CN104328263B - 一种铝合金制品无料筐热处理炉用的积放式上料输送装置 - Google Patents

Abstract

一种铝合金制品无料筐热处理炉用的积放式上料输送装置，属于铝合金制品的热处理设备技术领域。所述积放式上料输送装置通过输送辊道、预装辊道、推料器、进料检测光电管、满料检测光电管、积放辊道、挡料板、移除辊筒、移出电机和上料叉等零部件，将装入到由挡料板事前设定在积放辊道上料区内的工件由一排改为二排或更多排，多余的工件被移出辊筒移出装料区，而后由上料叉将上料区域内的工件一次送入到热处理炉内进行热处理。使用积放式上料输送装置提高了设备的自动化水平，有效延长了装料的时间周期，且可增加热处理炉有效空间达20％，降低了生产成本，提高了能源利用率。

Description

一种铝合金制品无料筐热处理炉用的积放式上料输送装置

技术领域

本发明属于铝合金制品的热处理设备技术领域，特别适用于汽车轮毂等铝合金制品无料筐连续式热处理炉用的物料输送装置。

背景技术

传统的铝合金制品连续热处理炉多采用料筐式输送装置进行物料的输送，但料筐式热处理炉需要不断的对装载有被处理工件的料筐进行维护和更新，同时料筐进入炉内也要吸收热量，所以导致加热时间长、能耗高，而且需人工装卸工件及料筐，难以实现生产的自动化，所以在铝合金制品制造业，有料筐式热处理炉已逐渐被无料筐式热处理炉所取代，特别是在汽车铝合金轮毂行业，无料筐式热处理炉正在快速普及。

如附图1所示，现有技术的无料筐热处理炉的输送方式是在炉子200的前面设置上料辊道100，每次通过上料辊道100将一排工件输送到炉子200的前面，通过整列定位装置将这一排工件排列整齐后，送进炉子200内的第一列位置，在设定的进料周期内，工件在炉子200内每次前进的距离为一设定的固定值A，当下一排工件再送进炉子200内的第一列位置时，本次及其以前进入的成排工件被送往第二列以及第二列以后的各个位置；如此按输送周期持续运动，直到成列的工件一步一步的前进到出料端，同时也达到了要求的热处理时间后，通过出料装置自动出炉，送入到下一工序。

使用这种输送方式，在同时处理的工件大小规格差别较大时，工件在炉子200内一次输送的距离A只能按最大规格工件的尺寸设置(如图1中的尺寸B)，以便预留出足够的间距C，使下一排工件能顺利进入预定工位。因每次输送的前进距离A是一固定值，当工件尺寸B较大时，间距尺寸C的数值变小，当工件尺寸B特大甚至超过A时，间距C为零或负值，当C是负值时本排工件就会与前面的工件相互挤压干涉，导致工件错乱堆积，甚至顶坏炉内输送部件，造成严重的输送故障；而当工件规格B较小时，工件的间距C又会过大，导致炉内的有效空间利用不足，造成能源的浪费。另外，因追求规模效益，热处理炉的年产量一般都要求在百万件以上，产量增加则输送节拍就要加快，每次输送的间隔时间周期将明显缩短。因炉内有效宽度(如图1中的L所示)的限制，导致每排工件的数量有限，而过短的输送时间周期，会因输送装置动作频率过快致使故障率增加，而出料淬火时间又有严格的工艺要求，快速出料淬火会出现淬火时间不够而达不到热处理工艺要求等诸多问题。

发明内容

本发明公开了一种柔性快速的积放式上料输送装置，所述积放式上料输送装置采用辊道输送方式，将工件从上料的单列辊道输送到双列辊道，经组合定位后，再由上料叉将工件自动送进热处理炉内。

本发明所采用的技术方案如下：

提供了一种积放式上料输送装置，包括输送辊道、预装辊道、推料器、进料检测光电管、满料检测光电管、积放辊道、挡料板、移出辊筒、移出电机和上料叉等部件，其中：输送辊道为常规辊道，其入口与前道工序所使用的设备相连接，出口和预装辊道的入口垂直相接，预装辊道的宽度约是输送辊道的两倍，预装辊道的入口安装有推料器和进料检测光电管，推料器由气动装置所驱动，沿着预装辊道的横向方向作伸出或缩回运动，进料检测光电管用于检测是否有工件进入预装辊道；预装辊道的出口和积放辊道的入口相接，积放辊道的入口处连续设有三个移出辊筒，三个移出辊筒共用一台移出电机驱动；积放辊道的四周除入口处外，其余三面都设有挡料板，挡料板在其气动装置驱动下伸出或缩回归位；以上所有辊道全部由辊道电机所驱动；在积放辊道上除去三个移出辊筒外全部采用积放辊筒，每一积放辊筒均装有自动停止装置，当工件运动至预定的积放位置被挡料板挡住之后，使得积放辊道上的与所述工件接触的辊筒自动停止转动，以避免工件继续前进而与之前已输送到积放辊道上的工件相互堆叠，同时使其它的辊筒继续转动，将工件输送到积放辊道内；在积放辊道的入口处安装有满料检测光电管，宽度和上料区域的长度几乎相等的上料叉垂直置于积放辊道的内侧，上料叉在外力的作用下依据控制系统的指令执行伸出送料或返回归位的动作；此外，本发明公开的积放式上料输送装置的各零部件均由PLC控制系统进行控制，协调工作。

根据本发明实施例的积放式上料输送装置的动作流程如下：输送辊道可以沿着辊道的传输方向串连输送一系列工件，输送辊道将前道工序的工件输送到本装置的预装辊道前，预装辊道的宽度约是输送辊道的两倍，其入口设置进料检测光电管和推料器，经过输送辊道的工件进入预装辊道时，通过进料检测光电管检测到一个工件到达时，推料器不动，使该工件一直前进到积放辊道内的合适工位，通过进料检测光电管检测到下一个工件到达时，将信号传递给PLC控制系统，PLC控制系统发出指令，指示推料器伸出，对工件进行横向推送，使工件被置于预装辊道的另一侧，推料器收回，工件在辊道的作用下继续前进到积放辊道内的合适工位；如此循环，每隔一个工件，推料器推出一次，使预装辊道上的工件由一列变为两列，持续输送到积放辊道中；在新的一排工件进入上料区域前，积放辊道上的挡料板全部推出到预定位置，进而固定上料区域的大小，工件持续前进到积放辊道上，直到前面有挡料板挡住而停止。后续工件持续被送入，直到将积放辊道依靠挡料板所设定的上料区域全部填满；在积放辊道入口处设置满料检测光电管，当此满料检测光电管检测到工件的时间超过预定时间(例如，5秒)时，说明积放辊道上的上料区域内工件已装满，后续输送自动停止，处于积放辊道入口的移出辊筒和预装辊道在各自电机的作用下反转，将超出预定范围的工件送出上料放区域，以避免工件超宽，进炉时出现干涉，工件整理完毕后，积放辊道上的挡料板全部收回，上料叉进入积放辊道将工件托起送入炉内，完成了一次装料。上料叉将工件取走后，挡料板再次推出，后续工件继续由输送辊道和预装辊道输入到积放辊道的上料区域内，进行下一次装料；本发明公开的积放式上料输送装置的各零部件均由PLC控制系统进行控制，协调工作。

预装辊道具有可以输送两排工件的宽度，从输送辊道输送的工件进入预装辊道后，经进料检测光电管检测，每隔一个工件，推料器将工件横向推送一次，使工件从一列输送变成两列输送，如有特殊需要，也可以每隔一个工件，推料器将工件横向推送两次或多次，使工件从一列输送变成三列输送或多列输送。

积放辊道上可设置有气动驱动的挡料板，可以自动伸缩，除积放辊道的入口外，其余三面都设置有挡料板，以保证装料的范围能控制在有效的区域内。

积放辊道上除三个移出辊筒外可全部采用积放辊筒，每个积放辊筒可装有自动停止装置，当进入积放辊道的工件停止不动时，与停止工件接触的辊筒因载荷过大，自动停止转动，以避免因辊筒连续转动，持续推动被挡住的工件，使工件发生相互堆叠甚至倾翻的现象，同时也避免了辊筒的磨损；而其它辊筒仍可正常转动，继续输送工件进入积放辊道。

积放辊道的入口可设置满料检测光电管，当上料区域的工件装满后，可自动检测并停止后面的工件继续输入。

积放辊道的入口单独设置三个移出辊筒，当上料区域的工件装满后，满料检测光电管被遮挡，说明装料区的工件超宽，移出辊筒和预装辊道同时反转，将超宽的工件送出上料区域，因只有积放辊道入口的三个移出辊筒和预装辊道反转，上料区域内的其它辊筒不动，所以只会将入口的工件移出到预装辊道上，上料区域里面的工件保持不动。

超宽工件移出上料区域后，满料检测光电管确认积放辊道的入口无超宽工件，即发出确认信号，挡料板收回，上料叉进入积放辊道，将摆放好的工件托起送入炉内。

本发明所取得的有益效果如下：

(1)通过采用本上料输送装置，可使单位时间内的装料、输送速度提高1倍以上，在相同及热处理时间而产能提高的情况下，输送的节拍可以减慢，时间周期加长，克服了输送周期短与出料淬火时间长之间的矛盾，有效提高了单套设备的产能，技术进步的效果极其显著。

(2)炉内的有效空间增加约20％，因此大大提高了热处理炉的作业效率，上料范围扩大，远远大于最大规格的工件尺寸，所以适用的范围更宽，设备利用率更高，同一时间段内如果仍然只是处理出同样数量的工件时，热处理炉的长度或体积也可以相应减少，进而节约了热处理炉的制造成本，减少了固定资产投资。因产能的增加，能耗也有明显降低，进而大大节约生产成本。

(3)因输送周期加长，可有效加长出料时淬火的工艺时间，保证热处理的工艺要求，提高工件的热处理性能。

附图说明

图1是现有技术的上料输送装置的工件摆放示意图；

图2是根据本发明实施例的积放式上料输送装置的工件摆放示意图；

图3是根据本发明实施例的积放式上料输送装置的侧视结构示意图；

图4是根据本发明实施例的积放式上料输送装置的俯视结构示意图。

在附图中，100为现有技术的上料辊道，200为炉子，A为工件一次输送的距离，B为工件的尺寸，C为两排工件之间的预留间距，L为上料辊道的宽度，1为根据本发明实施例的输送辊道，2为预装辊道，3为推料器，4为进料检测光电管，5为满料检测光电管，6为积放辊道，7为挡料板，8为移出辊筒，9为移出电机，10为上料叉，A'为工件一次输送的距离，B'为上料区域的宽度，C'为两排上料区域之间的预留间距。

具体实施方式

本发明公开了一种柔性快速的积放式上料输送装置，具体结构如图2至图4所示，所述积放式上料输送装置每次上料区域的宽度为图2所示的尺寸B'，每一区域内的工件排数根据工件规格的大小由以前的一排增加到两排或更多排。利用输送辊道1，将前道工序输送过来的工件，不分规格大小、不需识别、不需人工干预地自动填充于事先设定好的上料区域内，在此上料区域内的工件不分排数、不分列数的自由组合，直到上料区域被填满为止，如图2所示，炉内的输送距离A'也要适度加长，所以单次输送量增加1倍以上，输送的时间间隔周期相应也增加一倍以上。而且限定在炉内两次进入的工件间距C'是固定的，不会因工件的规格大小而发生变化，这样就能充分地利用炉内的有效空间，避免因工件大小规格变化而切换输送距离A'的麻烦，同时因输送的时间间隔周期加长，输送装置的动作频率明显减缓，故障率降低，可以充分保证工件的淬火时间，满足热处理工艺的要求。

如图3和图4所示，本发明的积放式上料输送装置专门为汽车轮毂等较大型铝合金零部件无料筐热处理炉所设计，所述积放式上料输送装置可包括：输送辊道1、预装辊道2、推料器3、进料检测光电管4、满料检测光电管5、积放辊道6、挡料板7、移出辊筒8、移出电机9和上料叉10，其中：输送辊道1的入口可与前道工序所使用的设备相连接以承接工件，出口和预装辊道2的入口可垂直相接，预装辊道2的宽度可以远大于输送辊道1的宽度，优选地，可选择预装辊道2的宽度是输送辊道1的宽度的两倍左右；预装辊道2的入口处安装有推料器3和进料检测光电管4，推料器由气动装置驱动，沿着预装辊道2的横向方向作伸出或缩回运动；预装辊道2的出口和积放辊道6的入口相接，积放辊道6的入口处连续设有三个移出辊筒8，三个移出辊筒8共用一台移出电机9驱动；积放辊道6的四周除入口处的一侧外，其余三面都设有用于固定积放辊道6上的上料区域大小的挡料板7，挡料板7在气动装置驱动下伸出或缩回归位；输送辊道1、预装辊道2和积放辊道6全部由辊道电机驱动；在积放辊道6的入口处安装有满料检测光电管5，宽度和积放辊道6上的上料区域的长度相等的上料叉10垂直置于积放辊道6的内侧，上料叉10在外力的作用下依据控制系统的指令伸出送料或返回归位。

另外，根据本发明的积放式上料输送装置由PLC控制系统进行控制。PLC控制系统可被配置为当进料检测光电管4检测到一个工件到达时，命令推料器3不动，使得所述一个工件被自由地输送到积放辊道6上，当进料检测光电管4检测到下一个工件到达时，命令推料器3伸出，对所述下一个工件进行横向推送而推到预装辊道2的另一侧(如图中的右侧)，使所述下一个工件输送到积放辊道6上的相对于所述一个工件的横向一侧(例如，位于所述一个工件的右侧)，然后命令推料器3回收，并重复循环以上操作，直到满料检测光电管5检测到积放辊道6上工件已满的信号为止。

另外，根据本发明的积放式上料输送装置的积放辊道6上的辊筒除三个移出辊筒8外全部采用积放辊筒并由电机驱动，每一积放辊筒可均装有自动停止装置，自动停止装置可被构造为当工件运动至预定的积放位置被挡料板7挡住之后，使得积放辊道6上的与所述工件接触的辊筒自动停止转动且使其他辊筒继续转动，以避免工件继续前进而与之前已输送到积放辊道6上的工件相互堆叠。其中，所述自动停止装置可以为设置在积放辊道6上的每个辊筒的与电机连接的一端的摩擦离合器。具体地说，该摩擦离合器的摩擦片可与积放辊道6的辊筒固定，而分离片可连接到电机。在工件进入上料区域前，积放辊道6上的挡料板7全部推出，限制住上料区域，工件持续前进到积放辊道6上，直到前面有挡料板7挡住而停止，当工件被挡停止后，工件与辊筒间的摩擦力增大，使摩擦离合器脱开，该辊筒自动停止转动。

为保证工件在积放辊道6上不超出设定的范围，积放辊道6的入口设置满料检测光电管5，当积放辊道6上的上料区域装满工件后，满料检测光电管5可自动检测到这种状态并停止后面的工件继续输入。当积放的工件过多时，满料检测光电管5持续检测到工件的时间长达预定时间或超过预定时间(例如，5秒)后，PLC控制系统从满料检测光电管5接收积放辊道6已满的信号，并命令积放辊道6入口的三个移出辊筒8和预装辊道2在移出电机9的带动下同时反转，将超出积放辊道6上的上料区域的工件送出积放辊道6，以避免工件超宽，直至满料检测光电管5不能持续检测到工件后，移出辊筒8和预装辊道2停止反转，同时挡料板7收回，上料叉10进入积放辊道6，将积放好的工件送进炉内。

此外，推料器3可包括推杆结构和活动结构，活动结构的一端枢接在预装辊道2的边缘，以能够转动，即，朝向预装辊道2的内部伸出或缩回，推杆结构的一端连接到活动结构，另一端可固定在预装辊道2外侧，以能够推动活动结构朝向预装辊道2内转动。推动结构可采用气动形式。

Claims (5)

1.一种铝合金制品无料筐热处理炉用的积放式上料输送装置，其特征在于，所述积放式上料输送装置包括：输送辊道(1)、预装辊道(2)、推料器(3)、进料检测光电管(4)、满料检测光电管(5)、积放辊道(6)、挡料板(7)、移出辊筒(8)、移出电机(9)和上料叉(10)，其中：输送辊道(1)的入口与前道工序所使用的设备相连接以承接工件，出口和预装辊道(2)的入口垂直相接，预装辊道(2)的宽度是输送辊道(1)的两倍，预装辊道(2)的入口安装有推料器(3)和进料检测光电管(4)，推料器(3)由气动装置驱动，沿着预装辊道(2)的横向方向作伸出或缩回运动；预装辊道(2)的出口和积放辊道(6)的入口相接，积放辊道(6)的入口处连续设有三个移出辊筒(8)，三个移出辊筒(8)共用一台移出电机(9)驱动；积放辊道(6)的四周除入口处的一侧外，其余三面都设有用于固定积放辊道(6)上的上料区域大小的挡料板(7)，挡料板(7)在气动装置驱动下伸出或缩回归位；输送辊道(1)、预装辊道(2)和积放辊道(6)全部由辊道电机驱动；在积放辊道(6)的入口处安装有满料检测光电管(5)，宽度和积放辊道(6)上的上料区域的长度相等的上料叉(10)垂直置于积放辊道(6)的内侧，上料叉(10)在外力的作用下依据控制系统的指令伸出送料或返回归位，其中，所述积放式上料输送装置由PLC控制系统进行控制，所述PLC控制系统被配置为当进料检测光电管(4)检测到一个工件到达时，命令推料器(3)不动，使得所述一个工件被输送到积放辊道(6)上，当进料检测光电管(4)检测到下一个工件到达时，命令推料器(3)伸出，对所述下一个工件进行横向推送，使所述下一个工件输送到积放辊道(6)上的位于所述一个工件的横向一侧，然后命令推料器(3)回收，并重复循环，直到满料检测光电管(5)检测到积放辊道(6)上工件已满的信号为止。

2.根据权利要求1所述的积放式上料输送装置，其特征在于，所述PLC控制系统被配置为当满料检测光电管(5)检测到工件的时间超过预定时间时，从满料检测光电管(5)接收积放辊道(6)已满的信号，并命令积放辊道(6)入口的移出辊筒(8)和预装辊道(2)反转，将超出积放辊道(6)上的上料区域的工件送出上料区域，以避免工件超宽。

3.根据权利要求1所述的积放式上料输送装置，其特征在于，所述积放式上料输送装置的积放辊道(6)上的辊筒除三个移出辊筒(8)外全部采用积放辊筒并由电机驱动，每一积放辊筒均装有自动停止装置，所述自动停止装置被构造为当工件运动至预定的积放位置被挡料板(7)挡住之后，使得积放辊道(6)上的与所述工件接触的辊筒自动停止转动且使其他辊筒继续转动，以避免工件继续前进而与之前已输送到积放辊道(6)上的工件相互堆叠。

4.根据权利要求3所述的积放式上料输送装置，其特征在于，所述自动停止装置为摩擦离合器，所述摩擦离合器设置在积放辊道(6)上的每个辊筒的与电机连接的一端。

5.根据权利要求1所述的积放式上料输送装置，其特征在于，所述推料器(3)包括推杆结构和活动结构，活动结构的一端枢接在预装辊道(2)的边缘，以能够转动，推杆结构的一端连接到活动结构，以能够推动活动结构朝向预装辊道(2)内转动。