CN109250491B - 一种焊丝盘智能入库出库装置 - Google Patents

Abstract

一种焊丝盘智能入库出库装置，在集装箱内有横向放置的辊道，辊道一端为固定辊道，另一端为折叠辊道，集装箱内、固定辊道端架设有一个三轴式龙门机械手，在折叠辊道端上方设有绞车，绞车固定在所述集装箱顶板，钢丝绳一端穿过绞车，另一端与折叠辊道框架固定连接。折叠辊道在完成焊丝盘入库后可自动收入集装箱内，在集装箱内、三轴式龙门机械手下方还设有传送带，焊丝盘放在传送带上，在集装箱侧壁、与传送带相对应的位置设有一个第一开口，传送带一端与第一开口相对应，传送带带动焊丝盘从第一开口输出。采用本发明这种焊丝盘入库出库装置，能够节省人力，提高工作效率和准确性，焊丝盘智能领取、库存不足声光报警、自动计数。

Description

一种焊丝盘智能入库出库装置

技术领域

本发明涉及船舶建造过程中使用的机械自动化装置领域，具体涉及一种可自动入库、自动领取焊丝盘的焊丝盘智能入库、出库装置。

背景技术

在船舶行业中，焊丝是焊接的重要材料，在船舶焊接中，用量比较大。工人在领用焊丝盘过程中，传统入库、出库步骤如下：物资部采购，供货商送货——入一级库存储——根据总定额二级库房领取、存储——根据分段的定额，三级库房领取、存储——施工人员根据分段定额领取、使用。

这种人工出库方式存在以下缺点：需设置专业仓库管理员岗位，消耗人工成本；焊丝盘领取审批流程较多，出库过程用时较长，领料时段受仓库管理员在岗时间限制等造成工作效率低，消耗时间成本。同时，由于焊丝盘对存储环境的要求，三级库房很难达到，造成焊丝盘使用过程中存在极大的质量隐患。

鉴于上述问题，发明一种焊丝盘智能出库装置，实现从供货商到使用者一站到位的管理方式，减轻中间各库管理环节的压力。该装置放置在20尺标准集装箱中，可存储4件焊丝盘，共计288箱焊丝盘，领料人员刷卡、输入数量确认后，通过可编程逻辑控制器控制，焊丝盘从出料传送带上传送到出料口，光电传感器计数，完成焊丝盘智能出库。该装置有以下优点：焊丝盘智能领取、库存不足声光报警、自动计数、完全满足焊丝盘厂家的存储环境要求，提高焊丝盘出库的准确性、高效性，减少人力、辅助设施、管理等成本投入，数字化后台数据管理系统更加准确、高效的完成大数据积累、分析等。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种焊丝盘智能入库出库装置，旨在达到节约人力，提高工作效率，方便管理的目的，其所采用的技术方案是：

有焊丝盘和盛装焊丝盘的托盘，有一个集装箱和带有可编程逻辑控制器的触摸屏，在集装箱内有横向放置的辊道，所述辊道一端为固定辊道，另一端为折叠辊道，所述固定辊道的框架固定在所述集装箱的底板，所述托盘放置在所述辊道上，所述辊道通过第一电机驱动；所述集装箱内、所述固定辊道端架设有一个三轴式龙门机械手，所述三轴式龙门机械手的机架横跨所述固定辊道，所述机架上设置有X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，所述X轴组件、所述Y轴组件、所述Z轴组件各带有一个电机，均通过可编辑逻辑控制器控制；在所述折叠辊道端上方设有绞车，所述绞车固定在所述集装箱顶板，钢丝绳一端穿过绞车，另一端与所述折叠辊道框架固定连接，所述第三电机驱动所述绞车。

所述绞车所起到的作用是，收、放折叠辊道，焊丝盘入库时，绞车通过将折叠辊道放下，折叠辊道放下后与固定辊道在同一水平线上，焊丝盘完成入库时，绞车通过钢丝伸将折叠辊道拉起，收入到集装箱内。

在所述集装箱内、所述三轴式龙门机械手下方还设有传送带，所述焊丝盘放在所述传送带上，所述传送带与所述固定辊道相垂直放置，在所述集装箱侧壁、与所述传送带相对应的位置设有一个第一开口，所述传送带一端与所述第一开口相对应，所述传送带带动所述焊丝盘从所述第一开口输出，所述第一开口即是出料口，工人从第一开口处领取焊丝盘。所述传送带的两端各设有一个第一光电传感器和第二光电传感器，所述传送带通过第四电机驱动。第一光电传感器用来检测焊丝盘是否被放置到传送带上，第二光电传感器用来检测焊丝盘是否出库成功，以及对焊丝盘进行计数。

所述Z轴组件带有电磁阀、真空发生器和抓手，所述电磁阀与所述真空发生器气路连接，所述真空发生器下端带有吸盘，所述吸盘吸住焊丝盘，所述抓手怀抱住所述焊丝盘，所述电磁阀通过可编辑逻辑控制器控制。所述吸盘先吸住焊丝盘，吸住焊丝盘后，吸盘带动焊丝盘向上提升50mm，抓手怀抱住焊丝盘，进一步抓牢焊丝盘。

在所述固定辊道下方固定连接有第二气缸，所述第二气缸连接有拨动装置，所述第二气缸通过可编程逻辑控制器控制；

所述可编程逻辑控制器控制第一电机、第三电机、第四电机工作。

所述三轴式龙门机械手下方的所述固定辊道，由两个平行的短辊道组成，两个平行所述短辊道的中间中空，两个平行所述短辊道中间、辊道框架上固定有一个滑道；所述拨动装置带有底座和竖向设置的拨杆，所述底座与所述滑道相适配，所述底座可在所述滑道上滑行，所述拨杆与所述底座轴连接，所述拨杆可绕轴向一侧转动，所述拨杆与所述底座之间还设有弹簧。

所述折叠辊道带有可折叠的支撑柱和第三气缸，所述第三气缸一端固定在所述折叠辊道框架下方，所述第三气缸的活塞与所述支撑柱底端固定连接，所述第三气缸通过可编程逻辑控制器控制。

在所述辊道的一侧框架上等间距设有5个光电传感器，自所述折叠辊道端开始，依次是第三光电传感器、第四光电传感器、第五光电传感器、第六光电传感器、第七光电传感器，在所述固定辊道的端头还设有限位开关，所述限位开关下方连接有第一气缸，所述第一气缸带动所述限位开关上、下，所述第一气缸通过可编程逻辑控制器控制。

上述一种焊丝盘智能入库出库装置，优选地，所述限位开关上设有板或立柱，所述第一气缸带动所述限位开关上、下，所述限位开关上升时，其位置高于辊道，所述限位开关下降时，其位置与辊道平行。所述限位开关起到的作用是挡住托盘，阻止托盘继续向前行进，当限位开关位于上升位置时，其阻止托盘继续向前运行。

在所述固定辊道端，所述集装箱的侧壁上开有长条形第二开口，所述第二开口的位置与所述托盘的位置在同一水平线上，所述第二开口的大小与所述托盘的大小相适配，所述拨动装置将所述托盘从所述第二开口弹出，所述托盘通过所述第二开口，从所述集装箱内弹出所述集装箱外。

上述所述一种焊丝盘智能入库出库装置，优选地，所述焊丝盘放置在所述托盘上，所述托盘上每层放置有12个焊丝盘，共有6层。

上述所述一种焊丝盘智能入库出库装置，优选地，所述托盘的尺寸是1100*830*141mm。

上述所述一种焊丝盘智能入库出库装置，优选地，所述真空发生器下端带有4个所述吸盘。采用4个吸盘能够更牢固的吸住焊丝盘。

所述集装箱门设在所述折叠辊道端，集装箱门开启后，启动按钮，可编程逻辑控制器接收信号，向第三电机和第三气缸发出信号，第三电机启动，绞车转动，将折叠辊道放下，辊道下的第三气缸工作，将支撑柱放下，用来支撑折叠辊道。

启动第一电机，第一电机驱动辊道运转，在辊道的一侧框架上，等间距设有5个光电传感器传感器，自所述折叠辊道端开始，依次是第三光电传感器、第四光电传感器、第五光电传感器、第六光电传感器、第七光电传感器，两个光电传感器之间的间距等于托盘的长度，每个光电传感器都能检测到一个托盘。将装有焊丝盘的托盘放置在辊道上，第三光电传感器检测到托盘，将信号发送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器向第一电机发送信号，启动第一电机，电机驱动辊道运转，辊道运转带动托盘向前运行，第四光电传感器、第五光电传感器、第六光电传感器、第七光电传感器依次对经过的托盘进行检测，托盘向前运行，到达辊道终点时，限位装置处于上升位置，将托盘挡住，托盘停止向前运行。当第七光电传感器、第六光电传感器、第五光电传感器、第四光电传感器均能检测到托盘时，将信号发送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器向第一电机、第三电机、第三气缸发送指令，第一电机停止运作，辊道停止运转，第三气缸回缩，带动支撑柱回缩，收起支撑柱，第三电机驱动绞车转动，钢丝绳向上拉动折叠辊道，将折叠辊道收起。此时，焊丝盘入库完成。

所述Z轴组件带有电磁阀、真空发生器和抓手，所述真空发生器下端带有吸盘，真空发生器与电磁阀气路连接，电磁阀驱动真空发生器工作，真空发生器带有的吸盘吸住焊丝盘，所述吸盘吸住焊丝盘，所述抓手怀抱住所述焊丝盘。所述吸盘先吸住焊丝盘，吸住焊丝盘后，吸盘带动焊丝盘向上提升50mm，抓手怀抱住焊丝盘，进一步抓牢焊丝盘。

所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件之间相互配合，可以使Z轴组件带有的抓手按顺序依次、逐层抓取托盘上的焊丝盘，并将抓取成功的焊丝盘放置到传送带上，托盘上每层放置12个焊丝盘，12个焊丝盘呈3行4列的位置放置，共有6层。

抓手将抓取的焊丝盘放置到传送带上，第一光电传感器对焊丝盘进行检查，当第一光电传感器检测到焊丝盘时，向可编程逻辑控制器发送信号，可编程逻辑控制器向第四电机发送指令，第四电机驱动传送带运作，第二光电传感器对传送来的焊丝盘进行检查并计数，检测焊丝盘是否出库成功，并且出库数量是否正确，完成焊丝盘的出库。当第一光电传感器没有检测到焊丝盘，会给可编程逻辑控制器发出信号，可编程逻辑控制器会给三轴式龙门机械手发出指令，抓手返回，重新对刚才位置的焊丝盘进行抓取。

所述拨动装置带有的底座和竖向放置的拨杆，拨杆与底座轴连接，拨杆可相对底座向一侧转动，托盘通过辊道运行，当托盘运行到拨杆的位置时，托盘向前运行的力施加给拨杆，拨杆转动，拨杆向一侧倒下，托盘压住拨杆继续向前运行，当托盘通过拨杆后，拨杆在弹簧弹力的作用下又竖立起来，并且竖立放置的拨杆高度高于托盘水平面。所述拨动装置所起到的作用是，当托盘上的焊丝盘被取光时，可编辑逻辑控制器向第五电机、第一气缸和第二气缸发出指令，第一气缸运作，将限位开关下降至与辊道在同一水平面，第二气缸启动将拨动装置的底座弹出，进而底座带动拨杆弹出，此时底座上带有的拨杆卡住托盘，底座在滑道上向前弹出，带动托盘，将托盘从第二开口处弹出。托盘弹出后，限位开关在第一气缸的作用下，限位开关恢复到上升位置，拨动装置同时也恢复原位。第七光电传感器检测到当前位置没有托盘，将信号反馈给可编辑逻辑控制器，可编辑逻辑控制器向第一电机发出指令，第一电机运作，驱动辊道运转，辊道运转带动下一工位的托盘向前，运行至限位装置处停止。

采用本发明这种焊丝盘入库出库装置，能够节省人力，提高工作效率和准确性，焊丝盘智能领取、库存不足声光报警、自动计数、完全满足焊丝盘厂家的存储环境要求，提高焊丝盘出库的准确性、高效性，减少人力、辅助设施、管理等成本投入，数字化后台数据管理系统更加准确、高效的完成大数据积累、分析等。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的侧视图；

图4是本发明中拨动装置的侧视图；

图5是本发明中拨动装置的俯视图；

图6是本发明中Z轴组件的侧视图、主视图、后视图；

图7是本发明中限位开关的结构示意图；

图8是本发明中抓手的结构示意图；

其中：集装箱1、折叠辊道2、第三气缸3、支撑柱4、滑道5、绞车6、钢丝绳7、启动按钮8、弹簧9、带有可编辑逻辑控制器的触摸屏10、焊丝盘11、托盘12、固定辊道13、第一电机14、限位开关16、结束按钮17、应急停止按钮18、三轴式龙门机械手19、抓手20、吸盘21、第二气缸22、传送带23、底座24、第一开口25、电磁阀26、真空发生器27、第二开口30、拨动装置31、第一气缸32、第一光电传感器38、第二光电传感器39、第三光电传感器40、第四光电传感器41、第五光电传感器42、第六光电传感器43、第七光电传感器44、短辊道45。

具体实施方式

实施例1

结合附图对本项发明做进一步说明，如图1-8所示，一种焊丝盘入库出库装置，有焊丝盘11、盛装焊丝盘的托盘12和集装箱1框架，托盘的尺寸是1100*830*141mm，托盘上每层3行4列放置12个焊丝盘，共放置6层。本发明还带有可编程逻辑控制器的触摸屏10，在集装箱1内有横向放置的辊道，辊道通过第一电机14驱动。集装箱内、固定辊道端架设有一个三轴式龙门机械手19，三轴式龙门机械手19下方设有传送带23，传送带23与固定辊道13相垂直放置。

三轴式龙门机械手19的机架横跨所述固定辊道13，机架上设置有X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，X轴组件、Y轴组件、Z轴组件均带有一个电机，X轴组件、Y轴组件、Z轴组件均通过各自带有的电机控制。

Z轴组件带有电磁阀26、真空发生器27和抓手20，真空发生器27下端带有4个吸盘21，可编辑逻辑控制器控制真空电磁阀。在折叠辊道2端上方设有绞车6，绞车固定在所述集装箱顶板，钢丝绳7一端穿过绞车，另一端与辊道框架固定连接，第三电机驱动所述绞车6。折叠辊道2下方设有可折叠的支撑柱4和第三气缸3，第三气缸3一端固定在折叠辊道2框架下方，第三气缸的活塞与支撑柱底端固定连接，第三气缸通过可编辑逻辑控制器控制。

三轴式龙门机械手下方的固定辊道，是由两个短辊道45平行连接形成的，两个平行短辊道45中间中空，两个平行短辊道中间的辊道框架上设有一个滑道5。

在固定辊道下方固定连接有第二气缸22，第二气缸连接有拨动装置31，第二气缸通过可编辑逻辑控制器控制。拨动装置带有底座24和竖向设置的拨杆，底座24与滑道5相适配，底座可在滑道上滑行，拨杆与底座轴连接，拨杆可绕轴向一侧转动，拨杆与底座之间连接有弹簧9。拨动装置设置在两个短辊道中间，竖向放置的拨杆从两个短辊道中间的空隙伸出。

在集装箱侧壁、与传送带相对应的位置设有一个第一开口25，传送带一端与第一开口25位置相对应，传送带带动所述焊丝盘从第一开口输出。在传送带的两端各设有一个第一光电传感器38和第二光电传感器39，传送带通过第四电机驱动。

在固定辊道端、集装箱的侧壁上开有长条形第二开口30，第二开口30的位置与托盘的位置在同一水平线上，第二开口的大小与托盘的大小相适配。

在辊道的一侧框架上等间距设有5个光电传感器，自折叠辊道端开始，依次是第三光电传感器40、第四光电传感器41、第五光电传感器42、第六光电传感器43、第七光电传感器44，固定辊道端还设有限位开关16，限位开关下方连接有第一气缸32，第一气缸通过可编程逻辑控制器控制。

工作人员按下启动按钮8，集装箱侧门打开，折叠辊道2放下，工作人员用叉车将托盘放置在辊道上，第七光电传感器44检测到托盘后，辊道运转，工作人员使用叉车将4个装满焊丝盘的托盘逐个放置在辊道上，放置好后，人工确认无误后，按下结束按钮17，支撑柱自动收起，折叠辊道收入到集装箱内，集装箱侧门关闭，焊丝盘入库完成。

领取人员在触摸屏中输入领取数量，三轴式龙门机械手运作，抓取焊丝盘放在传送带上，传送带上带有的第二光电传感器对焊丝盘进行计数，并将计数信息反馈给可编辑逻辑控制器，当领取的焊丝盘满足输入数量时，各部件均回复原位，各电机停止工作，领取人员在第二开口处领取焊丝盘，焊丝盘领取完成。

当前工位托盘中的焊丝盘被全部抓取后，拨动装置弹出，将托盘从第二开口弹出到集装箱外，下一工位的托盘向前运行至当前工位。

本发明还设有应急停止按钮18，当有任何紧急情况时，按下应急停止按钮18，装置都会立即停止运作。

本发明的这种焊丝盘入库出库装置，焊丝盘能够智能领取、库存不足声光报警、自动计数、完全满足焊丝盘厂家的存储环境要求，提高焊丝盘出库的准确性、高效性，减少人力、辅助设施、管理等成本投入，数字化后台数据管理系统更加准确、高效的完成大数据积累、分析等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种焊丝盘智能入库出库装置，有焊丝盘(11)和盛装焊丝盘的托盘(12)，其特征在于：有一个集装箱(1)和带有可编程逻辑控制器的触摸屏(10)，在集装箱内有横向放置的辊道，所述辊道一端为固定辊道(13)，另一端为折叠辊道(2)，所述固定辊道的框架固定在所述集装箱的底板，所述托盘(12)放置在所述辊道上，所述辊道通过第一电机(14)驱动；所述集装箱内、所述固定辊道端架设有一个三轴式龙门机械手(19)，所述三轴式龙门机械手的机架横跨所述固定辊道(13)，所述机架上设置有X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，所述X轴组件、所述Y轴组件、所述Z轴组件各带有一个电机，均通过可编程逻辑控制器控制；在所述折叠辊道端上方设有绞车(6)，所述绞车固定在所述集装箱顶板，钢丝绳(7)一端穿过绞车，另一端与所述折叠辊道框架固定连接，第三电机驱动所述绞车；

在所述集装箱内、所述三轴式龙门机械手(19)下方还设有传送带(23)，所述焊丝盘放在所述传送带上，所述传送带与所述固定辊道相垂直放置，在所述集装箱侧壁、与所述传送带相对应的位置设有一个第一开口(25)，所述传送带一端与所述第一开口相对应，所述传送带带动所述焊丝盘从所述第一开口输出，所述传送带的两端各设有一个第一光电传感器(38)和第二光电传感器(39)，所述传送带通过第四电机驱动；

所述Z轴组件带有电磁阀(26)、真空发生器(27)和抓手(20)，所述电磁阀与所述真空发生器气路连接，所述真空发生器下端带有吸盘(21)，所述吸盘吸住焊丝盘，所述抓手怀抱住所述焊丝盘，所述电磁阀通过可编程逻辑控制器控制；

在所述固定辊道下方固定连接有第二气缸(22)，所述第二气缸连接有拨动装置(31)，所述第二气缸通过可编程逻辑控制器控制；

所述可编程逻辑控制器控制第一电机、第三电机、第四电机工作。

2.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：所述三轴式龙门机械手下方的所述固定辊道，由两个平行的短辊道(45)组成，两个平行所述短辊道的中间中空，两个平行所述短辊道中间、辊道框架上固定有一个滑道(5)；

所述拨动装置带有底座(24)和竖向设置的拨杆，所述底座与所述滑道相适配，所述底座可在所述滑道上滑行，所述拨杆与所述底座轴连接，所述拨杆可绕轴向一侧转动，所述拨杆与所述底座之间还设有弹簧(9)。

3.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：所述折叠辊道(2)带有可折叠的支撑柱(4)和第三气缸(3)，所述第三气缸一端固定在所述折叠辊道框架下方，所述第三气缸的活塞与所述支撑柱底端固定连接，所述第三气缸通过可编程逻辑控制器控制。

4.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：在所述辊道的一侧框架上等间距设有5个光电传感器，自所述折叠辊道端开始，依次是第三光电传感器(40)、第四光电传感器(41)、第五光电传感器(42)、第六光电传感器(43)、第七光电传感器(44)，在所述固定辊道的端头还设有限位开关(16)，所述限位开关下方连接有第一气缸(32)，所述第一气缸带动所述限位开关上、下，所述第一气缸通过可编程逻辑控制器控制。

5.如权利要求4所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：所述限位开关(16)上设有板或立柱，所述第一气缸(32)带动所述限位开关上、下，所述限位开关上升时，其位置高于所述固定辊道，所述限位开关下降时，其位置与所述固定辊道平行。

6.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：在所述固定辊道端，所述集装箱的侧壁上开有长条形第二开口(30)，所述第二开口的位置与所述托盘的位置在同一水平线上，所述第二开口的大小与所述托盘的大小相适配，所述拨动装置将所述托盘从所述第二开口弹出，所述托盘通过所述第二开口，从所述集装箱内弹出所述集装箱外。

7.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：所述焊丝盘放置在所述托盘上，所述托盘上每层放置有12个焊丝盘，共有6层。

8.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：所述托盘的尺寸是1100*830*141mm。

9.如权利要求1所述的一种焊丝盘智能入库出库装置，其特征在于：所述真空发生器下端带有4个所述吸盘。