CN110937353B - 一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统 - Google Patents

Abstract

一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，包括依序设置的储料平台(1)、棒料顶升装置(2)、送料架(3)、剪棒机(4)、导向输送机(5)、分选转向输送机(6)、过渡输送线(7)、规整输送机(8)、成品线(9)，设置于规整输送线和成品线之间的码垛机器人(10)，在储料平台出料端设置有阻挡机构(11)。本发明集输送、锯切、分选、堆垛为一体，全程自动控制，不需要人工参与，省时省力，工作效率高，安全可靠。采用本发明，还将传统的锯切铝合金长方棒改为剪棒，避免产生合金铝屑，减少浪费，降低生产成本。

Description

一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统

技术领域

本发明涉及铝合金生产技术领域，具体涉及铝合金方棒的锯切和堆垛的物流系统。

背景技术

铝合金方棒的生产是将精炼的铝合金液注入内导式半连续铸机，铸造成一根根长约7米的方棒，根据客户需求，将方棒锯切成所需的规格，然后进行堆垛打包。现有的锯切方式为人工操作锯切机锯切，堆垛方式也为人工堆垛，工人劳动强度大，生产效率低，且不安全。因此，因此，为了解决上述现有技术存在的问题，需发明一种高效率的自动堆垛系统。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高效率的集铝合金方棒输送、锯切、堆垛为一体的自动物流系统。

本发明采取的技术方案如下：

一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，包括依序设置的储料平台、棒料顶升装置、送料架、剪棒机、导向输送机、分选转向输送机、过渡输送线、规整输送机、成品线，设置于规整输送线和成品线之间的码垛机器人，在储料平台出料端设置有储料平台阻挡机构。

本发明在分选转向输送机或者规整输送机上方设置有打印装置。

所述储料平台为链式输送机或辊式输送机，所述储料平台阻挡机构有两个，分设在链式输送机末端两边或者辊式输送机的辊架两边，在储料平台末端设置有感应装置。

所述储料平台阻挡机构包括安装在链式输送机或辊式输送机机架内的支架、安装于支架上的横轴、下端套装在横轴上的拐架、顶在拐架底面的阻挡气缸。

所述棒料顶升装置并行设置有两台，设置于储料平台的后端并位于所述阻挡机构旁。

所述棒料顶升装置为剪刀叉升降装置，包括安装于储料平台机架内的可前后移动的底座、安装于底座上的第一龙门架、安装于第一龙门架内的剪刀叉升降机构、推动剪刀叉升降机构底脚的升降气缸、通过深沟球轴承分别套装于剪刀叉升降机构两根顶杆上的托轮、设置于托轮顶部且内端与第一龙门架横梁连接的水平导轨、安装于水平导轨上的托架、设置于托架前端顶部的带有槽口的顶板。

所述可前后移动的底座底部通过线轨安装于储料平台机架内，在底座后端位于两条线轨之间设置有推杆连接于底座上的底座气缸。

所述送料架为辊道输送机，横向设置于棒料顶升装置后端，辊道输送机的输送方向与储料平台的输送方向相垂直。

所述剪棒机横向设置于送料架后端，包括基座、安装于基座上的供铝合金方棒进入的刀筒和剪断铝合金方棒的可往复移动的刀头。

所述导向输送机包括链板输送机和设置于链板输送机上的一个或两个以上缩口式导向机构，所述缩口式导向机构由两块对称设置的逐渐靠近的挡板组成。

所述分选转向输送机包括沿导向输送机输送方向设置的辊筒输送机、安装于辊筒输送机内的两组拨杆机构、安装于辊筒输送机后端的龙门架式阻挡机构；所述龙门架式阻挡机构包括第二龙门架、安装于第二龙门架顶部中间的气缸、安装于第二龙门架内两侧的立杆、两端套装在立杆上可上下滑动的滑板，所述气缸的推杆向下穿过第二龙门架横梁与滑板顶部连接；所述拨杆机构为传送方向与辊筒输送机相垂直且在传送链上带有拨齿的环形传送链机构，传送链机构设置于辊筒输送机的辊筒下方并由拨杆电机驱动，传送链转动时，拨齿高出辊筒输送机的辊筒面，在辊筒输送机的侧帮上对应拨齿机构位置开设有用于设置后续过渡输送线的槽口。

所述环形传送链机构包括两根相互平行且与辊筒输送机输送方向一致的轴、分别安装于轴前端和后端的链轮、分别套装于前端两个链轮上和后端两个链轮上的两条并行的环形的传送链、分别设置于两条传送链上的并行的拨齿、安装于一根轴延长段上的被动带轮、安装于拨杆电机输出轴上的主动带轮、连接主动带轮和被动带轮的传送带。

所述规整输送机包括安装于机架上的水平链式输送机、间隔安装于链式输送机内的两组阻挡机构和推动阻挡机构的第一气缸、设置于阻挡机构旁的传感器、对称安装于链式输送机两侧且推杆对向阻挡机构的第二气缸，所述阻挡机构包括横向安装于链式输送机两侧板内的横杆、底板底部套装于横杆上并可转动的L形挡板，所述第一气缸尾部通过支座安装于链式输送机内的支撑板上，第一气缸的推杆前端连接于L形挡板的底板上；所述第二气缸的推杆前端固定安装有外端面为平面的推板。

所述成品线包括码垛链式输送机、设置于码垛链式输送机上的定位托架、设置于码垛链式输送机上方的打包装置、设置于码垛链式输送机后端的防过冲支架。

本发明可以在连续输送过程中实现铝合金棒料的锯切、分选和码垛，集输送、锯切、分选、堆垛为一体，全程自动控制，不需要人工参与，省时省力，工作效率高，安全可靠。采用本发明，还将传统的锯切铝合金长方棒改为剪棒，避免产生合金铝屑，减少浪费，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的平面布置图；

图2为储料平台的结构示意图；

图3为储料平台的阻挡机构的结构示意图；

图4为棒料顶升装置的结构示意图；

图5为剪棒机的示意图；

图6为导向输送机的俯视示意图；

图7为导向输送机的立面示意图；

图8为分选转向输送机的结构示意图；

图9为分选转向输送机的主视图；

图10为分选转向输送机的俯视图；

图11为分选转向输送机的阻挡机构的示意图；

图12为分选转向输送机的拨杆机构的示意图；

图13为规整输送机的结构示意图；

图14为规整输送机的俯视图；

图15为规整输送机的的立面图；

图16为规整输送机的阻挡机构的示意图；

图17为成品线的立面示意图；

图18为成品线的俯视图；

图19为成品线的左视图；

图20为码垛机器人的机械手的示意图；

图21为三条物流线组合的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，包括依序设置的储料平台1、棒料顶升装置2、送料架3、剪棒机4、导向输送机5、分选转向输送机6、过渡输送线7、规整输送机8、成品线9，设置于规整输送线8和成品线9之间的码垛机器人10，在储料平台出料端设置有储料平台阻挡机构11。在分选转向输送机6或者规整输送机8上方设置有打印装置12，所述打印装置可以是激光打印机或者喷墨打印机，用于在铝合金方棒上打印产品编码。

如图2所示，所述储料平台1为链式输送机或辊式输送机，所述储料平台阻挡机构11有两个，分设在链式输送机末端两边或者辊式输送机的辊架两边。在储料平台末端设置有感应装置。所述储料平台阻挡机构11如图3所示，包括安装在链式输送机或辊式输送机机架内的支架111、安装于支架上的横轴112、下端套装在横轴上的拐架113、顶在拐架底面的阻挡气缸114。

如图4所示，所述棒料顶升装置2并行设置有两台，设置于储料平台1的后端并位于所述阻挡机构旁。棒料顶升装置2为剪刀叉升降装置，包括安装于储料平台机架内的可前后移动的底座21、安装于底座上的第一龙门架22、安装于第一龙门架内的剪刀叉升降机构23、推动剪刀叉升降机构底脚的升降气缸24、通过深沟球轴承分别套装于剪刀叉升降机构两根顶杆上的托轮25、设置于托轮顶部且内端与第一龙门架横梁连接的水平导轨26、安装于水平导轨上的托架27、设置于托架前端顶部的带有槽口的顶板28。所述可前后移动的底座21底部通过线轨211安装于储料平台机架内，在底座后端位于两条线轨之间设置有推杆连接于底座上的底座气缸212，通过底座气缸推动底座沿线轨往复移动，可将由两个托架的顶板顶起的铝合金方棒送到后续装置后再回退。

所述送料架3为辊道输送机，横向设置于棒料顶升装置后端，辊道输送机的输送方向与储料平台的输送方向相垂直。在送料架即辊道输送机面向托架27一侧的侧框上开设有槽口，便于棒料顶升装置的托架将铝合金方棒放置到送料架上。

所述剪棒机4横向设置于送料架3后端，如图5所示，剪棒机包括基座41、安装于基座上的供铝合金方棒进入的刀筒42和剪断铝合金方棒的可往复移动的刀头43。图5所示剪棒机为现有技术设备。也可采用现有技术的其他剪棒机。

如图6、图7所示，所述导向输送机5包括链板输送机和设置于链板输送机上的缩口式导向机构51，所述缩口式导向机构由两块对称设置的逐渐靠近的挡板组成。根据链板输送机的长度，可以在链板输送机上顺序设置多个缩口式导向机构51，以阻止铝合金方棒姿态偏斜。

如图8、图9、图10所示，所述分选转向输送机6包括沿导向输送机5输送方向设置的辊筒输送机61、安装于辊筒输送机内的两组拨杆机构62、安装于辊筒输送机后端的龙门架式阻挡机构。所述龙门架式阻挡机构如图11所示，包括第二龙门架631、安装于第二龙门架顶部中间的气缸632、安装于第二龙门架内两侧的立杆633、两端套装在立杆上可上下滑动的滑板634，所述气缸632的推杆向下穿过第二龙门架横梁与滑板634顶部连接。所述拨杆机构62为传送方向与辊筒输送机相垂直且在传送链621上带有拨齿622的环形传送链机构，传送链机构设置于辊筒输送机的辊筒611下方并由拨杆电机623驱动，传送链转动时，拨齿高出辊筒输送机的辊筒面，在辊筒输送机的侧帮上对应拨齿机构位置开设有用于设置后续过渡输送线7的槽口612。如图12所示，所述环形传送链机构包括两根相互平行且与辊筒输送机输送方向一致的轴628、分别安装于轴前端和后端的链轮624、分别套装于前端两个链轮上和后端两个链轮上的两条并行的环形的传送链621、分别设置于两条传送链上的并行的拨齿622、安装于一根轴延长段上的被动带轮625、安装于拨杆电机623输出轴上的主动带轮626、连接主动带轮和被动带轮的传送带627。

所述过渡输送线7为链式输送机或辊筒输送机。

如图13、图14、图15所示，所述规整输送机8包括安装于机架81上的水平链式输送机82、间隔安装于链式输送机内的两组规整阻挡机构84和推动规整阻挡机构的第一气缸85、设置于规整阻挡机构旁的传感器83、对称安装于链式输送机两侧且推杆对向规整阻挡机构的第二气缸86，在水平链式输送机82的末端设置有马凳形挡块88。所述规整阻挡机构84如图16所示，包括横向安装于链式输送机两侧板内的横杆841、底板底部套装于横杆上并可转动的L形挡板842，所述第一气缸85尾部通过支座851安装于链式输送机内的支撑板上，第一气缸的推杆前端连接于L形挡板842的底板上；所述第二气缸的推杆前端固定安装有外端面为平面的推板87。所述L形挡板842的底板宽度小于立板，立板为槽型框板。

如图17、图18、图19所示，所述成品线9包括码垛链式输送机91、设置于码垛链式输送机上的定位托架92、设置于码垛链式输送机上方的打包装置93、设置于码垛链式输送机后端的防过冲支架94。

如图20所示，所述码垛机器人10为安装于机械臂上的机械手，所述机械手包括有可通过法兰盘106与机械臂连接的中心架101、对称设置于中心架两侧的夹板102、对称设置于中心架前后的L形抓手103，两侧的夹板由设置于中心架内的夹板气缸104控制进退，前后的L形抓手由抓手气缸105及设置于中心架内的联动组件控制转动，两侧夹板和两端L形抓手联动，抓取排列整齐的一排铝合金方棒A。图20所示机械手为现有技术装置，也可采用现有技术的其他码垛机器人。

本发明可以根据场地情况进行布局，为了提高生产效率，可以多条物流线组合使用，如图21所示，为三条物流线组合形式，三条物流线最后汇集于一条成品线。码垛机器人能同时码垛多条叠锭线上的合金方棒,从原棒到成品能实现剪切、堆垛自动化。

本发明中的所有动力机构、如所有电机、气缸，以及所有感应器件均与自动控制系统连接，自动控制系统由PLC控制，正常生产情况下不需要人员干预，自动化程度高。

本发明的工作过程如下：

用行车将铸造得到的合格铝合金长方棒吊入横放在储料平台1上，并由链式输送机或辊式输送机顺序输送到储料平台末端，设置于储料平台末端的感应装置检测到铝合金长方棒到位后，控制系统控制阻挡机构11的阻挡气缸114动作，将拐架113顶起，阻挡住铝合金长方棒。此时，链式输送机停止前行，随后阻挡气缸的推杆回位，将拐架放下。然后，棒料顶升装置2的升降气缸24动作，气缸推杆回缩，剪刀叉升降机构23升高，用托架27慢慢将储料平台上最前面的铝合金长方棒托起，随后底座气缸212启动，推动底座沿线轨前行，送料架面向托架27的一侧开设有槽口，托架27通过送料架上的槽口将托起的铝合金长方棒放入到送料架3上。之后棒料顶升装置2的升降气缸24动作，气缸推杆伸出，剪刀叉升降机构23降低，托架27下降，随后底座气缸212启动，拉动底座沿线轨后退。送料架3运行，将铝合金长方棒送入剪棒机4，铝合金长方棒穿过刀筒42被刀头43剪断成尺寸统一的短棒。剪好的方棒落在导向输送线5上，在沿链板输送机向前输送过程中，被缩口式导向机构51将姿态整理整齐后输送到分选转向输送机6上。铝合金方棒进入分选转向输送机后，当观察发现辊筒输送线上的铝合金方棒为不合格棒时，启动气缸632，控制气缸推杆回缩，带动滑板634上提，打开第二龙门架内的通道，铝合金不合格棒通过第二龙门架631掉入设置于辊筒输送机后端的废料箱中。当辊筒输送线上的铝合金方棒为合格棒时，气缸推杆推出，将滑板推下，阻止铝合金棒前行，拨杆电机623启动，带动传送链机构动作，拨齿622将铝合金合格棒拨出到过渡输送线7上，继续送至规整输送机8。规整输送机将合金方棒逐根运送到链式输送机82上，输送链带动合金方棒顺序向前移动，当前面一个传感器83感应到合金方棒到位时，将信息传送至控制系统，控制系统随即启动前面一组阻挡机构的第一气缸85带动规整阻挡机构84上升，合金方棒被前面一组规整阻挡机构阻挡停止前行，前面一组第二气缸86随即启动，气缸前端的平面推板同时从两侧压住合金方棒的端面，直至两边推板的平面均与合金方棒的端面完全贴合，合金方棒姿态被调整至与输送链输送方向垂直，完成对单根合金方棒姿态的调整。整理好合金方棒姿态后，控制系统控制前面一组规整阻挡机构的第一气缸带动规整阻挡机构下降，第二气缸的推杆回退，姿态规整的方棒继续前行，当后面一个传感器83感应到合金方棒到位时，将信息传送至控制系统，控制系统随即启动后面一组规整阻挡机构的第一气缸85带动规整阻挡机构84上升，被后面一组规整阻挡机构挡住。前面一组规整阻挡机构整理好的合金方棒在后面一组规整阻挡机构的阻挡下，顺序排列靠拢，当合金方棒累积到设定根数时，控制系统控制后面一组规整阻挡机构的第一气缸带动规整阻挡机构下降，链式输送机82将靠拢的一组合金方棒继续向后输送，被马凳形挡块88挡住，并在马凳形挡块两个前伸的支腿和前行输送链的配合作用下保持排列整齐。之后用码垛机器人10的机械手将整排合金方棒一起抓放到后续的成品线9的堆垛工位上。在夹板气缸104和抓手气缸105的联动下，机械手两侧的夹板102和前后的L形抓手103联动，将排列整齐的一排铝合金方棒A稳固地抓取送到成品线上堆垛工位的定位托架92上。当成品线一个堆垛工位上的铝合金方棒堆堆垛到规定层数时，成品线向前移动一个工位，用打包装置93打包，打好包后即可出垛。设置于码垛链式输送机后端的防过冲支架94可以防止打好的包倾倒，确保生产安全。

Claims (8)

1.一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，包括依序设置的储料平台（1）、棒料顶升装置（2）、送料架（3）、剪棒机（4）、导向输送机（5）、分选转向输送机（6）、过渡输送线（7）、规整输送机（8）、成品线（9），设置于规整输送线和成品线之间的码垛机器人（10），在储料平台出料端设置有储料平台阻挡机构（11）；

所述棒料顶升装置（2）并行设置有两台，设置于储料平台（1）的后端并位于所述阻挡机构旁；

所述棒料顶升装置（2）为剪刀叉升降装置，包括安装于储料平台机架内的可前后移动的底座（21）、安装于底座上的第一龙门架（22）、安装于第一龙门架内的剪刀叉升降机构（23）、推动剪刀叉升降机构底脚的升降气缸（24）、通过深沟球轴承分别套装于剪刀叉升降机构两根顶杆上的托轮（25）、设置于托轮顶部且内端与第一龙门架横梁连接的水平导轨（26）、安装于水平导轨上的托架（27）、设置于托架前端顶部的带有槽口的顶板（28）；所述可前后移动的底座（21）底部通过线轨（211）安装于储料平台机架内，在底座后端位于两条线轨之间设置有推杆连接于底座上的底座气缸（212）；

所述分选转向输送机（6）包括沿导向输送机输送方向设置的辊筒输送机（61）、安装于辊筒输送机内的两组拨杆机构（62）、安装于辊筒输送机后端的龙门架式阻挡机构；所述龙门架式阻挡机构包括第二龙门架（631）、安装于第二龙门架顶部中间的气缸（632）、安装于第二龙门架内两侧的立杆（633）、两端套装在立杆上可上下滑动的滑板（634），所述气缸（632）的推杆向下穿过第二龙门架横梁与滑板（634）顶部连接；所述拨杆机构（62）为传送方向与辊筒输送机相垂直且在传送链（621）上带有拨齿（622）的环形传送链机构，传送链机构设置于辊筒输送机的辊筒（611）下方并由拨杆电机（623）驱动，传送链转动时，拨齿高出辊筒输送机的辊筒面，在辊筒输送机的侧帮上对应拨杆机构位置开设有用于设置后续过渡输送线的槽口（612）；

所述环形传送链机构包括两根相互平行且与辊筒输送机输送方向一致的轴（628）、分别安装于轴前端和后端的链轮（624）、分别套装于前端两个链轮上和后端两个链轮上的两条并行的环形的传送链（621）、分别设置于两条传送链上的并行的拨齿（622）、安装于一根轴延长段上的被动带轮（625）、安装于拨杆电机（623）输出轴上的主动带轮（626）、连接主动带轮和被动带轮的传送带（627）；

在水平链式输送机（82）的末端设置有马凳形挡块（88）。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，在分选转向输送机（6）或者规整输送机（8）上方设置有打印装置（12）。

3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，所述储料平台（1）为链式输送机或辊式输送机，所述储料平台阻挡机构（11）有两个，分设在链式输送机末端两边或者辊式输送机的辊架两边，在储料平台末端设置有感应装置。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，所述储料平台阻挡机构包括安装在链式输送机或辊式输送机机架内的支架（111）、安装于支架上的横轴（112）、下端套装在横轴上的拐架（113）、顶在拐架底面的阻挡气缸（114）。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，所述送料架（3）为辊道输送机，横向设置于棒料顶升装置后端，辊道输送机的输送方向与储料平台的输送方向相垂直。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，所述导向输送机（5）包括链板输送机和设置于链板输送机上的一个或两个以上缩口式导向机构（51），所述缩口式导向机构由两块对称设置的逐渐靠近的挡板组成。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，所述规整输送机（8）包括安装于机架（81）上的水平链式输送机（82）、间隔安装于链式输送机内的两组规整阻挡机构（84）和推动规整阻挡机构的第一气缸（85）、设置于规整阻挡机构旁的传感器（83）、对称安装于链式输送机两侧且推杆对向规整阻挡机构的第二气缸（86），所述规整阻挡机构（84）包括横向安装于链式输送机两侧板内的横杆（841）、底板底部套装于横杆上并可转动的L形挡板（842），所述第一气缸（85）尾部通过支座（851）安装于链式输送机内的支撑板上，第一气缸的推杆前端连接于L形挡板（842）的底板上；所述第二气缸的推杆前端固定安装有外端面为平面的推板（87）。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金方棒锯切堆垛自动物流系统，其特征在于，所述成品线（9）包括码垛链式输送机（91）、设置于码垛链式输送机上的定位托架（92）、设置于码垛链式输送机上方的打包装置（93）、设置于码垛链式输送机后端的防过冲支架（94）。