TWI507341B

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Info

Publication number: TWI507341B
Application number: TW102132624A
Authority: TW
Inventors: Naohiro Matsuno; Kazuhiro Ueda
Original assignee: Ykk Corp
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-11-11
Also published as: TW201408570A; CN103640900A; JP6163372B2; JP2015020832A

Description

型材裝載裝置

本發明係關於一種型材裝載裝置，其用以將擠壓成形後被切斷成特定長度之型材集中一定量而裝載至向後續步驟搬送之托板(pallet)。

用於窗框等之鋁建材係將經擠壓成形之長條型材切斷成特定長度，且為了送至後續之加工步驟而集中一定量後裝載至托板並搬送。於將被切斷成一定長度之型材依序移載至托板之步驟中，集中複數根於前步驟中經切斷之型材，裝載至托板，進而重疊至複數層而向後續步驟搬出。

經切斷之型材係形成為最終製品之前之原材料，即便為經切斷之狀態，亦有數米之長度，於向托板裝載時，亦必須一面支撐型材之中間部下表面一面小心地進行裝載。作為將此種長條材料裝載至特定位置之裝置，例如有專利文獻1所揭示之堆積裝置。該堆積裝置係將長條鋼材以特定之朝向對齊並進行堆積之裝置，且包括：一對支撐桿，其等支撐鋼材之兩端；複數個支撐台，其等支撐鋼材之中間部；及橫移(traverse)台，其位於上述支撐台之間，一面支撐鋼材之中間部一面藉由矩形運動而移載鋼材。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平7-10284號公報

於專利文獻1之堆積裝置之情形時，支撐長條鋼材之中間部之支撐台係接觸於地面之複數個支撐台，無法與長條材料之長度或彎曲相配合地設定其位置，僅能利用於以一定長度對齊之長條材料。因此，無法應用於如鋁擠壓型材般之尺寸或剖面形狀多種多樣、剛性不同且彎曲量亦各種各樣之種類繁多之長條材料之裝載裝置。進而，保持長條鋼材之兩端部之支撐桿亦係固定長條材料之長度方向之位置，而與支撐台同樣地無法應用於種類繁多之長條材料。

本發明係鑒於上述背景技術而完成者，其目的在於提供一種不會對各種剖面形狀且剛性或長度不同之型材造成應變或其他損傷，而可良好地將上述型材裝載至托板之型材裝載裝置。

本發明係一種型材裝載裝置，其係將切斷成特定長度之複數根型材裝載至托板者，且該型材裝載裝置包括：保持所搬入之上述型材之長度方向之兩端部的一對端部保持裝置、及保持上述型材之長度方向之中間部的至少一個中間支撐構件；且上述一對端部保持裝置包括：型材支承部，其分別保持由型材吊運裝置等搬入至下方之上述型材之端部；及支承部驅動裝置，其在上述型材保持狀態與解除狀態之間驅動該型材支承部；且上述中間支撐構件包括支撐上述型材之下表面之支撐輥，且設置為上述支撐輥能夠自上述型材之兩端側到達上述型材之下表面側之方式移動。

又，具有框架材(frame bar)，上述框架材上上述端部保持裝置與上述中間支撐構件以懸掛狀態設置，於該框架材設置驅動上述中間支撐構件之驅動機構，藉由上述驅動機構，而可移動地設置上述中間支撐構件。

進而，上述型材裝載裝置包括複數個上述中間支撐構件，且上述中間支撐構件分別連結於上述驅動機構之複數個驅動鏈條，複數個上述驅動鏈條係架設在直徑各不相同之鏈輪上，並且該直徑不同之鏈輪由共用之馬達驅動。

上述型材裝載裝置包括間隔件供給裝置，該間隔件供給裝置係以懸掛狀態設置於上述框架材，於積載上述型材時，將間隔件載置於先裝載至上述托板之型材上。

上述間隔件供給裝置包括：間隔件收納部，其收納有複數個上述間隔件；間隔件取出裝置，其自該間隔件收納部逐片取出上述間隔件；及間隔件載置裝置，其保持自上述間隔件收納部取出之上述間隔件，並將其載置於上述型材上。

根據本發明之型材裝載裝置，可保持裝載於托板之型材之兩端，且自上方以懸掛狀態裝載於托板，亦可適當設定端部保持裝置或中間支撐構件之位置，且可靈活地應對長度或粗細、剛性不同之型材，並將上述型材安全地裝載至托板。而且，由於複數個中間支撐構件自兩側移動而支撐型材之中間部，故而可與型材之長度相配合地適當設定支撐位置，亦不會存在型材因自重而撓曲從而殘留應變之情況。

由於中間支撐構件之移動距離越長，則驅動中間支撐構件之驅動裝置越使中間支撐構件以相對較快之速度移動，故而可高效地支撐型材，且由於利用共用之主馬達驅動複數個中間支撐構件，故而機構亦較為簡單，且可高效地進行驅動。

又，本發明之型材裝載裝置由於設有間隔件供給裝置，故而於堆積型材時，不增加步驟數即可將型材呈複數段堆積在托板上，可實現高作業效率之堆積。

10‧‧‧型材裝載裝置

12‧‧‧托板

14‧‧‧搬送輸送機

16‧‧‧搬入輸送機

18‧‧‧型材吊運裝置

18a‧‧‧支撐台部

20‧‧‧端部保持裝置

22‧‧‧框架材

24‧‧‧框架材

30‧‧‧驅動機構

32‧‧‧主馬達

33、34、35‧‧‧鏈輪

38‧‧‧驅動鏈條

41、42、43‧‧‧中間支撐構件

44‧‧‧支撐輥

50‧‧‧懸掛臂部

50a‧‧‧懸掛臂部50之下端部

50b‧‧‧懸掛臂部50之上端部

52‧‧‧安裝構件

54‧‧‧支承部驅動裝置

54a、58a‧‧‧搖動軸

56‧‧‧型材支承部

57‧‧‧端部抵接板

58、68a、72‧‧‧氣缸

59‧‧‧連桿機構

60‧‧‧間隔件供給裝置

62‧‧‧間隔件

64‧‧‧保持部

66‧‧‧間隔件收納部

68‧‧‧間隔件取出裝置

68b‧‧‧擠壓構件

70‧‧‧間隔件載置裝置

74‧‧‧桿

76‧‧‧夾頭構件

76a‧‧‧夾持部

80‧‧‧升降裝置

80a‧‧‧升降裝置80之支撐面

82‧‧‧搬出輸送機

W‧‧‧型材

Wa‧‧‧型材W之端部

圖1係本發明之型材裝載裝置之一實施形態之概略前視圖。

圖2係本實施形態之型材裝載裝置之概略俯視圖。

圖3係本實施形態之型材裝載裝置之放大概略右側視圖。

圖4係本實施形態之端部保持裝置之放大前視圖。

圖5係本實施形態之端部保持裝置之放大俯視圖。

圖6係本實施形態之端部保持裝置之放大右側視圖。

圖7係本實施形態之間隔件取出裝置之放大前視圖。

以下，基於圖式對本發明之型材裝載裝置之一實施形態進行說明。本實施形態之型材裝載裝置10將擠壓成形後之長條鋁合金等型材、且被切斷成特定長度之型材W集中一定根數後移載至托板12上並進行堆積。型材W之長度為數米左右，且複數根以一定長度對齊。此處，亦將型材W之長度方向稱為長邊方向。又，於以下說明中，型材W之長邊方向亦指沿著自該型材W延長之長邊方向平行地延伸之方向。

本實施形態中，搬送在前步驟中被切斷成一定長度之型材W之搬送輸送機14係設置於型材裝載裝置10之正面側之近前方，於圖1中位於圖式下方。於搬送輸送機14之上游側設置有前步驟中使用之未圖式之切斷裝置，將經擠壓成形之長條型材切斷成一定長度。於搬送裝置14之搬送方向前方、且型材裝載裝置10之正面近前側，設置有將型材W向型材裝載裝置10側搬入之複數個搬入輸送機16。搬入輸送機16係於水平面上將型材W向與型材W之長度方向正交之方向搬送者，且係跨及自送入型材W之搬送輸送機14之延長線上至型材裝載裝置10之近前方為止之長度而設置之帶式輸送機(belt conveyor)。再者，搬入輸送機16亦可分為複數個輸送機而搬入至型材裝載裝置10之近前方，且其長度或配置可適當設定。

於型材裝載裝置10之正面近前側，與搬入輸送機16平行地設置有複數台型材吊運裝置18，該型材吊運裝置18包括長度短於搬入輸送機16之長方形之支撐台部18a。型材吊運裝置18設置為可藉由未圖式之公知之連桿機構及驅動裝置，沿著支撐台部18a之長邊方向(亦稱為型材W之搬送方向)在搬入輸送機16側與型材裝載裝置10之下方側之間往返運動，並且亦上下地往返運動。亦即，支撐台部18a於搬送型材W時，位於較搬入輸送機16之上表面更靠下方，以便不造成干涉，型材吊運裝置18設置為將複數根型材W支撐於支撐台部18a上後上升，且可水平移動至型材裝載裝置10之下方、且可由端部保持裝置20保持之高度。

型材裝載裝置10中，支撐由型材吊運裝置18搬入至下方之複數根型材W之兩端部並向上提昇之一對端部保持裝置20係以懸掛狀態設置於型材裝載裝置10之框架材22。端部保持裝置20係設置為能夠沿著框架材22之長邊方向以相互對向之方式向相反方向移動。框架材22係沿型材裝載裝置10之長邊方向設置之梁構件之一種，且與搬入之型材W之長邊方向平行。於框架材22設置有固定在型材裝載裝置10之上部、且框架材22之下方之框架材24。於框架材24，可滑動地設置有支撐型材W之中間部之下述中間支撐構件41、42、43，且安裝有沿框架材22及框架材24驅動中間支撐構件41、42、43之驅動機構30。

驅動機構30包括：2台主馬達32，其等位於框架材24之兩端側；及6根驅動鏈條38，其等包括2組由主馬達32驅動之直徑不同之3個鏈輪33、34、35，且架設在各鏈輪33、34、35間。於各驅動鏈條38上連結並固定有各中間支撐構件41、42、43之端部。各中間支撐構件41、42、43係以分別設置於框架材24之兩端側之方式逐對配置，相互對向、且可向接近或遠離之方向移動地安裝於框架材24。中間支撐構件41、42、43中，相互與框架材24之中心相距等距離之相對向之各對彼此係以等速向相反方向被驅動，各對中間支撐構件41、42、43分別連結於不同之驅動鏈條38，且分別在不同之驅動速度下被驅動。於各中間支撐構件41、42、43之兩側之下端部軸支承有在特定位置支撐型材W之中間部之支撐輥44。支撐輥44係設置為可自由旋轉，且包含具備可支撐型材W之重量之一部分之強度的金屬棒等。

如圖4所示，端部保持裝置20包括：1對懸掛臂部50，其等滑動自如地安裝於框架材22；安裝構件52，其固定於各對懸掛臂部50之下端部50a間；支承部驅動裝置54，其固定於安裝構件52之下表面；及型材支承部56，其由支承部驅動裝置54驅動，且設置為可在支撐型材W之支撐狀態、與移載型材W之非支撐狀態下搖動。支承部驅動裝置54包括驅動用氣缸58及連桿機構59，氣缸58設置為能夠以搖動軸58a為中心進行搖動，型材支承部56設置為能夠以設置於支承部驅動裝置54之搖動軸54a為中心進行搖動。於型材支承部56之基端部側，沿垂直方向立設有供型材W之端部抵接而將型材W定位之端部抵接板57。而且，端部保持裝置20之懸掛臂部50之上端部50b係滑動自如地安裝於框架材22，且設置為可藉由未圖示之驅動裝置於框架材22之長邊方向上向彼此相反方向以相等之速度在退避位置與支撐位置之間移動。

於型材裝載裝置10之框架材24安裝有複數個間隔件供給裝置60，該間隔件供給裝置60供給可配置於托板12之長邊方向長度之中途位置、且型材W之適當之中間位置之間隔件62。如圖7所示，間隔件供給裝置60包括：保持部64，其以懸掛狀態固定於框架材24；及間隔件收納部66，其設置於保持部64之側面；且於間隔件收納部66中，相對於水平方向略傾斜地相互積層並收納有複數片間隔件62。間隔件62係細長之板狀構件，具有托板12之短邊程度之長度，於表面被覆緩衝用及型材保護用之毛氈材料(Felt materials)等，且於內側設置有金屬板。於間隔件收納部66之下端部設置有間隔件取出裝置68。間隔件取出裝置68包括氣缸68a與擠壓構件68b，將間隔件收納部66內之間隔件62逐片地向斜上方擠出至與間隔件取出裝置68相反之側。

於間隔件供給裝置60之保持部64之側方，以懸掛在框架材24之狀態且與保持部64平行地設置有間隔件載置裝置70。間隔件載置裝置70包括：氣缸72，其沿垂直方向設置；桿(rod)74，其由氣缸72進退驅動；及夾頭構件76，其設置於桿74之前端部。夾頭構件76於間隔件62之長邊方向上設置有複數個，而確實地保持間隔件62。夾頭構件76藉由夾持部76a夾持由間隔件取出裝置68自間隔件收納部66擠出之一片間隔件6，並於下降至型材W附近之特定位置上解除夾持，從而將間隔件62載置於型材W上。

其次，基於圖式對本實施形態之型材裝載裝置10之動作進行說明。本實施形態之型材裝載裝置10係自搬送輸送機14送入被切斷成一定長度之型材W，且自動地或利用人手將型材W對齊並載置於複數個搬入輸送機16上之特定位置。搬入輸送機16在已送入特定根數之例如4根型材W之狀態下，將該等型材W搬送至型材吊運裝置18側。此時，型材吊運裝置18退避至下方。於型材W已被送入至搬入輸送機16之上方之狀態下，型材吊運裝置18自下方上升，將型材W載置於支撐台部18a上後進一步上升。繼而，如圖3所示，型材吊運裝置18藉由未圖示之驅動機構將型材W搬入至型材裝載裝置10之下方。

於型材W位於型材裝載裝置10之下方之狀態下，退避至框架材24之兩側之端部保持裝置20之一對懸掛臂部50如圖1之實線所示般移動至保持型材W之位置。繼而，如圖4所示，設置於端部保持裝置20之各懸掛臂部50之下端部50a之型材支承部56藉由驅動用氣缸58及連桿機構59而自傾斜狀態搖動至水平狀態。於該狀態下，型材W之端部Wa位於型材支承部56上，型材W由型材支承部56支撐。於型材支承部56之基端部側，沿垂直方向立設有供型材W之端部Wa抵接而將型材W定位之端部抵接板57，型材W係以兩端抵接於端部抵接板57而被定位且不會落下之方式得以保持。

此後，中間支撐構件41、42、43移動至框架材24之中間部，該中間支撐構件41、42、43於退避至框架材24之兩側、且較端部保持裝置20更靠外側(框架材24之端部側)時在兩側各有3個。中間支撐構件41、42、43之支撐輥44較型材W之兩端部Wa之位置略靠下方，且沿水平方向移動。各中間支撐構件41、42、43此時之移動係由驅動機構30之主馬達32及鏈輪33、34、35設定。

驅動機構30藉由主馬達32之旋轉而使具有大中小之直徑之3個鏈輪33、34、35同時旋轉。而且，該主馬達32針對3個鏈輪33、34、35具備1台主馬達32，合計具備2台主馬達32，該等主馬達32同時以相同之轉數驅動各對鏈輪33、34、35。藉此，藉由架設在各個鏈輪33、34、35間之驅動鏈條38，而使3對中間支撐構件41、42、43同時開始自框架材24之型材W之長度方向之兩側向中心側移動。此處，中間支撐構件41安裝於架設在大徑之鏈輪33間之鏈條38而受到驅動，中間支撐構件42安裝於架設在中徑之鏈輪34間之鏈條38而受到驅動，中間支撐構件43安裝於架設在小徑之鏈輪35間之鏈條38而受到驅動。由於各鏈輪33、34、35係相互以相等之轉數受到驅動，故而鏈條38之移動速度與移動距離根據各鏈輪33、34、35之直徑之比而不同，由大徑之鏈輪33驅動之中間支撐構件41之移動距離最長，一對中間支撐構件41分別自退避位置移動至最靠中央部側。同樣地，中間支撐構件42自兩側向中間位置移動中等程度之移動距離後停止，中間支撐構件43自兩側向中間位置移動最小之移動距離，且於型材W之兩端部附近側之支撐位置停止。各停止位置係按照主馬達32之旋轉量、及各鏈輪33、34、35之直徑之比而設定。

再者，於本實施形態中，表示了型材W之長度為中等程度之長度之情形，長度例如為4米，且表示了兩端之中間支撐構件43未支撐型材W之例。中間支撐構件41、42、43係設定於支撐輥44接觸於型材W之下表面之程度之高度位置，於移動至中間部時，支撐輥44一面支撐因自重而彎曲之型材W之下表面一面旋轉移動。藉此，不會對型材W之表面造成損傷而可穩定地保持型材W。此時，若支撐輥44自型材W之長度方向之兩側朝向中心側移動，則支撐型材W之中間部之複數個型材吊運裝置18之支撐台部18a自支撐輥44之位置所臨近之支撐台部18a起依序下降而退避。

當於特定位置保持型材W之下表面時，位於型材裝載裝置10之下方之托板12藉由升降裝置80而上升。升降裝置80保持托板12，且設置為可調節高度以便利用型材裝載裝置10在特定之裝載位置裝載型材W。因此，於在托板12上無型材W之狀態下，升降裝置80將托板12向上提昇至最高，而使托板12上升至型材支承部56之保持面之略下方之位置、且不與中間支撐構件41、42、43之支撐輥44相干涉之位置。此後，中間支撐構件41、42、43同時開始自型材W之中心側向兩側之退避位置移動。此時，藉由中央部側之中間支撐構件41之退避，使型材W向下方彎曲，而接觸於托板12之表面，進而，藉由中間支撐構件42、43之退避，而逐漸朝向兩端部側將型材W載置於托板12上。於中間支撐構件41、42、43離開型材W之狀態下，型材W被支撐於托板12上。繼而，藉由使兩端部之型材支承部56搖動，解除對型材W之兩端部Wa之支撐，而完成型材W向托板12上之移載。

此後，於托板12上之型材W之表面載置間隔件62。間隔件62係由各間隔件供給裝置60逐片載置至型材W上。間隔件供給裝置60首先使間隔件取出裝置68之氣缸68a作動，利用擠壓構件68b將一片間隔件62向圖7中之左側擠出。於該狀態下，利用圖7所示之夾頭構件76之夾持部76a保持間隔件62之端緣部。繼而，於保持有間隔件62之狀態下，使氣缸72作動，從而桿74下降。於桿74之前端部之夾頭構件76位於型材W之表面附近之狀態下，夾頭構件76停止下降。繼而，解除夾頭構件76之夾持部76a之保持，而將間隔件62載置於型材W上。間隔件62因表面由毛氈等柔軟之構件被覆，故而不會對型材W造成損傷等。將間隔件62配置於型材W上，且夾頭構件76退避至側方後，氣缸72作動而使夾頭構件76返回至上方位置。

此後，托板12暫時退避至下方位置，在不妨礙下一型材W之載置動作之位置上停止。繼而，與上述同樣地，將自搬入輸送機16移載至型材吊運裝置18之型材W送至型材裝載裝置10之下方，再次與上述同樣地利用端部保持裝置20之型材支承部56支撐型材W之兩端部，且與上述同樣地利用中間支撐構件41、42、43保持型材W之中間部。此後，托板12藉由升降裝置80而上升。關於此時之上升位置，由於有先裝載至托板12上之型材W及間隔件62，故而托板12上升至減去相當於型材W及間隔件62之高度後之上升位置後停止。繼而，與上述同樣地，中間支撐構件41、42、43退避，端部保持裝置20之型材支承部56搖動，而將下一型材W載置於間隔件62上。此後，以與上述相同之動作，進而載置間隔件62。重複進行以上之動作，從而以特定之段數將型材W裝載至托板12上。

將以特定之段數裝載有型材W之托板12向後續步驟搬出。如圖3所示，托板12之搬出係由設置於升降裝置80之設置面附近之搬出輸送機82進行。載置於升降裝置80之托板12係於升降裝置80之支撐面80a下降至較搬出輸送機82更靠下方之退避位置時，將托板12之下表面載置於搬出輸送機82上。載置於搬出輸送機82上之托板12成為可由搬出輸送機82搬送之狀態，藉由利用未圖式之驅動裝置驅動搬出輸送機82，而將托板12搬出。

根據本實施形態之型材裝載裝置10，由於可藉由自上方懸掛之端部保持裝置20保持複數根型材W之兩端，而將型材W裝載至托板12上，故而可將托板12之移動空間設置於擠壓型材裝載裝置10之下方，且可有效率地使用加工空間。進而，由於利用中間支撐構件41、42、43保持長條之型材W之中間部，而將型材W裝載至托板12，故而型材W不會變形或產生應變，而可安全地進行裝載。又，中間支撐構件41、42、43之構造亦為簡單之構成，可使中間支撐構件41、42、43移動至型材W之特定位置，且可應對多種長度或形狀之長條型材W而實現向托板12之裝載，從而有助於提高型材W之生產性。

再者，本發明並不限定於上述實施形態。例如，端部保持裝置或型材支承部之構成可適當設定，只要為可支撐型材之端部及解除支撐之構成即可。又，驅動中間部支撐構件之驅動機構除了利用驅動鏈條與鏈輪以外，亦可組合使用線性導軌(linear guide)與滾珠螺桿(ball screw)、或使用線性馬達(linear motor)。中間部支撐構件之數量或形狀亦可按照所處理之型材之形狀或長度而適當設定。此外，框架材之構造亦可適當設定，亦可具備兼用兩者之框架。進而，亦可將支撐有端部保持裝置之框架材設置成能夠進一步沿特定方向移動，搬送至特定之托板位置，而可進行裝載。