本發(fā)明屬于石材機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種石材大板桁架式自動(dòng)下料裝置與方法。

背景技術(shù)：

石材制品的需求量近年保持了良好的良好態(tài)勢(shì)，在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)以及石材進(jìn)家裝的背景下，通過(guò)線上、線下渠道雙重渠道，石材大板的需求量將會(huì)持續(xù)上升。石材大板將逐漸過(guò)渡為框架鋸加工，框架鋸使石材大板的鋸解效率大大提高，而鋸解后的較落后的大板下料方式，卻成為制約整個(gè)加工過(guò)程的瓶頸。石材加工車間內(nèi)作業(yè)環(huán)境較差，設(shè)備的自動(dòng)化程度低下，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，在人力成本逐年上升的背景下，企業(yè)面臨的生存壓力將會(huì)更大。隨著《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略的提出，石材大板下料裝置的開發(fā)符合時(shí)代要求。

現(xiàn)有石材部分石材大板加工車間采用了天車配合鉗爪式夾盤或者鋼纜吊取的方法，這些方法在一定程度上解決了工人體力消耗過(guò)大的問(wèn)題。但在實(shí)際生產(chǎn)中，空中鋼纜吊取有一定的安全隱患，且效率提高不大。現(xiàn)有一些類似裝置,如中國(guó)專利申請(qǐng)zl201410386376.0,提供了一種石材板工字型自動(dòng)上下料裝置，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化上下料。其在豎直方向采用氣缸驅(qū)動(dòng)，氣缸需要訂做，且存在驅(qū)動(dòng)力以及驅(qū)動(dòng)行程受限的問(wèn)題，僅適用于小幅面板材。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的弊端，解決生產(chǎn)過(guò)程中效率低下的瓶頸，提供一種石材大板桁架式智能下料裝置，其采用電氣化自動(dòng)控制，極大提高下料過(guò)程的率，低車間工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕企業(yè)的人力成本壓力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下屬技術(shù)方案：

一種石材大板自動(dòng)下料裝置，包括機(jī)架和吸盤組件，所述的機(jī)架包括兩個(gè)橫向梁和設(shè)置在兩個(gè)橫向梁上的縱向梁，所述的縱向梁在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)其沿著所述的橫向梁往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在所述的縱向梁的下方設(shè)置有兩個(gè)豎向滑軌，在所述的豎向滑軌上安裝有吸盤組件，所述的吸盤組件在豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下能沿著所述的豎向滑軌上下運(yùn)動(dòng)，且所述的吸盤組件還能實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

所述石材大板自動(dòng)下料裝置整體為桁架式結(jié)構(gòu)，具有三個(gè)自由度，即兩個(gè)移動(dòng)和一個(gè)翻轉(zhuǎn)自由度。在機(jī)架機(jī)構(gòu)上設(shè)置能在其上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)架和橫向運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)俯視圖呈現(xiàn)“h”形；豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于機(jī)架的縱向梁結(jié)構(gòu)上，豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的下端連接有可旋轉(zhuǎn)的吸盤組件，吸盤組件為石材大板的下料的末端執(zhí)行件。

進(jìn)一步的，所述機(jī)架還包括多個(gè)立柱，所述的兩個(gè)橫向梁平行的設(shè)置在多個(gè)立柱上，每個(gè)橫向梁包括多段呈直線排列的子橫向梁，每段子橫向梁的首尾兩端分別對(duì)應(yīng)一個(gè)立柱，在兩個(gè)所述的橫向梁上還安裝有兩根與其垂直的縱向梁，機(jī)架機(jī)構(gòu)整體呈機(jī)架整體呈桁架式。

進(jìn)一步的，所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，共有兩套，每套均包括滾輪、雙頭螺柱、安裝板連接成的u形組件，所述的縱向梁兩端分別在兩個(gè)u形組件上，兩個(gè)u形組件卡裝在兩個(gè)橫向梁上，每個(gè)u形組件上均通過(guò)雙頭螺柱安裝有多個(gè)沿著橫向梁滾動(dòng)的滾輪；其中一套橫向滾動(dòng)機(jī)構(gòu)的滾輪通過(guò)電機(jī)以及齒輪齒條驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述的電機(jī)的輸出軸連接齒輪，齒輪與橫向梁外側(cè)面中沿橫向梁長(zhǎng)度方向開設(shè)的開槽中的齒條相嚙合，在電機(jī)帶動(dòng)下，橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能沿橫向梁往復(fù)移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述滾輪，安裝在u型組件內(nèi)部，每個(gè)運(yùn)動(dòng)單元共6個(gè)，上部?jī)蓚€(gè)大滾輪，起支撐、主要導(dǎo)向作用，側(cè)面四個(gè)小滾輪，起輔助導(dǎo)向作用。

進(jìn)一步的，所述豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括固定于縱向梁上的提升電機(jī)，所述的提升電機(jī)輸出軸連接雙輸出軸的減速器，減速器的兩個(gè)輸出軸分別連接一個(gè)聯(lián)軸器，兩個(gè)所述的連軸器分別各連接一個(gè)輸出軸，兩個(gè)所述的輸出軸通過(guò)錐齒輪箱轉(zhuǎn)向后各自連接一個(gè)絲杠上，每個(gè)絲杠上安裝有兩個(gè)絲杠螺母，兩個(gè)絲杠螺母由同一塊安裝板連接，保證兩者同步運(yùn)動(dòng)；所述的吸盤組件安裝在四個(gè)絲杠螺母，實(shí)現(xiàn)其上下運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述的絲杠設(shè)置在豎向滑軌內(nèi)，所述的絲杠螺母可以沿著豎向滑軌移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述吸盤組件包括吸盤組件梁，吸盤組件梁兩端伸出有短軸，短軸由軸承、軸承座、安裝基座固定，其中一側(cè)短軸連接電機(jī)、減速器，在電機(jī)帶動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。吸盤組件梁由螺栓連接有若干(根據(jù)實(shí)際情況確定)與之垂直的矩管，矩管上焊接有吸盤安裝板，吸盤通過(guò)活動(dòng)螺栓固定在吸盤安裝板上。

進(jìn)一步的，所述的電機(jī)、減速器固定在所述的絲杠螺母上。

優(yōu)選，所述吸盤組件，由若干個(gè)吸盤與吸盤梁構(gòu)成吸盤組。

進(jìn)一步的石材大板自動(dòng)下料裝置還包括一個(gè)控制系統(tǒng)，包含操作面板，電控柜，操作面板按鈕與電控柜的控制器相連?？刂破骺刂茩M向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、吸盤組件的動(dòng)作。

優(yōu)選的，所述操作面板，安裝于立柱適當(dāng)高度處，電控箱設(shè)置于立柱一側(cè)適當(dāng)位置處。

優(yōu)選的，所述立柱、粱的型材選取矩管。

優(yōu)選的，所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，下方地面上對(duì)應(yīng)設(shè)有與石材大板下料相配合的擺渡車、大板碼放平臺(tái)。

一種利用石材大板下料裝置的下料方法，包括：

(1)框架鋸鋸解石材大板后，擺渡車將鋸解后的板材運(yùn)送至指定位置；

(2)通過(guò)控制系統(tǒng)啟動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿橫向梁向大板放置端移動(dòng)；

(3)橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可同時(shí)控制吸盤組件的旋轉(zhuǎn)，使之旋轉(zhuǎn)至大致與石材大板平行的角度；同時(shí)豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整吸盤組件到適宜的高度，盡量使吸盤組件的中心靠近石材大板的中心；

(4)當(dāng)吸盤組件與板材表面接觸時(shí)，橫向運(yùn)動(dòng)停止，吸盤組件開始工作，緊緊吸附石材大板；

(5)電機(jī)控制豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將石材大板提起一定高度；

(6)橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)開始工作，使大板遠(yuǎn)離荒料車，在遠(yuǎn)離適當(dāng)距離時(shí)，吸盤組件開始翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，將石材大板翻轉(zhuǎn)180度；

(7)當(dāng)橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)至碼垛位置時(shí)，橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止，豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，向下運(yùn)動(dòng)，大板接觸到碼垛臺(tái)時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)；

(8)吸盤停止工作，大板釋放，下料完成。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)針對(duì)石材大板采用真空吸盤組，保證足夠的吸附力與安全系數(shù)，吸盤組件采用電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)180度旋轉(zhuǎn)；豎直提升機(jī)構(gòu)采用電機(jī)、減速器、光杠、錐齒輪、梯形絲杠實(shí)現(xiàn)，采用絲杠旋轉(zhuǎn)，雙螺母同步運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)豎直方向往復(fù)移動(dòng)；橫向運(yùn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條、滾輪導(dǎo)向的方式實(shí)現(xiàn)；

(2)該裝置具有三個(gè)自由度，橫向運(yùn)動(dòng)、豎直運(yùn)動(dòng)、吸盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，三個(gè)運(yùn)動(dòng)可在控制系統(tǒng)的調(diào)控下同步進(jìn)行，可通過(guò)三個(gè)運(yùn)動(dòng)的的耦合優(yōu)化下料動(dòng)作，提高下料效率；

(3)吸盤安裝時(shí)采用活動(dòng)螺栓、彈簧等，使吸盤可以根據(jù)實(shí)際工況自適應(yīng)吸附角度；采用若干吸盤構(gòu)成吸盤組的形式，保證吸附更加牢靠；

(4)控制系統(tǒng)以及傳感器的使用，使吸盤組件工作時(shí)定位準(zhǔn)確，抓取、釋放動(dòng)作精準(zhǔn)，極大提高了裝置的自動(dòng)化、智能化程度，提高了生產(chǎn)效率，降低了車間對(duì)人力的依賴度，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是一種石材大板桁架式自動(dòng)下料裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是吸盤組件右端安裝示意圖；

圖3是豎直運(yùn)動(dòng)電機(jī)安裝示意圖；

圖4是吸盤組件左端安裝示意圖；

圖5是橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；

圖中，1、橫向梁，2、操作面板，3、立柱，4、電控柜，5、擺渡車，6、吸盤組件，7、旋轉(zhuǎn)部件，8、絲杠組件，9、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，10、石材大板碼放臺(tái)，11、錐齒輪箱，12、豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，13、縱向梁，14、吸盤組件左端連接部件，15、旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝板，16、蝸輪蝸桿減速器，17、旋轉(zhuǎn)用電機(jī)，18、滑動(dòng)組件，19、u星電機(jī)安裝板，20、減速器，21、電動(dòng)機(jī)，22、聯(lián)軸器，23、軸承座，24、滑動(dòng)組件連接板，25、導(dǎo)軌，26、小滾輪，27、齒條，28、齒輪，29、減速電機(jī)，30、圓螺母，31、滾輪，32、u形組件

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合符合和實(shí)施例隨本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如說(shuō)明書附圖1-4所示，石材大板桁架式下料裝置，包括機(jī)架、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、吸盤組件、擺渡車、板材碼垛平臺(tái)、電控柜和操作面板。該發(fā)明最大可吸附幅面3200mm×2500mm、厚度20mm的石材大板。該裝置布局合理，充分利用車間的空間，減少了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明同時(shí)還公開了利用該自動(dòng)上下料裝置的上下料方法。

如圖1，機(jī)架機(jī)構(gòu)包括兩根(或者若干根連接在一起)平行且間隔一定距離的橫向梁1，每段橫向梁的兩端通過(guò)兩根立柱3支撐，立柱的數(shù)量根據(jù)橫向梁的長(zhǎng)度確定。每?jī)筛⒅c相應(yīng)橫向梁可組成門式框架，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但承載能力足夠。

立柱、橫向梁作為機(jī)架主要承載部件，其截面形狀可以使方形、矩形、工字形等形狀，不僅限于圖中所述的矩形。立柱的高度、橫向梁的長(zhǎng)度，以及兩者截面面積，均可以根據(jù)實(shí)際工況常規(guī)設(shè)計(jì)，并不影響整體功能。

立柱通過(guò)地腳螺栓固定在地面上，橫向梁通過(guò)連接板和螺栓固定在立柱上。其中在橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)一側(cè)的橫向梁上焊接有導(dǎo)軌條和齒條(齒面朝上)，齒條與減速機(jī)出輸出軸上的齒輪嚙合；另一側(cè)焊接有兩根導(dǎo)軌條，導(dǎo)軌條、齒條的焊接位置根據(jù)裝置具體情況常規(guī)設(shè)計(jì)即可，應(yīng)保證齒輪齒條的嚙合。

對(duì)于齒輪齒條的嚙合是設(shè)計(jì)手冊(cè)中的公知技術(shù)。

圖1中，在邊緣立柱3的適當(dāng)高度位置設(shè)置有操作面2板，操作面板2在該位置處有諸多好處，一是可以方便工人的操作；二是不影響吸盤組件的運(yùn)動(dòng)；三是直接安裝在立柱上，可節(jié)省資源與空間。電控柜4設(shè)置于該立柱一側(cè)，主要考慮該位置空間足夠，不影響工作過(guò)程，而且安裝布線容易。

電控箱內(nèi)中安裝控制器等，操作面板的按鈕與電控柜內(nèi)控制器相連，共同組成控制系統(tǒng)?？刂破髋c吸盤組件翻轉(zhuǎn)部6件、豎直提升部件8、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9中的電器元件相連，并控制各電器元件的動(dòng)作。

如圖1，在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的下方的地面上，設(shè)置有石材大板擺渡車5的停放位置，以及石材大板碼放臺(tái)10，兩者為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述

橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖5所示，包括兩條縱向梁13，減速電機(jī)29，齒輪28，齒條27，滾輪31，小滾輪26，導(dǎo)軌15，u形組件32。兩個(gè)縱向梁13兩端分別固定在u形組件上側(cè)面上，u形組件為三個(gè)安裝板組成，靠滾輪31、雙頭螺柱兩端的螺母將其連接在一起。

滾輪31安裝在u形組件內(nèi)部上方，每組共兩個(gè)，滾輪31與橫向梁接1觸良好，滾輪31、橫向梁1起承載、主要導(dǎo)向的作用；小滾輪26安裝在u形組件下方，小滾輪26與導(dǎo)軌25的下側(cè)面應(yīng)保證良好的位置，小滾輪、導(dǎo)軌起輔助導(dǎo)向的作用。

齒輪28連接減速電機(jī)29的輸出軸，齒輪齒條應(yīng)保證良好的嚙合。

在減速電機(jī)的帶動(dòng)下，橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠沿著橫向梁1往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

如圖1、3所示。豎直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括提升電動(dòng)機(jī)20、減速器21、聯(lián)軸器22、光杠、一對(duì)錐齒輪11、梯形絲杠組件8。

提升電機(jī)20固定于u形板上，u形板固定于縱向梁上，提升電機(jī)20輸出軸連接為雙輸出軸的減速器，減速器21的兩個(gè)輸出軸分別連接一個(gè)聯(lián)軸器，兩個(gè)所述的連軸器22分別各連接一個(gè)輸出軸，兩個(gè)所述的輸出軸通過(guò)錐齒輪箱11轉(zhuǎn)向后各自連接一個(gè)絲杠上，每個(gè)絲杠上安裝有兩個(gè)絲杠螺母，兩個(gè)絲杠螺母由同一塊安裝板連接，保證兩者同步運(yùn)動(dòng)；所述的吸盤組件安裝在四個(gè)絲杠螺母，實(shí)現(xiàn)其上下運(yùn)動(dòng)。

其中，每套絲杠組件采用兩個(gè)絲杠螺母，并用一個(gè)安裝板將兩者連接，使之同步運(yùn)動(dòng)。采用這樣的安裝方法主要是為了加大與吸盤組件安裝位置的接觸面積，使連接更加緊固。絲杠螺母連接吸盤組件6，絲桿旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)吸盤組件運(yùn)動(dòng)。

如圖1所示，吸盤組件包括吸盤組件梁6、橫向梁、活動(dòng)螺栓連接塊和吸盤，吸盤組件梁由直角形連接板、螺栓固定在吸盤組件縱向梁上，吸盤由活動(dòng)螺栓安裝在縱向梁的條形連接板上。所述吸盤共24個(gè)。吸盤為現(xiàn)有技術(shù)，密封材料為聚氨酯，不再贅述。

優(yōu)選的，所述吸盤組件，由若干個(gè)吸盤與吸盤粱構(gòu)成吸盤組。

控制系統(tǒng)，包含操作面板，電控柜，操作面板按鈕與電控柜的控制器相連?？刂破骺刂茩M向運(yùn)動(dòng)部件、豎直運(yùn)動(dòng)部件、吸盤部件的動(dòng)作。

操作面板，安裝于立柱適當(dāng)高度處，電控箱設(shè)置于立柱一側(cè)適當(dāng)位置處。

橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，下方地面上對(duì)應(yīng)設(shè)有與石材大板下料相配合的擺渡車、大板碼放平臺(tái)。

下料流程如下：

待下料的石材大板由擺渡車運(yùn)5送至指定位置。啟動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)29，帶動(dòng)齒輪28轉(zhuǎn)動(dòng)，由齒輪齒條的嚙合，使?jié)L輪31沿著橫向梁1靠近擺渡車。同時(shí)吸盤組件6可旋轉(zhuǎn)調(diào)整適宜的吸取角度。待吸盤組件接近石材大板時(shí)，豎直運(yùn)動(dòng)電機(jī)12工作，使之緩緩下降，大致使吸盤組件中心與石材大板中心靠近，然后豎直運(yùn)動(dòng)電機(jī)20停止。橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)29繼續(xù)工作，吸盤接觸到石材大板同時(shí)，真空吸盤開始吸附。吸取后，豎直提升電機(jī)20使吸盤組件向上運(yùn)動(dòng)適當(dāng)距離后停止。然后橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)29啟動(dòng)，使吸盤組件6向著石材大板碼放臺(tái)移動(dòng)，移動(dòng)的過(guò)程中，吸盤組件旋轉(zhuǎn)電機(jī)17工作，使吸盤吸附著石材大板翻轉(zhuǎn)180°，以利于適應(yīng)碼放臺(tái)位置。當(dāng)移動(dòng)至碼放臺(tái)10時(shí)，橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)29停止工作。豎直運(yùn)動(dòng)電機(jī)20啟動(dòng)，使大板緩慢放下，接觸到碼放臺(tái)10時(shí)，豎直運(yùn)動(dòng)電機(jī)20停止工作。吸盤停止吸附，石材大板被放置到碼放臺(tái)上。此時(shí)，豎直運(yùn)動(dòng)電機(jī)20啟動(dòng)，將吸盤組件提升適當(dāng)距離，橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)29反向運(yùn)動(dòng)。下料動(dòng)作完成。

在下料過(guò)程中，傳感器和配套的電控系統(tǒng)使吸盤總能準(zhǔn)確到達(dá)正確位置抓取板材，保證了下料的循環(huán)持續(xù)進(jìn)行。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。