CN113772472B - 一种卷料激光切割堆垛装置及其堆垛方法 - Google Patents

一种卷料激光切割堆垛装置及其堆垛方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及数控机床领域，更具体地，涉及一种卷料激光切割堆垛装置及其堆垛方法。一种卷料激光切割堆垛装置，包括依次相连接的开卷校平设备、卷料切割设备、运输平台、用于堆叠卷料的码垛机构、用于运输堆叠卷料的AGV升降车、料库入库机构、多列料库、自动上下料机构以及平面激光切割机，本发明通过设置多种自动化运输设备，极大的提高工件堆垛的节拍效率，通过堆垛的方式防止板材表面出现划伤，并且通过AGV升降车，满足板材堆垛高度调节的需求，同时通过AGV自动按预设轨迹进行入库的方式来进行板材智能储存，卷料切割通过运输平台以及码垛机构可以进行激光切割成品和坯料的不同下料需求。

Description

一种卷料激光切割堆垛装置及其堆垛方法
技术领域
本发明涉及数控机床领域，更具体地，涉及一种卷料激光切割堆垛装置及其堆垛方法。
背景技术
现有的板材在目前的工业生产中，为了便于运输和存放，板材都是收成卷材。在生产加工时，将卷料进行开卷和校平后形成板材，再将板材导入到激光切割设备进行切割。卷料激光切割生产线主要由CAD/CAM编程系统、自动开卷、校平系统、伺服自动送料、激光切割系统组成，可实现按计划运转，大大提高了生产效率，减轻劳动力负担，减低生产成本，减少占地面积，具有高效率、高精密、低成本、操作方便等特点。一般的卷料激光切割机可以切割编辑好的成品图形，也可以只做激光裁断将板材剪断成胚料的功能。由于现有的真空吸盘下料机构只能对于节拍要求不高的产品切割产品进行下料，而如果是只使用激光裁断将板材剪断成胚料的话，切割的速度非常快，传统的真空吸盘下料机构节拍是无法满足生产需求的。所以需要开发出一款同时满足成品下料和胚料下料的机构来应对不同产品的智能下料和码垛的需求，同时需要将码垛好的材料智能的送入至各个指定的原材料仓库中进行存储的方法。
在公开号为CN104607803B的中国专利中，提出了一种卷料板材自动激光切割系统及其方法。包括有开平机连接为一体的激光切割机，以及整体的电控装置，能够实现连续切割和自动进料，防止进料跑偏，降低工人的劳动强度，提高加工效率，但该技术方案的工作效率受限于切割机的切割效率，在大规模的切割作业时难以及时对激光截断板材下料暂存，容易造成生产线阻塞，生产节拍难以提升的情况。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的激光切割板材下料慢以及缺乏对胚料自动储存的问题，提供一种卷料激光切割堆垛装置及其堆垛方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种卷料激光切割堆垛装置，包括用于卷料平整的开卷校平设备、用于对平整后的卷料进行胚料切割的卷料切割设备、用于输送胚料的运输平台、用于承接运输平台输送的胚料并沿竖向方向快速将胚料转移至AGV升降车上的码垛机构，所述AGV升降车位于所述码垛机构的下方，所述开卷校平设备、卷料切割设备、运输平台以及码垛机构依次设置，还包括用于将AGV升降车送过来的胚料转移至切割工作位的自动上下料机构以及用于切割胚料的平面激光切割机，所述自动上下料机构以及平面激光切割机依次设置，所述开卷校平设备、卷料切割设备、运输平台、码垛机构、AGV升降车、自动上下料机构以及平面激光切割机都与控制装置相连接。
在本技术方案中，卷料激光切割堆垛装置通过开卷校平设备以及卷料切割设备对卷材实施卷平和切割作业，当卷料激光切割机只做激光裁断将板材剪断成胚料时，卷料在输送至码垛机构后进行堆叠，通过AGV升降车，满足板材堆垛高度调节的需求，同时通过AGV自动按预设轨迹进行入库的方式来进行板材智能储存，卷料切割通过运输平台以及码垛机构可以进行激光切割成品和胚料的不同下料需求。
优选地，所述码垛机构包括机架、用于胚料移动的支撑导向轮组件以及用于支撑导向轮组件翻转的旋转机构，所述旋转机构安装在所述机架上并与所述支撑导向轮组件相连，所述AGV升降车位于所述支撑导向轮组件下方。在本技术方案中，支撑导向轮旋转机构，支撑导向轮安装与机架上，当胚料从卷料切割设备上切割完成输送至码垛机构时，首先由支撑导向轮对板材起支撑和导向作用，由于板材和导向轮是滚动摩擦，所以不会在板材表面留下划痕，当胚料完全输送至支撑导向轮后，支撑导向轮旋转机构做逆时针方向转动，使胚料板材能快速自上而下落下来在AGV升降车上进行堆垛处理。当胚料板材落下后，支撑导向轮旋转机构复位进行下一张板材的接料需求。
优选地，所述旋转机构包括安装在所述机架相对侧的旋转支架、安装在同侧的一个所述旋转支架上的电机以及与电机输出轴相连的旋转轴，所述旋转轴的另一端与同侧的另一个所述旋转支架转动连接，所述旋转轴与所述支撑导向轮组件固定相连。在本技术方案中，安装在旋转机构的旋转支架上的旋转轮可以通过旋转带动卷料移动，使卷料下落至所述AGV升降车上。
优选地，所述支撑导向轮组件包括与旋转轴固定相连的连接杆、与所述连接杆相连的导向板以及安装在所述导向板内侧并用于胚料移动的导向轮，所述AGV升降车位于导向轮上的胚料下方。在本技术方案中，当卷料移动至导向板上，导向轮可以带动胚料向前移动。
优选地，所述开卷校平设备上设有用于运输卷料的伺服送料机构，所述伺服送料机构与所述卷料切割设备相连接。在本技术方案中，所述卷料切割设备根据开卷机的送料速度做同步在线切割，即通过横梁叠加送料速度做卷料送料的不停机切割，切割好的卷料通过滚道运送到运输平台，当生产节拍要求不高的时候，在卷料切割设备上完成切割的卷料可通过吸盘下料机构进行下料并入库。
优选地，所述运输平台为与所述卷料切割设备相连接的滚道，所述运输平台侧还设有用于对胚料进行下料作业的吸盘下料机构，所述卷料激光切割堆垛装置还包括依次设置用于转移AGV升降车输送胚料的料库入库机构、用于储存料库入库机构输送胚料的多列料库。在本技术方案中，卷料切割设备通过滚道将切割好的卷料输送到运输平台，当生产节拍要求不高的时候，在卷料切割设备上完成切割的卷料可通过吸盘下料机构进行下料并入库；当生产节拍要求较高时卷料切割设备仅对卷料做截断作业，此时将运输平台仅作为输送中转将截断的卷料输送至码垛机构，料库入库机构通过AGV升降车将胚料转移入库并输送到多列料库。
优选地，所述激光切割机设有用于输出切割成品的输出端，所述自动上下料机构上设有用于下料的下料结构，所述输出端与所述下料结构相连接。在本技术方案中，激光切割机上切割完成的成品通过自动上下料机构上的下料结构将成品移动至成品输送线上进行分拣。
一种卷料激光切割堆垛方法，包括以下步骤：
S1：卷料通过开卷校平设备整平后通过开卷校平设备上的伺服送料机构将移送至卷料切割设备上；
S2:根据生产情况要求，卷料切割设备对卷料实施切割截断作业时，卷料切割设备切割出来的胚料从运输平台通过；在所述步骤S2中，根据生产情况要求卷料切割设备截断并切割卷料时，卷料切割设备的切割时间大于运输平台的下料时间，卷料切割设备截断的卷料成品通过安装在运输平台侧的吸盘下料机构进行下料。在所述步骤S2中，当卷料切割设备只做板材裁断功能时，此时的切割时间是小于运输平台的下料时间，卷料切割设备切割的胚料的通过码垛机构进行快速堆垛；当一块胚料被完全输送至码垛机构时，码垛机构使胚料快速自上而下落下，并落入位于码垛机构底部的AGV升降车上的托盘；当胚料在AGV升降车上的托盘堆垛到设定好的数量后，由AGV升降车带动胚料移动至料库入库机构上，由AGV升降车上的叉车机构将码垛好的胚料与托盘直接移送至料库入库机构的接料台车上，并通过料库入库机构将胚料移送至多列料库上； 多列料库里存放的胚料通过自动上下料机构移送至平面激光切割机上，平面激光切割机上切割完成的成品通过自动上下料机构上的下料结构将成品移动至成品输送线上进行分拣。
与现有技术相比，有益效果是：本发明通过设置多种自动化运输设备，极大的提高工件堆垛的节拍效率，通过堆垛的方式防止板材表面出现划伤，并且通过AGV升降车，满足板材堆垛高度调节的需求，同时通过AGV自动按预设轨迹进行入库的方式来进行板材智能储存，卷料切割通过运输平台以及码垛机构可以进行激光切割成品和胚料的不同下料需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的码垛机构的结构示意图。
附图标记说明：1-开卷校平设备，2-卷料切割设备，3-运输平台，4-码垛机构，41-机架，42-支撑导向轮旋转机构，421-旋转支架，422-旋转轮，423-旋转轴，43-支撑导向轮组件，431-胚料，432-导向轮，433-连接杆，434-导向板，5-AGV升降车，6-料库入库机构，7-多列料库，8-自动上下料机构，9-平面激光切割机。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1和图2所示，一种卷料激光切割堆垛装置，包括用于卷料平整的开卷校平设备1、用于对平整后的卷料进行胚料切割的卷料切割设备2、用于输送胚料的运输平台3、用于承接运输平台3输送的胚料并沿竖向方向快速将胚料转移至AGV升降车5上的码垛机构4，AGV升降车5位于码垛机构4的下方，开卷校平设备1、卷料切割设备2、运输平台3以及码垛机构4依次设置，还包括用于将AGV升降车5送过来的胚料转移至切割工作位的自动上下料机构8以及用于切割胚料的平面激光切割机9，自动上下料机构8以及平面激光切割机9依次设置，AGV升降车5设有可对接码垛机构4的对接部，开卷校平设备1、卷料切割设备2、运输平台3、码垛机构4、AGV升降车5、自动上下料机构8以及平面激光切割机9都与控制装置相连接。
在本实施例中，卷料激光切割堆垛装置通过开卷校平设备1以及卷料切割设备2对卷材实施卷平和切割作业，当卷料激光切割机只做激光裁断将板材剪断成胚料时，卷料在输送至码垛机构4后进行堆叠，通过AGV升降车5，满足板材堆垛高度调节的需求，同时通过AGV自动按预设轨迹进行入库的方式来进行板材智能储存，卷料切割通过运输平台3以及码垛机构4可以进行激光切割成品和胚料的不同下料需求。
其中，码垛机构4包括机架41、用于胚料移动的支撑导向轮432组件43以及用于支撑导向轮432组件43翻转的旋转机构，旋转机构安装在机架41上并与支撑导向轮432组件43相连，AGV升降车5位于支撑导向轮432组件43下方。在本实施例中，支撑导向轮432旋转机构42，支撑导向轮432安装与机架41上，当胚料从卷料切割设备2上切割完成输送至码垛机构4时，首先由支撑导向轮432对板材起支撑和导向作用，由于板材和导向轮432是滚动摩擦，所以不会在板材表面留下划痕，当胚料完全输送至支撑导向轮432后，支撑导向轮432旋转机构42做逆时针方向转动，使胚料板材能快速自上而下落下来在AGV升降车5上进行堆垛处理。当胚料板材落下后，支撑导向轮432旋转机构42复位进行下一张板材的接料需求。
另外，旋转机构42包括安装在机架41相对侧的旋转支架421、安装在同侧的一个旋转支架421上的电机以及与电机输出轴相连的旋转轴423，旋转轴423的另一端与同侧的另一个旋转支架421转动连接，旋转轴423与支撑导向轮组件43固定相连。在本实施例中，安装在旋转机构的旋转支架421上的旋转轮422可以通过旋转带动卷料移动，使卷料下落至AGV升降车5上。
其中，支撑导向轮组件43包括与旋转轴423固定相连的连接杆433、与连接杆433相连的导向板434以及安装在导向板434内侧并用于胚料431移动的导向轮432，AGV升降车5位于导向轮432上的胚料431下方。在本实施例中，当卷料移动至导向板434上，导向轮432可以带动胚料431向前移动。
另外，开卷校平设备1上设有用于运输卷料的伺服送料机构，伺服送料机构与卷料切割设备2相连接。在本实施例中，卷料切割设备2根据开卷机的送料速度做同步在线切割，即通过横梁叠加送料速度做卷料送料的不停机切割，切割好的卷料通过滚道运送到运输平台3，当生产节拍要求不高的时候，在卷料切割设备2上完成切割的卷料可通过吸盘下料机构进行下料并入库。
其中，运输平台3为与卷料切割设备2相连接的滚道，运输平台3侧还设有用于对胚料进行下料作业的吸盘下料机构，卷料激光切割堆垛装置还包括依次设置用于转移AGV升降车5输送胚料的料库入库机构6、用于储存料库入库机构6输送胚料的多列料库7。在本实施例中，卷料切割设备2通过滚道将切割好的卷料输送到运输平台3，当生产节拍要求不高的时候，在卷料切割设备2上完成切割的卷料可通过吸盘下料机构进行下料并入库；当生产节拍要求较高时卷料切割设备2仅对卷料做截断作业，此时将运输平台3仅作为输送中转将截断的卷料输送至码垛机构4，料库入库机构6通过AGV升降车5将胚料转移入库并输送到多列料库7。
另外，平面激光切割机9设有用于输出切割成品的输出端，自动上下料机构8上设有用于下料的下料结构，输出端与下料结构相连接。在本实施例中，平面激光切割机9上切割完成的成品通过自动上下料机构8上的下料结构将成品移动至成品输送线上进行分拣。
如图1和图2所示，一种卷料激光切割堆垛方法，包括以下步骤：
S1：卷料通过开卷校平设备1整平后通过开卷校平设备1上的伺服送料机构将移送至卷料切割设备2上；
S2:根据生产情况要求，卷料切割设备对卷料实施切割截断作业时，卷料切割设备切割出来的胚料从运输平台通过；在所述步骤S2中，根据生产情况要求卷料切割设备2截断并切割卷料时，卷料切割设备2的切割时间大于运输平台3的下料时间，卷料切割设备2截断的卷料成品通过安装在运输平台3侧的吸盘下料机构进行下料；在所述步骤S2中，当卷料切割设备2只做板材裁断功能时，此时的切割时间是小于运输平台3的下料时间，卷料切割设备2切割的胚料的通过码垛机构4进行快速堆垛；当一块胚料被完全输送至码垛机构4时，码垛机构4使胚料快速自上而下落下，并落入位于码垛机构4底部的AGV升降车5上的托盘；当胚料在AGV升降车5上的托盘堆垛到设定好的数量后，由AGV升降车5带动胚料移动至料库入库机构6上，由AGV升降车5上的叉车机构将码垛好的胚料与托盘直接移送至料库入库机构6的接料台车上，并通过料库入库机构6将胚料移送至多列料库7上；多列料库7里存放的胚料通过自动上下料机构8移送至平面激光切割机9上，平面激光切割机9上切割完成的成品通过自动上下料机构8上的下料结构将成品移动至成品输送线上进行分拣。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种卷料激光切割堆垛装置，其特征在于：包括用于卷料平整的开卷校平设备（1）、用于对平整后的卷料进行胚料切割的卷料切割设备(2)、用于输送胚料的运输平台(3)、用于承接运输平台（3）输送的胚料并沿竖向方向将胚料转移至AGV升降车(5)上的码垛机构（4），所述AGV升降车(5)位于所述码垛机构（4）的下方，所述开卷校平设备（1）、卷料切割设备(2)、运输平台(3)以及码垛机构（4）依次设置，还包括用于将AGV升降车(5)送过来的胚料转移至切割工作位的自动上下料机构(8)以及用于切割胚料的平面激光切割机(9)，所述自动上下料机构(8)以及平面激光切割机(9)依次设置，所述AGV升降车(5)设有可对接码垛机构(4)的对接部，所述开卷校平设备（1）、卷料切割设备(2)、运输平台(3)、码垛机构（4）、AGV升降车(5)、自动上下料机构(8)以及平面激光切割机(9)都与控制装置相连接；所述码垛机构(4)包括机架(41)、用于胚料移动的支撑导向轮组件(43)以及用于支撑导向轮组件（43）翻转的旋转机构(42)，所述旋转机构(42)安装在所述机架(41)上并与所述支撑导向轮组件（43）相连，所述胚料（431）的底部放置在支撑导向轮组件（43）上；所述AGV升降车(5)位于所述支撑导向轮组件（43）下方；所述旋转机构(42)包括安装在所述机架（41）相对侧的旋转支架（421）、安装在同侧的一个所述旋转支架（421）上的电机以及与电机输出轴相连的旋转轴（423），所述旋转轴（423）的另一端与同侧的另一个所述旋转支架（421）转动连接，所述旋转轴（423）与所述支撑导向轮组件（43）固定相连；所述支撑导向轮组件（43）包括与旋转轴（423）固定相连的连接杆（433）、与所述连接杆（433）相连的导向板（434）以及安装在所述导向板（434）内侧并用于胚料(431)移动的导向轮（432），所述AGV升降车(5)位于导向轮（432）上的胚料(431)下方；所述开卷校平设备（1）上设有用于运输卷料的伺服送料机构，所述伺服送料机构与所述卷料切割设备(2)相连接；所述运输平台(3)为与所述卷料切割设备（2）相连接的滚道，所述运输平台(3)侧还设有用于对胚料进行下料作业的吸盘下料机构，所述卷料激光切割堆垛装置还包括依次设置用于转移AGV升降车(5)输送胚料的料库入库机构(6)、用于储存料库入库机构(6)输送胚料的多列料库(7)；所述平面激光切割机（9）设有用于输出切割成品的输出端，所述自动上下料机构(8)上设有用于下料的下料结构，所述输出端与所述下料结构相连接；
卷料激光切割堆垛方法，包括以下步骤：
S1：卷料通过开卷校平设备（1）整平后通过开卷校平设备（1）上的伺服送料机构将移送至卷料切割设备(2)上；
S2:根据生产情况要求，卷料切割设备（2）对卷料实施切割截断作业时，卷料切割设备（2）切割出来的胚料从运输平台(3)通过；在所述步骤S2中，根据生产情况要求卷料切割设备（2）截断并切割卷料时，卷料切割设备（2）的切割时间大于运输平台(3)的下料时间，卷料切割设备（2）截断的卷料成品通过安装在运输平台(3)侧的吸盘下料机构进行下料；在所述步骤S2中，当卷料切割设备（2）只做板材裁断功能时，此时的切割时间是小于运输平台(3)的下料时间，卷料切割设备（2）切割的胚料的通过码垛机构(4)进行快速堆垛；当一块胚料被完全输送至码垛机构(4)时，码垛机构(4)使胚料快速自上而下落下，并落入位于码垛机构(4)底部的AGV升降车(5)上的托盘；当胚料在AGV升降车(5)上的托盘堆垛到设定好的数量后，由AGV升降车(5)带动胚料移动至料库入库机构(6)上，由AGV升降车(5)上的叉车机构将码垛好的胚料与托盘直接移送至料库入库机构（6）的接料台车上，并通过料库入库机构（6）将胚料移送至多列料库(7)上；多列料库(7)里存放的胚料通过自动上下料机构(8)移送至平面激光切割机（9）上，平面激光切割机（9）上切割完成的成品通过自动上下料机构(8)上的下料结构将成品移动至成品输送线上进行分拣。
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