CN113245457A - 一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，包括车架、驱动机构、自动导引系统、固定机构、取料输送带(两个，传送方向相同，二者之间留有一个垫仓板宽度的间距)、举升输送带(一个，侧方设有感应装置，上方设有型材扶稳机构)、对位输送带(一个，传送方向同举升输送带)、第一举升机构(用于驱动取料输送带上下运动)、第二举升机构(用于驱动举升输送带上下运动)和控制系统；两个取料输送带与举升输送带的传送方向相互垂直，三者呈“匚”形排布；对位输送带安装在弯曲设备对应上料工位，其上设置有用于型材对位的喇叭口轨道。本发明的小车自动化程度高，易于标准化，单次携带型材数量多，能满足连续生产的加工需求。

Description

一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车

技术领域

本发明属于型材弯曲加工的工业自动化领域，具体涉及一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车。

背景技术

当前交通运输工业、航空航天工业等领域对轻量化的需求越来越大，使用弯曲的轻质金属型材便是很多轻量化设计的解决方案。当前弯曲型材主要通过对型材进行弯曲加工来获得。实际加工中，由于各个型材弯曲设备的上料工位具有一定高度且各设备的上料工位高度不同，往往需要操作人员手动拾取型材，举升并放置到对应工位上，对操作人员体力消耗大，安全风险高，且人工对位所引入的加工误差大，无论从成本、安全还是质量上考虑都亟需优化。尤其对于空心型材，在弯曲时若需要避免塌陷，往往需要进行填料工艺，使得型材重量更大，人工难以操作。

目前已经存在的上料装置存在一些缺点：一是对于不同的弯曲设备难以通用，往往需要针对特定弯曲设备设计专用的上料装置，标准化程度不足，且针对每一台弯曲设备单独设计制造上料装置成本较高；二是仍然需要人工手动操作，需要操作员将型材来料从堆料区域移动到上料设备的对应工位上，人工成本的节约程度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的缺点和不足，提供一种具有自动上料功能的自动导引小车，可以自动从仓板上搬运方形截面的型材来料，并与弯曲设备自动对位，自动上料。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，包括车架、驱动机构、自动导引系统、固定机构、取料输送带、举升输送带、对位输送带、第一举升机构、第二举升机构和控制系统；

驱动机构用于驱动车架移动；

自动导引系统用于导引车架沿路径移动到弯曲设备的上料工位对应点位；自动导引系统包含路径传感器，路径传感器能够为自动导引系统提供当前位置的信息，以便系统计算出正确的行驶路径，正确控制小车行驶方向，正确判断是否到达预定位置，通常路径传感器有磁导引、光学导引、激光导引等等；

固定机构用于在车架移动到弯曲设备的上料工位对应点位时将其固定；

取料输送带的数量为2，二者的传送方向相同；举升输送带和对位输送带的数量为1，二者的传送方向相同；两个取料输送带与举升输送带的传送方向相互垂直，三者呈“匚”形排布，两个取料输送带之间留有一个垫仓板宽度的间距，使其可以分别探至垫仓板两侧、型材来料下方；对位输送带安装在弯曲设备对应上料工位，其上设置有用于型材对位的喇叭口轨道；

第一举升机构同时与车架和取料输送带连接，用于驱动取料输送带上下运动；第二举升机构同时与车架和举升输送带连接，用于驱动举升输送带上下运动；

在处于下点位时，取料输送带上表面低于垫仓板高度；在处于上点位时，取料输送带上表面高于垫仓板高度；在处于下点位时，举升输送带上表面略低于取料输送带上表面或与其齐平，举升输送带上表面略低于取料输送带上表面或与其齐平可避免型材在被取料输送带搬运时与举升输送带干涉，可在考虑对可用行程的浪费、电机定位存在误差下，高度差可设置为5～10mm；在处于上点位时，举升输送带上表面略高于对位输送带表面或与其齐平，举升输送带上表面略高于对位输送带表面或与其齐平的原因同为避免干涉，但此处由于型材会下降相应高度，考虑稳定性高度差可设置为2～5mm；

举升输送带侧方设有感应装置，其用于在型材输送至举升输送带上时发送到位信号至控制系统；

控制系统用于在收到到位信号后控制取料输送带停止传送，控制系统的功能不限于此，其较多较复杂，包括对各个执行机构的控制、路径的计算、外部信息的互通等等；

举升输送带上方设有型材扶稳机构，其用于在举升输送带抬升型材时提供一定的扶稳作用力。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，驱动机构为伺服驱动轮，其安装在车架的底部。

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，固定机构为可伸缩地脚，其安装在车架的底部，由油缸驱动。

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，取料输送带由皮带、型材骨架、主动轮、从动轮、张紧轮、轴承、心轴和伺服电机组成；

举升输送带由皮带、型材骨架、主动轮、从动轮、张紧轮、轴承、心轴和伺服电机组成；

对位输送带由皮带、型材骨架、主动轮、从动轮、张紧轮、轴承、心轴和伺服电机组成。

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，第一举升机构由滑块滑轨和举升油缸组成；滑块滑轨的滑块与取料输送带的型材骨架连接，滑块滑轨的滑轨安装在车架上；举升油缸安装在车架上，举升油缸的推杆与取料输送带的型材骨架连接；

第二举升机构由举升电缸和滑块滑轨组成；滑块滑轨的滑块与举升输送带的型材骨架连接，滑块滑轨的滑轨安装在车架上；举升电缸安装在车架上，举升电缸的丝杠螺母与举升输送带的型材骨架连接。

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，感应装置为带传感器的弹簧卡扣，可在一根型材完成了由取料输送带运送到举升输送带的过程时获取到位信号，且对该型材能起到一定限位作用。

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，型材扶稳机构包括限位挂钩；车架上安装有限位块；限位块用于在举升输送带处于下点位时阻挡型材扶稳机构的限位挂钩。

如上所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，型材扶稳机构还包括压板、弹簧和滑块滑轨，可通过更换不同劲度系数的弹簧获得合适的型材扶稳压力；滑块滑轨的滑轨通过安装板安装在举升输送带的型材骨架上，滑块滑轨的滑块与压板连接；弹簧安装在举升输送带的型材骨架上，与压板连接；限位挂钩安装在压板上；压板悬于皮带上方，可沿滑块滑轨的滑轨竖直移动，并在弹簧的作用下始终有竖直向下运动的趋势；在举升输送带自上向下运动到下点位时，由于限位挂钩与限位块接触，在举升输送带到达下点位前已停止运动，使得压板悬停在所搬运型材上表面上方位置(大约10～20mm)，以便型材可正常由取料输送带搬运至举升输送带而不与压板发生干涉；在举升输送带从下点位上升时，压板会与所搬运的型材上表面相接触，在弹簧作用下向所搬运型材施加自上向下的力，从而实现扶稳。

本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车应用于具有平稳整洁地面的工作环境；运行路径应设有标识并禁止人员在装置工作时进入；取料的型材应相对整齐地布置在垫仓板上。

本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车能够有效解决现有技术中存在的问题，因为本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车采取输送带抬升并辅以扶稳机构扶稳的方式上料，包容性强，可以实现不同截面形状、多种尺寸的型材的多种高度要求的上料作业，且在同一车间内可以分别对不同的机台执行搬运上料作业，一机多用，节约了成本，同时本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车可连续完成将型材从垫仓板上搬运至上料工位以及自动上料两项作业，中间不需要人工参与，节省了人工。

有益效果：

本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车的自动化程度高，可以直接从垫仓板上拾取型材，减少人工成本，提高对位精度；易于标准化，只需更换配套的点位控制程序即可实现不同弯曲设备的上料需求；单次携带型材数量多，对一台弯曲设备而言，只需两台本装置便可满足连续生产的加工需求。

附图说明

图1为本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车的整体结构示意图；

图2为取料输送带的结构示意图；

图3～4为举升输送带及型材扶稳机构的结构示意图；

图5～6为对位输送带的结构示意图；

其中，1-车架，2-可伸缩地脚，3-伺服驱动轮，4-举升油缸，5-取料输送带，51-取料输送带的皮带，52-取料输送带的型材骨架，53-取料输送带的主动轮，54-取料输送带的从动轮，55-取料输送带的张紧轮，56-取料输送带的轴承，57-取料输送带的心轴，58-取料输送带的伺服电机，59-第一举升机构的滑块滑轨，6-举升输送带，61-举升输送带的皮带，62-举升输送带的型材骨架，63-举升输送带的主动轮，64-举升输送带的从动轮，65-举升输送带的张紧轮，66-举升输送带的轴承，67-举升输送带的心轴，68-举升输送带的伺服电机，69-带传感器的弹簧卡扣，7-对位输送带，71-对位输送带的皮带，72-对位输送带的型材骨架，73-对位输送带的主动轮，74-对位输送带的从动轮，75-对位输送带的张紧轮，76-对位输送带的轴承，77-对位输送带的心轴，78-对位输送带的伺服电机，8-型材扶稳机构，81-压板，82-弹簧，83-型材扶稳机构的滑块滑轨，84-限位挂钩，85-安装板，11-液压泵，12-电机，13-限位块，14-举升电缸，15-第二举升机构的滑块滑轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，如图1～6所示，包括车架1、驱动机构、自动导引系统、固定机构、取料输送带5、举升输送带6、对位输送带7、第一举升机构、第二举升机构和控制系统；

驱动机构为伺服驱动轮3，其安装在车架1的底部，用于驱动车架1移动；

自动导引系统用于导引车架1沿路径移动到弯曲设备的上料工位对应点位；

固定机构为可伸缩地脚2，其安装在车架1的底部，由油缸驱动，用于在车架1移动到弯曲设备的上料工位对应点位时将其固定；

取料输送带5由皮带51、型材骨架52、主动轮53、从动轮54、张紧轮55、轴承56、心轴57和伺服电机58组成；取料输送带5的数量为2，二者的传送方向相同；

举升输送带6由皮带61、型材骨架62、主动轮63、从动轮64、张紧轮65、轴承66、心轴67和伺服电机68组成；

对位输送带7由皮带71、型材骨架72、主动轮73、从动轮74、张紧轮75、轴承76、心轴77和伺服电机78组成；

举升输送带6和对位输送带7的数量为1，二者的传送方向相同；

两个取料输送带5与举升输送带6的传送方向相互垂直，三者呈“匚”形排布，两个取料输送带5之间留有一个垫仓板宽度的间距；对位输送带7安装在弯曲设备对应上料工位，其上设置有用于型材对位的喇叭口轨道79；

第一举升机构由滑块滑轨59和举升油缸4组成；滑块滑轨59的滑块与取料输送带5的型材骨架52连接，滑块滑轨59的滑轨安装在车架1上；举升油缸4安装在车架1上，举升油缸4的推杆与取料输送带5的型材骨架52连接；第一举升机构用于驱动取料输送带5上下运动；

第二举升机构由举升电缸14和滑块滑轨15组成；滑块滑轨15的滑块与举升输送带6的型材骨架62连接，滑块滑轨15的滑轨安装在车架1上；举升电缸14安装在车架1上，举升电缸14的丝杠螺母与举升输送带6的型材骨架62连接；第二举升机构用于驱动举升输送带6上下运动；

在处于下点位时，取料输送带5上表面低于垫仓板高度；在处于上点位时，取料输送带5上表面高于垫仓板高度；在处于下点位时，举升输送带6上表面略低于取料输送带5上表面或与其齐平；在处于上点位时，举升输送带6上表面略高于对位输送带7表面或与其齐平；

举升输送带6侧方设有感应装置，为带传感器的弹簧卡扣69，其用于在型材输送至举升输送带6上时发送到位信号至控制系统；

控制系统用于在收到到位信号后控制取料输送带5停止传送；

举升输送带6上方设有型材扶稳机构8，其用于在举升输送带6抬升型材时提供一定的扶稳作用力；型材扶稳机构8包括限位挂钩84、压板81、弹簧82和滑块滑轨83；滑块滑轨83的滑轨通过安装板85安装在举升输送带6的型材骨架62上，滑块滑轨83的滑块与压板81连接；弹簧82安装在举升输送带6的型材骨架62上，与压板81连接；限位挂钩84安装在压板81上；压板81悬于皮带61上方；

车架1上安装有限位块13；限位块13用于在举升输送带6处于下点位时阻挡型材扶稳机构8的限位挂钩84。

上述用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车还包括液压泵11和电机12，电机12与液压泵11相连接，液压泵11固定在车架1上，为小车的液压系统提供压力油。

本发明的用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车对型材来料进行输送的过程如下：

用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车(以下描述中简称为装置)的初始状态为：可伸缩地脚2处于油缸上限位，取料输送带5处于举升油缸4下限位，举升输送带6处于举升电缸14下点位，对位输送带7精确固定在弯曲设备上料工位上，各输送带停止运转；

装置在自动导引系统导引下，由伺服驱动轮3驱动，移动至装载有型材来料的垫仓板处，通过装置的移动，使两根取料输送5带探至垫仓板两侧，型材来料下方；

之后，取料输送带5在举升油缸4驱动下竖直升高，接触型材来料并将型材来料托起；

之后，装置在伺服驱动轮3的驱动下将型材来料搬离垫仓板，并在自动导引系统导引下沿路径移动到弯曲设备的上料工位对应点位；

之后，可伸缩地脚2在油缸驱动下下探至下限位，并将装置的水平位置固定；

之后，取料输送带5在伺服电机58驱动下运转，将型材来料向举升输送带6搬运，在有一根型材成功送到举升输送带6后，带传感器的弹簧卡扣69返回到位信号，取料输送带5停止运转；

之后，举升输送带6在举升电缸14驱动下向上运动，运动至上点位，在举升输送带6向上运动过程中，型材扶稳机构8中限位挂钩84逐渐与限位块13脱离接触，压板81在弹簧82的作用下与型材接触，向型材提供扶稳作用力；

之后，举升输送带6和对位输送带7运转，将型材来料输送至对位输送带7，在对位输送带7运转下完成上料；

之后，举升输送带6在举升电缸14驱动下向下运动，运动至下点位，并重复搬运动作完成所有型材的上料，自此完成一个垫仓板所载型材的上料工作，并可进行下一个上料循环；

其中，对位输送带7可与举升输送带6联动运转，也可单独持续运转；

其中，自动导引系统可使用激光导引系统，也可使用包括磁导引等其他自动导引系统。

以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做出的任何修改，等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，包括车架(1)、驱动机构、自动导引系统、固定机构、取料输送带(5)、举升输送带(6)、对位输送带(7)、第一举升机构、第二举升机构和控制系统；

驱动机构用于驱动车架(1)移动；

自动导引系统用于导引车架(1)沿路径移动到弯曲设备的上料工位对应点位；

固定机构用于在车架(1)移动到弯曲设备的上料工位对应点位时将其固定；

取料输送带(5)的数量为2，二者的传送方向相同；举升输送带(6)和对位输送带(7)的数量为1，二者的传送方向相同；两个取料输送带(5)与举升输送带(6)的传送方向相互垂直，三者呈“匚”形排布，两个取料输送带(5)之间留有一个垫仓板宽度的间距；对位输送带(7)安装在弯曲设备对应上料工位，其上设置有用于型材对位的喇叭口轨道(79)；

第一举升机构同时与车架(1)和取料输送带(5)连接，用于驱动取料输送带(5)上下运动；第二举升机构同时与车架(1)和举升输送带(6)连接，用于驱动举升输送带(6)上下运动；

在处于下点位时，取料输送带(5)上表面低于垫仓板高度；在处于上点位时，取料输送带(5)上表面高于垫仓板高度；在处于下点位时，举升输送带(6)上表面略低于取料输送带(5)上表面或与其齐平；在处于上点位时，举升输送带(6)上表面略高于对位输送带(7)表面或与其齐平；

举升输送带(6)侧方设有感应装置，其用于在型材输送至举升输送带(6)上时发送到位信号至控制系统；

控制系统用于在收到到位信号后控制取料输送带(5)停止传送；

举升输送带(6)上方设有型材扶稳机构(8)，其用于在举升输送带(6)抬升型材时提供一定的扶稳作用力。

2.根据权利要求1所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，驱动机构为伺服驱动轮(3)，其安装在车架(1)的底部。

3.根据权利要求1所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，固定机构为可伸缩地脚(2)，其安装在车架(1)的底部，由油缸驱动。

4.根据权利要求1所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，取料输送带(5)由皮带(51)、型材骨架(52)、主动轮(53)、从动轮(54)、张紧轮(55)、轴承(56)、心轴(57)和伺服电机(58)组成；

举升输送带(6)由皮带(61)、型材骨架(62)、主动轮(63)、从动轮(64)、张紧轮(65)、轴承(66)、心轴(67)和伺服电机(68)组成；

对位输送带(7)由皮带(71)、型材骨架(72)、主动轮(73)、从动轮(74)、张紧轮(75)、轴承(76)、心轴(77)和伺服电机(78)组成。

5.根据权利要求4所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，第一举升机构由滑块滑轨(59)和举升油缸(4)组成；滑块滑轨(59)的滑块与取料输送带(5)的型材骨架(52)连接，滑块滑轨(59)的滑轨安装在车架(1)上；举升油缸(4)安装在车架(1)上，举升油缸(4)的推杆与取料输送带(5)的型材骨架(52)连接；

第二举升机构由举升电缸(14)和滑块滑轨(15)组成；滑块滑轨(15)的滑块与举升输送带(6)的型材骨架(62)连接，滑块滑轨(15)的滑轨安装在车架(1)上；举升电缸(14)安装在车架(1)上，举升电缸(14)的丝杠螺母与举升输送带(6)的型材骨架(62)连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，感应装置为带传感器的弹簧卡扣(69)。

7.根据权利要求4所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，型材扶稳机构(8)包括限位挂钩(84)；车架(1)上安装有限位块(13)；限位块(13)用于在举升输送带(6)处于下点位时阻挡型材扶稳机构(8)的限位挂钩(84)。

8.根据权利要求7所述的一种用于型材弯曲设备的自动上料自动导引小车，其特征在于，型材扶稳机构(8)还包括压板(81)、弹簧(82)和滑块滑轨(83)；滑块滑轨(83)的滑轨通过安装板(85)安装在举升输送带(6)的型材骨架(62)上，滑块滑轨(83)的滑块与压板(81)连接；弹簧(82)安装在举升输送带(6)的型材骨架(62)上，与压板(81)连接；限位挂钩(84)安装在压板(81)上；压板(81)悬于皮带(61)上方。

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