CN107243566B - 多规格板材上下料系统及数控冲床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多规格板材上下料系统，属板材加工技术领域。本发明的多规格板材上下料系统包括料库装置、板材上下料装置和控制器；所述板材上下料装置包括机架、原材料架、分张机构、上下料机械手、成品架；所述分张机构用于将原材料架上的叠放的板材单张吸起传递给上下料机械手，上下料机械手用于将单张板材放置在加工机操作台上，并将加工后的板材取回放置在成品架上；所述料库装置包括多层托盘架，多层托盘架上至少装有两个板材托盘，并设有能从原材料架上推取板材托盘的传送机构。本发明的多规格板材上下料系统能实现多种规格板材的自动上下料，降低操作者劳动强度，生产效率高。本发明还提供了一种数控冲床。

Description

多规格板材上下料系统及数控冲床

技术领域

本发明属板材加工技术领域，具体涉及一种多规格板材上下料系统及数控冲床。

背景技术

目前很多钣金工厂和车间采用人工送取钣金的方式为机加工机器送料和取料，这种方式费时费力，尤其是对于涉及不同板厚、规格的板材取料时，因为板材一般根据规格和厚度而存放在不同的板材托盘上，操作者还需要从不同的板材托盘上去找相应规格的板材，然后取料，这更加大了操作者的劳动强度，且长时间送取料操作易导致操作者注意力不集中而产生工伤事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多规格板材上下料系统及数控冲床，旨在解决现有技术中的人工上下板材料中费时费力、劳动强度高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种多规格板材上下料系统，包括料库装置、板材上下料装置和控制器；

所述板材上下料装置包括机架、原材料架、分张机构、上下料机械手、成品架；所述分张机构用于将原材料架上的叠放的板材单张吸起传递给上下料机械手，上下料机械手用于将单张板材放置在加工机操作台上，并将加工后的板材取回放置在成品架上；

所述料库装置包括多层托盘架，多层托盘架上至少装有两个板材托盘，并设有能从原材料架上推取板材托盘的传送机构。

作为优选，所述料库装置还包括能够上下移动的取送料架，所述多层托盘架的立柱上设有取送料架升降结构，所述取送料架通过所述取送料架升降结构与多层托盘架连接；所述取送料架上设有取送链条、取送链轮机构，取送链条上设有至少两个长条状挂钩，所述板材托盘设有两个并排放置的带豁口的挂环；两个并排放置挂环的间隙大于取送链轮的宽度，小于长条状挂钩的长度；两个取送链轮的间距大于或等于板材托盘的前后行程。

作为优选，所述板材托盘设有两组并排放置的挂环，板材托盘底部设有脚轮，取送料架和原材料架上分别设有与板材托盘脚轮相配合的凹坑轨道。

作为优选，所述板材上下料装置还包括能前后移动的中间架；所述分张机构位于原材料架的上方，分张机构通过升降气缸机架连接，升降气缸能上下移动；成品架位于原材料架的前方；所述上下料机械手位于成品架的上方；所述中间架位于成品架之上，分张机构之下，并具有前后平移机构。

作为优选，所述分张机构包括吸盘、分张框架、横杆、翘曲气缸和分张器； 横杆位于分张框架的前方，通过翘曲气缸与分张框架相连，分张框架和横杆下方均设有用于抓取板材的吸盘；分张器与分张框架连接固定。

作为优选，所述分张机构还包括吹气块和能够前后移动的测厚器；所述测厚器通过测厚气缸与分张框架固定连接，并位于横杆的前面；所述吹气块上设有吹气孔与气管接通，吹气块固定在分张器上。

作为优选，所述机架上设有阻挡中间架上板材运动的挡料柱，能上下运动的挡料柱通过挡料气缸与机架相连。

作为优选，所述成品架具有升降机构，机架上设有监测成品架及其上板材高度的对射光电传感器。

作为优选，所述板材上下料装置还包括扶正机械手，所述扶正机械手包括扶正气缸和扶正吸盘，扶正气缸为在水平平面内斜向放置，能带动扶正吸盘沿着水平面内斜向移动；扶正机械手位于上下料机械手的左侧并与机架相连。

本发明的另一目的在于提供一种数控冲床，包括多规格板材上下料系统；所述数控冲床的设有至少两个板材抓手和定位块，板材抓手上设有接触传感器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明能实现多种规格板材的自动上下料，降低操作者劳动强度，生产效率高；同时具备分张机构使本发明能够实现板材的准确的单张上料；同时具备扶正机械手与加工机械定位配合实现板材的自动定位。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图。

图2是图1中料库装置的结构示意图。

图3是图2中挂钩挂环部分的放大图。

图4是图1中板材上下料装置的结构示意图。

图5是图4中分张机构的结构示意图。

图6是图5中的分张器、测厚器、吹气块部分的放大图。

图7是图4中上下料机械手、扶正机械手部分的放大图。

图中：1、料库装置；11、取送料架；111、取送链条；112、取送链轮；1111、挂钩；12、板材托盘；121、挂环；1211豁口；13、多层托盘架；2、板材上下料装置；21、原材料架；22、分张机构；221、吸盘；222、分张框架；223、横杆；224、翘曲气缸；225分张器；226、测厚器；227、吹气块；228、测厚气缸；23、上下料机械手；24、成品架；25、中间架；26、挡料柱；27、机架；28、升降气缸；29、扶正机械手；291、扶正气缸；292、扶正吸盘。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为叙述方便，下文中所称的“左”“右”“上”“下”“前”“后”与附图本身的左、右、上、下、前、后方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。其中图1中料库装置1所在的方位为前，板材上下料装置2所在的方位为后；其中图4中成品架24所在的方位为前，原材料架21所在的方位为后。

如图1、图2和图4所示，一种多规格板材上下料系统，包括料库装置1、板材上下料装置2和控制器；板材上下料装置，包括机架27、原材料架21、分张机构22、上下料机械手23、成品架24。机架27可以是由方管、圆管、槽钢或者角钢等型钢组成的框架结构，用于连接实施例中各部分结构。有时取料时，因为油渍等原因易造成两层或几层板材的粘结，所述分张机构22可将粘结的板材分开，并能将原材料架21上的叠放的板材单张吸起传递给上下料机械手23。上下料机械手23的抓料结构可以是类似冲床抓手的卡爪式结构，也可以是吸盘，上下料机械手23可通过气缸、轨道或者电机、丝杠的方式左右移动，能将单张板材放置在加工机操作台上，并将加工后的板材取回放置在成品架24上。所述料库装置1包括多层托盘架13，多层托盘架13上装有多个板材托盘12，并设有能从原材料架21上推取板材托盘12的传送机构，此传送结构可以是输送带、链轮链条结构、也可以是丝杠轨道的结构。板材托盘12从多层托盘架13的取出可采用人工或者机械装置的办法，将板材托盘12放置到传送机构后，传送结构可将板材托盘12自动放入到原材料架21上。控制器是本实施例的“大脑”，指挥各部件的动作，控制器可以是PLC控制系统，单片机控制系统、计算机控制系统或及其组合的控制系统等。本实施例可以给冲床、剪板机、激光机、折弯机等多种板材类加工机器进行取放料。本实施例可实现板材的自动上下料，且具有分张功能，降低了操作者的劳动强度，提高了效率。本实施例可以给冲床、剪板机、激光机、折弯机等多种板材类加工机器进行取放料。

作为优选，如图2和图3所示，所述料库装置1还包括能够上下移动的取送料架11，取送料架11是由型材组成的框架，所述多层托盘架13的立柱上设有取送料架升降结构，此升降结构可以是气缸轨道、也可以是丝杠轨道。所述取送料架11通过所述取送料架升降结构与多层托盘架13连接；所述取送料架11上设有取送链条111、取送链轮112机构，取送链条111上设有两个长条状挂钩1111，所述板材托盘12设有两个并排放置的带豁口1211的挂环121，挂环121在板材托盘12的前侧底部，板材托盘12的高度在取送链轮112的上面， 防止取送链轮112与板材托盘12相撞。两个并排放置挂环121的间隙大于取送链轮112的宽度，小于长条状挂钩1111的长度。取送链轮112能够进入到两个并排挂环121之间的间隙。初始时，各个板材托盘12均前后对正整齐的放置多层托盘架13上，取送链轮112能保证板材托盘12在多层托盘架13上放置时，从在两个挂环121中间上下通过，当挂钩1111不在挂环121附近时，取送料架11可以顺利的上下移动而不会与板材托盘12干涉。两个取送链轮112的间距大于或等于板材托盘12的前后行程，此设计保证链轮、链条结构能够将板材托盘12顺利取送到相应位置。当控制器发出命令，要取用某个板材托盘12的板材时，取送料架11向上或向下移动到该板材托盘12前侧，然后顺时针转动取送链条111，链条的挂钩1111会转入到豁口1211中，挂钩1111的长度比两个挂环121的间距长，挂钩1111从而推动两个挂环121即推动板材托盘12来到取送料架11上。到达位置后，链条停止转动，取送料架11移动到底端与原材料架21平齐的位置，然后链轮逆时针转动，原来的挂钩1111从豁口1211后侧转出，链条上的另一个挂钩1111旋转至挂环121的前侧，从而推动挂环121即板材托盘12向后移动来到原材料架21上，原材料架21上设有传感器，到达预定位置后取送链轮112又顺时针旋转半圈，使挂钩1111远离挂环121附近，然后取送料架11就可直接向上或向下运动回位，如此就将控制器需要规格的板材连通板材托盘12输送到了原材料上。取送料架11从原材料架21上取回板材托盘12的方式与取送料架11从多层托盘架13上取回板材托盘12的方式相同，取送料架11将板材托盘12放回多层托盘架13上的方式与取送料架11将板材托盘12放到原材料架21上的方式相同。取送料架11在取送料时，只有上下运动，没有前后运动，靠取送链条111、取送链轮112机构传送板材托盘。

作为优选，所述板材托盘12设有两组并排放置的挂环121，分别设在板材托盘12和取送料架11的两侧。板材托盘12底部设有脚轮，取送料架11和原材料架21上分别设有与板材托盘12脚轮相配合的凹坑轨道，保证板材托盘12平移不走偏。

下面介绍板材上下料装置2部分的实施例，以下实施例的介绍均是在料库装置1将所需规格板材放置到原材料架21后为前提进行论述的。

如图4所示，板材上下料装置包括机架27、原材料架21、分张机构22、上下料机械手23、成品架24和控制器。机架27可以是由方管、圆管、槽钢或者角钢等型钢组成的框架结构，用于连接实施例中各部分结构。有时取料时，因为油渍等原因易造成两层或几层板材的粘结，所述分张机构22可将粘结的板材分开，并能将原材料架1上的叠放的板材单张吸起传递给上下料机械手23，因为板材托盘12都是由料库装置1运送到原材料架21上的预定位置，而板材托盘12上的板材都是事先整齐叠放的成捆儿板材，故为分张机构22抓取板材提供了便利和一定的基准。上下料机械手23的抓料结构可以是类似冲床抓手的卡爪式结构，也可以是吸盘，上下料机械手23可通过气缸、轨道或者电机、丝杠的方式左右移动，能将单张板材放置在加工机操作台上，并将加工后的板材取回放置在成品架24上，控制器指挥各部件的动作。本实施例可实现板材的自动上下料，且具有分张功能，降低了操作者的劳动强度，提高了效率。

作为优选，本发明实施例板材上下料装置还包括中间架25。所述中间架25和成品架24上都设有支撑板材的毛刷。所述分张机构22位于原材料架21的上方，分张机构22通过升降气缸28机架27连接，实现分张机构22的上下移动，此外分张机构22的前后左右位置的可通过链条、链轮结构进行人工调整。成品架24位于原材料架21的前方；所述上下料机械手23位于成品架24的上方。所述中间架25并具有前后平移机构，平移机构可以是机架27上设有气缸、轨道组合或电机、丝杠组合或者电机、链轮链条组合的结构，以实现中间架25的前后移动。开始时所述中间架25位于成品架24之上，分张机构22位于原材料架21的上方，控制器控制分张机构22下降并从原材料架21吸取板材，然后进行分料操作，分料操作结束后，分张机构22上升，中间架25向后移动到原材料架21和分张机构22之间，分张机构22将板材放置到中间架25上，中间架25再向前移动回初位，由上下料机械手23抓取板材，并将板材放置到加工机操作台上。待加工完成后，中间架25已经向后平移闪开成品架24的上空，上下料机械手23在抓取成品放置到成品架上。

作为优选，原材料架21与机架27之间设有导轨结构，使原材料架21能够前后移动，使板材原材料方便的盛放在原材料架21上。

作为优选，如图5至图6所示，所述分张机构22包括吸盘221、分张框架222、横杆223、翘曲气缸224和分张器225，分张器225可以是磁性分张器或者气动分张器等，能将粘结板材分开，横杆223为一槽钢，位于分张框架222的前方，通过翘曲气缸224与分张框架222相连，分张框架222和横杆223下方均设有用于抓取板材的吸盘221。分张机构22吸附板材进行分料动作时，吸盘221始终为吸附板材的状态，当翘曲气缸224动作时，横杆223平移，因为横杆下方设有吸盘221，板材会成卷曲状，粘结的板材就会分隔有缝，更好的配合分张器225的分张动作。分张器225与分张框架222连接固定，分张器225位于横杆223和板材的前面。本实施例的设计保证了分张机构22更好的对粘结板材的分张效果。

作为优选，所述吸盘221为真空吸盘，真空吸盘为吸气式。真空吸盘通过抽真空作用，吸附效果极佳，且对各种板材都适用。

作为优选，对于板材是有磁性的板材，所述分张器225为磁力分张器，磁力分张器对有磁性的板材分张效果最佳。

作为优选，所述分张机构22还包括能够前后移动的测厚器226和吹气块227；所述测厚器226可以选用具有测距功能SMC的可测行程气缸，测厚器226通过可测行程气缸杆的移动距离采集板材厚度数据给控制器分析。测厚器26通过测厚气缸228与分张框架222固定连接，测厚器226位于横杆223的前面，测厚气缸228为前后放置，能实现测厚器的前后移动，方便测量板材厚度。吹气块227上设有吹气孔与气管接通，吹气块227固定在分张器225上。本实施例的动作逻辑关系是:控制器控制分张机构22的吸盘221吸起板材后，翘曲气缸224动作带动横杆223移动而使被吸附的板材翘曲，同时分张器225进行分张操作；然后测厚气缸228带动测厚器226向后移动，测厚器226的可测行程气缸移动对被吸附的板材进行厚度测量，若测量厚度达到控制器设定范围，则认定被吸附的板材为单张，将单张板材放置到中间架25上；若测量厚度未达到控制器设定范围，则认定被吸附的板材为多张，测厚气缸228带动测厚器226向前移动后，本实施例再重复上述板材翘曲和分张动作，并辅助控制气管利用吹气块227向粘结板材缝隙吹气，然后测厚器226再次对被吸附的板材进行厚度测量，若测量厚度仍未达到控制器设定范围，再次重复上述板材翘曲和分张动作，并辅助控制气管利用吹气块227向粘结板材缝隙吹气，然后测厚器226再次对被吸附的板材进行厚度测量，若测量厚度第三次仍未达到控制器设定范围，则控制器报警，分料暂停，由操作者来处理。本实施例的测厚器226和吹气块227的设置精确保证每次分料都是单张。

如图4所示，作为优选，机架27上设有三个阻挡中间架25上板材运动的挡料柱26，挡料柱26位于中间架25的上方，挡料气缸竖直与机架27相连，上下移动带动挡料柱26上下动作，当上下料机械手23将成品料放置在中间架25上后，中间架25向后平移至原材料架21的上方过程中，挡料柱26向下动作伸入到中间架25的毛刷里，但不阻挡中间架25的平移，此时挡料柱26将位于中间架25上成品板材拦下，成品板材落入到下面的成品架24上，挡料完成后，挡料气缸带动挡料柱26向上回位。

如图4所示，作为优选，所述成品架24具有升降机构，该升降机构可以通过气缸、丝杠等结构实现。机架27上设有监测成品架24及其上板材高度的对射光电传感器，成品架4及其板材超过对射光电传感器的监测高度，则控制器控制成品架24下移，以免造成成品架24或者其上的板材与中间架25的干涉，更加安全。

如图7所示，作为优选，本发明实施例板材上下料装置还包括扶正机械手29，所述扶正机械手29包括扶正气缸291和扶正吸盘292，扶正气缸291为在水平平面内斜向放置，能带动扶正吸盘292沿着水平面内斜向移动；扶正机械手29位于上下料机械手23的左侧并与机架27相连，上下料机械手23的抓料结构为类似数控冲床抓手的卡爪式结构，由气缸控制卡爪的松开和夹紧。分张机构22将板材放到中间架25上后，中间架25向前平移到预定位置，上下料机械手23将板材从中间架25上取料，并将板材送递到加工机操作台上。因为加工机器上的定位一般都是使用X/Y两方向的定位块定位，故沿着水平面内斜向移动的扶正机械手29可作为板材在加工机器上的定位动力使用，免除人工移动板材进行定位的劳动。板材定位好后，加工机进行加工，加工结束后上下料机械手23将成品板材送回至中间架25，中间架25向后平移，挡料柱26将位于中间架25上成品板材拦下，成品板材落入到下面的成品架24上，挡料完成后，挡料气缸带动挡料柱26向上回位。

作为优选，所述控制器为PLC控制器，PLC控制器成本低，控制稳定，对于本实施例不复杂的操作极为适用。

由上可知，以上实施例的多规格上下料系统还以应用在数控冲床上，数控冲床可安放在多规格上下料系统左侧或者右侧，多规格上下料系统通过控制器与数控冲床控制系统相连，数控冲床设有两个板材抓手和X/Y两方向的定位块，同时数控冲床板材抓手上均设有接触传感器；多规格上下料系统的控制器控制料库装置1将数控冲床所需的规格板材放置到原材料架21，然后进行分张操作，操作动作及执行动作逻辑关系同上。之后上下料机械手23向数控冲床的操作台运送板材，板材到位后，上下料机械手23与板材脱离，多规格上下料系统的控制器控制扶正机械手29吸附板材，并沿着数控冲床系统的滑台上设有X/Y方向定位块的位置斜向移动，进行定位。当板材抓手的接触传感器全部获得板材接触信号后，扶正机械手29停止动作，数控冲床的板材抓手夹紧板材，上下料机械手23、扶正机械手29和复位，数控冲床开始加工；若扶正机械手29三次斜向动作后板材抓手的接触传感器仍不能全部获得板材接触信号，则多规格上下料系统控制器报警，送料暂停，由操作者来处理。数控冲床加工结束后的板材上下料装置的动作和执行动作逻辑关系同上。

以上含有气缸的各实施例中必然还设有提供气缸动力的如气泵的动力装置和管路，含有电机的各实施例中必然还设有提供电机动力的电源和线路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多规格板材上下料系统，其特征在于：包括料库装置（1）、板材上下料装置（2）和控制器；

所述板材上下料装置包括机架（27）、原材料架（21）、分张机构（22）、上下料机械手（23）、成品架（24）；所述分张机构（22）用于将原材料架（21）上的叠放的板材单张吸起传递给上下料机械手（23），上下料机械手（23）用于将单张板材放置在加工机操作台上，并将加工后的板材取回放置在成品架（24）上；

所述料库装置（1）包括多层托盘架（13），多层托盘架（13）上至少装有两个板材托盘（12），并设有能从原材料架（21）上推取板材托盘（12）的传送机构；

所述料库装置（1）还包括能够上下移动的取送料架（11），所述多层托盘架（13）的立柱上设有取送料架升降结构，所述取送料架（11）通过所述取送料架升降结构与多层托盘架（13）连接；所述取送料架（11）上设有取送链条（111）、取送链轮（112）机构，取送链条（111）上设有至少两个长条状挂钩（1111），所述板材托盘（12）设有两个并排放置的带豁口（1211）的挂环（121）；两个并排放置挂环（121）的间隙大于取送链轮（112）的宽度，小于长条状挂钩（1111）的长度；邻近挂环（121）一侧的取送链轮位于两个并排放置的挂环（121）的间隙之中，豁口（1211）朝下设置；两个取送链轮（112）的间距大于或等于板材托盘（12）的前后行程；

在从多层托盘架（13）上取出板材托盘（12）时，其中一个挂钩（1111）旋转伸入至挂环（121）的豁口（1211）内，以此带动板材托盘（12）移动；

在将板材托盘（12）移动到原材料架（21）上时，另一个挂钩（1111）移动到挂环（121）的前端并推动板材托盘（12）移动到原材料架（21）上；

所述板材上下料装置（2）还包括能前后移动的中间架（25）；所述分张机构（22）位于原材料架（21）的上方，分张机构（22）通过升降气缸（28）机架（27）连接，升降气缸（28）能上下移动；成品架（24）位于原材料架（21）的前方；所述上下料机械手（23）位于成品架（24）的上方；所述中间架（25）位于成品架（24）之上，分张机构（22）之下，并具有前后平移机构；

所述中间架（25）上设有支撑板材的毛刷，所述机架（27）上设有能够伸入到所述中间架（25）毛刷中并阻挡中间架（25）上板材运动的挡料柱（26），能上下运动的挡料柱（26）通过挡料气缸与机架（27）相连。

2.根据权利要求1所述的多规格板材上下料系统，其特征在于：所述板材托盘（12）设有两组并排放置的挂环（121），板材托盘（12）底部设有脚轮，取送料架（11）和原材料架（21）上分别设有与板材托盘（12）脚轮相配合的凹坑轨道。

3.根据权利要求1所述的多规格板材上下料系统，其特征在于：所述分张机构（22）包括吸盘（221）、分张框架（222）、横杆（223）、翘曲气缸（224）和分张器（225）； 横杆（223）位于分张框架（222）的前方，通过翘曲气缸（224）与分张框架（222）相连，分张框架（222）和横杆（223）下方均设有用于抓取板材的吸盘（221）；分张器（225）与分张框架（222）连接固定。

4.根据权利要求3所述的多规格板材上下料系统，其特征在于：所述分张机构（22）还包括吹气块（227）和能够前后移动的测厚器（226）；所述测厚器（226）通过测厚气缸（228）与分张框架（222）固定连接，并位于横杆（223）的前面；所述吹气块（227）上设有吹气孔与气管接通，吹气块（227）固定在分张器（225）上。

5.根据权利要求1所述的多规格板材上下料系统，其特征在于：所述成品架（24）具有升降机构，机架（27）上设有监测成品架（24）及其上板材高度的对射光电传感器。

6.根据权利要求1所述的多规格板材上下料系统，其特征在于：所述板材上下料装置（2）还包括扶正机械手（29），所述扶正机械手（29）包括扶正气缸（291）和扶正吸盘（292），扶正气缸（291）为在水平平面内斜向放置，能带动扶正吸盘（292）沿着水平面内斜向移动；扶正机械手（29）位于上下料机械手（23）的左侧并与机架（27）相连。

7.一种数控冲床，其特征在于：包括如权利要求1-6中任一项所述的多规格板材上下料系统；所述数控冲床的设有至少两个板材抓手和定位块，板材抓手上设有接触传感器。

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