CN111703646B - 一种物料生产线自动换箱机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物料生产线自动换箱机，包括：机架平台、放箱机构、移箱机构、箱体升降机构、物料导流机构以及电气控制系统，移箱机构设置于机架平台上，放箱机构和箱体升降机构分别位于移箱机构的两端，设置于移箱机构上的箱体导向托架能够沿着机架平台做直线往复运动，放箱机构设置于移箱机构一端箱体导向托架移动极限位置的垂直正上方，箱体升降机构设置于所述移箱机构另一端箱体导向托架移动极限位置的垂直正下方，物料导流机构设置于所述箱体升降机构升降托板的上极限位置的垂直正上方，且保持一定的物料下落的高度差。本发明提高了物料生产线的自动化程度，减少了生产过程人工介入的比例，简化了机械结构、缩小了设备的体积和占地面积。

Description

一种物料生产线自动换箱机
技术领域
本发明涉及非标自动化领域，具体的说涉及一种物料生产线自动换箱机。
背景技术
在自动化物料生产线上，需要设计制造专门的非标设备，将加工好的物料或者产品进行收集装箱，以成品或者半成品的形式输送到其他地方。现有的物料生产线仍然需要较多的人工辅助生产工序，尤其是物料收集装箱过程中的换箱工作，大部分依靠人工完成，少部分实现了半自动化，自动化程度偏低，换箱效率不高导致物料生产线的生产效率难以进一步提高，此外，现有的自动化及半自动化换箱非标设备，机械结构复杂，装配及维护费用较高，且占地面积和体积较大，不利于生产车间的整体布局。有鉴于此，实有必要开发一种物料生产线自动换箱机，用以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种物料生产线自动换箱机，其提高自动化程度同时，还大大降低了结构复杂度与占地面积，有利于生产车间的空间合理利用。
为了实现本发明的上述目的和其他优点，提供的技术方案是：所述一种物料生产线自动换箱机，包括：机架平台，以及设置于机架平台上的移箱机构、放箱机构、箱体升降机构。
所述放箱机构和所述箱体升降机构分别设置于所述移箱机构的两端。
优选的是，设置于所述移箱机构两端的所述放箱机构和所述箱体升降机构均不超出移箱机构的行程范围。
优选的是，所述放箱机构和所述箱体升降机构分别设置于所述移箱机构两端行程的极限位置。
优选的是，所述放箱机构设置于所述移箱机构一端行程极限位置的垂直正上方，所述箱体升降机构设置于所述移箱机构另一端行程极限位置的垂直正下方。
所述移箱机构上设置有箱体导向托架，所述箱体导向托架呈矩形，矩形四个角通过线轨安装块与直线导轨滑块连接，能够沿着机架平台的矩形台面的长边方向做水平往复运动。
优选的是，所述箱体导向托架的四个角的内侧分别设置有限位支撑柱，所述限位支撑柱由矩形平板沿着长边所在方向的对称中心线折弯所成，折弯后两个侧面呈钝角，所述限位支撑柱长边的尺寸与折弯后钝角侧面的宽度的比值等于5。
优选的是，所述限位支撑柱沿着长边所在方向的对称中心线与垂直方向呈3～5°倾斜设置，四个所述限位支撑柱上端面之间的间距大于下端面之间的间距。
优选的是，所述限位支撑柱下端面高于设置于台面上的箱体支撑板5～10mm。
优选的是，所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的长边尺寸为箱体宽边尺寸的2倍，所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的宽边尺寸与箱体长边尺寸相等，一次可以同时输送两个箱体。
所述箱体导向托架上远离箱体升降机构的一侧设置有非对称L型气缸连接板和气缸拉板。
优选的是，所述非对称L型气缸连接板的短边与气缸拉板居中对称连接，所述非对称L型气缸连接板的长边与移箱气缸组件连接，所述移箱气缸组件设置在机架台面上偏离长边对称中心线的靠后一侧。
所述箱体导向托架靠近箱体升降机构的一侧的导向板上设置有推板和尼龙推块，尼龙推块的长度大于等于箱体的长边尺寸，尼龙推块的下端面平行于箱体支撑板的上平面，所述尼龙推块的下端面在箱体支撑板上平面的正上方10mm处。
所述机架台面的台面底板上设置有限位块，所述限位块上设置有限位螺杆和缓冲器，所述移箱机构往复运动到箱体升降机构一端极限位置时，设置于箱体导向托架上的非对称L型气缸连接板的短边部分先与所述缓冲器接触，然后与所述限位螺杆接触。
优选的是，所述缓冲器相比于所述限位螺杆偏向放箱机构部分5mm。
所述放箱机构的下行极限位置在移箱机构箱体导向托架的垂直正上方，且保持一个箱体高度的落差。
所述放箱机构沿箱体长边方向并行设置两套夹紧气缸组。
优选的是，单侧分别属于两套夹紧气缸组的两个夹紧气缸通过同一个放箱升降气缸控制升降。
优选的是，两侧两个放箱升降气缸通过位移传感器和伺服阀同步驱动。
优选的是，夹紧气缸的前端设置有L型夹紧推板，所述L型夹紧推板的材质为具有一定弹性的橡胶。
所述箱体升降机构的升降托板呈矩形，所述升降托板的长边尺寸比所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的长边尺寸小15～20mm，所述升降托板的宽边尺寸同样比所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的宽边尺寸小15～20mm。
所述箱体升降机构的升降托板下降至下止点时，所述升降托板的上平面与所述箱体支撑板的上平面齐平。
优选的是，所述箱体升降机构的升降托板下降至下止点时，所述升降托板的上平面可以比所述箱体支撑板的上平面略低1～2mm。
所述升降托板垂直方向升降通过四个导向轴导向，所述四根导向轴对称布置在升降托板下方，且与垂直布置的升降气缸平行。
优选的是，升降托板和台面上各设置有四个导向支座，导向轴布置在导向支座的孔内，升降托板上的四个导向支座与台面上的四个导向支座一一对应，同一组导向支座同心安装，导向轴的长度大于升降托板驱动气缸的行程。
优选的是，所述升降托板上的四个导向支座与台面上的四个导向支座之间，设置有尼龙垫，所述尼龙垫的高度等于升降托板运行到下止点时升降托板上的四个导向支座的下端面与台面上的四个导向支座上端面的距离，尼龙垫的直径与导向支座法兰面的直径相等。
优选的是，所述升降托板与升降气缸通过浮动接头连接。
所述箱体升降机构上极限位置的垂直正上方设置有物料导流机构，所述物料导流机构，包括：滑板支架、滑板转轴和滑板。
所述滑板设置于升降托板上方，所述滑板下边缘与升降托板上平面保持一定的物料自由下落的高度差，所述物料自由下落的高度差比箱体高度小15～20mm。
所述滑板与滑板转轴通过焊接固连在一起，可以绕着滑板转轴自由转动。
优选的是，所述滑板呈角钢形状，折弯处弧度半径与滑板转轴的半径相等，两侧面呈74°，静止状态下滑板中心落于滑板转轴下侧，左右对称各呈37°。
优选的是，所述滑板两侧面非弧度段的宽度尺寸与箱体高度尺寸的比例为5：8。
本发明的优点是：
本发明将放箱、移箱、箱体升降、物料倒流和物料检测等工序集中在同一个机器上，从空箱进入到满箱输出一次性不间断完成，工序集中，提高了物料生产线的自动化程度，减少了生产过程人工介入的比例，采用气动系统简化了机械结构、缩小了设备的体积和占地面积，有利于生产线的保养维护和空间布局。
附图说明
图1为本发明一种物料生产线自动换箱机的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的左视图；
图5为本发明一种物料生产线自动换箱机的箱体结构示意图。
其中，1-底座、2-脚杯、3-台面底板、4-箱体、5-升降气缸、6-导向支座、7-导向轴、8-升降托板、9-尼龙垫、10-滑板支架、11-滑板转轴、12-滑板、13-放箱机构支架、14-直线导轨安装块、15-限位板、16-推板、17-箱体支撑板、18-导向板、19-尼龙推块、20-连接板、21-浮动接头、22-铰链、23-门、24-把手、25-气缸支架、26-放箱升降气缸、27-气缸安装板、28-气缸拉板、29-限位块、30-限位螺杆、31-缓冲器、32-气缸座、33-线轨、34-夹紧气缸、35-气缸连接板、36-移箱气缸、37-夹紧推板、38-气动系统、39-电控系统40-限位支撑柱、41-滑块、401-箱体高度、402-箱体长边、403-箱体宽边。
具体实施方式
本发明公开了一种物料生产线自动换箱机，为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
本发明一种物料生产线自动换箱机的一个具体实施例，包括机架平台、放箱机构、移箱机构、箱体升降机构、物料导流机构以及电气控制系统。
如图1-5所示，本例中所述机架平台包括：底座1、脚杯2和台面底板3，所述底座1由40 40的型材焊接而成，在8根垂直支撑柱下放设置了8个脚杯2，通过调节脚杯2可以是台面底板3处于水平位置。
所述机架平台上设置有移箱机构，所述移箱机构的主体为箱体导向托架，由两块导向板18和两块气缸拉板28通过螺钉连接在四个直线导轨安装块14上，呈矩形，其中导向板18为箱体导向托架的长边，气缸拉板28为箱体导向托架的短边，直线导轨安装块14在箱体导向托架的四个角上。所述箱体导向托架四个角上的直线导轨安装块14通过螺钉连接在四个滑块41上，所述机架平台的台面底板上设置有两根直线导轨33，所述两根直线导轨33平行等高安装，所述箱体导向托架的长边一侧的两个滑块41为一组，与直线导轨33配合，实现移箱机构的往复运动。
所述箱体导向托架的四个角的内侧分别设置有限位支撑柱40，所述限位支撑柱40由矩形平板沿着长边所在方向的对称中心线折弯所成，折弯后两个侧面呈钝角，所述限位支撑柱40的长边尺寸与折弯后钝角侧面宽度的比值等于5。所述限位支撑柱40沿着长边所在方向的对称中心线与垂直方向呈3～5°倾斜设置，四个所述限位支撑柱上端面之间的间距大于下端面之间的间距。所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的长边尺寸为箱体宽边403尺寸的2倍，所述箱体导向托架的四个限位支撑柱40内侧形成的矩形空间的宽边尺寸与箱体长边402尺寸相等。所述限位支撑柱40下端面比设置于台面上的箱体支撑板17高5～10mm。从而实现确保所述箱体导向托架一次性可以同时移送两个箱体4。
所述箱体导向托架上远离箱体升降机构的一侧设置有非对称L型气缸连接板35和气缸拉板28。所述非对称L型气缸连接板35的短边与气缸拉板28居中对称连接，所述非对称L型气缸连接板35的长边与移箱气缸组件连接，所述移箱气缸组件设置在机架台面上偏离长边对称中心线的靠后一侧。所述箱体导向托架靠近箱体升降机构的一侧设置有推板16和尼龙推块19，尼龙推块19的长度大于等于箱体4的长边尺寸，尼龙推块19的下端面平行于箱体支撑板17的上平面，所述尼龙推块19的下端面在箱体支撑板17上平面的正上方10mm处。
所述机架台面的台面底板上设置有限位块29，所述限位块29上设置有限位螺杆30和缓冲器31，所述缓冲器相比于所述限位螺杆偏向放箱机构部分5mm。所述移箱机构往复运动到箱体升降机构一端极限位置时，设置于箱体导向托架上的非对称L型气缸连接板35的短边部分先与所述缓冲器31接触，然后与所述限位螺杆30接触。
述放箱机构和所述箱体升降机构分别设置于所述移箱机构的两端，且均不超出移箱机构的行程范围。所述放箱机构和所述箱体升降机构分别设置于所述移箱机构两端行程的极限位置。
所述放箱机构设置于所述移箱机构一端行程极限位置的垂直正上方，所述放箱机构的下行极限位置在移箱机构箱体导向托架的垂直正上方，且保持一个箱体高度401的落差。所述放箱机构沿箱体长边402方向并行设置两套夹紧气缸组。单侧分别属于两套夹紧气缸组的两个夹紧气缸34通过同一个放箱升降气缸26控制升降。所述放箱升降气缸26通过螺钉居中安装在气缸支架25的上端面，气缸支架25的下端面通过螺钉连接在机架平台的台面底板3上。两侧两个放箱升降气缸26通过位移传感器和伺服阀同步驱动。夹紧气缸34的前端设置有L型夹紧推板37，所述L型夹紧推板37的材质为具有一定弹性的橡胶。实现箱体4的平稳下放。
所述箱体升降机构设置于所述移箱机构另一端行程极限位置的垂直正下方。所述箱体升降机构的升降托板8呈矩形，所述升降托板8的长边尺寸比所述箱体导向托架的四个限位支撑柱40内侧形成的矩形空间的长边尺寸小15～20mm，所述升降托板8的宽边尺寸同样比所述箱体导向托架的四个限位支撑柱40内侧形成的矩形空间的宽边尺寸小15～20mm。确保升降托板8可以穿过箱体导向托架将箱体4移送到物料收集位置。
所述箱体升降机构的升降托板8下降至下止点时，所述升降托板8的上平面与所述箱体支撑板17的上平面齐平，或者所述升降托板的上平面可以比所述箱体支撑板的上平面略低1～2mm。确保箱体4可以从箱体支撑板17上平稳过渡到升降托板8上。
所述升降托板8垂直方向升降通过四个导向轴7导向，所述四根导向轴7对称布置在升降托板8下方，且与垂直布置的升降气缸5平行。升降托板8和台面底板3上各设置有四个导向支座6，导向轴7布置在导向支座6的孔内，升降托板8上的四个导向支座6与台面上的四个导向支座6一一对应，同一组导向支座6同心安装，导向轴7的长度大于升降气缸5的行程。所述升降托板8上的四个导向支座6与台面上的四个导向支座6之间，设置有尼龙垫9，所述尼龙垫9的高度等于升降托板8运行到下止点时升降托板8上的四个导向支座6的下端面与台面上的四个导向支座6上端面的距离，尼龙垫9的直径与导向支座6的法兰面直径相等。实现升降托板8的平稳升降。所述升降托板8与升降气缸5通过浮动接头21连接。防止升降托板8的升降过程中卡死。
所述箱体升降机构上极限位置的垂直正上方设置有物料导流机构，所述物料导流机构，包括：滑板支架10、滑板转轴11和滑板12。所述滑板12设置于升降托板8上方，所述滑板12下边缘与升降托板8上平面保持一定的物料自由下落的高度差，所述物料自由下落的高度差比箱体高度401小15～20mm。所述滑板12与滑板转轴11通过焊接固连在一起，可以绕着滑板转轴12自由转动。所述滑板12呈角钢形状，折弯处弧度半径与滑板转轴的半径相等，两侧面呈74°，静止状态下滑板中心落于滑板转轴下侧，左右对称各呈37°。所述滑板12两侧面非弧度段的宽度尺寸与箱体高度401尺寸的比例为5：8。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种物料生产线自动换箱机，其特征在于，包括机架平台，所述机架平台上设置有放箱机构、移箱机构和箱体升降机构，所述放箱机构和所述箱体升降机构分别位于移箱机构的两端；所述移箱机构上设置有箱体导向托架，能够沿着所述机架平台上的长方形台面底板的长边方向做水平往复运动；所述放箱机构设置于所述移箱机构一端的箱体导向托架移动的极限位置的垂直正上方，所述放箱机构的下行极限位置与所述移箱机构的箱体导向托架保持一个箱体的高度差；所述箱体升降机构设置于所述移箱机构另一端的箱体导向托架移动的极限位置的垂直正下方，所述箱体升降机构的升降托板能够穿过所述箱体导向托架，实现所述箱体的升降运动；
设置在所述移箱机构上的所述箱体导向托架，其四个角上设置有限位支撑柱，所述限位支撑柱由矩形平板沿着长边所在方向的对称中心线折弯所成，折弯后两个侧面呈钝角，所述限位支撑柱长边的尺寸与折弯后钝角侧面的宽度的比值等于5；
所述限位支撑柱沿着长边所在方向的对称中心线与垂直方向呈3～5°倾斜设置，四个所述限位支撑柱上端面之间的间距大于下端面之间的间距；
所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的长边尺寸为箱体宽边尺寸的2倍，所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的宽边尺寸与所述箱体长边尺寸相等；
所述升降托板垂直方向升降通过四个导向轴导向，所述四个导向轴对称布置在升降托板下方，四个导向轴与垂直布置的气缸平行，升降托板和台面上各有四个导向支座，导向轴布置在导向支座的孔内，升降托板上的四个导向支座与台面上的四个导向支座一一对应，同一组导向支座同心安装；
升降托板上的四个导向支座与台面上的四个导向支座之间装有尼龙垫，所述尼龙垫的高度等于升降托板运行到下止点时升降托板上的四个导向支座的下端面与台面上的四个导向支座上端面的距离，尼龙垫的直径与导向支座法兰面的直径相等；
所述升降托板的长边尺寸比所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的长边尺寸小15～20mm，所述升降托板的宽边尺寸同样比所述箱体导向托架的四个限位支撑柱内侧形成的矩形空间的宽边尺寸小15～20mm；
物料导流机构设置于箱体升降机构上极限位置的垂直正上方，且保持比箱体高度小15～20mm的物料自由下落的高度差；
所述物料导流机构包括滑板支架、滑板转轴和滑板，滑板呈角钢形状，两侧面呈74°，折弯处弧度与滑板转轴半径相等，所述滑板与滑板转轴焊接固连，绕滑板转轴自由转动，静止状态下滑板中心落于下侧，左右对称各呈37°，所述滑板两侧面非弧度段长度与单个箱体高度的尺寸比例为2：7；
所述升降托板下降至下止点时，所述升降托板的上平面与所述机架平台上的箱体支撑板的上平面齐平，或者比所述箱体支撑板的上平面略低1～2mm。
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