CN105621110A - 托盘式自动供料收盘设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托盘式自动供料收盘设备，包括机架和若干供料小车，机架下方形成上料区，该上料区设有小车定位机构，该上料区的X向的一侧面设有供料小车进料口，供料小车由该供料小车进料口进入上料区后小车定位机构将该供料小车锁定定位。机架位于所述上料区上方区域设有沿Z向的料盘提升机构，该机架中部的Y向两侧对称间隔设有三层料盘托举机构、以及对应下侧的两层料盘托举机构设有沿X向的料盘搬运机构，该料盘搬运机构外侧形成对接设备取料区域。该托盘式自动供料收盘设备将拖盘分为母盘及子盘，不同形状的物料仅需更换相应的子盘即可实现，换线方便，节约资源；配合机械人夹取物料将会更高效、更准更快实现物料供应的自动化及智能化。

Description

托盘式自动供料收盘设备

技术领域

本发明涉及一种自动化供料设备，具体的说是涉及一种托盘式自动供料收盘设备。

背景技术

目前国内外所使用的自动化设备，供料方式主要有三种：振动盘式、料带卷式，或者人工摆放，都存在一定的缺陷。振动盘式供料存在噪音大、产品外观任意脏污损伤、卡料故障率较高等缺陷；料带卷式供料的适应面较窄，为了避免两圈之间物料纠缠，每卷之间均要加入一层隔离纸，浪费资源；人工摆放供料方式效率低下，增加工人作业强度，切容易伤人。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种托盘式自动供料收盘设备，不会损伤产品，效率高，适用面广。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种托盘式自动供料收盘设备，包括机架，以水平横向为X向，以水平纵向为Y向，以竖直方向为Z向，还包括若干供料小车，该供料小车上设有料盘定位机构，该料盘定位机构用于将若干个料盘依次叠放定位；

所述机架下方形成上料区，该上料区设有小车定位机构，该上料区的X向的一侧面设有供料小车进料口，所述供料小车由该供料小车进料口进入上料区后所述小车定位机构将该供料小车锁定定位；

所述机架位于所述上料区上方区域设有沿Z向的料盘提升机构，该机架中部的Y向两侧对称间隔设有三层料盘托举机构、以及对应下侧的两层料盘托举机构设有沿X向的料盘搬运机构，该料盘搬运机构外侧形成对接设备取料区域；

所述料盘提升机构用于将置于上料区的供料小车上的料盘依次抓取并提升至下层的料盘托举机构上，所述料盘搬运机构将置于下层的料盘托举机构上的料盘搬运至对接设备取料区域进行取料，并再将取料后的空料盘输送至中层的料盘托举机构上，所述Z向提升机构再将该空料板搬运至上层的料盘托举机构上，当供料小车内的料盘被夹取完并全部置于上层的料盘托举机构上时，所述Z向提升机构再将该料盘一同搬运至上料小车上；装满空料盘后的上料小车解锁后被推出，以更换下一个装满待加工料盘的供料小车。

作为本发明的进一步改进，所述料盘定位机构包括设置于所述供料小车四角的定位卡柱。

作为本发明的进一步改进，所述小车定位机构包括设于所述机架底部的一对滑轨，以及设于一对滑槽中间位置的卡片，该卡片底部连接于卡片气缸上，所述供料小车底部对应一对滑轨位置处设有滑槽，以及对应所述卡片位置处设有卡槽。

作为本发明的进一步改进，所述料盘提升机构包括提升支架、第一伺服电机、丝杆、螺母和线轨，该线轨设置于所述机架上，该提升支架能够上下滑动定位于该线轨上；所述第一伺服电机能够带动所述丝杆传动，所述螺母通过螺纹啮合套设于该丝杆外，所述提升支架与该螺母传动连接；该提升支架的左、右两侧分别设有一夹持臂，另在所述提升支架上还固定设有用于驱动两个所述夹持臂作开合运动的夹持臂驱动气缸。

作为本发明的进一步改进，所述夹持臂驱动气缸为两个，分别连接于一个夹持臂上。

作为本发明的进一步改进，所述提升支架上对称设有两个挂板，所述螺母上设有螺母连接块，该螺母连接块两侧对称设有两个凸轮滚子，两个所述挂板分别挂设于两个凸轮滚子上；另在所述提升支架上还设有能够时时感应所述螺母连接块的感应器。

作为本发明的进一步改进，所述料盘托举机构包括固定座、托板和挡板，所述挡板固定于所述固定座上，所述托板中部可转动固定于所述固定座上；在所述托板一端和所述挡板之间设有弹性件使该托板一端抵紧所述挡板并与该挡板形成锐角夹角。

作为本发明的进一步改进，在所述固定座上还设有一气缸，该气缸的活塞杆连接至所述托板一端。

作为本发明的进一步改进，所述托板中部的两侧边通过两个转轴可转动固定于所述固定座上；所述挡板的截面呈倒L型；所述弹性件为扭簧。

作为本发明的进一步改进，所述料盘搬运机构包括搬运支架、搬运夹爪机构和料盘顶升机构，所述搬运支架包括由上层滑轨形成的上层支架和由下层滑轨形成的下层支架；所述搬运夹爪机构包括上下两对卡板、上下两个顶出气缸以及第二伺服电机，该第二伺服电机能够带动该搬运夹爪机构沿所述搬运支架在水平面内前后往返运动；两对卡板分别对应所述上层支架和下层支架设置，两个顶出气缸分别能够带动两对卡板伸出以夹取待搬运料盘；所述料盘顶升机构包括托盘和顶升气缸，该托盘水平设置于所述下层支架下方并能够托起置于所述下层支架上的料盘，该顶升机构能够带动该托盘向上运动以将该下层支架上的料盘顶升至所述上层支架上。

本发明的有益效果是：该托盘式自动供料收盘设备将拖盘分为母盘及子盘，不同形状的物料仅需更换相应的子盘即可实现，换线方便，节约资源。供料小车装满料盘后，直接推入上料区上料，进料口设有自动定位锁止结构，当感应到有小车推到位后，自动定位锁止，以防设备工作时小车移动，使用小车供料，可以大大降低作业人员的工作强度，不需要人工搬运物料，并可以通过AGV自动推送小车，达到无人化作业。在工业4.0时代，本发明配合机械人夹取物料将会更高效，对于需要精确定位夹取的产品，辅助以CCD视觉，可以更准更快实现物料供应的自动化及智能化。

附图说明

图1为本发明实施例所述供料小车上料前结构示意图；

图2为本发明实施例所述供料小车上料后结构示意图；

图3为本发明所述料盘搬运过程示意图；

图4为本发明所述供料小车上的料盘搬空状态示意图；

图5为本发明实施例所述空料盘回落状态示意图；

图6为本发明所述料盘提升结构示意图；

图7为图6的另一视角结构示意图；

图8为图7的A部放大结构示意图；

图9为本发明所述料盘托举机构的结构示意图；

图10为图9的另一视角结构示意图；

图11为本发明所述料盘搬运机构结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——机架2——供料小车

21——料盘定位机构3——上料区

31——小车定位机构32——供料小车进料口

4——料盘提升机构5——料盘托举机构

6——料盘搬运机构7——对接设备取料区域

41——提升支架42——第一伺服电机

43——丝杆44——螺母

45——线轨46——夹持臂

46——挂板47——螺母连接块

48——凸轮滚子49——感应器

51——固定座52——托板

53——挡板55——气缸

56——转轴61——搬运支架

62——搬运夹爪机构63——料盘顶升机构

611——上层支架612——下层支架

622——顶出气缸623——第二伺服电机

461——夹持臂驱动气缸311——滑轨

312——卡片313——卡片气缸

10——料盘

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

参阅图1-11，一种托盘式自动供料收盘设备，以水平横向为X向，以水平纵向为Y向，以竖直方向为Z向，包括机架1和若干供料小车2，该供料小车上设有料盘定位机构21，该料盘定位机构用于将若干个料盘10依次叠放定位。

所述机架下方形成上料区3，该上料区设有小车定位机构31，该上料区的X向的一侧面设有供料小车进料口32，所述供料小车由该供料小车进料口进入上料区后所述小车定位机构将该供料小车锁定定位。

所述机架位于所述上料区上方区域设有沿Z向的料盘提升机构4，该机架中部的Y向两侧对称间隔设有三层料盘托举机构5、以及对应下侧的两层料盘托举机构设有沿X向的料盘搬运机构6，该料盘搬运机构外侧形成对接设备取料区域7。

所述料盘提升机构用于将置于上料区的供料小车上的料盘依次抓取并提升至下层的料盘托举机构上，所述料盘搬运机构将置于下层的料盘托举机构上的料盘搬运至对接设备取料区域进行取料，并再将取料后的空料盘输送至中层的料盘托举机构上，所述Z向提升机构再将该空料板搬运至上层的料盘托举机构上，当供料小车内的料盘被夹取完并全部置于上层的料盘托举机构上时，所述Z向提升机构再将该料盘一同搬运至上料小车上；装满空料盘后的上料小车解锁后被推出，以更换下一个装满待加工料盘的供料小车。

其中，所述料盘定位机构包括设置于所述供料小车四角的定位卡柱。

所述小车定位机构包括设于所述机架底部的一对滑轨311，以及设于一对滑槽中间位置的卡片312，该卡片底部连接于卡片气缸313上，所述供料小车底部对应一对滑轨位置处设有滑槽，以及对应所述卡片位置处设有卡槽。

所述料盘提升机构包括提升支架41、第一伺服电机42、丝杆43、螺母44和线轨45，该线轨设置于所述机架上，该提升支架能够上下滑动定位于该线轨上；所述第一伺服电机能够带动所述丝杆传动，所述螺母通过螺纹啮合套设于该丝杆外，所述提升支架与该螺母传动连接；该提升支架的左、右两侧分别设有一夹持臂46，另在所述提升支架上还固定设有用于驱动两个所述夹持臂作开合运动的夹持臂驱动气缸461。

所述夹持臂驱动气缸为两个，分别连接于一个夹持臂上。

所述提升支架上对称设有两个挂板46，所述螺母上设有螺母连接块47，该螺母连接块两侧对称设有两个凸轮滚子48，两个所述挂板分别挂设于两个凸轮滚子上；另在所述提升支架上还设有能够时时感应所述螺母连接块的感应器49。

所述料盘托举机构包括固定座51、托板52和挡板53，所述挡板固定于所述固定座上，所述托板中部可转动固定于所述固定座上；在所述托板一端和所述挡板之间设有弹性件使该托板一端抵紧所述挡板并与该挡板形成锐角夹角。

在所述固定座上还设有一气缸55，该气缸的活塞杆连接至所述托板一端。

所述托板中部的两侧边通过两个转轴56可转动固定于所述固定座上；所述挡板的截面呈倒L型；所述弹性件为扭簧。

所述料盘搬运机构包括搬运支架61、搬运夹爪机构62和料盘顶升机构63，所述搬运支架包括由上层滑轨形成的上层支架611和由下层滑轨形成的下层支架612；所述搬运夹爪机构包括上下两对卡板621、上下两个顶出气缸622以及第二伺服电机623，该第二伺服电机能够带动该搬运夹爪机构沿所述搬运支架在水平面内前后往返运动；两对卡板分别对应所述上层支架和下层支架设置，两个顶出气缸分别能够带动两对卡板伸出以夹取待搬运料盘；所述料盘顶升机构包括托盘和顶升气缸，该托盘水平设置于所述下层支架下方并能够托起置于所述下层支架上的料盘，该顶升机构能够带动该托盘向上运动以将该下层支架上的料盘顶升至所述上层支架上。

以下详细说明本发明的工作流程：

一、上料过程

本发明采用供料小车直接供料，即将若干装满子料盘的母料盘依次叠放于供料小车上，通过供料小车上的料盘定位机构将料盘定位，供料小车从上料区的供料小车进料口推入上料区，上料区内的小车锁定机构感应到供料小车到位，启动卡片气缸，将卡片插入供料小车底部的卡槽内，从而将供料小车锁定于上料区内，从而完成上料。

二、料盘搬运加工过程

料盘搬运过程即送料，送料主要由料盘提升机构完成，第一伺服电机42带动丝杆43传动，从而带动螺母44一同运动，在螺母44随丝杆43下降过程中，由于提升支架41通过两个挂板46挂在螺母连接块47的凸轮滚子48上，因此提升支架由于自身重力随螺母一同沿线轨45下降，直至该料盘提升机构上的夹持臂46接触到料盘10并将料盘夹取为止(夹取时，夹持臂驱动气缸带动夹持臂伸出，无需夹取时，则将夹持臂缩回)。夹取好料盘后，第一伺服电机再带动丝杆沿相反方向旋转，提升支架被带动一起上升，直至该料盘被送至料盘搬运机构的下层支架入口处的料盘托举分料机构上，此时料盘搬运机构的上层支架入口处若有已经处理好的料盘，则提升支架继续上升将该处理好的料盘搬运至机架上层内的料盘托举分料机构进行存储。之后，料盘提升机构返回，继续下一个料盘的抓取。

在上述提升支架41下降过程中，感应器49能够时刻感应到螺母连接块47。当提升支架下方无料盘时，或者该料盘提升机构出现故障时，该提升支架将被卡住，使得感应器与螺母连接块脱离，设备控制器将会发出报警信号，同时设备停止运行。

被输送至下层支架入口处的料盘托举分料机构上的料盘通过X向的料盘搬运机构搬运至对接设备取料区域进行取料加工，加工完成后，由托盘顶升机构将空料盘顶升至上层支架，并由料盘搬运机构搬运至入口处的料盘托举分料机构上，再被料盘提升机构搬运至最上方的料盘托举机构上进行储存，如此循环，以至将供料小车上所有的料盘加工完成。

其中，料盘托举分料机构5的结构参见图9-10，其工作时，当提升支架向上运动过程中，两夹持臂上的两个托板352的上端部的斜面先接触到料盘10并会受到料盘10一个竖直向上的反作用力，这个反作用力使两个托板352的下端部分别克服弹性件的弹力并向外侧张开(或通过气缸55驱动)，直到两个托板的上端部斜面完全脱离料盘10时，弹性件的弹力使得两个托板恢复之前的状态，此时两个托板的上端部端面正好拖住料盘10，同时两个挡板53将料盘两侧卡住并完成定位，至此，完成料盘的托举过程。

三、空料盘的回收

当所有料盘均取料完成并将空料盘全部放置于最上层的料盘托举机构上后，料盘提升机构运动至该位置，通过其夹持臂的夹持将所有空料盘一同搬运至最下方的供料小车上。最后，将供料小车推车，更好下一个装满待加工的料盘的供料小车即可，如此循环，即可实现大批量不间断循环加工。

由此可见，本发明所述的托盘式自动供料收盘设备将拖盘分为母盘及子盘，不同形状的物料仅需更换相应的子盘即可实现，换线方便，节约资源。供料小车装满料盘后，直接推入上料区上料，进料口设有自动定位锁止结构，当感应到有小车推到位后，自动定位锁止，以防设备工作时小车移动，使用小车供料，可以大大降低作业人员的工作强度，不需要人工搬运物料，并可以通过AGV自动推送小车，达到无人化作业。在工业4.0时代，本发明配合机械人夹取物料将会更高效，对于需要精确定位夹取的产品，辅助以CCD视觉，可以更准更快实现物料供应的自动化及智能。

Claims (10)

1.一种托盘式自动供料收盘设备，包括机架(1)，以水平横向为X向，以水平纵向为Y向，以竖直方向为Z向，其特征在于：还包括若干供料小车(2)，该供料小车上设有料盘定位机构(21)，该料盘定位机构用于将若干个料盘(10)依次叠放定位；

所述机架下方形成上料区(3)，该上料区设有小车定位机构(31)，该上料区的X向的一侧面设有供料小车进料口(32)，所述供料小车由该供料小车进料口进入上料区后所述小车定位机构将该供料小车锁定定位；

所述机架位于所述上料区上方区域设有沿Z向的料盘提升机构(4)，该机架中部的Y向两侧对称间隔设有三层料盘托举机构(5)、以及对应下侧的两层料盘托举机构设有沿X向的料盘搬运机构(6)，该料盘搬运机构外侧形成对接设备取料区域(7)；

所述料盘提升机构用于将置于上料区的供料小车上的料盘依次抓取并提升至下层的料盘托举机构上，所述料盘搬运机构将置于下层的料盘托举机构上的料盘搬运至对接设备取料区域进行取料，并再将取料后的空料盘输送至中层的料盘托举机构上，所述Z向提升机构再将该空料板搬运至上层的料盘托举机构上，当供料小车内的料盘被夹取完并全部置于上层的料盘托举机构上时，所述Z向提升机构再将该料盘一同搬运至上料小车上；装满空料盘后的上料小车解锁后被推出，以更换下一个装满待加工料盘的供料小车。

2.根据权利要求1所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述料盘定位机构包括设置于所述供料小车四角的定位卡柱。

3.根据权利要求1所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述小车定位机构包括设于所述机架底部的一对滑轨(311)，以及设于一对滑槽中间位置的卡片(312)，该卡片底部连接于卡片气缸(313)上，所述供料小车底部对应一对滑轨位置处设有滑槽，以及对应所述卡片位置处设有卡槽。

4.根据权利要求1所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述料盘提升机构包括提升支架(41)、第一伺服电机(42)、丝杆(43)、螺母(44)和线轨(45)，该线轨设置于所述机架上，该提升支架能够上下滑动定位于该线轨上；所述第一伺服电机能够带动所述丝杆传动，所述螺母通过螺纹啮合套设于该丝杆外，所述提升支架与该螺母传动连接；该提升支架的左、右两侧分别设有一夹持臂(46)，另在所述提升支架上还固定设有用于驱动两个所述夹持臂作开合运动的夹持臂驱动气缸(461)。

5.根据权利要求4所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述夹持臂驱动气缸为两个，分别连接于一个夹持臂上。

6.根据权利要求4所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述提升支架上对称设有两个挂板(46)，所述螺母上设有螺母连接块(47)，该螺母连接块两侧对称设有两个凸轮滚子(48)，两个所述挂板分别挂设于两个凸轮滚子上；另在所述提升支架上还设有能够时时感应所述螺母连接块的感应器(49)。

7.根据权利要求1所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述料盘托举机构包括固定座(51)、托板(52)和挡板(53)，所述挡板固定于所述固定座上，所述托板中部可转动固定于所述固定座上；在所述托板一端和所述挡板之间设有弹性件使该托板一端抵紧所述挡板并与该挡板形成锐角夹角。

8.根据权利要求6所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：在所述固定座上还设有一气缸(55)，该气缸的活塞杆连接至所述托板一端。

9.根据权利要求6所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述托板中部的两侧边通过两个转轴(56)可转动固定于所述固定座上；所述挡板的截面呈倒L型；所述弹性件为扭簧。

10.根据权利要求1所述的托盘式自动供料收盘设备，其特征在于：所述料盘搬运机构包括搬运支架(61)、搬运夹爪机构(62)和料盘顶升机构(63)，所述搬运支架包括由上层滑轨形成的上层支架(611)和由下层滑轨形成的下层支架(612)；所述搬运夹爪机构包括上下两对卡板(621)、上下两个顶出气缸(622)以及第二伺服电机(623)，该第二伺服电机能够带动该搬运夹爪机构沿所述搬运支架在水平面内前后往返运动；两对卡板分别对应所述上层支架和下层支架设置，两个顶出气缸分别能够带动两对卡板伸出以夹取待搬运料盘；所述料盘顶升机构包括托盘和顶升气缸，该托盘水平设置于所述下层支架下方并能够托起置于所述下层支架上的料盘，该顶升机构能够带动该托盘向上运动以将该下层支架上的料盘顶升至所述上层支架上。