CN106395359A - 一种码垛用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种码垛用夹具，使用可移动的悬吊部连接固定架，在所述固定架上，平行间隔设置有多个夹持单元，每个夹持单元包括：夹爪，所述夹爪为一对，且对称地设置在固定架的两侧，所述夹爪在气缸的驱动下相对地运动；支撑爪，每个夹爪的下端向内侧延伸出支撑爪以托住物体的底部；压紧部，所述压紧部设置在夹持单元的两端，且由气缸驱动上下移动，配合支撑爪压紧物体。该码垛用夹具尤其适用于同规格多层物体的夹取和码垛，保证物体在搬运过程中不会发生挠曲变形和移动错位。在下放的过程中，不断减小落地夹角依次撤出夹爪使物体平稳落地，防止整体卸放损坏物体。滚轮和物体表面是滚动摩擦，能够保证物体表面不被划伤。

Description

一种码垛用夹具

技术领域

本发明涉及一种物体装卸设备，具体地说，涉及一种码垛用夹具。

背景技术

自动码垛设备主要应用于化工、饮料、食品、啤酒、塑料等自动化生产企业，对各种纸箱、袋装、灌装等各种形状的包装都适应。

目前码垛机械手的夹具多数都是气动吸盘或机械式夹爪，码垛物体多数为一整体。例如专利CN201420448971,是一种抱夹式码垛夹具主要包括底座、定板、动板、滑块、直线导轨、动板执行气缸、抓钩以及抓钩执行气缸；定板固定在安装底座靠近或远离机械人一侧，并与安装底座的安装平面相垂直；动板与滑块固定相连，滑块可滑动的安装在设置于安装底座的直线导轨上，且动板平面与定板平面想平行；动板执行气缸设置与安装底座上，用于控制其对应的滑块在直线导轨上滑动，以实现动板与定板的靠近和远离，抓钩设置于动板远离安装底座的边缘处，抓钩执行气缸设置于动板上，用于控制抓钩的翻转。这种夹具适合于抓取一个整体，不适合同一规格的多层物体的夹取，虽然底部加了抓钩防止物体脱落，但是只是用于物体刚度比较大发生挠度变形小的物体。

该夹具无法解决多层同规格物体保证相对位置不变的情况下进行码垛，物体在夹取的时候会发生挠度变形，物体表面有划伤等问题。

发明内容

本发明提供了一种码垛用夹具，以至少解决夹取同规格多层物体时物体移动错位、表面划伤、物体挠曲变形等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种码垛用夹具，使用可移动的悬吊部连接固定架，其特征在于，在所述固定架上，平行间隔设置有多个夹持单元，每个夹持单元包括：夹爪，所述夹爪为一对，且对称地设置在固定架的两侧，所述夹爪在气缸的驱动下相对平行地运动；支撑爪，每个夹爪的下端向内侧延伸出支撑爪以托住物体的底部；压紧部，所述压紧部设置在夹持单元的两端，且由气缸驱动上下移动，配合支撑爪压紧物体。

优选地，还包括限位部，所述限位部包括安装在所述夹爪内侧的限位板，以及安装在所述夹爪外侧的气缸，所述气缸的活塞杆穿过所述夹爪与所述限位板固定连接。

优选地，所述固定架和悬吊部是铰接的，使得固定架可绕铰接轴在垂直于夹持单元的平面内摆动。

优选地，还包括角度调整部，所述角度调整部包括电缸，所述电缸的一端和悬吊部可转动地连接，所述电缸的另一端和固定架可转动地连接。

优选地，每个支撑爪上具有多个高度相同的滚轮，多个滚轮的轴线均垂直于夹持单元。

优选地，各个夹持单元之间的间距是可调的。

根据本发明的另一个方面，提供一种物体抓取方法，使用以上所述的码垛用夹具，进行以下步骤：

将限位部的限位板回复原位；

通过角度调整部调节固定架为水平状态；

各个夹持单元的夹爪伸出，夹紧物体；

提升固定架，使下部支撑爪与物体下表面接触；

压紧部压紧物体上表面，悬吊部将夹具移动到指定位置。

根据本发明的再一个方面，提供一种物体码垛方法，使用以上所述的码垛用夹具，进行以下步骤：

A.调节角度调节部，使固定架倾斜一定角度；

B.夹具整体下放，使物体的一端先触地；

C.角度调节部和悬吊部协同动作使物体与地面的夹角逐渐减小；

D.当一对夹爪将要与地面接触时，夹爪的气缸驱动夹爪松开物体，同时，安装在该夹爪上的限位板伸出，保证物体不错位；

E.重复步骤C、步骤D，当剩最后一对夹爪时，将压紧部的气缸缩回；

F.将最后一对夹爪收回，同时，限位部的限位板伸出，物体落下，完成一次码垛。

附图说明

图1是表示本发明实施例的码垛用夹具的立体示意图；

图2是表示本发明实施例的支撑爪的立体示意图；

图3是表示本发明实施例的使用码垛用夹具抓取物体的流程示意图；

图4是表示本发明实施例的使用码垛用夹具进行码垛的流程示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的码垛用夹具的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

本发明提供一种码垛用夹具，该夹具可以用于同规格多层物体的夹取和码垛，当然，也适用于单个整体物体的抓取和码垛。该夹具包括固定架1，如图1所示，该固定架1为长方体框架结构。该固定架1的中部和上方的悬吊部100连接，通过悬吊部100来带动固定架1移动。在所述固定架1的长度方向，平行间隔固定有多个条形安装板3，在每个条形安装板3的侧面安装有一个夹持单元2。每个夹持单元2包括两个对称地设置在固定架的宽度方向的两侧的夹爪21。具体地说，夹爪21为竖立的板，在条形安装板3上，还设置有气缸，气缸的活塞杆和夹爪21的板面连接。分别通过气缸同步驱动夹爪21相对地伸出或回缩，用夹爪21的相对的内侧夹持住物体。每个夹爪21的下端向内侧延伸出支撑爪23，在夹爪21夹持住物体时，支撑爪23用于托住物体的底部。在条形安装板3的两端还设置有压紧部22，当夹爪21已经夹持住物体后，通过气缸驱动压紧部22向下移动，配合支撑爪压紧物体，防止在搬运过程中物体错位。

该码垛用夹具可以夹持整体式或多层物体，尤其适用于同规格多层物体的夹取和码垛，通过夹爪、支撑爪、压紧部将物体牢靠的夹持住，保证物体在搬运过程中不会发生挠曲变形。压紧部保证物体在搬运过程中不会移动错位。

此外，在夹持单元2上还设置有限位部24，在每个夹爪的下部都设置有限位部24。如图2所示，所述限位部24包括安装在夹爪21内侧的限位板241，以及安装在夹爪外侧的气缸242，所述气缸242的活塞杆穿过夹爪21和限位板241固定连接。气缸242可以驱动限位板241沿夹爪的夹持和放松方向移动。在将夹持的物体放置在地面上时，例如，夹持多层板材，在将多层板材放置在地面上时，夹爪21是逐个放松的，当某个夹爪21和地面接触时，夹爪21的气缸控制夹爪松开板材，而其余夹爪还处于夹持状态，与地面接触的板材由于没有夹爪夹持，可能会移动导致错位。因此，设置该限位部24，当某个夹爪21和地面接触时，该夹爪松开板材，而限位部24的气缸242则控制限位板241向内侧移动，限位板的内侧面和板材的侧面接触，从而限制了板材的移位，保证板材码垛整齐。

此外，固定架1和悬吊部100是铰接的，固定架1上固定有铰接座4，铰接座4通过铰接轴41和悬吊部100连接，铰接轴41平行于固定架的宽度方向，使得固定架1可绕铰接轴41在垂直于夹爪运动方向的平面内摆动。为了控制固定架1的转动角度，固定架1上还设置有角度调整部，角度调整部包括电缸5以及与电缸5连接的耳板51、52。耳板51固定在悬吊部上，与电缸5的一端可转动地连接。耳板52固定在铰接座4上，与电缸5的另一端可转动地连接。电缸5的推杆伸缩即可带动固定架绕铰接轴41转动。

此外，所述支撑爪23是夹爪21向固定架1方向弯曲延伸形成的，用于托住夹持的物体。具体地说，是向固定架方向弯曲延伸形成两个滚轮架，在两个滚轮架上分别安装有多个滚轮231，滚轮231的轴向在同一水平面上，且滚轮231的轴线方向和固定架1的长度方向平行。滚轮231能够便于支撑部23进入物体的底部，滚轮和物体的底面是滚动摩擦，保证物体表面不被划伤。

虽然在以上描述中，夹持单元2上各部件均使用气缸驱动，但本实施例并不局限于此，也可以使用液压缸、电缸等其他驱动设备。同样地，角度调整部也可以使用气缸、液压缸等驱动设备。

此外，各个夹持单元的气缸既可以单独动作，又可以同时动作。在夹持物体时，可以同时使各夹持单元的夹爪同时伸出，夹紧物体。在卸放物体时，可以倾斜卸放物体，并控制各夹爪逐个放开物体，能够避免物体整体落地受损。并且，在卸放物体时，当一对夹爪收回时，则有对应的一对限位部伸出，其限位板抵住物体外侧，防止物体移位。再例如，如果待夹持物体较短的话，可以只使用部分夹持单元2。

此外，条形安装板3还可以沿固定架1的长度方向滑动或固定，根据待夹持物体的长短，调整条形安装板3的间距，使夹具适用于多种长短物体的夹取。

此外，夹爪21的长度是可调的，因此增加了该夹具可夹持的厚度范围。

根据本发明的另一个方面，提供一种物体抓取方法，使用以上所述的码垛用夹具，进行以下步骤：

步骤S101，将限位部的气缸缩回，使限位板回复原位。

也就是夹爪进行夹持动作之前，先将限位部的气缸缩回，使限位板缩回贴在夹爪的内侧。

步骤S102，通过角度调节部调节固定架为水平状态。

给角度调节电缸5通电，角度调节电缸5的活塞杆伸出或回缩，将夹具调节到水平状态，也就是固定架是水平的。

步骤S104，各个夹持单元的夹爪伸出，夹紧物体。

所有夹持单元的夹爪的气缸驱动夹爪21夹持在物体的两个侧面。

步骤S106，提升固定架，使下部支撑爪与物体下表面接触。

在夹爪的内侧面贴住物体的两个侧面的时候，悬吊部100提升固定架1，使得各个夹持单元2的支撑爪23与物体下表面接触。

步骤S108，压紧部压紧物体上表面，悬吊部将夹具移动到指定位置。

压紧部22的气缸动作，驱动压紧部22压紧夹持物体的上表面，夹爪、支撑爪、压紧部将物体牢靠地夹住，悬吊部移动，将物体移动到指定位置进行码垛。

根据本发明的再一个方面，提供一种物体码垛方法，使用以上所述的码垛用夹具，进行以下步骤：

步骤S202，调节角度调节部，使固定架倾斜一定角度.

角度调整部的电缸的推杆伸出或缩回，使固定架和夹持的物体同时倾斜一定角度。

步骤S204，夹具整体下放，使物体的一端先触地。

步骤S206，角度调节部和悬吊部协同动作使物体与地面的夹角逐渐减小。

继续下放夹具，在下放的同时，通过控制角度调节电缸的推杆的伸缩和悬吊部的移动使物体与地面的夹角逐渐减小。

步骤S208，当一对夹爪将要与地面接触时，夹爪的气缸驱动夹爪松开物体，同时，安装在该夹爪上的限位板伸出，保证物体不错位。

当第一对夹爪将要与地面接触时，第一对夹爪的气缸驱动夹爪松开物体，同时限位部的气缸驱动限位板伸出，贴紧物体的侧面，保证物体不会移动错位。

步骤S2010，重复步骤S206、步骤S208，当剩最后一对夹爪时，将压紧部的气缸缩回。

步骤S2012，将最后一对夹爪收回，同时，限位部的限位板伸出，物体落下，完成一次码垛。

将最后一对夹爪收回，同时安装在该夹爪上限位部的气缸伸出，推动限位板贴紧物体的侧面，从而限制物体落下的过程中不会移动错位，至此完成一次码垛。

本发明的码垛用夹具具有角度调节部，能够倾斜卸放物体，并且在下放的过程中，不断减小落地夹角依次撤出夹爪使物体平稳落地，防止整体卸放损坏物体。该夹具还具有限位部，在物体下放时保证物体不会移动错位。该夹具还具有压紧部，防止在搬运过程物体错位。并且在支撑爪上还设置有滚轮，滚轮和物体表面是滚动摩擦，能够保证物体表面不被划伤。

以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (8)

1.一种码垛用夹具，使用可移动的悬吊部连接固定架，其特征在于，在所述固定架上，平行间隔设置有多个夹持单元，每个夹持单元包括：

夹爪，所述夹爪为一对，且对称地设置在固定架的两侧，所述夹爪在气缸的驱动下相对平行地运动；

支撑爪，每个夹爪的下端向内侧延伸出支撑爪以托住物体的底部；

压紧部，所述压紧部设置在夹持单元的两端，且由气缸驱动上下移动，配合支撑爪压紧物体。

2.根据权利要求1所述的码垛用夹具，其特征在于，还包括限位部，

所述限位部包括安装在所述夹爪内侧的限位板，以及安装在所述夹爪外侧的气缸，所述气缸的活塞杆穿过所述夹爪与所述限位板固定连接。

3.根据权利要求1所述的码垛用夹具，其特征在于，所述固定架和悬吊部是铰接的，使得固定架可绕铰接轴在垂直于夹持单元的平面内摆动。

4.根据权利要求3所述的码垛用夹具，其特征在于，还包括角度调整部，所述角度调整部包括电缸，所述电缸的一端和悬吊部可转动地连接，所述电缸的另一端和固定架可转动地连接。

5.根据权利要求1所述的码垛用夹具，其特征在于，每个支撑爪上具有多个高度相同的滚轮，多个滚轮的轴线均垂直于夹持单元。

6.根据权利要求1所述的码垛用夹具，其特征在于，各个夹持单元之间的间距是可调的。

7.一种物体抓取方法，使用权利要求1至6中任一项所述的码垛用夹具，进行以下步骤：

将限位部的限位板回复原位；

通过角度调整部调节固定架为水平状态；

各个夹持单元的夹爪伸出，夹紧物体；

提升固定架，使下部支撑爪与物体下表面接触；

压紧部压紧物体上表面，悬吊部将夹具移动到指定位置。

8.一种物体码垛方法，使用权利要求1至6中任一项所述的码垛用夹具，进行以下步骤：

A.调节角度调节部，使固定架倾斜一定角度；

B.夹具整体下放，使物体的一端先触地；

C.角度调节部和悬吊部协同动作使物体与地面的夹角逐渐减小；

D.当一对夹爪将要与地面接触时，夹爪的气缸驱动夹爪松开物体，同时，安装在该夹爪上的限位板伸出，保证物体不错位；

E.重复步骤C、步骤D，当剩最后一对夹爪时，将压紧部的气缸缩回；

F.将最后一对夹爪收回，同时，限位部的限位板伸出，物体落下，完成一次码垛。