CN114313725B - 一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构及方法，物料批量入库转运车、物料单件出库转运车两种设备采用结构形式一致，物料单件出库转运车只是在物料批量入库转运车基础上增加物料顶升分离装置即可实现不同的功能；立体货架缓存量较大且可扩展，其扩展方向与物料批量入库转运车和物料单件出库转运车的运行方向一致，扩展时只需沿转运车运行方向增加货架列数、延长转运车运行轨道即可，必要时可增加转运车数量，采用成批入库的方式接纳生产线前处理工序的高效、大量物料输出，立体货架可对物料进行缓存，根据加工工序的生产供料需求单件出库给加工工序供料，解决了前处理工序与加工工序的节拍矛盾导致的生产不能连续的问题。

Description

一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构及方法

技术领域

本发明属于自动化物流技术领域，主要属于金属型材加工生产线中物料缓存领域，具体涉及一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构及方法。

背景技术

随着我国智能制造的发展和推进，机械制造行业生产线的自动化和智能升级需求越来越旺盛，在机械制造业的一些先进企业中，从单台加工设备自动化向整条生产线自动化、智能化甚至无人工厂发展。型材是机械制造中很常用的长条状的材料，在对型材进行自动化加工的生产线前段，由于型材来料长度尺寸较大(可长达12m)、质量较大(一个物料批可大6000kg)，目前还缺乏完备的智能设备构成完整的智能生产线。在型材智能生产线规划中发现，前处理工序和加工工序之间因工序效率不同，前处理工序效率较高、加工工序效率较低，导致前处理工序不能连续生产，否则在两段工序间必然出现物料堵塞，为此，需要在前处理工序和加工工序之间需要配置型材缓存段以协调工序间的节拍矛盾，使智能生产线的物料流动顺畅起来，前处理工序在一定时间段内可连续生产而不致于出现物料堵塞。这样的缓存段虽然嵌在生产线中，但其运用的技术应归入自动化物流技术领域，在自动化物流领域对于型材这类长条状物料为解决其形状、尺寸的差异化带来的搬运、存储处理的不便，均是采用容器或载具容纳型材后形成规整的形成和尺寸后进行处理。但在生产线中嵌入型材缓存段如采用载具将导致缓存段设备数量大大增加，产线长度明显加长，而载具对加工设备供料又无必要，势必增加不必要的处理设备带来浪费和效率下降，因此寻求一种长条状物料无载具缓存方法及其设备对于解决型材智能生产线的节拍矛盾具有重要意义。

发明内容

为解决上述现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种长条状物料无载具缓存方法及其设备，有效解决型材智能生产线的节拍矛盾，不影响出料入库和出库供料的连续性，实现自动化缓存和供给。具体的，本发明是这样实现的：

一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构，设置在前处理工序段和加工工序段之间，包括：转运车入库运行区、缓存货架区、转运车出库运行区，转运车入库运行区包括：至少一辆能在缓存货架区横向范围内移动的物料批量入库转运车，物料批量入库转运车能通过横向的运行使得其首尾分别对接到前处理工序出料站台的出料端、缓存货架区的缓存货架入料端，缓存货架区包括：可根据缓存量调整排列数的组合式缓存货架，具有与缓存量匹配的货位数，每个货位配置一台辊道存储台；转运车出库运行区包括：至少一辆能在缓存货架区横向范围内移动的物料单件出库转运车，物料单件出库转运车能通过横向的运行使得其首尾分别对接到辊道存储台的出料端、加工工序入料站台的入料端，能输出单根物料到加工工序入料站台的入料端上；物料批量入库转运车、物料单件出库转运车均包含能上下升降的物料批量输送机，升降高度与物料缓存货架的高度相适配。

进一步的，物料批量输送机和辊道存储台之间能通过上下游动力传递装置在对接后传动连动运行，进行物料的输送，上下游动力传递装置的驱动机构设置在物料批量输送机上。

进一步的，所述物料批量输送机和辊道存储台均为输送辊结构进行物料的输送，在物料单件出库转运车的物料批量输送机的输送辊下方，于辊子的间隙内依次沿长度方向设置有一个物料顶升装置，构成一排；物料顶升装置的排数与每台辊道存储台上能放置的物料根数相适配，设置位置正对于物料正下方，每一排的物料顶升装置同步顶起或回落，每次仅能升起一排物料顶升装置，顶升位移高度大于物料的厚度。

进一步的，每一排的物料顶升装置包括一个主动升降装置，其余的均为从动升降装置，通过一根依次连接每个物料顶升装置的连接横杆相连，所述主动升降装置为液压升降机构、电动升降机构或气缸推杆机构中的一种。

进一步的，所述物料批量入库转运车包括：底架与走行驱动系统，作为转运车的移动动力输出和底盘；安装在底盘上的立柱与升降导向系统，载货台与升降驱动系统安装在物料批量输送机上驱动物料批量输送机顺立柱升降。

进一步的，还包括有控制系统，控制系统连接至物料批量入库转运车、物料单件出库转运车、物料批量输送机、上下游动力传递装置、驱动机构、物料顶升装置、底架与走行驱动系统、升降驱动系统，能操控各个机构部件进行相应的对接、输送操作。控制系统可分为两级，一级分别设置在物料批量入库转运车、物料单件出库转运车各有一套，控制物料批量输送机、上下游动力传递装置、驱动机构、物料顶升装置、底架与走行驱动系统、升降驱动系统各机构进行相应的动作，另一级为任务分配和设备调度级，给物料批量入库转运车、物料单件出库转运车下达任务指令、记录任务完成情况和缓存货物状态等。

本发明的另一方面，还公开了一种长条状物料无载具缓存及送料方法，包括以下步骤：入库：步骤S1、在转运车入库运行区内横向运行的物料批量入库转运车移动并对接至前处理工序出料站台的出料端，从前处理工序出料站台的出料端的待入库成批物料整批输送至物料批量入库转运车上；步骤S2、物料批量入库转运车移动并对接至需要入库的物料缓存货架处，将物料批量输送转运到物料缓存货架上；只要前处理工序出料站台有待出料的且物料缓存货架不存满，重复步骤S1～S2，出库：步骤S3、在转运车出库运行区内横向运行的物料单件出库转运车移动并对接至需要出库的物料缓存货架，物料仅保留一根留在物料单件出库转运车上；步骤S4、物料单件出库转运车移动并对接至需要加工的加工工序入料站台的入料端，将单根物料运行输送进入该入料站台；只要加工工序入料站台有需要加工的需求且物料缓存货架有物料，重复步骤S3～S4。

进一步的，缓存货架区包括能根据缓存量调整排列数的组合式物料缓存货架，具有与缓存量匹配的货位数，每个货位配置一台辊道存储台；所述物料批量入库转运车、物料单件出库转运车上设置有能够升降的物料批量输送机，用于和物料缓存货架上相对应高度的辊道存储台对接，所述物料的输送转运是通过物料批量入库转运车、物料单件出库转运车上的上下游动力传递装置与各出、入料台、辊道存储台依次对接后传动驱动进行。

进一步的，步骤S3中物料仅保留一根留在物料单件出库转运车上包括以下步骤：物料整批进入物料单件出库转运车上，每根物料的正下方均设置有物料顶升装置，需要保留的单根物料下方的物料顶升装置升起，将该单根物料顶起脱离物料单件出库转运车的输送面，物料单件出库转运车的上下游动力传递装置反转将剩余物料送回物料缓存货架上后，物料顶升装置下落，被保留的单根物料停留在物料单件出库转运车的输送面上。

进一步的，步骤中还包括：当需要给料加工工序入料站台的数量为N时，物料单件出库转运车上被物料顶升装置升起保留的物料数量为N，随后沿移动方向依次给每个需要给料加工工序入料站台进行给料，给料输送时，N-1根长条物料被升起，单根物料进入该需要给料加工工序入料站台；运行至下一个需要给料加工工序入料站台后，仅下落一根长条物料在输送面上进行输送，直至所有物料被输送完成；物料单件出库转运车的数量可以为多辆，每辆对应负责相应数量的加工工序入料站台。

本发明的工作原理和有益效果介绍：物料批量入库转运车的智能控制系统接收到生产线管理系统的入库指令后，把前处理工序出料站台已准备好的成批物料转运到物料缓存货架的指定货位的辊道存储台存储，当加工工序需要供料时，物料单件出库转运车的智能控制系统按到生产线管理系统的出库指令把加工工序需要的单件物料转运到加工工序入料站台。整套系统结构设计精简、紧凑合理，无过多的零部件结构、动力结构、具备动力结构的部分用料少，结构不复杂，货架可以是多层结构，出料入库缓存和从缓存出库送料始终呈连续运行，不间断给料，全程自动化操作，结构可靠合理有效，稳定性强，精准度高。

附图说明

图1、2为本发明一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构的原理示意图；

图3、4为本发明的物料入库、出库的对接示意图；

图5为物料批量入库转运车、物料单件出库转运车的立面结构示意图；

图6、7为本发明的物料顶升装置结构和原理示意图；

其中：1—物料批量入库转运车、2—物料缓存货架、3—辊道存储台、4—物料单件出库转运车、5—物料批量输送机、6—上下游动力传递装置、7—升降驱动系统、8—物料顶升装置、9—主动升降装置、10—连接横杆、11—从动升降装置、12—立柱与升降导向系统、13—底架与走行驱动系统、14—载货台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：缓存段总体设计：长条状物料(以下简称物料)沿物料长度方向输送，在前处理工序出料站台和加工工序入料站台之间设置缓存段，物料从前处理工序输送进入缓存段。缓存段分为三个区域，第一个区域是物料批量入库转运车1的运行区，前处理工序出料站台多件物料组成批，由物料批量入库转运车1送入第二个区域物料缓存货架2区，第三个区域是物料单件出库转运车4运行区，加工工序需要的单件物料由物料单件出库转运车4从物料缓存货架2上的成批物料中挑选出来送到加工工序入料站台。

缓存设备：分别为物料批量入库转运车1、物料缓存货架2、物料单件出库转运车4。

物料批量入库转运车1，包括轨道系统、底架与走行驱动系统13、立柱与升降导向系统12、顶横梁、载货台14与升降驱动系统7、物料批量输送机5、上下游驱动装置、智能控制系统。

物料缓存货架2，包括货架框架结构、辊道存储台3。

物料单件出库转运车4，包括轨道系统、底架与走行驱动系统13、立柱与升降导向系统12、顶横梁、载货台14与升降驱动系统7、物料批量输送机5、上下游动力传递装置6、物料顶升装置8、智能控制系统。

工作过程：

入库时，物料批量入库转运车1的智能控制系统接收到生产线管理系统的入库指令后运行至前处理工序出料站台处，物料批量输送机5与前处理工序出料站台对接，把前处理工序出料站台上的成批物料通过输送到物料批量输送机5上，物料批量入库转运车1运行至物料缓存货架2的指定货位处，物料批量输送机5与指定货位的辊道存储台3对接，物料批量输送机5配合上下游动力传递装置6把成批物料输送到指定货位的辊道存储台3上；

出库时，物料单件出库转运车4的智能控制系统接收到生产线管理系统的出库指令后运行至物料缓存货架2的指定货位处，物料批量输送机5与指定货位的辊道存储台3对接，物料批量输送机5配合上下游动力传递装置6把成批物料输送到物料批量输送机5上，物料顶升装置8顶起该成批物料中需要出库的单件物料，物料批量输送机5配合上下游动力传递装置6把成批物料中不需要出库的其它单件物料输送到指定货位的辊道存储台3上后，物料单件出库转运车4运行至加工工序供料站台，物料批量输送机5与加工工序供料站台对接，把单件物料输送到加工工序供料站台。

需要说明的是，本实施例中所述的上下游动力传递装置6为现有技术的结构产品，其产品为申请人在先专利CN202022792383.4一种存储辊道台输送装置中有所提及其输送传递原理和结构。也可以是其他厂家的上下游动力传递输送设备，比如链条、齿轮的契合实现的动力传递等均可使用，本发明仅仅利用了这种技术产品，并非对这种技术部件作出改进，因此不再过多描述其结构。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种长条状物料无载具缓存及送料系统结构，设置在前处理工序段和加工工序段之间，其特征在于包括：转运车入库运行区、缓存货架区、转运车出库运行区，

转运车入库运行区包括：至少一辆能在缓存货架区横向范围内移动的物料批量入库转运车，物料批量入库转运车能通过横向的运行使得其首尾分别对接到前处理工序出料站台的出料端、缓存货架区的缓存货架入料端，

缓存货架区包括：能根据缓存量调整排列数的组合式物料缓存货架，具有与缓存量匹配的货位数，每个货位配置一台辊道存储台；

转运车出库运行区包括：至少一辆能在缓存货架区横向范围内移动的物料单件出库转运车，物料单件出库转运车能通过横向的运行使得其首尾分别对接到辊道存储台的出料端、加工工序入料站台的入料端，能输出单根物料到加工工序入料站台的入料端上；

物料批量入库转运车、物料单件出库转运车均包含能上下升降的物料批量输送机，升降高度与物料缓存货架的高度相适配；

所述物料批量输送机和辊道存储台均为输送辊结构进行物料的输送，在物料单件出库转运车的物料批量输送机的输送辊下方，于辊子的间隙内依次沿长度方向设置有一个物料顶升装置，构成一排；物料顶升装置的排数与每台辊道存储台上能放置的物料根数相适配，设置位置正对于物料正下方，每一排的物料顶升装置同步顶起或回落，每次仅能升起一排物料顶升装置，顶升位移高度大于物料的厚度；

物料整批进入物料单件出库转运车上，每根物料的正下方均设置有所述物料顶升装置，能将需要保留的单根物料下方的物料顶升装置升起，能将该单根物料顶起脱离物料单件出库转运车的输送面，物料单件出库转运车的上下游动力传递装置反转将剩余物料送回物料缓存货架上后，物料顶升装置下落，被保留的单根物料停留在物料单件出库转运车的输送面上。

2.根据权利要求书1所述的长条状物料无载具缓存及送料系统结构，其特征在于，所述物料批量输送机和辊道存储台之间能通过上下游动力传递装置在对接后传动连动运行，进行物料的输送，上下游动力传递装置的驱动机构设置在物料批量输送机上。

3.根据权利要求书1所述的长条状物料无载具缓存及送料系统结构，其特征在于，每一排的物料顶升装置包括一个主动升降装置，其余的均为从动升降装置，通过一根依次连接每个物料顶升装置的连接横杆相连，所述主动升降装置为液压升降机构、电动升降机构或气缸推杆机构中的一种。

4.根据权利要求书3所述的长条状物料无载具缓存及送料系统结构，其特征在于，所述物料批量入库转运车包括：

底架与走行驱动系统，作为转运车的移动动力输出和底盘；安装在底盘上的立柱与升降导向系统，载货台与升降驱动系统安装在物料批量输送机上驱动物料批量输送机顺立柱升降。

5.根据权利要求书4所述的长条状物料无载具缓存及送料系统结构，其特征在于，还包括有控制系统，控制系统连接至物料批量入库转运车、物料单件出库转运车、物料批量输送机、上下游动力传递装置、驱动机构、物料顶升装置、底架与走行驱动系统、升降驱动系统，能操控各个机构部件进行相应的对接、输送操作。

6.一种基于权利要求1-5任意一项所述的长条状物料无载具缓存及送料系统结构的送料方法，其特征在于包括以下步骤：

入库：

步骤S1、在转运车入库运行区内横向运行的物料批量入库转运车移动并对接至前处理工序出料站台的出料端，从前处理工序出料站台的出料端的待入库成批物料整批输送至物料批量入库转运车上；

步骤S2、物料批量入库转运车移动并对接至需要入库的物料缓存货架处，将物料批量输送转运到物料缓存货架上；只要前处理工序出料站台有待出料的且物料缓存货架不存满，重复步骤S1~S2，

出库：

步骤S3、在转运车出库运行区内横向运行的物料单件出库转运车移动并对接至需要出库的物料缓存货架，物料仅保留一根留在物料单件出库转运车上；物料整批进入物料单件出库转运车上，每根物料的正下方均设置有物料顶升装置，需要保留的单根物料下方的物料顶升装置升起，将该单根物料顶起脱离物料单件出库转运车的输送面，物料单件出库转运车的上下游动力传递装置反转将剩余物料送回物料缓存货架上后，物料顶升装置下落，被保留的单根物料停留在物料单件出库转运车的输送面上；

步骤S4、物料单件出库转运车移动并对接至需要加工的加工工序入料站台的入料端，将单根物料运行输送进入该入料站台；只要加工工序入料站台有需要加工的需求且物料缓存货架有物料，重复步骤S3~S4。

7.根据权利要求书6所述的送料方法，其特征在于，所述物料批量入库转运车、物料单件出库转运车上设置有能够升降的物料批量输送机，用于和物料缓存货架上相对应高度的辊道存储台对接，所述物料的输送转运是通过物料批量入库转运车、物料单件出库转运车上的上下游动力传递装置与各出、入料台、辊道存储台依次对接后传动驱动进行。

8.根据权利要求书6所述的送料方法，其特征在于，步骤中还包括：

当需要给料加工工序入料站台的数量为N时，物料单件出库转运车上被物料顶升装置升起保留的物料数量为N，随后沿移动方向依次给每个需要给料加工工序入料站台进行给料，

给料输送时，N-1根长条物料被升起，单根物料进入该需要给料加工工序入料站台；运行至下一个需要给料加工工序入料站台后，仅下落一根长条物料在输送面上进行输送，直至所有物料被输送完成；

物料单件出库转运车的数量为多辆，每辆对应负责相应数量的加工工序入料站台。