CN218289293U - 一种钢轨双向自动上料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢轨双向自动上料系统，包括至少两个并排布置的上料装置，所述上料装置包括底座、上料支架和拉料小车，所述上料支架固定在所述底座一侧且与待上料钢轨垂直布置，所述底座的台面两侧平行于上料支架的方向设有导轨，所述底座的台面中部设有齿条，所述拉料小车设置在所述导轨上方并与所述导轨滑动连接；所述拉料小车内设置有升降机构、驱动机构，所述升降机构的顶部设置有托盘，所述驱动机构通过齿轮与所述齿条啮合驱动所述拉料小车沿所述导轨移动，并通过所述托盘将位于所述上料支架上的待上料钢轨托起后移送至工作位置。采用双向上料，减少了长钢轨旋转掉头工作，减轻操作人员劳动强度，减少了安全隐患。

Description

一种钢轨双向自动上料系统

技术领域

本实用新型属于作业运输钢轨输送技术领域，具体涉及一种钢轨双向自动上料系统。

背景技术

在对钢轨进行加工制造时，一般将一捆钢轨放置在上料架上，为了减轻劳动强度，提高效率，通常采用自动送料系统，依次将钢轨移送到工作位，完成钢轨加工任务。

目前常用的送料系统为利用联轴器通过链条将各上料架上的单向推料机构连成一体。当需要送料时，联轴器反向转动，各料架上的单向推料机构同步移动往钢轨方向移动，当单向推料机构接触钢轨时，推料挡头发生旋转，平行穿过钢轨底部，当移动到钢轨另一侧时，推料挡头复位，当所有上料架上的挡头穿过钢轨轨底且复位后，联轴器正向旋转，将钢轨平行向前移动，直至移动到工作位。

此方法的局限性在所有上料架上的推料机构为同步移动，要实现正常送料，需满足上料架上的钢轨必须垂直于上料架且两根相邻钢轨之间有一定的间隙，或者两根钢轨中间留有足够的距离使所有的推料机构处于两个相邻钢轨之间；另外由于推料机构为单向推料，无法实现两侧上料，只能朝一个方向进行送料。在送料时，钢轨与上料架直接产生滑动摩擦，增加作业噪声、同时滑动摩擦时易对钢轨轨底产生划痕，影响产品质量。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种钢轨双向自动上料系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种钢轨双向自动上料系统，包括至少两个并排布置的上料装置，所述上料装置包括底座、上料支架和拉料小车，所述上料支架固定在所述底座一侧且与待上料钢轨垂直布置，所述底座的台面两侧平行于上料支架的方向设有导轨，所述底座的台面中部设有齿条，所述拉料小车设置在所述导轨上方并与所述导轨滑动连接；所述拉料小车内设置有升降机构、驱动机构，所述升降机构的顶部设置有托盘，所述驱动机构通过齿轮与所述齿条啮合驱动所述拉料小车沿所述导轨移动，并通过所述托盘将位于所述上料支架上的待上料钢轨托起后移送至工作位置。

进一步地，所述驱动机构为竖直设置的伺服电机，所述齿轮固定在所述伺服电机的主轴上；所述升降机构由菱形千斤顶和驱动所述菱形千斤顶的驱动电机构成；所述菱形千斤顶的顶端固定有支撑柱，所述托盘固定在所述支撑柱的顶端。

进一步地，所述上料系统还包括控制系统，所述控制系统分别与所述伺服电机、驱动电机的控制端电连接。

进一步地，所述拉料小车上端固定有第一光电开关和第二光电开关，且所述第一光电开关和第二光电开关沿平行于所述上料支架方向设置且分别位于所述托盘两侧，并与所述控制系统电连接。

进一步地，所述托盘上沿平行于所述上料支架的方向设置有两个条形孔，且所述第一光电开关和第二光电开关的头部分别朝向所述条形孔。

进一步地，所述拉料小车内部设置有上限位开关和下限位开关，且所述上限位开关和下限位开关分别与所述驱动电机的电源线串联连接。

进一步地，所述托盘上端固定有若干弹簧式万向滚珠。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型实现了一套上料系统，双向送料的功能，减少了设备投资，节约了生产作业场地投入，采用双向上料，减少了长钢轨旋转掉头工作，减轻操作人员劳动强度，减少了安全隐患；

2、本实用新型采用独立的拉料小车进行钢轨定位，钢轨倾斜或者相邻两根钢轨间隙很小时可正常送料，且不影响送料的精度，大大减轻了操作人员反复调整钢轨状态的工作，减少钢轨上料的辅助时间，同时提高了工作效率；

3、钢轨送料过程中采用升降机构将钢轨顶升脱离上料架，减少送料过程中轨底划伤，避免影响产品质量，且送料过程中采用直线导轨副，进一步提高了送料的精准度，进而提高了工作位的加工质量；

4、利用本实用新型上料时采用钢轨底部托起方式，能适应所有底部为平面的钢轨，通用性强。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为托盘表面的结构示意图；

图4为第一光电开关和第二光电开关的布置示意图；

图5为本实用新型的使用状态示意图；

图6为本实用新型的控制原理示意图。

附图标记说明：

1-上料装置；2-待上料钢轨；3-控制系统；4-第一光电开关；5-第二光电开关；6-上限位开关；7-下限位开关；1-1-底座；1-2-上料支架；1-3-拉料小车；1-4-导轨；1-5-齿条；1-6-升降机构；1-7-驱动机构；1-8-托盘；1-9-齿轮；1-10-滑块；1-11-支撑柱；1-12-弹簧式万向滚珠；1-13-条形孔；1-6-1-菱形千斤顶；1-6-2-驱动电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

请同时参见图1～图6，本实用新型实施例公开了一种钢轨双向自动上料系统，包括至少两个并排布置的上料装置1，所述上料装置1包括底座1-1、上料支架1-2和拉料小车1-3，所述上料支架1-2固定在所述底座1-1一侧且与待上料钢轨2垂直布置，待上料钢轨2放置在所述上料支架1-2上。

所述底座1-1的台面两侧平行于上料支架1-2的方向设有导轨1-4，所述底座1-1的台面中部设有齿条1-5，所述拉料小车1-3设置在所述导轨1-4上方并与所述导轨1-4滑动连接；所述拉料小车1-3内设置有升降机构1-6、驱动机构1-7，所述升降机构1-6的顶部设置有托盘1-8，所述驱动机构1-7通过齿轮1-9与所述齿条1-5啮合驱动所述拉料小车1-3沿所述导轨1-4移动，并通过所述托盘1-8将位于所述上料支架1-2上的待上料钢轨2托起后移送至工作位置。

所述驱动机构1-7为竖直设置的伺服电机，所述伺服电机的主轴伸出所述拉料小车1-3的下端面，所述齿轮1-9固定在所述伺服电机的主轴上并与所述齿条1-5啮合，从而提供拉料小车1-3移动的动力，同时，所述拉料小车1-3下端两侧设置有滑块1-10，所述滑块1-10与所述导轨1-4滑动连接，给拉料小车1-3提供良好的导向作用。当伺服电机启动后，伺服电机的电机轴带动齿轮1-9旋转，齿轮1-9沿齿条1-5直线运动，使得滑块1-10沿导轨1-4滑动，从而使得拉料小车1-3沿底座1-1移动。

所述升降机构1-6由菱形千斤顶1-6-1和驱动所述菱形千斤顶1-6-1的驱动电机1-6-2构成；所述菱形千斤顶1-6-1的顶端固定有支撑柱1-11，所述托盘1-8固定在所述支撑柱1-11的顶端，且位于所述拉料小车1-3的上方。

所述上料系统还包括控制系统3，所述控制系统3分别与所述伺服电机、驱动电机1-6-2的控制端电连接。

进一步地，所述拉料小车1-3上端固定有第一光电开关4和第二光电开关5，且所述第一光电开关4和第二光电开关5沿平行于上料支架1-2方向设置且分别位于所述托盘1-8两侧，并与所述控制系统3电连接。

第一光电开关4和第二光电开关5分别作用于待输送钢轨的A方向和B方向，用于识别待输送钢轨的位置，当待输送钢轨往A方向上料时，第一光电开关4起作用，第二光电开关5不起作用；当待输送钢轨往B方向上料时，第二光电开关5起作用，第一光电开关4不起作用。所述控制系统3根据所述第一光电开关4和第二光电开关5发送的信号来控制伺服电机的启动，从而控制拉料小车1-3的启停。

优选地，为了保护上料系统，避免控制系统3故障后升降机构1-6对钢轨的抬起和下落失去控制，从而对上料系统造成损坏；在所述拉料小车1-3内部设置有上限位开关6和下限位开关7，且所述上限位开关6和下限位开关7均与所述驱动电机1-6-2的电源线串联连接。当控制系统3故障后，升降机构1-6抬起的位置触发上限位开关6后，上限位开关6使驱动电机1-6-2断电，停止抬起动作；或者升降机构1-6下落的位置触发下限位开关7后，下限位开关7使驱动电机1-6-2断电，停止落下动作。

当待上料的钢轨在上料支架1-2上倾斜放置时，与上料支架1-2的夹角为α，当拉料小车1-3将该钢轨送料至工作位时，与上料支架1-2的夹角应为90°，因此，在送料过程中，该钢轨会发生旋转，旋转角度为90°－α，且钢轨会发生前后窜动，窜动距离为L/cot(90°－α)－L，L为两个上料支架的距离，倾斜的钢轨在送料过程中会发生旋转调整和纵向调整，由于钢轨底部和托盘1-8平面的摩擦力，导致拉料小车1-3在移动过程中发生复杂的滑动，从而导致该钢轨在到达工作位时，钢轨的实际位置与上料支架1-2并不完全垂直，可能存在一定的偏转角度，影响工作位的定位精度，因此，本实用新型在托盘1-8的上端面镶嵌有若干弹簧式万向滚珠1-12，当升降机构1-6将钢轨抬起时，钢轨底部与弹簧式万向滚珠1-12接触，当倾斜的钢轨向工作位移动时，钢轨可在弹簧式万向滚珠1-12上自由转动和前后移动，使钢轨到达工作位时处于垂直于上料支架1-2的状态。

为了进一步减少各拉料小车1-3横向移动距离误差导致送料不准的问题，在所述托盘1-8上沿平行于上料支架1-2的方向设置有两个条形孔1-13，所述条形孔1-13位于托盘1-8的中心两侧，且所述第一光电开关4和第二光电开关5的头部分别朝向各自对应的条形孔1-13，两个光电开关通过条形孔1-13检测钢轨位置，由于检测位置为托盘1-8运动方向的中心位置，且在弹簧式万向滚珠1-12的作用下，钢轨送料过程中转动调整时位置不会发生改变，进一步保证了上料的准确性。

该上料系统的工作过程为：

拉料小车移动：当需要向A方向工作位加工设备进行送料时，先将钢轨轨底朝下立放在上料支架上，然后启动控制系统，控制系统控制第一光电开关通电并工作，处于A方向工作位的各拉料小车的伺服电机正向旋转，驱动端部的齿轮旋转并沿着齿条开始向钢轨横向移动，且通过拉料小车下端的导轨副保证移动的精度，当距离钢轨最近的拉料小车的第一光电开关被触发后，该拉料小车停止运动，且该拉料小车的伺服电机记录其移动距离S1，此时该拉料小车处于钢轨底部，其余拉料小车继续移动，直到所有拉料小车的第一光电开关均被触发，即所有的拉料小车均移动到钢轨底部后，各自的伺服电机分别记录对应拉料小车的移动距离S2、S3……，控制系统根据各拉料小车的移动距离S1、S2、S3……中的最大距离和拉料小车最大速度计算所需时间T，并根据所需时间T计算出其余拉料小车的移动速度V1、V2、V3……。

钢轨抬升：控制系统向所有拉料小车的升降机构的驱动电机发出抬升指令将钢轨整体抬升，当抬升到指定位置时，控制系统控制驱动电机断电，抬升过程停止，此时钢轨脱离上料支架并与托盘上的弹簧式万向滚珠接触，处于浮动状态；

钢轨送料：控制系统分别向各拉料小车的伺服电机发送横向移动指令，各拉料小车分别按V1、V2、V3……的速度向A方向工作位移动，在横向送料过程中，钢轨慢慢旋转进行角度调整，使得到达工作位时，钢轨处于垂直上料支架的状态；

钢轨落料定位：各拉料小车达到A方向工作位时，此时钢轨完全处于垂直上料支架的状态，此时控制系统向驱动电机发送落料指令，升降机构下降至指定位置后，控制系统控制驱动电机断电，完成钢轨送料，按此过程依次将其余钢轨送至A方向工作位。

拉料小车移动：当需要向B方向工作位设备进行送料时，先将钢轨轨底朝下立放在上料支架上，然后启动控制系统，控制系统控制第二光电开关通电并工作，处于B方向工作位的各拉料小车的伺服电机反向旋转，驱动端部的齿轮旋转并沿着齿条开始向钢轨横向移动，且通过拉料小车下端的导轨副保证移动的精度，当距离钢轨最近的拉料小车的第二向光电开关被触发后，该拉料小车停止运动，此时该拉料小车的伺服电机记录其移动距离s1，此时该拉料小车处于钢轨底部，其余拉料小车继续移动，直到所有拉料小车的第二光电开关均被触发，即所有的拉料小车均移动到钢轨底部后，各自的伺服电机分别记录对应的移动距离s2、s3……，控制系统根据各拉料小车的移动距离s1、s2、s3……中的最大距离和拉料小车最大速度计算所需时间t，并根据所需时间t计算出其余拉料小车的移动速度v1、v2、v3……。

钢轨抬升：控制系统向所有拉料小车的升降机构的驱动电机发出抬升指令将钢轨整体抬升，当抬升到指定位置时，控制系统控制驱动电机断电，抬升过程停止，此时钢轨脱离上料支架并与托盘上的弹簧式万向滚珠接触，处于浮动状态。

钢轨送料：控制系统分别向各拉料小车的伺服电机发送横向移动指令，各拉料小车分别按v1、v2、v3……的速度向方向工作位移动，在横向送料过程中，钢轨慢慢旋转进行角度调整，使得到达工作位时，钢轨处于垂直上料支架的状态；

钢轨落料定位：各拉料小车达到B方向工作位时，此时钢轨完全处于垂直上料支架的状态，此时控制系统向驱动电机发送落料指令，升降机构下降至指定位置后，控制系统控制驱动电机断电，完成钢轨送料，按此过程依次将其余钢轨送至B方向工作位。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种钢轨双向自动上料系统，其特征在于，包括至少两个并排布置的上料装置，所述上料装置包括底座、上料支架和拉料小车，所述上料支架固定在所述底座一侧且与待上料钢轨垂直布置，所述底座的台面两侧平行于上料支架的方向设有导轨，所述底座的台面中部设有齿条，所述拉料小车设置在所述导轨上方并与所述导轨滑动连接；所述拉料小车内设置有升降机构、驱动机构，所述升降机构的顶部设置有托盘，所述驱动机构通过齿轮与所述齿条啮合驱动所述拉料小车沿所述导轨移动，并通过所述托盘将位于所述上料支架上的待上料钢轨托起后移送至工作位置。

2.根据权利要求1所述的钢轨双向自动上料系统，其特征在于，所述驱动机构为竖直设置的伺服电机，所述齿轮固定在所述伺服电机的主轴上；所述升降机构由菱形千斤顶和驱动所述菱形千斤顶的驱动电机构成；所述菱形千斤顶的顶端固定有支撑柱，所述托盘固定在所述支撑柱的顶端。

3.根据权利要求2所述的钢轨双向自动上料系统，其特征在于，所述上料系统还包括控制系统，所述控制系统分别与所述伺服电机、驱动电机的控制端电连接。

4.根据权利要求3所述的钢轨双向自动上料系统，其特征在于，所述拉料小车上端固定有第一光电开关和第二光电开关，且所述第一光电开关和第二光电开关沿平行于所述上料支架方向设置且分别位于所述托盘两侧，并与所述控制系统电连接。

5.根据权利要求4所述的钢轨双向自动上料系统，其特征在于，所述托盘上沿平行于所述上料支架的方向设置有两个条形孔，且所述第一光电开关和第二光电开关的头部分别朝向所述条形孔。

6.根据权利要求5所述的钢轨双向自动上料系统，其特征在于，所述拉料小车内部设置有上限位开关和下限位开关，且所述上限位开关和下限位开关分别与所述驱动电机的电源线串联连接。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的钢轨双向自动上料系统，其特征在于，所述托盘上端固定有若干弹簧式万向滚珠。

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