CN111631235A - 一种新型全自动化烤箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型全自动化烤箱，其使得通过烤箱进行烘烤的产品能够自动进行物流传送，节省人力、提高作业效率。其包括若干个自由拼接组装的单元烤箱，单元烤箱的数量以及排布方式根据需求进行布置，且在需求改变的情况下及时增减单元烤箱数量、重新快速布置，每个单元烤箱设置有独立的控制系统，每个单元烤箱所对应的控制系统接入整个烤箱的主控系统，其还包括有传送系统，所述传送系统对接于主控系统，实现主控系统通过传送系统完成对所有单元烤箱的物料分配和接收。

Description

一种新型全自动化烤箱

技术领域

本发明涉及烤箱的技术领域，具体为一种新型全自动化烤箱。

背景技术

目前行业内烤箱为单腔体或多腔体固定式手动烤箱，没有自动传送产品烤箱，产品均需要人工进行转移到烘烤专用料盒，并人工搬运到烤箱，之后手动选择程序开始作业，作业完成后烘烤专用料盒再由人工佩戴耐高温手套手动转移出来，放置到降温区域进行降温，再把降温后的产品转移到产品料盒内。

现有的烤箱设备基本为手动传送物料单个机台运行，程序运行结束后报警通知到操作人员，操作人员需要判断现有事项再决定拿去烤箱作业后的物料，有延时与操作错误的风险，受人员主观影响比较大，且程序运行只针对烘烤部分，无法判断烤箱作业产品情况。

随着产品性能越来越先进，对于制作工程中的作业要求越来越高，迫切要求制作工程中采用机械程序作业，减少或避免人工操作，保证制作过程中的一致性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新型全自动化烤箱，其使得通过烤箱进行烘烤的产品能够自动进行物流传送，节省人力、提高作业效率。

一种新型全自动化烤箱，其特征在于：其包括若干个自由拼接组装的单元烤箱，单元烤箱的数量以及排布方式根据需求进行布置，且在需求改变的情况下及时增减单元烤箱数量、重新快速布置，每个单元烤箱设置有独立的控制系统，每个单元烤箱所对应的控制系统接入整个烤箱的主控系统，其还包括有传送系统，所述传送系统对接于主控系统，实现主控系统通过传送系统完成对所有单元烤箱的物料分配和接收。

其进一步特征在于：

每个所述单元烤箱的控制系统设置有和主控系统进行对接的接口，实现主控系统对所有单元烤箱的控制；

所述传送系统用于控制沿着单元烤箱排布方向运行的中央机械手分配和接收物料，所述中央机械手的底部沿着轨道运行布置，所述轨道沿着单元烤箱排列方向布置，所述轨道沿着单元烤箱排布长度进行延伸或缩短；

每个所述单元烤箱的朝向中央机械手的端面上布置有移门；

整个烤箱的入料口位置还设置有导料机构，导料机构将外部转运来的产品料盒内的物料转移至烘烤专用料盒内、或者将烘烤专用料盒内的物料转运至产品料盒，烘烤专用料盒用于放置于烤箱单元内进行加热；

其还包括有物料周转区，所述物料周转区域用于放置烘烤专用料盒，其便于整个烤箱的物料周转；

所述物料周转区布置于相邻的烤箱单元之间、或布置于烤箱单元的上表面、或整体布置于烤箱的靠近入料口的区域；

优选地，所述烤箱单元呈直线排列布置，所述轨道为直线轨道，直线轨道的起始端连接至入料口的导料机构所在的区域；

整个烤箱的顶部盖装有外罩壳，所述外罩壳上布置有空气净化器，所述空气净化器使得整个烤箱外围的空气质量达标、不会对员工健康造成伤害。

烤箱控制方法，其特征在于，将载有物料的产品料盒转运到倒料机构，之后倒料机构将产品转运至烘烤专用料盒内，之后根据烤箱单元的满载与否通过中央机械手转运对应的烘烤专用料盒至对应的烤箱单元，对应的烤箱单元根据各自控制系统的参数独立运行，运行完毕后，打开移门，中央机械手取出烘烤专用料盒，转运至导料机构，然后再次将产品装入产品料盒后，产品料盒被转运脱离烤箱。

其进一步特征在于：所述产品料盒的上下料通过工厂智能物流系统天车、全自动/半自动AGV车、皮带输送方式输送至倒料机构；

当单元烤箱处于满载状态时，中央机械手将对应的烘烤专用料盒转运到物料周转区内的空置暂存区域，等待烤箱布置区存在空置的烤箱单元，再将处于物料周转区的待烘烤的烘烤专用料盒转运至对应的空置的烤箱单元；

当单元烤箱至少有一个处于空载状态时，中央机械手将对应的烘烤专用料盒直接转运至其中一个空置的单元烤箱内，进行烘烤，烘烤结束后，通过中央机械手取出该烘烤专用料盒，当倒料机构忙碌时，将后烘烤专用料盒放置到物料周转区内的空置暂存区域，当倒料区域闲置时，直接将专用料盒转运到倒料区域，然后通过倒料机械手将产品转运到防产品物料盒，之后将装有烘烤完产品的产品料盒取走，此时空置的烘烤专用料盒根据是否有转运需求选择保留在倒料区域或转运到物料周转区内的空置暂存区域。

其更进一步特征在于：

其具体控制步骤如下，

1工厂智能物流系统下料产品物料盒至进出料口后，物料系统将料盒ID信息发送给设备，告知料盒已到达，设备上进料口传感器感应来料，同时读取料盒上ID信息，反馈物料系统料盒已收到，同时保存至本地设备；

2空烘烤专用料盒先进行定位，再读取ID，然后将产品物料盒ID和烘烤专用料盒ID进行绑定，同时进行倒片工作，完成后通知中央机械手进行后续工作，将信息反馈至物料系统，告知当前产品料盒中产品已全部倒片至烘烤专用料盒，同时将烘烤专用料盒ID也一并发送；

3一排烤箱中每个单独烤箱信息，包含烘烤时间、烘烤温度、烘烤开始、烘烤完成等信息能上传至本地主控系统，记录烘烤专用料盒中产品烘烤信息；

4每个烤箱中每个烘烤专用料盒位有感应传感器，就能判断烘烤专用料盒是否已经取出或放入，同时能知道所处烤箱中的位置信息，如第几个烤箱，上下排，第几个位置；

5烘烤专用料盒暂存区中每个烘烤专用料盒位有感应传感器，就能判断烘烤专用料盒是否已经取出或放入，同时能知道在暂存区所处位置信息，如第几个层，第几排，第几个；

6烘烤专用料盒放入暂存区前，先读取烘烤专用料盒ID信息和暂存区中感应传感器，然后中央机械手搬运至暂存区位置，机械手前端有感应当前位置是否有烘烤专用料盒的传感器，确认暂存区当前位置无料盒，最后机械手将料盒放入，然后将信息保存至本地系统，同时告诉物料系统，当前烘烤专用料盒已放入暂存区以及放置位置；

7烘烤专用料盒放入烤箱前，先读取料盒ID信息和烤箱内感应传感器，然后机械手运动至感应区，机械手前端有感应当前位置是否有烘烤专用料盒的传感器，确认无烘烤专用料盒，再将料盒放入烤箱，开始进行烘烤，将烘烤信息上传至本地主控系统，同时也上传物料系统，可以实时查看烘烤信息；

8烘烤完成后，烤箱门打开，中央机械手运动至烘烤专用料盒取出位，机械手前端传感器确认感应料盒，然后取出，先进行料盒ID读取，通知本地系统当前料盒ID已烘烤完成，并已从烤箱中取出，最后将料盒放入暂存区或出料口；

9烘烤完成的烘烤专用料盒先进行料盒ID信息读取，然后放入出料位置进行定位，开始倒片，将当前烘烤专用料盒ID和产品物料盒ID进行绑定，倒片完成后通知工厂智能物流系统过来取；

10工厂智能物流系统下来取产品已烘烤完成的产品料盒，取走后，设备上进料口感应传感器确认料盒是否已经取走，取走后将产品料盒中产品烘烤位置、烘烤信息以及料盒ID一并发给物料系统，等待物料系统反馈已料盒取走，已收到产品烘烤信息。

采用本发明后，将载有产品的产品料盒转运到倒料机构之后通过倒料机械手转运到烘烤专用料盒，然后再通过传送系统将烘烤专用料盒运进入到对应的单元烤箱，对应的单元烤箱的控制系统通过主控系统设置对应时间和温度的烘烤，经过烘烤后，打开单元烤箱的移门，再通过传送系统将烘烤专用料盒转运到倒料机构，再次通过倒料机构将产品转运到产品料盒，然后取走产品料盒，继续循环进行操作，其使得通过烤箱进行烘烤的产品能够自动进行物流传送，节省人力、提高作业效率。

附图说明

图1为本发明的具体实施例的带有外罩壳的立体图结构示意图；

图2为本发明的具体实施例一的立体图结构示意图(去除外罩壳)

图3为本发明的具体实施例二的立体图结构示意图(去除外罩壳)；

图4为应用于本发明的单元烤箱的具体实施例一结构示意图；

图5为应用于本发明的单元烤箱的具体实施例二结构示意图；

图6为应用于本发明的中央机械手的Y向移动驱动结构的组装立体图；

图7为应用于本发明的中央机械手和对应的导向轨道的组装示意图；

图8为应用于本发明的多层物料周转柜的立体图结构示意图；

图9为应用于本发明的倒料区域的布置示意图；

图10为应用于本发明的倒料机械手的立体图；

图中序号所对应的名称如下：

单元烤箱1、移门101、升降气缸102、中央机械手2、高温齿轮箱21、夹爪手臂22、传动齿轮23、驱动电机24、齿条25、回转驱动结构26、轨道3、物料周转区4、倒片机械手5、回转臂51、限位卡手52、拉钩53、XYZ三轴移动机构54

入料口10、导料机构20、产品料盒30、烘烤专用料盒40、外罩壳50、空气净化器60、烤箱预留区70、立式多层周转柜80、暂存区域801。

具体实施方式

一种新型全自动化烤箱，其特征在于：其包括若干个自由拼接组装的单元烤箱1，单元烤箱1的数量以及排布方式根据需求进行布置，且在需求改变的情况下及时增减单元烤箱数量、重新快速布置，每个单元烤箱1设置有独立的控制系统，每个单元烤箱所对应的控制系统接入整个烤箱的主控系统，其还包括有传送系统，传送系统对接于主控系统，实现主控系统通过传送系统完成对所有单元烤箱的物料分配和接收。

每个单元烤箱1的控制系统设置有和主控系统进行对接的接口，实现主控系统对所有单元烤箱的控制；

传送系统用于控制沿着单元烤箱排布方向运行的中央机械手2分配和接收物料，中央机械手2的底部沿着轨道3运行布置，轨道3沿着单元烤箱1排列方向布置，轨道3沿着单元烤箱1排布长度进行延伸或缩短；

每个单元烤箱1的朝向中央机械手2的端面上布置有移门101；

整个烤箱的入料口10位置还设置有导料机构20，导料机构20将外部转运来的产品料盒30内的物料转移至烘烤专用料盒40内、或者将烘烤专用料盒40内的物料转运至产品料盒30，烘烤专用料盒40用于放置于烤箱单元内进行加热、具体为金属盒体；

其还包括有物料周转区4，物料周转区4用于放置烘烤专用料盒40，其便于整个烤箱的物料周转；

物料周转区4布置于相邻的烤箱单元1之间、或布置于烤箱单元1的上表面、或整体布置于烤箱的靠近入料口10的区域；

烤箱单元1呈直线排列布置，轨道3为直线轨道，直线轨道的起始端连接至入料口10的导料机构20所在的区域，

整个烤箱的顶部盖装有外罩壳50，外罩壳50上布置有空气净化器60，空气净化器60使得整个烤箱外围的空气质量达标、不会对员工健康造成伤害。

具体实施例一、见图2：物料周转区包括布置于料口10的立式多层周转柜80和布置于单元烤箱顶部的周转柜。

具体实施例二、见图3：物料周转区4包括布置于相邻的烤箱单元1之间的多个立式多层周转柜80，中央机械手1还包括有回转驱动结构26，确保中央机械手方便搬运烘烤专用料盒40。

具体实施例一和具体实施例二中均还设置有烤箱预留区70，便于合理增设单元烤箱。

具体实施例一和二中，每个单元烤箱1的门板101均为滑动移门，门板101打开过程中不会干涉中央机械手1的正常作业。

单元烤箱门板的具体实施一、见图4，每个单元烤箱10的门板101为垂直向滑动移门；垂直向滑动移门的驱动结构具体为升降气缸102、升降钢丝绳、直线丝杆结构。

单元烤箱门板的具体实施二、见图5，每个单元烤箱10的门板101为两侧滑动移门。

具体实施时，物料周转区4内具体设置有立式多层周转柜80，立式多层周转柜80包括N排M列的独立分隔布置的暂存区域801，其中N为≥1的自然数，M为≥1的自然数；当暂存区域801的数量大于两个时，根据需求放置对应的烘烤专用料盒40，确保在产品的正常周转。

具体实施时、见图9，导料机构20上设置有倒片机械手5，倒片机械手5包括回转臂51、限位卡手52、拉钩53、XYZ三轴移动机构54，回转臂51安装于XYZ三轴移动机构54的上部，回转臂51的长度方向两端分别设置有限位卡手52，限位卡手52的其中一末端设置有拉钩53，通过拉钩53抓取、固定物料，防止物料偏移，该拉钩可伸缩、旋转，完成产品的转运。

中央机械手2的Y向移动驱动结构具体为齿轮齿条传动、伺服电机丝杆机构传动或皮带轮传动；

见图6：当中央机械手2的Y向移动驱动结构的齿轮齿条传动结构的具体结构包括有高温齿轮箱21，高温齿轮箱21对应于两平行布置的夹爪手臂22的正下方设置有传动齿轮23，传动齿轮23分别通过传动结构(图中未画出、属于现有成熟解耦股)连接驱动电机24，驱动电机24布置于高温齿轮箱21的中心连接框的对应位置，每个夹爪手臂22的正下方对应于传动齿轮23的位置设置有下凸的齿条25，齿条25啮合传动齿轮23布置，驱动电机24转动通过传动结构将动力传递给传动齿轮23，进而带动齿条25Y向移动，确保中央机械手2的夹爪手臂22的Y向移动精准可靠。

烤箱控制方法，将载有物料的产品料盒转运到倒料机构，之后倒料机构将产品转运至烘烤专用料盒内，之后根据烤箱单元的满载与否通过中央机械手转运对应的烘烤专用料盒至对应的烤箱单元，对应的烤箱单元根据各自控制系统的参数独立运行，运行完毕后，打开移门，中央机械手取出烘烤专用料盒，转运至导料机构，然后再次将产品装入产品料盒后，产品料盒被转运脱离烤箱。

产品料盒的上下料通过工厂智能物流系统天车、全自动/半自动AGV车、皮带输送方式输送至倒料机构；

当单元烤箱处于满载状态时，中央机械手将对应的烘烤专用料盒转运到物料周转区内的空置暂存区域，等待烤箱布置区存在空置的烤箱单元，再将处于物料周转区的待烘烤的烘烤专用料盒转运至对应的空置的烤箱单元；

当单元烤箱至少有一个处于空载状态时，中央机械手将对应的烘烤专用料盒直接转运至其中一个空置的单元烤箱内，进行烘烤，烘烤结束后，通过中央机械手取出该烘烤专用料盒，当倒料机构忙碌时，将后烘烤专用料盒放置到物料周转区内的空置暂存区域，当倒料区域闲置时，直接将专用料盒转运到倒料区域，然后通过倒料机械手将产品转运到防产品物料盒，之后将装有烘烤完产品的产品料盒取走，此时空置的烘烤专用料盒根据是否有转运需求选择保留在倒料区域或转运到物料周转区内的空置暂存区域。

其具体控制步骤如下：

1工厂智能物流系统下料产品物料盒至进出料口后，物料系统将料盒ID信息发送给设备，告知料盒已到达，设备上进料口传感器感应来料，同时读取料盒上ID信息，反馈物料系统料盒已收到，同时保存至本地设备；

2空烘烤专用料盒先进行定位，再读取ID，然后将产品物料盒ID和烘烤专用料盒ID进行绑定，同时进行倒片工作，完成后通知中央机械手进行后续工作，将信息反馈至物料系统，告知当前产品料盒中产品已全部倒片至烘烤专用料盒，同时将烘烤专用料盒ID也一并发送；

3一排烤箱中每个单独烤箱信息，包含烘烤时间、烘烤温度、烘烤开始、烘烤完成等信息能上传至本地主控系统，记录烘烤专用料盒中产品烘烤信息；

4每个烤箱中每个烘烤专用料盒位有感应传感器，就能判断烘烤专用料盒是否已经取出或放入，同时能知道所处烤箱中的位置信息，如第几个烤箱，上下排，第几个位置；

5烘烤专用料盒暂存区中每个烘烤专用料盒位有感应传感器，就能判断烘烤专用料盒是否已经取出或放入，同时能知道在暂存区所处位置信息，如第几个层，第几排，第几个；

6烘烤专用料盒放入暂存区前，先读取烘烤专用料盒ID信息和暂存区中感应传感器，然后中央机械手搬运至暂存区位置，机械手前端有感应当前位置是否有烘烤专用料盒的传感器，确认暂存区当前位置无料盒，最后机械手将料盒放入，然后将信息保存至本地系统，同时告诉物料系统，当前烘烤专用料盒已放入暂存区以及放置位置；

7烘烤专用料盒放入烤箱前，先读取料盒ID信息和烤箱内感应传感器，然后机械手运动至感应区，机械手前端有感应当前位置是否有烘烤专用料盒的传感器，确认无烘烤专用料盒，再将料盒放入烤箱，开始进行烘烤，将烘烤信息上传至本地主控系统，同时也上传物料系统，可以实时查看烘烤信息；

8烘烤完成后，烤箱门打开，中央机械手运动至烘烤专用料盒取出位，机械手前端传感器确认感应料盒，然后取出，先进行料盒ID读取，通知本地系统当前料盒ID已烘烤完成，并已从烤箱中取出，最后将料盒放入暂存区或出料口；

9烘烤完成的烘烤专用料盒先进行料盒ID信息读取，然后放入出料位置进行定位，开始倒片，将当前烘烤专用料盒ID和产品物料盒ID进行绑定，倒片完成后通知工厂智能物流系统过来取；

10工厂智能物流系统下来取产品已烘烤完成的产品料盒，取走后，设备上进料口感应传感器确认料盒是否已经取走，取走后将产品料盒中产品烘烤位置、烘烤信息以及料盒ID一并发给物料系统，等待物料系统反馈已料盒取走，已收到产品烘烤信息。

其将载有产品的产品料盒转运到倒料机构之后通过倒料机械手转运到烘烤专用料盒，然后再通过传送系统将烘烤专用料盒运进入到对应的单元烤箱，对应的单元烤箱的控制系统通过主控系统设置对应时间和温度的烘烤，经过烘烤后，打开单元烤箱的移门，再通过传送系统将烘烤专用料盒转运到倒料机构，再次通过倒料机构将产品转运到产品料盒，然后取走产品料盒，继续循环进行操作，其使得通过烤箱进行烘烤的产品能够自动进行物流传送，节省人力、提高作业效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种新型全自动化烤箱，其特征在于：其包括若干个自由拼接组装的单元烤箱，单元烤箱的数量以及排布方式根据需求进行布置，且在需求改变的情况下及时增减单元烤箱数量、重新快速布置，每个单元烤箱设置有独立的控制系统，每个单元烤箱所对应的控制系统接入整个烤箱的主控系统，其还包括有传送系统，所述传送系统对接于主控系统，实现主控系统通过传送系统完成对所有单元烤箱的物料分配和接收。

2.如权利要求1所述的一种新型全自动化烤箱，其特征在于：每个所述单元烤箱的控制系统设置有和主控系统进行对接的接口，实现主控系统对所有单元烤箱的控制。

3.如权利要求2所述的一种新型全自动化烤箱，其特征在于：所述传送系统用于控制沿着单元烤箱排布方向运行的中央机械手分配和接收物料，所述中央机械手的底部沿着轨道运行布置，所述轨道沿着单元烤箱排列方向布置，所述轨道沿着单元烤箱排布长度进行延伸或缩短。

4.如权利要求3所述的一种新型全自动化烤箱，其特征在于：每个所述单元烤箱的朝向中央机械手的端面上布置有移门。

5.如权利要求2所述的一种新型全自动化烤箱，其特征在于：整个烤箱的入料口位置还设置有导料机构，导料机构将外部转运来的产品料盒内的物料转移至烘烤专用料盒内、或者将烘烤专用料盒内的物料转运至产品料盒，烘烤专用料盒用于放置于烤箱单元内进行加热。

6.如权利要求1所述的一种新型全自动化烤箱，其特征在于：其还包括有物料周转区，所述物料周转区域用于放置烘烤专用料盒。

7.如权利要求6所述的一种新型全自动化烤箱，其特征在于：所述物料周转区布置于相邻的烤箱单元之间、或布置于烤箱单元的上表面、或整体布置于烤箱的靠近入料口的区域。

8.烤箱控制方法，其特征在于，将载有物料的产品料盒转运到倒料机构，之后倒料机构将产品转运至烘烤专用料盒内，之后根据烤箱单元的满载与否通过中央机械手转运对应的烘烤专用料盒至对应的烤箱单元，对应的烤箱单元根据各自控制系统的参数独立运行，运行完毕后，打开移门，中央机械手取出烘烤专用料盒，转运至导料机构，然后再次将产品装入产品料盒后，产品料盒被转运脱离烤箱。

9.如权利要求8所述的烤箱控制方法，其特征在于：所述产品料盒的上下料通过工厂智能物流系统天车、全自动/半自动AGV车、皮带输送方式输送至倒料机构。

10.如权利要求8所述的烤箱控制方法，其特征在于：当单元烤箱处于满载状态时，中央机械手将对应的烘烤专用料盒转运到物料周转区内的空置暂存区域，等待烤箱布置区存在空置的烤箱单元，再将处于物料周转区的待烘烤的烘烤专用料盒转运至对应的空置的烤箱单元；

当单元烤箱至少有一个处于空载状态时，中央机械手将对应的烘烤专用料盒直接转运至其中一个空置的单元烤箱内，进行烘烤，烘烤结束后，通过中央机械手取出该烘烤专用料盒，当倒料机构忙碌时，将后烘烤专用料盒放置到物料周转区内的空置暂存区域，当倒料区域闲置时，直接将专用料盒转运到倒料区域，然后通过倒料机械手将产品转运到防产品物料盒，之后将装有烘烤完产品的产品料盒取走，此时空置的烘烤专用料盒根据是否有转运需求选择保留在倒料区域或转运到物料周转区内的空置暂存区域。

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