一种在线式板材智能分拣设备的制作方法

本实用新型涉及板材分拣设备领域，具体为一种在线式板材智能分拣设备。

背景技术：

随着人们定制化家具(板式家具)越来越青睐，定制化家具已经进入了一个高速发展的时期，为了配合市场发展的趁势，国内很多企业都在积极建设自有的暂存分拣统，比如知名的索菲亚与南京我乐。

在现有的板材加工工艺中，为提高原料的利用率，通常将来自于不同订单的不同尺寸板材在同一块原材料中进行切割，然后统一放置到流水线上输送至下一工位，这一方式的缺陷在于，同一订单的板材分散在不同的批次中，后续进行订单中板材的封边、包装以及生产过程中的时候，同一订单的板材需要从不同的批次中进行分拣，这种分拣工序较为繁琐，导致后续封边、包装以及生产过程中的效率低，从而使板材加工成本升高。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种板材分拣设备，能够实现对同一批次不同订单号或者厚度或者颜色的板材进行分拣暂存和周转，解决一个订单中的板材来自于不同批次而导致后续流程中封边、包装以及生产过程中效率低的问题。

本实用新型的技术方案在于：包括存储机构、输送机构、分拣机构及控制系统，所述存储机构位于输送机构上方，分拣机构位于输送机构一侧，与存储机构正相对，用以提取输送机构和存储机构上的板材；

存储机构上设有多层朝向分拣机构的存储架，用于存放板材；

输送机构用于对板材进行输送；

分拣机构包括托架、分拣架、升降机构及水平伸缩机构，所述托架与升降机构连接，分拣架设于托架上，与托架通过水平伸缩机构连接，所述水平伸缩机构的伸缩方向垂直于输送机构的输送方向，使分拣架能够提取输送线和存储架上的板材；

所述控制系统包括中央处理器和扫码枪，所述中央处理器分别连接输送机构和分拣机构的驱动装置，以控制对应驱动装置的启停，所述扫码枪设于输送机构上方，且位于存储机构的上游一侧，与中央处理器连接。

作为上述方案的优选，所述升降机构包括两根立柱及设于立柱上的第一传动机构，所述托架水平设于两立柱之间，托架两侧分别与第一传动机构连接，通过第一传动机构能够带动托架升降。

作为上述方案的优选，所述托架上水平设有两组第二传动机构，所述第二传动机构的传动方向垂直于输送机构的输送方向，所述分拣架与第二传动机构连接，通过第二传动机构能够带动分拣架在垂直于输送机构输送方向上运动。

作为上述方案的优选，所述第一传动机构包括设于立柱上端和下端的皮带轮、连接两皮带轮的皮带以及第一驱动电机和传动轴，所述第一驱动电机设于两根立柱下端皮带轮之间，第一驱动电机和皮带轮通过传动轴连接，所述托架两侧各固设有一块连接板，所述连接板与对应侧的皮带固定连接，所述第一驱动电机连接中央处理器。

作为上述方案的优选，所述第二传动机构包括两组设于托架上表面的皮带传动组件、第二驱动电机及传动轴，所述皮带传动组件包括设于托架上表面前、后的皮带轮及连接两皮带轮的皮带，两组皮带传动组件的其中一个皮带轮通过传动轴与第二驱动电机连接，所述第二驱动电机连接中央处理器，所述分拣架包括一根分拣横梁，所述分拣横梁两端分别与两根皮带固定连接，分拣横梁上设有多根水平方向的分拣管，所述分拣管末端固定在分拣横梁上，与分拣横梁垂直，分拣管前端朝向存储机构和输送机构一侧，且分拣管外壁套设有橡胶套。

作为上述方案的优选，所述连接板与对应的立柱之间、分拣横梁与托架之间均设有直线导轨组件，用于对连接板和分拣横梁进行导向，所述直线导轨组件方向与对应的传动机构的传动方向相同。

作为上述方案的优选，所述存储机构包括一组纵向支撑架和多根支撑管，所述支撑架上朝向分拣机构的一侧面按矩阵式分布有多个通孔，所述支撑管末端与通孔配合，所述支撑管通过垂直于支撑管轴向的螺钉与支撑架固定连接，同一水平面的支撑管构成一层存储架，用以存放板材，所述支撑管外壁套设有橡胶套。

作为上述方案的优选，所述输送机构包括输送线及光电传感器，输送线包括沿输送方向布置的进料区、分拣区和出料区，分拣区位于存储机构正下方，所述扫码枪位于进料区上方靠近分拣区的一侧，用以对进入分拣区的板材进行扫码，所述进料区上位于扫码枪上游和下游的位置分别设有第一光电传感器和第二光电传感器，所述进料区、分拣区及出料区分别设有第三光电传感器、第四光电传感器和第五光电传感器，均能够对经过对应传感器的板材进行信号检测，所述第四光电传感器用以对进入分拣区的板材进行定位，所述第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器、第五光电传感器分别与中央处理器连接。

作为上述方案的优选，所述出料区的第五光电传感器设于出料区的靠近分拣区一侧，进料区的第三光电传感器设于进料区的远离分拣区一侧，所述分拣区的第四光电传感器设于分拣区的靠近进料区一侧。

作为上述方案的优选，所述分拣架的分拣管直径小于存储架上水平相邻两根支撑管之间的间隔宽度，存储架上支撑管直径小于分拣架上相邻分拣管之间的间隔宽度，使分拣架伸入至存储架内时，分拣管能够与任意一层存储架的支撑管在水平方向交替排列；至少分拣区的输送线包括基座、沿输送方向设于基座上的两条支撑梁及设于支撑梁上方的多根输送滚轴，输送滚轴垂直于支撑梁设置，两端与支撑梁活动连接，使输送滚轴能够绕自身轴线回转，相邻输送滚轴之间设有间隔，且所述间隔宽度大于分拣管直径，使并排设置的多根分拣管能够同时插入至输送滚轴之间的间隔内，所述输送滚轴下方设有传动轴及于传动轴连接的第三驱动电机，所述第三驱动电机连接中央处理器，所述输送滚轴通过皮带与传动轴连接，第三驱动电机通过传动轴和皮带带动输送滚轴转动；所述在线式板材智能分拣设备还包括一底座，两根所述立柱、纵向支撑架下端固定连接在底座上。

本实用新型的有益效果在于：

1、能够将同一批次的板材根据不同的订单来源进行分拣暂存，从而能够将板材按订单号或板材厚度与颜色等信息进行分拣输送，使得后续生产工艺更加方便，提高工作效率，降低板材加工工艺成本。

2、采用多层悬臂式存储架，能够有效降低板材存储的占地面积。

3、采用扫码枪对每块经过的板材进行扫码，能够准确采集板材的相关信息，便于分拣机构对板材进行智能分拣暂存和提取，实现无人化操作。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为图2中的部分结构示意图。

图4为本实用新型支撑架与支撑管的连接示意图。

图5为本实用新型中输送线的主视图和俯视图。

图6为图5中俯视图的局部结构放大示意图。

图7为本实用新型中分拣机构的局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。

如图1、图2、图3和图6所示，本实施例的结构包括存储机构1、输送机构2、分拣机构3及控制系统，存储机构1位于输送机构2上方，分拣机构3位于输送机构2一侧，与存储机构1正相对，用以提取输送机构2和存储机构1上的板材；

存储机构1上设有多层朝向分拣机构3的存储架，用于存放板材；

输送机构2用于对板材进行输送；

分拣机构3包括托架306、分拣架、升降机构及水平伸缩机构，托架306与升降机构连接，分拣架设于托架306上，与托架306通过水平伸缩机构连接，水平伸缩机构的伸缩方向垂直于输送机构2的输送方向，使分拣架能够提取输送线和存储架上的板材；

控制系统包括中央处理器和扫码枪209，中央处理器分别连接输送机构2和分拣机构 3的驱动装置，以控制对应驱动装置的启停，扫码枪209设于输送机构2上方，且位于存储机构1的上游一侧，与中央处理器连接。

在本实施例中，升降机构包括两根立柱302及设于立柱302上的第一传动机构，托架 306水平设于两立柱302之间，托架306两侧分别与第一传动机构连接，通过第一传动机构能够带动托架306升降。

在本实施例中，托架306上水平设有两组第二传动机构，第二传动机构的传动方向垂直于输送机构2的输送方向，分拣架与第二传动机构连接，通过第二传动机构能够带动分拣架在垂直于输送机构2输送方向上运动。

在本实施例中，第一传动机构包括设于立柱302上端和下端的皮带轮、连接两皮带轮的皮带308以及第一驱动电机和传动轴309，第一驱动电机设于两根立柱302下端皮带轮之间，第一驱动电机和皮带轮通过传动轴309连接，托架306两侧各固设有一块连接板307，连接板307与对应侧的皮带固定连接，第一驱动电机连接中央处理器。

在本实施例中，第二传动机构包括两组设于托架306上表面的皮带传动组件、第二驱动电机305及传动轴310，皮带传动组件包括设于托架306上表面前、后的皮带轮及连接两皮带轮的皮带304，两组皮带传动组件的其中一个皮带轮通过传动轴与第二驱动电机305 连接，第二驱动电机305连接中央处理器，分拣架包括一根分拣横梁303，分拣横梁303 两端分别与两根皮带304固定连接，分拣横梁303上设有多根水平方向的分拣管301，分拣管301末端固定在分拣横梁303上，与分拣横梁303垂直，分拣管301前端朝向存储机构1和输送机构2一侧，且分拣管301外壁套设有橡胶套。

在本实施例中，连接板307与对应的立柱302之间、分拣横梁303与托架306之间均设有直线导轨组件(采用现有技术即可)，用于对连接板307和分拣横梁303进行导向，直线导轨组件方向与对应的传动机构的传动方向相同。

在本实施例中，存储机构1包括一组纵向支撑架101和多根支撑管102，支撑架101 上朝向分拣机构3的一侧面按矩阵式分布有多个通孔，支撑管102末端与通孔配合，支撑管102通过垂直于支撑管102轴向的螺钉103与支撑架101固定连接，如图4所示，同一水平面的支撑管102构成一层存储架，用以存放板材，支撑管102外壁套设有橡胶套。

在本实施例中，如图3、图5和图6所示，输送机构2包括输送线及光电传感器，输送线包括沿输送方向布置的进料区20、分拣区21和出料区22，分拣区21位于存储机构1 正下方，扫码枪209位于进料区20上方靠近分拣区21的一侧，用以对进入分拣区21的板材进行扫码，进料区20上位于扫码枪209上游和下游的位置分别设有第一光电传感器 201和第二光电传感器202，进料区20、分拣区21及出料区22分别设有第三光电传感器 203、第四光电传感器204和第五光电传感器205，均能够对经过对应传感器的板材进行信号检测，第四光电传感器204用以对进入分拣区21的板材进行定位，第一光电传感器201、第二光电传感器202、第三光电传感器203、第四光电传感器204、第五光电传感器205分别与中央处理器连接。

在本实施例中，出料区22的第五光电传感器205设于出料区22的靠近分拣区21一侧，进料区20的第三光电传感器203设于进料区20的远离分拣区21一侧，分拣区21的第四光电传感器204设于分拣区21的靠近进料区20一侧。

在本实施例中，分拣架的分拣管301直径小于存储架上水平相邻两根支撑管102之间的间隔宽度，存储架上支撑管102直径小于分拣架上相邻分拣管301之间的间隔宽度，使分拣架伸入至存储架内时，分拣管301能够与任意一层存储架的支撑管102在水平方向交替排列；进料区20、分拣区21、出料区22相互独立，均包括基座208、沿输送方向设于基座208上的两条支撑梁及设于支撑梁上方的多根输送滚轴206，输送滚轴206垂直于支撑梁设置，两端与支撑梁活动连接，使输送滚轴206能够绕自身轴线回转，相邻输送滚轴 206之间设有间隔，且间隔宽度大于分拣管301直径，使并排设置的多根分拣管301能够同时插入至输送滚轴206之间的间隔内，输送滚轴206下方设有传动轴及于传动轴连接的第三驱动电机207，第三驱动电机207连接中央处理器，输送滚轴206通过皮带与传动轴连接，第三驱动电机207通过传动轴和皮带带动输送滚轴206转动；在线式板材智能分拣设备还包括一底座4，两根立柱302、纵向支撑架101下端固定连接在底座4上。

以下详细描述上述结构的工作原理：

以板材在输送线上的运动前进方向为正前方。

通常在板材上表面的右上角板粘贴包含板材订单号、型号、尺寸等信息的条码，板材被切割后由输送线进行输送，进入进料区20后，扫码枪209上游的第一光电传感器201 对板材信号进行检测。当检测到有板材经过第一光电传感器201时，中央处理器启动扫码枪209工作，对经过的板材进行扫码，以获取对应板材的订单号、型号、尺寸等信息，当板材通过扫码枪209下游的第二光电传感器202后，扫码枪209停止工作。

板材继续向前进入分拣区21，分拣区21内位于靠近进料区20一侧的第四传感器对检测到的板材进行检测，当板材末端刚好经过第四传感器后，中央处理器控制分拣区21下方驱动输送滚轴206的第三驱动电机停止工作，使进入分拣区21的板材停止向前移动。在此之前，中央处理器会驱动第一传动机构的第一驱动电机工作，使皮带带动托架306下降至分拣区21输送滚轴206以下，保证分拣架上的分拣管301与输送滚轴206处于同一水平位置，然后第二传动机构工作，带动分拣架朝向存储机构1一侧伸出，使分拣管301 插入至输送滚轴206之间的间隔内。当板材被输送至分拣区21并停止后，第一传动机构的第一驱动电机工作，使皮带带动托架306上升，以使整个分拣架将板材托起至脱离分拣区21的输送滚轴206，然后第二传动机构的第二驱动电机工作，使分拣架向原理存储机构 1一侧收缩，直至分拣架完全离开储存架的纵向投影区域。第一传动机构的第一驱动电机工作，皮带带动托架306向上运动，使分拣架到达某一存储架处，然后第二传动机构的第二驱动电机工作，使分拣架向存储架一侧移动，直至分拣架的分拣管301完全插入至对应层存储架支撑管102之间的间隔内，然后第一传动机构带动托架306向下运动，板材被放置在存储架上。然后分拣架在第一传动机构和第二传动机构的作用下回归原位，开始下一轮作业。

板材从存储架上取下放入分拣区21的过程为上述过程的反向过程，板材再由分拣区 21进入出料区22，输送至下一工位。

结合上述工作原理，以下对本实施例做相关说明：

1、如附图所示，本实施例中输送线的进料区20、分拣区21和出料区22均采用滚轴式结构，三段输送线相互独立，每段输送线下方配置第三驱动电机和传动轴，三段输送线分别通过三组驱动机构(第三驱动电机+传动轴)进行独立驱动，且三组驱动机构均与中央处理器连接，通过中央处理器对驱动机构进行启、停、正转、反转等动作控制。

2、关于第一、第二、第三、第四、第五光电传感器205：第一光电传感器201和第二光电传感器202分别位于扫码枪209的上游和下游，可设置在进料区20的上方，向下扫描板材信息，或者设于进料区20下方，向上通过输送辊轴的间隙对板材进行扫描。第一光电传感器201和第二光电传感器202的主要作用是能够有效控制扫码枪209的启停动作，当上游的第一光电传感器201检测到有板材经过，通过中央处理器启动扫码枪209工作，进行扫码，当板材完全通过第二光电传感器202后，中央处理器控制扫码枪209停止扫码。这一方式能够使扫码枪209只在有板材经过的情况下工作，对于无板材通过的情况下，扫码枪209不工作，防止扫码枪209长时间处于扫码工作状态而发生烧坏的问题。

第三光电传感器203位于进料区20的远离分拣区21一侧，在板材前端刚进入进料区 20时，第三光电传感器203检测到板材信号，如果此时分拣区21停留有一块板材尚未被分拣机构3提取(该信号由第四光电传感器204检测，传至中央处理器)，则当进入进料区20的板材末端通过第三光电传感器203后，进料区20下方的驱动机构停止工作，使进料区20停止输送，等待分拣区21的板材被提取后再启动输送。

第四光电传感器204位于分拣区21的靠近进料区20一侧，当有板材通过扫码枪209 后进入分拣区21时，第四光电传感器204检测到板材信号，当一块板材的末端通过第四光电传感器204后，中央处理器控制分拣区21下方的驱动机构停止工作，即分拣区21停止输送，板材末端停留在第四光电传感器204处，等待分拣机构3的分拣。即第四光电传感器204作用是，一是检测分拣区21上是否有板材，二是对进入分拣区21的板材进行定位(板材末端刚好通过第四光电传感器204时停止)。

第五光电传感器205位于出料区22的靠近分拣区21一侧，当检测到有板材的前端靠近第五光电传感器205时，中央处理器会启动出料区22的驱动机构，使出料区22输送线工作，将进入出料区22的板材向前输送。

3、在中央处理器的程序中，对存储机构1的每一层存储架均进行层数编码，以使分拣机构3的第一传动机构和第二传动机构能够对分拣架的目标位置进行准确定位。在本实施例中，通过中央处理器程序控制对应的驱动电机使第一传动机构和第二传动机构共同作用将分拣架和托架306移动到指定位置(包括托架306的升降高度、分拣架的伸缩距离等) 这一方式采用现有技术即可，其中第一传动机构和第二传动机构采用现有技术中的皮带传动技术即可。

4、在本实施例中，存储架上的支撑管102通过插接以及螺钉锁紧的方式固定在支撑架101上，这一方式便于存储架的拆卸和重装，有利于远距离转运。

5、在本实施例中，中央处理器型号为6ES7-214-1AG40-0XB0，光电传感器型号采用 SICK西克GTE6，辊筒(第三)驱动电机型号为CH750-3S-D-G1-LD，上下(第一)驱动电机型号采用MHME204G1，伸缩(第二)驱动电机型号采用MHMD084G1，扫码枪209采用COGNEX 150Q。

6、在本实施例中，扫码枪209通过支架固定，其支架可以固定在输送线线侧面，或者吊装在流水线上方，对扫码枪209的固定方式可以采用现有技术，本实施例中不做限定。

7、在本实施例中，可以将中央处理器设置在该分拣设备之外，通过线缆与传感器、电机、扫码枪209连接，或者设于分拣设备上(在附图中未反映)。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。