CN112744547A - 一种可回收空料盒的全自动快速供料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，包括双层结构框架1、上料机构2、用于将空料盒移载至堆垛区域的移载机构4、用于将物料盒由上料机构2提升至移载机构4的提升机构3和用于在框架1上层堆垛区域堆垛空料盒的堆垛机构5；上料机构2和移载机构4分别安装在框架1的下层底部和上层底部；提升机构3安装在框架1的侧面，其位置与上料机构2和移载机构4的末端相对应；堆垛机构5安装在框架1的上层顶部，其位置与堆垛区域相对应。与现有技术相比，本发明具有容量大、供料速度快、人工上下料方便和兼容性强等优点。

Description

一种可回收空料盒的全自动快速供料系统

技术领域

本发明涉及自动供料设备领域，尤其是涉及一种可回收空料盒的全自动快速供料系统。

背景技术

目前，随着人工成本的增加和自动化行业的兴起，物料的自动补给成为自动化生产中重要的一环。而在一些产品自动化装配中，需要装配的产品零件比较精密或者表面质量要求高，往往使用物料盒包装、存放；并且在自动生产线的产品产量需求较大时，对生产节拍要求就比较高，在人工补给物料盒、取空料盒方面上也要考虑可操纵性、方便性。因此，有必要开发一种适用于物料盒包装的产品零件上料、补料频率低、工作效率高的可回收空料盒的全自动快速快速供料系统。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种容量大、供料速度快、人工上下料方便和兼容性强的可回收空料盒的全自动快速供料系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，用于为生产线提供由物料盒包装的物料并回收空料盒，包括双层结构框架、上料机构、用于将空料盒移载至堆垛区域的移载机构、用于将物料盒由上料机构提升至移载机构的提升机构和用于在框架上层堆垛区域堆垛空料盒的堆垛机构；所述的上料机构和移载机构分别安装在框架的下层底部和上层底部；所述的提升机构安装在框架的侧面，其位置与上料机构和移载机构的末端相对应；所述的堆垛机构安装在框架的上层顶部，其位置与堆垛区域相对应。

优选地，所述的上料机构包括上料机构框架、滚筒输送线、第一电机、用于检测物料盒是否到达滚筒输送线末端的微动开关和上料机构对射光电传感器；所述的滚筒输送线、第一电机、微动开关和上料机构对射光电传感器均安装在上料机构框架上；所述的滚筒输送线由第一电机驱动；所述的上料机构对射光电传感器将滚筒输送线上方区域分为三个用于放置堆叠物料盒的区域。

更加优选地，所述的上料机构在远离提升机构的两个区域内设有物料盒导向架，在靠近提升机构的区域内设有导向板；所述的物料盒导向架和导向板均与上料机构框架固定连接；所述的上料机构在中间区域内设有用于控制物料盒前进或停止的挡停结构，该结构包括第一伸缩气缸和第一挡停快；所述的第一挡停块与第一伸缩气缸相连；所述的第一伸缩气缸与上料机构框架相连。

优选地，所述的提升机构包括提升机构框架、第一直线导轨、电缸、连接件、提升机构连接板、夹爪、第二直线导轨和第二伸缩气缸；所述的第一直线导轨和电缸分别安装在提升机构框架上；所述的提升机构连接板与夹爪固定连接；所述的连接件为T形结构，其两个顶端的底部均与第一直线导轨滑动连接，顶端的顶部通过第二直线导轨与提升机构连接板滑动连接，底端与电缸的滑台连接；所述的第二伸缩气缸的两端分别与两块提升机构连接板固定连接。

更加优选地，所述的提升机构还包括用于检测两个夹爪之间是否有物料盒的提升机构对射光电传感器；所述的提升机构对射光电传感器安装在夹爪上。

优选地，所述的移载机构包括移载机构框架和安装在移载机构框架上的横移气缸、第三直线导轨、物料盒托举结构、皮带输送线以及用于驱动皮带输送线的第二电机；所述的物料盒托举结构与横移气缸的活塞相连，并通过第三直线导轨完成移载动作。

更加优选地，所述的物料盒托举结构包括支撑板、安装在支撑板上的升降气缸和第三伸缩气缸、托盘、第一弹簧、第四直线导轨、托盘定位块底座、托盘定位块以及导向柱；所述的导向柱与支撑板相连；所述的升降气缸与托盘相连；所述的第三伸缩气缸与托盘定位块相连；所述的第四直线导轨与托盘定位底座相连；所述的托盘定位块与第四直线导轨滑动连接；所述的第一弹簧安装在托盘定位块和托盘定位底座之间。

更加优选地，所述的移载机构设有用于检测皮带输送线上有无空料盒的移载机构对射光电传感器和用于控制堆叠空料盒前进或停止的挡停组件，该组件包括固定在移载机构框架上的第四伸缩缸和与第四伸缩缸相连的第二挡停块；所述的移载机构对射光电传感器将移载机构上方区域划分为取料区域、堆垛区域和下料区域；所述的挡停组件安装在堆垛区域和下料区域之间。

优选地，所述的堆垛机构包括上底座、下底座、安装在上底座和下底座之间并分别与上底座和下底座固定连接的导向杆、堆垛气缸、提升气缸、夹紧结构、堆垛机构对射光电传感器以及依次安装在导向杆上的第一直线轴承、堆垛限位环、提升限位环、第二直线轴承、堆垛机构连接板、缓冲垫和垫块；所述的第一直线轴承、第二直线轴承和堆垛机构连接板均与导向杆滑动连接；所述的堆垛限位环和提升限位环均与导向杆固定连接；所述的堆垛气缸的一端与上底座固定连接，另一端与第一直线轴承连接；所述的提升气缸的一端与堆垛机构连接板连接，另一端与第一直线轴承连接；所述的堆垛机构对射光电传感器安装在框架上。

更加优选地，所述的夹紧结构包括夹紧气缸、第二弹簧、用于托举并夹紧堆垛的底托板和推板；所述的底托板为L形托板，该托板与堆垛机构连接板固定连接；所述的夹紧气缸一端与堆垛机构连接板固定连接，另一端与推板固定连接；所述的第二弹簧的两端分别与底托板和推板连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、容量大：本发明中的全自动快速供料系统中物料盒、空料盒都是堆垛放置，并且上料处物料盒由滚筒输送线输送，下料处空料盒由皮带输送线输送，因此物料盒、空料盒的可以堆垛的数量大，从而整个供料系统的容量变大。

二、供料速度快：本发明中的全自动供料系统安装有空料盒堆垛机构，每取完一盒物料，空料盒立即会被移载至空料盒堆垛机构堆垛，然后新的物料盒会被夹取、补充上来，整个过程可以在4秒的时间内完成，供料速度快。

三、人工上下料方便：本发明中的全自动快速供料系统上料处由滚筒输送线输送物料盒，下料处由皮带输送线输送空料盒，并且可自动堆垛空料盒。因此在供料系统不停机的前提下，可随时补给物料盒、取走堆垛完成的空料盒，人工上下料很方便。

四、兼容性强：本发明中的全自动快速供料系统设有托盘定位块，可以定位物料盒位置并夹紧物料盒，可兼容多种尺寸的物料盒，兼容性强。

五、物料抓取方便：本发明中的全自动快速供料系统安装有物料盒定位组件。托盘上的物料盒会被定位、夹紧，保证了物料盒里的物料能被精确、稳定的抓取。

六、可扩展：在空间允许的条件下，延长下层的滚筒线及上层的皮带输送线长度即可对物料盒和空料盒的存储量进行扩容，以满足更多的存储需求。

七、灵活性好：由于本发明中的设计将人工取走空料盒和填入物料盒与设备内的动作分离，互不影响，人工操作时无须暂停设备。这使人工处理料盒的时间比较灵活，同时又减少了设备的停机等待时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中上料机构的结构示意图；

图3为本发明中提升机构的结构示意图；

图4为本发明中移载机构的结构示意图；

图5为本发明中堆垛机构的结构示意图；

图6为本发明中的供料系统工作时的结构示意图。

图中标号所示：

1、框架，2、上料机构，3、提升机构，4、移载机构，5、堆垛机构，201、上料机构框架，202、滚筒输送线，203、第一电机，204、微动开关，205、物料盒导向架，206、导向板，207、第一伸缩气缸，208、第一挡停块，209、上料机构对射光电传感器，301、提升机构框架，302、第一直线导轨，303、电缸，304、连接件，305、提升机构连接板，306、夹爪，307、第二直线导轨，308、第二伸缩气缸，401、移载机构框架，402、横移气缸，403、第三直线导轨，404、皮带输送线，405、第二电机，406、升降气缸，407、第三伸缩气缸，408、托盘，409、第一弹簧，410、第四直线导轨，411、托盘定位块，412、导向柱，413、第四伸缩缸，414、第二挡停块，415、移载机构对射光电传感器，501、上底座，502、下底座，503、导向杆，504、堆垛气缸，505、第一直线轴承，506、堆垛限位环，507、提升限位环，508、提升气缸，509、第二直线轴承，510、堆垛机构连接板，511、夹紧气缸，512、第二弹簧，513、底托板，514、推板，515、堆垛机构对射光电传感器，516、缓冲垫，517、垫块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，如图1所示，包括双层结构框架1、上料机构2、用于将空料盒移载至堆垛区域的移载机构4、用于将物料盒由上料机构2提升至移载机构4的提升机构3和用于在框架1上层堆垛区域堆垛空料盒的堆垛机构5。上料机构2和移载机构4分别安装在框架1的下层底部和上层底部。提升机构3安装在框架1的侧面，位置与上料机构2和移载机构4的末端相对应。所述的堆垛机构5安装在框架1的上层顶部，位置与堆垛区域相对应。

上料机构2的结构如图2所示，包括上料机构框架201、滚筒输送线202、第一电机203、用于检测物料盒是否到达滚筒输送线202末端的微动开关204和上料机构对射光电传感器209。滚筒输送线202、第一电机203、微动开关204和上料机构对射光电传感器209均安装在上料机构框架201上。滚筒输送线202由第一电机203驱动。本实施例中上料机构设有三个对射光电传感器，将滚筒输送线202上方区域分为三个用于放置堆叠物料盒的区域，在实际使用时，可以通过增加滚筒输送线202的长度来增加物料盒的堆叠数量，以提高工作效率。上料机构2在远离提升机构3的两个区域内设有物料盒导向架205，在靠近提升机构3的区域内设有导向板206；物料盒导向架205和导向板206均与上料机构框架201固定连接，物料盒导向架205和导向板206用于防止堆叠的物料盒发生倾斜。上料机构2在中间区域内设有用于控制物料盒前进或停止的挡停结构，该结构包括第一伸缩气缸207和第一挡停快208，第一挡停块208与第一伸缩气缸207的活塞相连，第一伸缩气缸207与上料机构框架201相连。即使系统发生故障，本系统也可以通过挡停结构保证装置及人员的安全，提高了系统的安全性。

提升机构3的结构如图3所示，提升机构3包括提升机构框架301、第一直线导轨302、电缸303、连接件304、提升机构连接板305、夹爪306、第二直线导轨307和第二伸缩气缸308。第一直线导轨302和电缸303分别安装在提升机构框架301上。提升机构连接板305与夹爪306固定连接。连接件304为T形结构，其两个顶端的底部均与第一直线导轨302滑动连接，顶端的顶部通过第二直线导轨307与提升机构连接板305滑动连接，底端与电缸303的滑台连接。第二伸缩气缸308的两端分别与两块提升机构连接板305固定连接。第二伸缩气缸308可以为两个单向气缸，也可以为一个双向气缸，可以同时控制两个提升机构连接板305在第二直线导轨307上滑动即可。电缸303运动时可通过连接件304带动夹爪306上下运动，第二伸缩气缸308可以通过提升机构连接板305带动夹爪306夹紧物料盒或松开空料盒。

移载机构4的结构如图4所示，移载机构4包括移载机构框架401和安装在移载机构框架401上的横移气缸402、第三直线导轨403、物料盒托举结构、皮带输送线404以及用于驱动皮带输送线404的第二电机405，物料盒托举结构与横移气缸402的活塞相连，并通过第三直线导轨403完成移载动作。物料盒托举结构包括支撑板、安装在支撑板上的升降气缸406和第三伸缩气缸407、托盘408、第一弹簧409、第四直线导轨410、托盘定位块底座、托盘定位块411以及导向柱412。导向柱412与支撑板固定连接，移载机构框架401内设有与导向柱412相匹配的槽，在横移气缸402进行运动时，导向柱412引导支撑板带动托盘4沿该槽运动。升降气缸406与托盘408相连。第三伸缩气缸407与托盘定位块411相连。第四直线导轨410与托盘定位底座相连。托盘定位块411与第四直线导轨410滑动连接。第一弹簧409安装在托盘定位块411和托盘定位底座之间。移载机构4还设有用于检测皮带输送线404上有无空料盒的移载机构对射光电传感器415和用于控制堆叠空料盒前进或停止的挡停组件，该组件包括固定在移载机构框架401上的第四伸缩缸413和与第四伸缩缸413相连的第二挡停块414。移载机构对射光电传感器415将移载机构4上方区域划分为取料区域、堆垛区域和下料区域，挡停组件安装在堆垛区域和下料区域之间。在堆垛区域和下料区域间设有一个对射光电传感器，用于检测是否有堆叠的空料盒需要由堆垛区域进入下料区域；在取料区域设有一个对射光电传感器，用于检测是否有空料盒需要由取料区域进入堆垛区域；在皮带输送线404的末端也设有对射光电传感器，堆垛完成的空料盒通过皮带输送线404被输送至下料区域，计算机会自动通过对射光电传感器检测空料盒的有无以及堆垛区域的空料盒堆垛完成情况来判断堆叠的空料盒是否可以被输送至下料区域，若下料区域空料盒未被及时取走，计算机将自动发出报警信号，提醒操作工需要将人工下料处的空料盒取走，以便供料系统的正常运行。

堆垛机构5的结构如图5所示，堆垛机构5包括上底座501、下底座502、安装在上底座501和下底座502之间并分别与上底座501和下底座502固定连接的两根导向杆503、堆垛气缸504、提升气缸508、夹紧结构、堆垛机构对射光电传感器515以及依次安装在导向杆503上的第一直线轴承505、堆垛限位环506、提升限位环507、第二直线轴承509、堆垛机构连接板510、缓冲垫516和垫块517。第一直线轴承505、第二直线轴承509和堆垛机构连接板510均与导向杆503滑动连接。堆垛限位环506和提升限位环507均与导向杆503固定连接。堆垛气缸504的一端与上底座501固定连接，另一端与第一直线轴承505连接，提升气缸508的一端与堆垛机构连接板510连接，另一端与第一直线轴承505连接。堆垛机构对射光电传感器515安装在框架1上。夹紧结构包括夹紧气缸511、第二弹簧512、用于托举并夹紧堆垛的底托板513和推板514。底托板513为L形托板，该托板与堆垛机构连接板510固定连接。夹紧气缸511一端与堆垛机构连接板510固定连接，另一端与推板514固定连接。第二弹簧512的两端分别与底托板513和推板514连接。

本实施例中的自动工料系统工作时的结构示意图如图6所示。

本实施例中的全自动供料系统的具体工作过程如下：

上料时，出发供料系统启动按钮，放入堆叠的物料盒。堆叠的物料盒被滚筒输送线202输送至行程末端，触发微动开关204。当微动开关204被触发后，电缸303沿第一直线导轨302带动夹爪306向下移动，当安装在夹爪306上的对射光电传感器检测到夹爪306内有物料盒时，电缸303停止向下运行，此时第二伸缩气缸308缩回，带动夹爪306夹紧物料盒。然后电缸303将带动夹爪306向上运动至设定位置，此位置高度高于移载机构4的高度。

然后移载机构4中的横移气缸402带动物料盒托举结构至设定位置，该位置与提升机构3夹取的物料盒的位置相对应，然后物料盒托举结构中的升降气缸406伸出，带动托盘408向上运动，然后第二伸缩气缸308带动夹爪306打开，物料盒被放入托盘408。第三伸缩气缸407缩回，带动托盘定位块411定位并夹紧物料盒。此时，物料盒内的物料可供夹取。电缸303带动夹爪306向下移动，重新夹取物料盒，等待下一次放料循环。

待物料盒内的物料被抓取完毕，托盘408内的物料盒被横移气缸402移载至堆垛位置。堆垛气缸504和提升气缸508伸出，夹紧结构沿导向杆503向下运动至设定位置，然后夹紧电缸511缩回，已堆垛的空料盒堆垛至托盘408内的空料盒上，完成堆垛动作。

完成堆垛动作后，堆垛机构4的堆垛气缸504和提升气缸508缩回，堆垛的空料盒被提升至一定高度，待电缸303带动夹爪306将新的物料盒提升至设定位置后，横移气缸402带动物料盒托举结构进入取料区域，进入下一次放料循环。

当堆垛的空料盒被堆垛机构对射光电传感器检测到时堆垛气缸504伸出，提升气缸508伸出，夹紧气缸511缩回，堆垛完成的空料盒被放置到皮带输送线404上，夹紧气缸511缩回，空料盒被皮带输送线404输送至下料区域，等待被操作人员取走，至此完成一次放料循环。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，用于为生产线提供由物料盒包装的物料并回收空料盒，其特征在于，包括双层结构框架(1)、上料机构(2)、用于将空料盒移载至堆垛区域的移载机构(4)、用于将物料盒由上料机构(2)提升至移载机构(4)的提升机构(3)和用于在框架(1)上层堆垛区域堆垛空料盒的堆垛机构(5)；所述的上料机构(2)和移载机构(4)分别安装在框架(1)的下层底部和上层底部；所述的提升机构(3)安装在框架(1)的侧面，其位置与上料机构(2)和移载机构(4)的末端相对应；所述的堆垛机构(5)安装在框架(1)的上层顶部，其位置与堆垛区域相对应。

2.根据权利要求1所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的上料机构(2)包括上料机构框架(201)、滚筒输送线(202)、第一电机(203)、用于检测物料盒是否到达滚筒输送线(202)末端的微动开关(204)和上料机构对射光电传感器(209)；所述的滚筒输送线(202)、第一电机(203)、微动开关(204)和上料机构对射光电传感器(209)均安装在上料机构框架(201)上；所述的滚筒输送线(202)由第一电机(203)驱动；所述的上料机构对射光电传感器(209)将滚筒输送线(202)上方区域分为三个用于放置堆叠物料盒的区域。

3.根据权利要求2所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的上料机构(2)在远离提升机构(3)的两个区域内设有物料盒导向架(205)，在靠近提升机构(3)的区域内设有导向板(206)；所述的物料盒导向架(205)和导向板(206)均与上料机构框架(201)固定连接；所述的上料机构(2)在中间区域内设有用于控制物料盒前进或停止的挡停结构，该结构包括第一伸缩气缸(207)和第一挡停快(208)；所述的第一挡停块(208)与第一伸缩气缸(207)相连；所述的第一伸缩气缸(207)与上料机构框架(201)相连。

4.根据权利要求1所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的提升机构(3)包括提升机构框架(301)、第一直线导轨(302)、电缸(303)、连接件(304)、提升机构连接板(305)、夹爪(306)、第二直线导轨(307)和第二伸缩气缸(308)；所述的第一直线导轨(302)和电缸(303)分别安装在提升机构框架(301)上；所述的提升机构连接板(305)与夹爪(306)固定连接；所述的连接件(304)为T形结构，其两个顶端的底部均与第一直线导轨(302)滑动连接，顶端的顶部通过第二直线导轨(307)与提升机构连接板(305)滑动连接，底端与电缸(303)的滑台连接；所述的第二伸缩气缸(308)的两端分别与两块提升机构连接板(305)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的提升机构(3)还包括用于检测两个夹爪之间是否有物料盒的提升机构对射光电传感器；所述的提升机构对射光电传感器安装在夹爪(306)上。

6.根据权利要求1所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的移载机构(4)包括移载机构框架(401)和安装在移载机构框架(401)上的横移气缸(402)、第三直线导轨(403)、物料盒托举结构、皮带输送线(404)以及用于驱动皮带输送线(404)的第二电机(405)；所述的物料盒托举结构与横移气缸(402)的活塞相连，并通过第三直线导轨(403)完成移载动作。

7.根据权利要求6所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的物料盒托举结构包括支撑板、安装在支撑板上的升降气缸(406)和第三伸缩气缸(407)、托盘(408)、第一弹簧(409)、第四直线导轨(410)、托盘定位块底座、托盘定位块(411)以及导向柱(412)；所述的导向柱(412)与支撑板相连；所述的升降气缸(406)与托盘(408)相连；所述的第三伸缩气缸(407)与托盘定位块(411)相连；所述的第四直线导轨(410)与托盘定位底座相连；所述的托盘定位块(411)与第四直线导轨(410)滑动连接；所述的第一弹簧(409)安装在托盘定位块(411)和托盘定位底座之间。

8.根据权利要求7所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的移载机构(4)设有用于检测皮带输送线(404)上有无空料盒的移载机构对射光电传感器(415)和用于控制堆叠空料盒前进或停止的挡停组件，该组件包括固定在移载机构框架(401)上的第四伸缩缸(413)和与第四伸缩缸(413)相连的第二挡停块(414)；所述的移载机构对射光电传感器(415)将移载机构(4)上方区域划分为取料区域、堆垛区域和下料区域；所述的挡停组件安装在堆垛区域和下料区域之间。

9.根据权利要求1所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的堆垛机构(5)包括上底座(501)、下底座(502)、安装在上底座(501)和下底座(502)之间并分别与上底座(501)和下底座(502)固定连接的导向杆(503)、堆垛气缸(504)、提升气缸(508)、夹紧结构、堆垛机构对射光电传感器(515)以及依次安装在导向杆(503)上的第一直线轴承(505)、堆垛限位环(506)、提升限位环(507)、第二直线轴承(509)、堆垛机构连接板(510)、缓冲垫(516)和垫块(517)；所述的第一直线轴承(505)、第二直线轴承(509)和堆垛机构连接板(510)均与导向杆(503)滑动连接；所述的堆垛限位环(506)和提升限位环(507)均与导向杆(503)固定连接；所述的堆垛气缸(504)的一端与上底座(501)固定连接，另一端与第一直线轴承(505)连接；所述的提升气缸(508)的一端与堆垛机构连接板(510)连接，另一端与第一直线轴承(505)连接；所述的堆垛机构对射光电传感器(515)安装在框架(1)上。

10.根据权利要求9所述的一种可回收空料盒的全自动快速供料系统，其特征在于，所述的夹紧结构包括夹紧气缸(511)、第二弹簧(512)、用于托举并夹紧堆垛的底托板(513)和推板(514)；所述的底托板(513)为L形托板，该托板与堆垛机构连接板(510)固定连接；所述的夹紧气缸(511)一端与堆垛机构连接板(510)固定连接，另一端与推板(514)固定连接；所述的第二弹簧(512)的两端分别与底托板(513)和推板(514)连接。

Images