CN109573478A - 一种托盘交换直线搬运式存料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种托盘交换直线搬运式存料系统，主要包括物料转移车、料架结构件、自动上料码放装置、输送链以及定位机构；物料转移车包括带自动顶升机构货叉小车支架；料架结构件为整套系统提供主体支架；自动上料码放装置安装在料架结构件上料位以及下料位两处，与料架结构件固定在一起，料架结构件上料位处还设有一个料盘顶升气缸；输送链主要由“伺服电机+齿轮转向器+双同步带”的方式组成，齿轮转向器与伺服电机相连，一同固定在料架结构件上，双同步带平行安装在料架结构件上，通过齿轮转向器来为同步带传送驱动力；定位机构主要有定位气缸以及定位气缸挡板，定位气缸挡板上装有气缸料位检测传感器，通过定位气缸操控定位气缸挡板来实现控制系统对过往的料盘的定位。

Description

一种托盘交换直线搬运式存料系统
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种托盘交换直线搬运式存料系统。
背景技术
随着自动化、智能化加工的不断推进，机床加工效率的不断提高，以料仓为主的储料、供料系统越来越受到生产节拍的制约，如何提高整个自动化系统的加工效率以及如何提高自动化加工过程中机床的利用率，已经越来越受到自动化设计师们的重视。就料仓本体而言，在自动化加工过程中必需满足三个功能：上料功能、自动定位功能、下料功能。为了提高自动化系统的加工效率，减少机床的等待时间，这就要求料仓在上料、下料的过程中尽量不占用加工的时间，且尽量少加入人为干扰因素，保证整套系统运行的稳定性。
现有的技术中，通常是通过快速更换二次料盘来减少上料、下料过程中时间的消耗，这样会存在两个弊端：(1)为了减少上下料的时间，每个二次托盘上物料数量不会特别多，单盘物料的加工时间难以满足单个班组的加工需求，体现不出自动化加工高效性的优势；(2)为了加快上、下物料的时间，操作者每次更换物料的速度要非常快，增大了操作者的工作量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种托盘交换直线搬运式存料系统，以解决自动化加工过程中频繁更换物料托盘而造成不必要时间损耗以及人为干预。
为达到上述目的，本发明所述一种托盘交换直线搬运式存料系统包括料架结构件，料架结构件上设置有输送链，输送链两端外侧分别为上料位和下料位，上料位和下料位处分别设置有上料码放装置和下料码放装置；上料码放装置包括固定在料架结构件上的第一直线电机和第二直线电机，第一直线电机和第二直线电机的输出轴上分别连接有用于放置上料货架的第一上料托盘支架和第二上料托盘支架；上料货架包括若干叠放的物料托盘，下料码放装置和上料码放装置结构相同。
进一步的，输送链包括通过电机驱动的第一运动单元，第一运动单元包括分别通过第一转动轴和第二转动轴连接在料架结构件上的第一同步带轮和第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮外绕设有第一同步带。
进一步的，输送链还包括与第一运动单元并列设置的第二运动单元，第二运动单元包括第三同步带轮和第四同步带轮，第三同步带轮和第四同步带轮外绕设有第二同步带，第三同步带轮连接在第二转动轴上，第二转动轴通过齿轮转向器与伺服电机连接。
进一步的，第一同步带轮与第四同步带轮分别连接在第一转动轴的两端，第一转动轴安装在张紧板调整板上，张紧板调整板通过紧固件与料架结构件固定连接，料架结构件上固定有张紧板，张紧板上螺纹连接有张紧板调节螺钉，张紧板调节螺钉的一端与张紧板调整板侧面相接。
进一步的，料架结构件的上料位处设有用于将物料托盘推至输送链上的料盘顶升气缸。
进一步的，料架结构件上设置有定位机构，定位机构包括用于检测设定位置是否有物料盘的气缸料位检测传感器以及相对设置的第一定位气缸和第二定位气缸，第一定位气缸和第二定位气缸的伸缩杆上分别连接有第一定位气缸挡板和第二定位气缸挡板。
进一步的，第一定位气缸挡板和第二定位气缸挡板均为L形。
进一步的，料架结构件的下料位后端设置有下料位挡板。
进一步的，物料转移车为带顶升机构的小车。
进一步的，料架结构件两侧罩有防护罩。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：操作者只需要将物料转移到对应的位置，即可完成整套系统的供料，并且通过多层码放物料的方式，极大地增加了整个料仓的物料存储量，可以满足长时间自动化加工的需求，下料过程中，只需通过物料转移小车将加工完成的物料移出加工区域即可完成整个系统的下料工序，并且上、下料的过程中完全可在机床加工时进行，不需要停机进行操作，保证了自动化加工的连贯性，减少人为参与度，提高系统运行稳定性。依靠物料托盘交换式直线搬运系统，极大的提高了料仓的存储能力，保证自动化加工系统长时间工作的加工需求。
依靠自动上、下料码放装置对物料托盘进行上下料操作，在加工过程中即可完成备料工作，减少了停机时间，提高了机床加工运转效率；通过较大的物料仓储能力以及交换托盘的供料方式，有效的将加工区域与操作区域隔离开，减少了人为因素对自动产线的干扰，保证了自动化加工的有序性
进一步的，采用同步带与料盘之间的摩擦力带动料盘向前运动，降低了料盘驱动过程中运动部件实现的难度，提高了整个系统的柔性。
进一步的，设置有两个同步带，保证运输的稳定性。
进一步的，第一同步带轮与第四同步带轮分别连接在第一转动轴的两端，第一转动轴安装在张紧板调整板上，张紧板调节螺钉与张紧板螺纹连接，且螺纹端伸出张紧板与，张紧板固定在料架结构件上，通过调整螺钉旋入张紧板的深度可方便的调节传输带的张紧程度。
进一步的，料架结构件上设置有定位机构，定位机构包括用于检测设定位置是否有物料盘的气缸料位检测传感器以及相对设置的第一定位气缸和第二定位气缸，第一定位气缸和第二定位气缸的伸缩杆上分别连接有第一定位气缸挡板和第二定位气缸挡板，当物料托盘运动至指定位置时，气缸料位检测传感器可检测到信号，并通过控制器对第一定位气缸和第二定位气缸发送动作信号，将物料托盘固定在指定位置。
进一步的，第一定位气缸挡板和第二定位气缸挡板均为L形，可从两个方向对物料托盘进行定位，是定位更加准确。
进一步的，料架结构件的下料位后端设置有下料位挡板，保证物料托盘能够放在下料货架上。
附图说明
图1是本发明的正视结构示意图；
图2是本发明的左视结构示意图；
图3是本发明的右视结构示意图；
图4本发明的俯视结构示意图；
图5是本发明的仰视结构示意图；
其中：1-物料转移车，2-料盘顶升气缸，3-防护罩，4-下料位挡板，5-料架结构件，6-第一上料托盘支架，7-第一直线电机，8-第二直线电机，9-第二上料托盘支架，10-上料货架，11-第一同步带轮，12-第一同步带，13-第一定位气缸，14-第一定位气缸挡板，15-第一定位气缸料位检测传感器，16-第二同步带轮，17-下料货架，18-第三同步带轮，19-第二同步带，20-第二气缸料位检测传感器，21-第二定位气缸，22-第二定位气缸挡板，23-物料托盘，24-第四同步带轮，25-张紧板调整板，26-第一转动轴，27-张紧板，28-伺服电机，29-第二转动轴，30-齿轮转向器，31-张紧板调节螺钉，32-第三上料托盘支架，33-第四上料托盘支架，34-第三直线电机，35-第四直线电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
遵从上述技术方案，如图1至图5所示，本实施例给出一种托盘交换直线搬运式储料系统，极大的提高了料仓的存储能力，在加工过程中即可完成备料工作，减少了停机时间，提高了机床加工运转效率。
一种托盘交换直线搬运式存料系统，主要包括物料转移车、料仓支架、自动上料码放装置、输送链以及定位机构；物料转移小车主要由带自动顶升机构的货叉小车支架组成，物料转移小车上的顶升机构用于将码放在物料转移小车上的物料托盘23托起，使物料托盘23位于第一上料托盘支架6和第二上料托盘支架9上方，然后顶升机构回收，使物料托盘23缓缓落在第一上料托盘支架6和第二上料托盘支架9上端面；料仓支架主要为结构件拼接而成，为整套系统提供主要支撑力；自动上料码放装置安装在料架结构件5的上料位以及下料位两处，且与料架结构件5固定在一起，料架结构件5的上料位处设有一个料盘顶升气缸2；输送链主要由“伺服电机+齿轮转向器+双同步带”的方式组成，齿轮转向器连接在伺服电机的动力输出轴上，一同固定在料架结构件上，双同步带平行安装在料架结构件上，通过齿轮转向器来为同步带传送驱动力；定位机构主要包括定位气缸以及定位气缸挡板，第一和第二定位气缸挡板上均装有气缸料位检测传感器，通过定位气缸操控定位气缸挡板来实现控制系统对过往的料盘的定位。
本发明一种托盘交换直线搬运式储料系统，包括料仓支架、物料传输系统以及物料码放系统三大部分：
料仓支架包括料架结构件5和防护罩3，防护罩3安装在料架结构件5外，保证整套系统的支撑稳定性。料架结构件5为框架结构，包括三组支腿，每一组支腿包括两个相对设置的支腿，位于同一侧的相邻的两个支腿之间设置有连接板。
物料传输系统包括物料转移车1、自动上料机构、自动下料机构以及输送链，其中物料转移车1与整个料仓配套使用，料盘顶升气缸2安装在料架结构件5上端面，顶升气缸2的伸缩杆用于将位于料架结构件5上端面的料盘堆至第一和第二同步带上，第一同步带轮11与第二同步带轮16通过第一同步带12组成第一运动单元，第三同步带轮18与第四同步带轮24通过第二同步带19组成第二运动单元，第一运动单元和第二运动单元并列设置在料架结构件5上，第二同步带轮16与第三同步带轮18的转轴均与第二转动轴29固定连接，第二转动轴29与齿轮转向器30相连，共同安装在料架结构件5上，第一同步带轮11与第四同步带轮24通过第一转动轴26连接在一起，共同安装在张紧板调整板25上，张紧板调整板25通过螺栓或螺钉安装在料架结构件5上，张紧板27与料架机构间5相固连，通过调整张紧板27上的张紧板调节螺钉31，来调整张紧板调整板25的张紧量，然后锁紧张紧板调整板25与料架结构件5相连接的螺栓或者螺钉，进而调整第一和第二同步带的张紧程度。
物料码放系统包括两套物料码放装置，即两套上料、码放装置，其中，上料装置包括相对设置在料架结构件上料位的第一上料托盘支架6和第二上料托盘支架9，第一上料托盘支架6和第二上料托盘支架9上端用于放置上料货架10，上料货架10包括若干叠放的物料托盘23，相邻的物料托盘23之间设置有垫块；第一上料托盘支架6安装在第一直线电机7的动力输出轴上，第一直线电机7底座与料架结构件5固连，第二上料托盘支架9与第二直线电机8的动力输出轴相连，第二直线电机8与料架结构件5固定连接，上料货架10与第一上料托盘支架6和第二上料托盘支架9连接，这两套直线电机组件共同组成一套上料、码放装置；下料位也同样安装有一套下料、码放装置，下料、码放装置与上料、码放装置结构完全相同，下料、码放装置包括相对设置在料架结构件下料位的第三上料托盘支架32和第四上料托盘支架33，第三上料托盘支架32和第四上料托盘支架33分别由第三直线电机34和第四直线电机35驱动，第三上料托盘支架32和第四上料托盘支架33上端用于放置下料货架17，下料货架17包括若干叠放的物料托盘23，相邻的物料托盘23之间设置有垫块。通过一套上料、码放系统不断为料仓供料，另一套上料、码放系统不断下料，以此保证加工过程减少停机时间，提高了机床加工运转效率，多层码放机构提高了料仓存储料盘的数量，极大的提高了料仓的存储能力；本发明结构简单，易于实现，且系统柔性较高，可满足大多数物料加工的需求。料架结构件5上端面中部在第一和第二同步带的外侧相对设置有第一定位气缸13和第二定位气缸21，第一定位气缸13和第二定位气缸21的伸缩杆上分别连接有第一定位气缸挡板14和第二定位气缸挡板21，第一定位气缸挡板14和第二定位气缸挡板21均为L形。
本发明的工作过程如下所示：
系统运行前，操作者通过物料转移车1将码放好的物料托盘23运送到料仓指定的位置，自动上料码放装置码放装置动作，将一个物料托盘23运输至输送带进料端，通过料盘顶升气缸2将物料托盘23推动到第一同步带和第二传动带上，通过物料托盘23与两个同步带之间的摩擦力，同步带带动物料托盘23运动到下料位挡板4处；
物料托盘23运行到指定位置后，被第一气缸料位检测传感器15和第二气缸料位检测传感器20感应到，向第一和第二定位气缸发送动作信号，第一和第二定位气缸弹出，通过第一和第二定位气缸挡板将物料托盘23拦截下来，然后第一和第二定位气缸夹紧物料托盘23，实现物料托盘准确定位，而后其他机构开始进行取放料、加工工序；
一个物料托盘23上的物料加工完成后，第一和第二定位气缸收回，物料托盘23在第一和第二同步带的带动下继续向前运动，直至运动到下料位置，物料托盘自行码放到自动料码放装置上，同时第三直线电机34和第四直线电机35驱动第三上料托盘支架32和第四上料托盘支架33下移，使下料货架17上料码放装置下降一个料位空间，以待下一个物料托盘；
整个料仓系统中的物料托盘全部加工完成后，操作者使用物料转移小车将加工完成的物料移走，在上料位置重新码放新的毛坯料，实现系统不停机的持续运作。
安装完成上述托盘式交换直线搬运式储料系统后，通过张紧板27与张紧板调整板25的相对位置，使得第一同步带12与第二同步带19张紧，通过物料转移车1，将码放好的物料移动到上料货架10处，控制系统给第一直线电机7和第二直线电机8指令，第一直线电机7、第二直线电机8通过第一上料托盘支架6与第二上料托盘支架9将物料向上举起，移动到指定位置后，料盘顶升气缸2动作，将物料托盘23从上料货架10处推出，推向第一同步带12与第二同步带19上，伺服电机28动作，通过齿轮转向器30将动力传递给第一同步带轮11与第四同步带轮24，物料托盘23运动到第一同步带轮11与第四同步带轮24上，第一同步带轮11与第四同步带轮24依靠摩擦力带动物料托盘23向前运动，物料托盘23运动到指定位置，第一定位气缸13与第二定位气缸21动作通过第一定位气缸挡板14、第二气缸挡板22将物料托盘23拦截，第一气缸料位检测传感器15与第二气缸料位检测传感器20检测到物料托盘23到位信息后，第一定位气缸13与第二定位气缸21动作，将物料托盘23固定，下游机械结构对物料托盘23上面的物料进行加工，加工完成后，第一定位气缸13与第二定位气缸21松开，至第一气缸料位检测传感器15与第二气缸料位检测传感器20无物料检测信息时，伺服电机28动作，带动物料托盘23继续向前运动，触碰下料位挡板4后，物料托盘23码放到下料货架17上，下料位直线电机动作，带动物料托盘23向下运动，留出下一个料位的空间；同时上料位直线电机继续动作，料盘顶升气缸2动作，将下一个物料托盘23推送到第一同步带12与第二同步带19上，使料仓继续运行，上料货架10所有物料托盘23中的物料完成加工后，触发到位信息，第一直线电机7、第二直线电机8动作，带动上料货架10向下运动到等待料位，操作者使用物料转移车1将码放好的物料，运输到上料货架10上，然后使用物料转移车1将下料货架17上完成加工的物料转移到检验位置，下料货架17触发无物料信号，下料货架向上运动，等待下一盘物料加工完成。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，包括料架结构件(5)，料架结构件(5)上设置有输送链，输送链两端外侧分别为上料位和下料位，上料位和下料位处分别设置有上料码放装置和下料码放装置；上料码放装置包括固定在料架结构件(5)上的第一直线电机(7)和第二直线电机(8)，第一直线电机(7)和第二直线电机(8)的输出轴上分别连接有用于放置上料货架(10)的第一上料托盘支架(6)和第二上料托盘支架(9)；上料货架(10)包括若干叠放的物料托盘(23)，下料码放装置和上料码放装置结构相同。
2.根据权利要求1所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，输送链包括通过电机驱动的第一运动单元，第一运动单元包括分别通过第一转动轴(26)和第二转动轴(29)连接在料架结构件(5)上的第一同步带轮(11)和第二同步带轮(16)，第一同步带轮(11)和第二同步带轮(16)外绕设有第一同步带(12)。
3.根据权利要求2所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，输送链还包括与第一运动单元并列设置的第二运动单元，第二运动单元包括第三同步带轮(18)和第四同步带轮(24)，第三同步带轮(18)和第四同步带轮(24)外绕设有第二同步带(19)，第三同步带轮(18)连接在第二转动轴(29)上，第二转动轴(29)通过齿轮转向器(30)与伺服电机(28)连接。
4.根据权利要求3所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，第一同步带轮(11)与第四同步带轮(24)分别连接在第一转动轴(26)的两端，第一转动轴(26)安装在张紧板调整板(25)上，张紧板调整板(25)通过紧固件与料架结构件(5)固定连接，料架结构件(5)上固定有张紧板(27)，张紧板(27)上螺纹连接有张紧板调节螺钉(31)，张紧板调节螺钉(31)的一端与张紧板调整板(25)侧面相接。
5.根据权利要求1所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，料架结构件(5)的上料位处设有用于将物料托盘(23)推至输送链上的料盘顶升气缸(2)。
6.根据权利要求1所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，料架结构件(5)上设置有定位机构，定位机构包括用于检测设定位置是否有物料盘的气缸料位检测传感器以及相对设置的第一定位气缸(13)和第二定位气缸(21)，第一定位气缸(13)和第二定位气缸(21)的伸缩杆上分别连接有第一定位气缸挡板(14)和第二定位气缸挡板(21)。
7.根据权利要求6所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，第一定位气缸挡板(14)和第二定位气缸挡板(21)均为L形。
8.根据权利要求1所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，料架结构件(5)的下料位后端设置有下料位挡板(4)。
9.根据权利要求1所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，物料转移车(1)为带顶升机构的小车。
10.根据权利要求1所述的一种托盘交换直线搬运式存料系统，其特征在于，料架结构件(5)两侧罩有防护罩(3)。
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