CN113479642B - 一种不停机托盘上下料设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于车间存储设备技术领域，涉及一种不停机托盘上下料设备，包括机架、并排位于机架前部的第一料仓和第二料仓、设于机架上并在第一料仓和第二料仓之间移载托盘的托盘移载机构，第一料仓或第二料仓的上部设有用于夹持定位托盘的托盘定位机构，托盘定位机构包括靠近托盘移载机构设置的正面推块机构、设置于第一料仓两侧的侧面推块机构以及位于正面推块机构相对位置的基准立板，托盘定位机构的侧方设有感应器，正面推块机构具有被前气缸驱动的推板，两个侧面推块机构均具有被侧气缸驱动的推块，控制器利用感应器得到的信号控制前气缸和两个侧气缸的动作。本设备能在托盘尺寸不一的时候找到基准边和对称轴，让托盘移载机构得以找到托盘的位置。

Description

一种不停机托盘上下料设备

技术领域

本发明涉及车间存储设备技术领域，特别涉及一种不停机托盘上下料设备。

背景技术

目前市面上主流上下料设备鱼龙混杂，标准不规范，功能不明确，这类型设备致命缺点有两大类：其一是缺少托盘缓存空间，每次只能上一叠托盘；其二是上下料过程需要停机维护，频率是每10-15min(即一个上下料周期)就停机2min，对于工厂紧迫的生产周期来说，是不合时宜的。

因此有必要设计一种新的上下料设备存放结构来避免以上问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种不停机托盘上下料设备，能够留给操作人员足够的缓存空间，利用托盘定位机构能够在托盘尺寸不一的时候能够找到基准边和对称轴，达到在不停机的情况下用托盘进行产品送料的目的。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种不停机托盘上下料设备，包括机架、并排位于所述机架前部的第一料仓和第二料仓、设于所述机架上并在所述第一料仓和所述第二料仓之间移载托盘的托盘移载机构，所述第一料仓和所述第二料仓设有结构相同的托盘缓存机构，所述托盘缓存机构包括抽拉组件和升降组件，所述抽拉组件包括底座和通过滑轨部件滑动设于所述底座上方的托盘底板；所述升降组件包括升降模组、由所述升降模组驱动的连接板以及位于所述连接板左右两侧的夹爪机构，所述夹爪机构具有水平驱动件和由所述水平驱动件带动的夹爪，两个所述夹爪在所述水平驱动件的驱动下能够从所述托盘底板上夹取托盘，所述第一料仓或所述第二料仓的上部设有用于夹持定位托盘的托盘定位机构，所述托盘定位机构包括靠近所述托盘移载机构设置的正面推块机构、设置于两侧的侧面推块机构以及位于所述正面推块机构相对位置的基准立板，所述托盘定位机构的侧方设有用来感应托盘是否上升到指定位置的感应器，所述正面推块机构具有被前气缸驱动的推板，两个所述侧面推块机构均具有被侧气缸驱动的推块，控制器利用所述感应器得到的信号控制所述前气缸和两个所述侧气缸的动作，所述推块在面向托盘的一侧设有若干卡爪，所述卡爪形成用来夹住所述托盘侧边的水平槽。

具体的，所述夹爪包括延伸到所述托盘底板侧方的水平夹块、位于所述水平夹块下方的支撑板以及固定于所述水平夹块与所述支撑板夹角内侧的补强块，所述底座的两侧设有挡在所述托盘底板左右两个方向的立杆，所述水平夹块具有避位所述立杆的缺口。

具体的，所述连接板上设有一对导轨，所述夹爪连接于能够沿着所述导轨移动的滑动板上，所述驱动件驱动一个连接于所述滑动板上的固定块。

具体的，所述滑轨部件包括与所述底座固定的两条内滑轨、分别沿着所述内滑轨滑动的两条外滑轨，所述托盘底板的下部设有能够分别沿着两条所述外滑轨滑动的滑动块。

具体的，所述推块上具有避开所述感应器探测范围的上缺口。

具体的，所述侧面推块机构还包括固定于所述机架上的支架、用来调节所述侧气缸相对于所述支架的竖直位置的竖直调节块、用来调节所述侧气缸相对于所述支架的水平位置的水平调节块。

具体的，所述托盘移载机构包括位于所述第一料仓和所述第二料仓后方的龙门架、位于所述龙门架上的移载模组、由所述移载模组驱动水平移动的移载架和位于所述移载架上的若干真空吸头；所述移载模组包括由步进电机驱动的主动轮、转动连接于所述龙门架上的两个惰轮、绕过所述主动轮和两个所述惰轮的同步带以及用来控制所述同步带张力的张紧轮，所述移载架包括一个固定在所述同步带上的水平安装板，所述龙门架上设有负重导轨，所述水平安装板的底部设有匹配所述负重导轨的滑块，所述龙门架的两侧还设有用来防止所述移载架撞到所述惰轮的缓冲机构。

进一步的，所述移载架包括滑动部分和悬挂部分，所述滑动部分包括所述水平安装板、固定于所述水平安装板上的第一立板以及连接于所述水平安装板与所述第一立板的夹角内的若干加强筋，所述第一立板与所述悬挂部分之间设有升降驱动机构，所述真空吸头安装于所述悬挂部分的边缘，所述悬挂部分包括连接于所述升降驱动机构的第二立板、悬挂连接于所述第二立板的座板以及固定所述第二立板和所述座板的补强结构。

进一步的，所述座板分为多个固定部，每个固定部上均设有一个调节板，所述真空吸头可调节的固定于所述调节板上，所述座板的前后两侧各设有一勾爪机构，所述勾爪机构包括能够勾住托盘底面的勾爪，所述勾爪机构包括驱动气缸、由所述驱动气缸驱动并能够勾住托盘底面的勾爪以及让所述勾爪在所述座板下方运动的滑轨滑块部件。

具体的，所述托盘移载机构的上方设有机械手，所述机械手具有用来从托盘上拾取产品的拾取装置。

本发明技术方案的有益效果是：

本设备通过托盘缓存机构使托盘进出料有缓存的空间留给操作人员，而产品的移出在机架上方进行，不影响下部的上下料，利用托盘定位机构能够在托盘尺寸不一的时候能够找到基准边和对称轴，让托盘移载机构得以找到托盘的位置，所以达到了在不停机的情况下用托盘进行产品送料的目的，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例不停机托盘上下料设备在工作时的立体图；

图2为托盘缓存机构在存放满载托盘时的立体图；

图3为升降组件的立体图；

图4为图3中A位置的局部放大图；

图5为抽拉组件在托盘底板完全拉出时的主视图；

图6为托盘定位机构的立体图；

图7为侧面推块机构的立体图；

图8为托盘移载机构的立体图。

图中数字表示：

1-机架，11-第一料仓，12-第二料仓；

2-托盘移载机构，21-龙门架，211-负重导轨，212a-缓冲机构(左)，212b-缓冲机构(右)，22-移载模组，221-步进电机，222-主动轮，223a-惰轮(左)，223b-惰轮(右)，224-同步带，225-张紧轮，23-移载架，231-滑动部分，2311-水平安装板，23111-滑块，2312-第一立板，2313-加强筋，232-悬挂部分，2321-第二立板，2322-座板，2323-补强结构，2324-调节板，2325a-勾爪机构(前)，2325b-勾爪机构(后)，23251-勾爪，233-升降驱动机构，24-真空吸头；

3-机械手，31-拾取装置；

4a-托盘缓存机构(上料)，4b-托盘缓存机构(下料)，41-抽拉组件，411-托盘底板，412-滑轨部件，4121-内滑轨，4122-外滑轨，4123-滑动块，413-底座，42-升降组件，421-升降模组，422-连接板，4221-导轨，423a-夹爪机构(左)，423b-夹爪机构(右)，4231-水平驱动件，4232-夹爪，42321-水平夹块，42322-支撑板，42323-补强块，42324-缺口，4233-滑动板，42331-固定块，43-立杆；

5-托盘定位机构，51-正面推块机构，511-前气缸，512-推板，52a-侧面推块机构(左)，52b-侧面推块机构(右)，521-侧气缸，522-推块，5221-上缺口，5222-卡爪，5223-水平槽，523-支架，524-竖直调节板，525-水平调节板，53-基准立板，54-感应器；

6-托盘；

7-产品。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图1和图2所示，本发明的一种不停机托盘上下料设备，包括机架1、并排位于机架1前部的第一料仓11和第二料仓12和设于机架1上方托盘移载机构2，第一料仓11和第二料仓12设有结构相同的托盘缓存机构4a、4b，第一料仓11的上部设有托盘定位机构5，托盘缓存机构4a、4b包括抽拉组件41和升降组件42，抽拉组件41包括托盘底板411和引导托盘底板411移动的滑轨部件412；升降组件42包括升降模组421、由升降模组421驱动的连接板422以及位于连接板422左右两侧的夹爪机构423a、423b，夹爪机构423a、423b具有水平驱动件4231和由水平驱动件4231带动的夹爪4232，两个夹爪4232在水平驱动件4231的驱动下能够从托盘底板411上夹取托盘6，第一料仓12的上部设有用于夹持定位托盘6的托盘定位机构5。抽拉组件41用来进行人工上下料，即将托盘缓存机构4a的托盘底板411从设备中抽出，滑轨部件412使托盘底板411能够移动到第一料仓11外。在托盘6叠放到托盘底板411上后将托盘底板411推回第二料仓11内，夹爪4232就会夹取满载的托盘6往上运送，然后在托盘定位机构5作用下定位好托盘6；下料时托盘缓存机构4b的动作相反，空的托盘6在夹爪4232上堆叠好后往下运送，放置到托盘底板411上，然后工人将托盘底板411抽出到第二料仓12外，然后再取走堆叠的空的托盘6。工作时，移载架23先避开托盘6的上方，载有产品7的托盘6堆叠在托盘缓存机构4a内，然后托盘缓存机构4a负责让托盘6升起到托盘移载机构2的操作范围，托盘定位机构5会将托盘6调整到合适位置；生产线上其他装置从托盘6内取走产品7，直到托盘6被放空，托盘移载机构2将空的托盘6放置于托盘缓存机构4b上并堆叠；托盘缓存机构4b会让堆叠的空托盘6下行，然后从前部送出。托盘缓存机构4a、4b使托盘6进出料有缓存的空间留给操作人员，而产品7的移出在机架1上方进行，不影响下部的上下料，所以达到了在不停机的情况下用托盘进行产品送料的目的，具有广阔的应用前景。本实施例中第一料仓12用来上料，第二料仓13用来下料，所以托盘定位机构5设于第一料仓12上方；若是第二料仓13用来上料，第一料仓13用来下料，那么可以将托盘定位机构5拆卸固定到第二料仓13的上方。这样就可以很方便地进行工位互换。

如图3和图4所示，夹爪4232包括延伸到托盘底板411侧方的水平夹块42321、位于水平夹块42321下方的支撑板42322以及固定于水平夹块42321与支撑板42322夹角内侧的补强块42323，底座413的两侧设有挡在托盘底板411左右两个方向的立杆43，水平夹块42321具有避位立杆43的缺口42324。这样的夹爪4232可以负载较大的重量，又不太容易变形。堆高的托盘6在移动中存在一定的倾倒的风险，立杆43能够对托盘6的左右两侧起到保护作用但又不需要紧贴托盘6侧边，能够避免产品随托盘6掉落而引发损坏报废问题。夹爪4232需要从托盘6的左右两侧夹住托盘6，所以需要缺口42324来避位立杆43的位置。

如图4所示，连接板422上设有一对导轨4221，夹爪4232连接于能够沿着导轨4221移动的滑动板4233上，水平驱动件4231驱动一个连接于滑动板4233上的固定块42331。导轨4221能够对夹爪4232动作的平行度进行限定，使移动精度更高。水平驱动件4231可以用电缸，也可以是气缸、油缸等有直线驱动功能的部件。

如图5所示，滑轨部件412包括与底座413固定的两条内滑轨4121、分别沿着内滑轨4121滑动的两条外滑轨4122，托盘底板411的下部设有能够分别沿着两条外滑轨4122滑动的滑动块4123。相比于单滑轨部件，这样可以让托盘底板411拉出行程更大，甚至能够彻底离开底座413的上方，这样能够防止升起的托盘影响到新托盘的放入。

如图6所示，托盘定位机构5包括靠近托盘移载机构2设置的正面推块机构51、设置于第一料仓11两侧的侧面推块机构52a、52b以及位于正面推块机构51相对位置的基准立板53，托盘定位机构5的侧方设有用来感应托盘6是否上升到指定位置的感应器54，正面推块机构51具有被前气缸511驱动的推板512，两个所述侧面推块机构51、52a均具有被侧气缸521驱动的推块522，控制器利用感应器54得到的信号控制前气缸511和两个侧气缸521的动作。基准立板53是固定于第一料仓11前方的刚性面。在进行托盘6定位时，推板512会将整堆托盘6往前推到接触基准立板53，侧面推块机构52a、52b往中间夹紧托盘6的左右两侧，即可完成托盘6定位。这样在托盘6尺寸不一的时候能够找到基准边和对称轴，让托盘移载机构2得以找到托盘6的位置。正面推块机构51和两个侧面推块机构52a、52b都是采用气缸驱动的方式推动推板6到指定位置，三个气缸可以利用分支的气路同步动作。托盘6升起到位后，感应器54会自动感应其位置并完成定位，减少了工人操作次数，提升了自动化水平。

如图7所示，推块522在面向托盘6的一侧设有若干卡爪5222，卡爪5222形成用来夹住托盘6侧边的水平槽5223，推块522上具有避开感应器54探测范围的上缺口5221，侧面推块机构52a、52b还包括固定于机架1上的支架523、用来调节侧气缸521相对于支架523的竖直位置的竖直调节块524、用来调节侧气缸521相对于支架523的水平位置的水平调节块525。卡爪5222可以卡在托盘6底部，防止托盘6掉落。侧气缸521可以先固定在水平调节块525后固定在竖直调节块524上，也可以先固定在竖直调节块524后固定在水平调节块525上，这样都能使推块522位置更好地适应托盘6的位置。调节可采用腰型孔与螺栓配合的方式等。

如图8所示，托盘移载机构2包括位于第一料仓11和第二料仓12后方的龙门架21、位于龙门架21上的移载模组22、由移载模组22驱动水平移动的移载架23和位于移载架23上的若干真空吸头24。当托盘6被放空后，移载模组22会驱动移载架23移动第一料仓11的上方，真空吸头24将空的托盘6吸取，然后移动到第二料仓12。

如图8所示，移载模组22包括由步进电机221驱动的主动轮222、转动连接于龙门架21上的两个惰轮223a、223b、绕过主动轮222和两个惰轮223a、223b的同步带224以及用来控制同步带224张力的张紧轮225，移载架23包括一个固定在同步带224上的水平安装板2311，龙门架21上设有负重导轨211，水平安装板2311的底部设有匹配负重导轨211的滑块23111，龙门架21的两侧还设有用来防止移载架23撞到惰轮223a、223b的缓冲机构212a、212b。因为移载架23是呈悬臂状伸出的结构，所以既需要一定的载荷，又要防止其因力矩转动变形。负重导轨211可以起到支撑和引导移动的作用，而同步带224在基本不受到竖直力的作用下带着移载架23平移。步进电机221通过正反转来控制移载架23的左右移动。张紧轮225会控制同步带224始终处在绷紧状态。缓冲机构212a、212b一方面是保护两个惰轮223a、223b，另一方面也是对移载架23的移动范围进行限制，这样能够让移动架23在第一料仓11和第二料仓12的合适范围内做往返运动。

如图8所示，移载架23包括滑动部分231和悬挂部分232，滑动部分231包括水平安装板2311、固定于水平安装板2311上的第一立板2312以及连接于水平安装板2311与第一立板2312的夹角内的若干加强筋2313，第一立板2312与悬挂部分232之间设有升降驱动机构233，真空吸头24安装于悬挂部分232的边缘。滑动部分231的结构比较稳固，避免了工作过程中出现太大的抖动。在真空吸头24吸取托盘6的过程中要有小范围的升降运动，不然移载架23平移中可能碰落托盘6，所以需要靠升降驱动机构233实现这种小幅升降。升降驱动机构233可以选用气缸，第一立板2312上具有使悬挂部分232竖直运动的滑轨滑块部件。

如图8所示，悬挂部分232包括连接于升降驱动机构233的第二立板2321、悬挂连接于第二立板2321的座板2322以及固定第二立板2321和座板2322的补强结构2323。这样悬挂部分232的结构也比较稳固，能够避免工作过程的抖动。

如图8所示，座板2322分为多个固定部，每个固定部上均设有一个调节板2324，真空吸头24可调节的固定于调节板2324上。因为设备面对的托盘6尺寸可能有大小，所以需要真空吸头24的位置能够适应托盘6的范围。调节板2324上会设有腰型孔、弧形孔等结构来使真空吸头24的位置可以在一定范围内变动。

如图8所示，座板2322的前后两侧各设有一勾爪机构2325a、2325b，勾爪机构2325a、2325b包括驱动气缸23252、由驱动气缸23252驱动并能够勾住托盘6底面的勾爪23251以及让勾爪23251在座板2322下方运动的滑轨滑块部件。真空吸头24对托盘6吸取之后还是有比较大的碰落风险，所以在转移托盘6过程中还可以通过勾住托盘6的勾爪23251来确保托盘6与移载架23连为一体。

如图1所示，托盘移载机构2的上方设有机械手3，机械手3具有用来从托盘6上拾取产品7的拾取装置31。本设备可以自带机械手3，工作时拾取装置31会将产品7从升起的托盘6中取下产品7，然后转移到生产线上的其他位置。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种不停机托盘上下料设备，包括机架（1）、并排位于所述机架（1）前部的第一料仓（11）和第二料仓（12）、设于所述机架（1）上并在所述第一料仓（11）和所述第二料仓（12）之间移载托盘（6）的托盘移载机构（2），所述第一料仓（11）和所述第二料仓（12）设有结构相同的托盘缓存机构（4a、4b），所述托盘缓存机构（4a、4b）包括抽拉组件（41）和升降组件（42），所述抽拉组件（41）包括底座（413）和通过滑轨部件（412）滑动设于底座（413）上方的托盘底板（411）；所述升降组件（42）包括升降模组（421）、由所述升降模组（421）驱动的连接板（422）以及位于所述连接板（422）左右两侧的夹爪机构（423a、423b），所述夹爪机构（423a、423b）具有水平驱动件（4231）和由所述水平驱动件（4231）带动的夹爪（4232），两个所述夹爪（4232）在所述水平驱动件的驱动下能够从所述托盘底板（411）上夹取托盘（6），其特征在于：所述第一料仓（11 ）或所述第二料仓（12）的上部设有用于夹持定位托盘（6）的托盘定位机构（5），所述托盘定位机构（5）包括靠近所述托盘移载机构（2）设置的正面推块机构（51）、设置于两侧的侧面推块机构（52a、52b）以及位于所述正面推块机构（51）相对位置的基准立板（52），所述托盘定位机构（5）的侧方设有用来感应托盘（6）是否上升到指定位置的感应器（53），所述正面推块机构（51）具有被前气缸（511）驱动的推板（512），两个所述侧面推块机构（52a 、 52b ）均具有被侧气缸（521）驱动的推块（522），控制器利用所述感应器（53）得到的信号控制所述前气缸（511）和两个所述侧气缸（521）的动作，所述夹爪（4232）包括延伸到所述托盘底板（411）侧方的水平夹块（42321）、位于所述水平夹块（42321）下方的支撑板（42322）以及固定于所述水平夹块（42321）与所述支撑板（42322）夹角内侧的补强块（42323），所述底座（413）的两侧设有挡在所述托盘底板（411）左右两个方向的立杆（43），所述水平夹块（42321）具有避位所述立杆（43）的缺口（42324）。

2.根据权利要求1所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述连接板（422）上设有一对导轨（4221），所述夹爪（4232）连接于能够沿着所述导轨（4221）移动的滑动板（4233）上，所述水平驱动件（4231）驱动一个连接于所述滑动板（4233）上的固定块（42331）。

3.根据权利要求1所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述滑轨部件（412）包括与所述底座（413）固定的两条内滑轨（4121）、分别沿着所述内滑轨（4121）滑动的两条外滑轨（4122），所述托盘底板（411）的下部设有能够分别沿着两条所述外滑轨（4122）滑动的滑动块（4123）。

4.根据权利要求1所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述推块（522）上具有避开所述感应器（53）探测范围的上缺口（5221）。

5.根据权利要求4所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述推块（522）在面向托盘（6）的一侧设有若干卡爪（5222），所述卡爪形成用来夹住所述托盘（6）侧边的水平槽（5223），所述侧面推块机构（52a、52b）还包括固定于所述机架（1）上的支架（523）、用来调节所述侧气缸（521）相对于所述支架（523）的竖直位置的竖直调节块（524）、用来调节所述侧气缸（521）相对于所述支架（523）的水平位置的水平调节块（525）。

6.根据权利要求1所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述托盘移载机构（2）包括位于所述第一料仓（11）和所述第二料仓（12）后方的龙门架（21）、位于所述龙门架（21）上的移载模组（22）、由所述移载模组（22）驱动水平移动的移载架（23）和位于所述移载架（23）上的若干真空吸头（24）；所述移载模组（22）包括由步进电机（221）驱动的主动轮（222）、转动连接于所述龙门架（21）上的两个惰轮（223a、223b）、绕过所述主动轮（222）和两个所述惰轮（223a、223b）的同步带（224）以及用来控制所述同步带（224）张力的张紧轮（225），所述移载架（23）包括一个固定在所述同步带（224）上的水平安装板（2311），所述龙门架（21）上设有负重导轨（211），所述水平安装板（2311）的底部设有匹配所述负重导轨（211）的滑块（23111），所述龙门架（21）的两侧还设有用来防止所述移载架（23）撞到所述惰轮（223a、223b）的缓冲机构（212）。

7.根据权利要求6所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述移载架（23）包括滑动部分（231）和悬挂部分（232），所述滑动部分（231）包括所述水平安装板（2311）、固定于所述水平安装板（2311）上的第一立板（2312）以及连接于所述水平安装板（2311）与所述第一立板（2312）的夹角内的若干加强筋（2313），所述第一立板（2312）与所述悬挂部分（232）之间设有升降驱动机构（233），所述真空吸头（24）安装于所述悬挂部分（232）的边缘；所述悬挂部分（232）包括连接于所述升降驱动机构（233）的第二立板（2321）、悬挂连接于所述第二立板（2321）的座板（2322）以及固定所述第二立板（2321）和所述座板（2322）的补强结构（2323）。

8.根据权利要求7所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述座板（2322）分为多个固定部，每个固定部上均设有一个调节板（2324），所述真空吸头（24）可调节的固定于所述调节板（2324）上；所述座板（2322）的前后两侧各设有一勾爪机构（2325a、2325b），所述勾爪机构（2325a、2325b）包括驱动气缸（23252）、由所述驱动气缸（23252）驱动并能够勾住托盘（6）底面的勾爪（23251）以及让所述勾爪（23251）在所述座板（2322）下方运动的滑轨滑块部件。

9.根据权利要求1所述的不停机托盘上下料设备，其特征在于：所述托盘移载机构（2）的上方设有机械手（3），所述机械手（3）具有用来从托盘（6）上拾取产品（7）的拾取装置（31）。

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