中空杆件771的内腔底部固定有电动伸缩杆776，电动伸缩杆776的上端固定连接有锥型头775；当抓取机械手3摆放入一层丝饼6后，驱动电机76通过齿盘链条传动机构75带动各蜗杆74进行转动，蜗杆74通过蜗轮73带动内螺纹管72进行转动，内螺纹管72转动带动外螺纹限位杆77进行同步上升，使外螺纹限位杆77突出丝饼6，当丝饼6堆垛完后驱动电机76反转带动外螺纹限位杆77下降以便于栈板9及堆垛好的丝饼6的取出；当需对丝饼6进行对齐使其整齐排列时，通过电动伸缩杆776带动锥型头775上顶，锥型头775上顶通过滚轮774带动伸缩块772向外撑起，复位弹簧773被压缩，伸缩块772向外撑起对丝饼6进行对位，使同一列丝饼6同轴线，以避免丝饼6堆垛过程中发生倾斜倾倒，当外螺纹限位杆77需上升时，电动伸缩杆776回缩复位，伸缩块772在复位弹簧773的带动下回收入外螺纹中空杆件771中，此时外螺纹限位杆77与丝饼6纸筒内壁无接触，再让外螺纹限位杆77进行上升。
进一步的，纵向悬臂38的中段为圆柱体，纵向悬臂38圆柱体中段穿过交叉纵向悬臂38的中部开口，纵向悬臂38上下两段为长方体，纵向悬臂38上下两段的长方体的横截面大于导向框36中部的开口；以避免纵向悬臂38进行上下活动。
进一步的，纵向悬臂38中段圆柱体与导向框36中部的纵向开口为间隙配合；以减小纵向悬臂38移动过程中的晃动量。
参照图1，进一步的，其中丝杆升降机构1位于电动直线滑台2的两侧，其包括立柱11、丝杆12、同步电机13与内螺纹块14，立柱11的内部纵向安装有丝杆12，立柱11的顶部设有用于驱动丝杆12转动的同步电机13，丝杆12上安装有内螺纹块14，电动直线滑台2固定连接于两组内螺纹块14之间；两侧同步电机13运转通过丝杆12及内螺纹块14带动电动直线滑台2进行升降。
参照图7，堆垛定位机构7的一侧设置有用于限位栈板9的限位块8，其中限位块8呈“L”型；以便栈板9的定位，当栈板9两脚抵入限位块8后即可实现栈板9的定位，其中栈板9上设置有用于避空外螺纹限位杆77的开口。
参照图2-3，进一步的，其中伺服电机35通过滑板与横向滑轨滑动连接于框体31的外壁上，即滑轨固定于框体31的外壁上，滑轨上滑动连接有滑板，伺服电机35固定于滑板上，使伺服电机35可进行移动。
上述锦纶丝饼堆垛装置使用时，使抓取机械手3设于辊式输送机4(辊式输送机4为现有技术中的设备)的上方，用于将辊式输送机4上输送的丝饼6进行夹取堆垛，丝饼6生产时是将丝饼6置于置饼盘头5上再由辊式输送机4对置饼盘头5及丝饼6进行输送，其中置饼盘头5具体参照附图10，丝饼6放置时套于置饼盘头5上端的柱体上，置饼盘头5上端柱体长度通常为丝饼6中部纸筒高度的1/3-1/2，以便于夹爪39对丝饼6的夹取。
参看图1-9，本实施例还提供了锦纶丝饼堆垛装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1：通过丝杆升降机构1与电动直线滑台2将抓取机械手3移动至置饼盘头5的上方；
S2:抓取机械手3上各伺服电机35运转，调节各纵向悬臂38位置使夹爪39与各丝饼6中部纸筒位置相对应；
S3：丝杆升降机构1带动抓取机械手3下移使夹爪39伸入至丝饼6中部纸筒中，夹爪39撑开对丝饼6进行撑紧，丝杆升降机构1与电动直线滑台2将丝饼6移至堆垛定位机构7的上方；
S4：丝杆升降机构1带动丝饼6下移同时各伺服电机35运转，使丝饼6相互靠拢(目的在于减小堆垛时相邻丝饼6间的距离，减小其堆垛件的体积)，使各丝饼6与外螺纹限位杆77分别对齐，接着丝杆升降机构1带动抓取机械手3下移使丝饼6下端套于各外螺纹限位杆77上，接着夹爪39向内收起使丝饼6下落堆垛，抓取机械手3上升复位；
S5：电动伸缩杆776上顶通过锥型头775带动伸缩块772向外撑起对各纵向丝饼6进行对位，使纵向同列丝饼6的轴线相对齐(目的在于放置丝饼6堆垛过程发生倾斜倾倒)，接着电动伸缩杆776回缩，驱动电机76运转带动外螺纹限位杆77上升预设高度，并放入一隔垫10(其中隔垫10上也设置有用于避空外螺纹限位杆77的圆孔)；
S6：循环S1-S5至栈板9堆垛预设高度的丝饼6后，驱动电机76运转带动外螺纹限位杆77下降回收至底框71中，接着将堆垛定位机构7顶部的栈板9与丝饼6进行转移动，并重新放入一栈板9，如此循环。
进一步的，初始状态时(初始状态为摆放第一层丝饼6时)，外螺纹限位杆77顶部至丝饼6放置面的高度等于丝饼6高度的1/3-1/2，即外螺纹限位杆77突出丝饼6放置面1/3-1/2的丝饼6高度。
进一步的，S5中外螺纹限位杆77上升的预设高度为丝饼6与隔垫10的高度总和。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种锦纶丝饼堆垛装置，包括电动直线滑台(2)、用于驱动电动直线滑台(2)升降的丝杆升降机构(1)及安装于电动直线滑台(2)上的抓取机械手(3)，其特征在于，还包括堆垛定位机构(7)，所述堆垛定位机构(7)放置于电动直线滑台(2)的移动途径上；
所述抓取机械手(3)包括框体(31)、齿条(32)、齿轮(33)、传动轴(34)、伺服电机(35)、导向框(36)、连接板(37)、纵向悬臂(38)、夹爪(39)与顶盖(310)，所述顶盖(310)固定于框体(31)的顶部，所述顶盖(310)通过连接架固定于电动直线滑台(2)上，所述框体(31)相对的两内壁上分别对称设有齿条(32)，相邻内壁上的齿条(32)错位设置，所述齿条(32)上均啮合有多组齿轮(33)，相对齿轮(33)之间连接有传动轴(34)，所述传动轴(34)的一端穿出框体(31)并与伺服电机(35)的输出轴相连，所述伺服电机(35)滑动设置于框体(31)的侧壁上，所述框体(31)的侧壁上设有用于避空传动轴(34)的条形开口(311)，相对齿轮(33)的侧部均设置有一中部纵向开口的导向框(36)，所述导向框(36)的两端与框体(31)内壁滑动连接，所述传动轴(34)上转动连接有若干组连接板(37)，所述连接板(37)的另一端固定连接于相邻导向框(36)侧壁上，上下组导向框(36)的交叉处设置有纵向悬臂(38)，所述纵向悬臂(38)的底端均设有夹爪(39)；
所述堆垛定位机构(7)包括底框(71)、内螺纹管(72)、蜗轮(73)、蜗杆(74)、齿盘链条传动机构(75)、驱动电机(76)与外螺纹限位杆(77)，所述底框(71)的顶部阵列开设有开口，所述底框(71)顶部的开口处均设有内螺纹管(72)，所述内螺纹管(72)转动连接于底框(71)的内腔顶部，所述内螺纹管(72)的外侧键连接有蜗轮(73)，所述蜗轮(73)的前侧啮合有一蜗杆(74)，所述蜗杆(74)的一端与底框(71)的内腔侧壁转动连接，所述蜗杆(74)的另一端贯穿所述底框(71)的侧壁，所述驱动电机(76)通过齿盘链条传动机构(75)带动各蜗杆(74)同步转动，所述内螺纹管(72)内均螺纹连接有外螺纹限位杆(77)，所述外螺纹限位杆(77)的上端穿出底框(71)顶部的开口，所述底框(71)顶部开口的内壁上均设有限位块(78)，所述外螺纹限位杆(77)包括外螺纹中空杆件(771)、伸缩块(772)、复位弹簧(773)、滚轮(774)、锥型头(775)与电动伸缩杆(776)，所述外螺纹中空杆件(771)的侧壁上设置有与限位块(78)相配合的纵向滑槽，所述底框(71)的上端侧壁上设置有多组可沿外螺纹中空杆件(771)径向滑动的伸缩块(772)，所述伸缩块(772)位于外螺纹中空杆件(771)内腔的一端设有挂台，挂台与外螺纹中空杆件(771)的内壁之间设置有复位弹簧(773)，所述伸缩块(772)朝内的侧壁中部均设置有滚轮(774)，所述外螺纹中空杆件(771)的内腔底部固定有电动伸缩杆(776)，所述电动伸缩杆(776)的上端固定连接有锥型头(775)。
2.根据权利要求1所述的一种锦纶丝饼堆垛装置，其特征在于，所述纵向悬臂(38)的中段为圆柱体，纵向悬臂(38)圆柱体中段穿过交叉纵向悬臂(38)的中部开口，所述纵向悬臂(38)上下两段为长方体，所述纵向悬臂(38)上下两段的长方体的横截面大于导向框(36)中部的开口。
3.根据权利要求2所述的一种锦纶丝饼堆垛装置，其特征在于，所述纵向悬臂(38)中段圆柱体与导向框(36)中部的纵向开口为间隙配合。
4.根据权利要求1所述的一种锦纶丝饼堆垛装置，其特征在于，所述堆垛定位机构(7)的一侧设置有用于限位栈板(9)的限位块(8)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种锦纶丝饼堆垛装置，其特征在于，所述锦纶丝饼堆垛装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1：通过丝杆升降机构(1)与电动直线滑台(2)将抓取机械手(3)移动至置饼盘头(5)的上方；
S2:抓取机械手(3)上各伺服电机(35)运转，调节各纵向悬臂(38)位置使夹爪(39)与各丝饼(6)中部纸筒位置相对应；
S3：丝杆升降机构(1)带动抓取机械手(3)下移使夹爪(39)伸入至丝饼(6)中部纸筒中，夹爪(39)撑开对丝饼(6)进行撑紧，丝杆升降机构(1)与电动直线滑台(2)将丝饼(6)移至堆垛定位机构(7)的上方；
S4：丝杆升降机构(1)带动丝饼(6)下移同时各伺服电机(35)运转，使丝饼(6)相互靠拢，使各丝饼(6)与外螺纹限位杆(77)分别对齐，接着丝杆升降机构(1)带动抓取机械手(3)下移使丝饼(6)下端套于各外螺纹限位杆(77)上，接着夹爪(39)向内收起使丝饼(6)下落堆垛，抓取机械手(3)上升复位；
S5：电动伸缩杆(776)上顶通过锥型头(775)带动伸缩块(772)向外撑起对各纵向丝饼(6)进行对位，使纵向的丝饼(6)的轴线相对齐，接着电动伸缩杆(776)回缩，驱动电机(76)运转带动外螺纹限位杆(77)上升预设高度，并放入一隔垫(10)；
S6：循环S1-S5至栈板(9)堆垛预设高度的丝饼(6)后，驱动电机(76)运转带动外螺纹限位杆(77)下降回收至底框(71)中，接着将堆垛定位机构(7)顶部的栈板(9)与丝饼(6)进行转移动，并重新放入一栈板(9)，如此循环。
6.根据权利要求5所述的一种锦纶丝饼堆垛装置，其特征在于，初始状态时，外螺纹限位杆(77)顶部至丝饼(6)放置面的高度等于丝饼(6)高度的1/3-1/2。
7.根据权利要求5所述的一种锦纶丝饼堆垛装置，其特征在于，S5中外螺纹限位杆(77)上升的预设高度为丝饼(6)与隔垫(10)的高度总和。
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