一种自动上料装置以及上料方法与流程

本发明涉及长料加工生产线技术领域，尤其涉及一种自动上料装置以及上料方法。

背景技术：

棒材和管材等直条状的长料应用范围广泛，形状尺寸种类丰富。在棒材或管材的加工生产线上的起始阶段通常包括存料、取料和上料等步骤，成捆的物料存放在料架上，然后通过取料器械抓取一定量的物料放置在上料装置上，最后通过上料装置自动或人工将物料一根根地上料至生产线上。但现有的上料装置存在下列问题：1）由于棒材或管材的长度通常较长，当多根物料堆积在上料装置上，多根物料容易绞缠在一起，对后期的单根提取带来不小的难度，为了保证物料的单根提取，通常需要事先将物料单层排列，增加步骤，降低效率；2）现有的上料装置的台架通常为倾斜设置，利用物料自身重力滚落进行取料，但是这种设置一方面会导致物料在底部堆积，不利于单根提取，另一方面滚落的物料不断反复撞击台架底部，容易对台架和物料造成损坏，另外，这种上料装置仅适用于方便滚落的截面为圆形的棒材或管材，适用范围窄。

例如，一种在中国专利文献上公开的“全自动棒材输送系统”，其公告号cn111137667a，包括上料台架、升降辊道、对转辊道、固定辊道，所述上料台架包括台架本体和固定在所料台架本体上的拨料装置，用于棒材上料，所述对转辊道包括主动辊、从动辊，所述主动辊、从动辊纵向间隔设置，且沿横向排列设置有多组，用于旋转所述棒材，所述固定辊道包括固定座和固定在所述固定座上的固定辊；所述升降辊道包括升降装置和固定在所述升降装置上的升降辊，用于将所述棒材从所述上料台架搭载至所述对转辊道，并从所述对转辊道搭载至所述固定辊道。此发明设置倾斜的上料台架，利用棒料自身重力滚落至前端先进行少量放料，然后通过拨料装置进行单根上料，其不足之处是，该装置仅适用于可自由滚落的圆形棒料，且为了保证后续的单根拨料，通常需要事先将在上料台架的物料单层排列，降低了上料效率；另外，棒料在不断撞击台架前端的过程中易造成台架和物料的损坏。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术的上料装置单根上料难度大，易造成装置和物料损坏，适用范围窄的问题，提供一种自动上料装置，高效实现单根上料，适用物料范围广，不易造成装置和物料损坏。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动上料装置，包括：

料架，用于存放物料；

输送机构，用于输送料架中的物料，所述输送机构设置在料架一侧，所述输送机构顶面设有输送面，所述输送面远离料架的一端设有到位触发装置；

托料机构，用于将料架中的物料抬升至所述输送机构上，所述托料机构可升降设置在输送机构靠近料架的一侧，所述托料机构顶部设有朝向输送机构下倾的斜面；

挡料机构，所述挡料机构设置在输送机构上方，用于抹平物料形成单层平铺；

分料机构，用于单个提取输送机构上的物料，所述分料机构移动设置在输送机构远离料架的一侧，所述分料机构上设有用于插入相邻物料之间的分料块。

本发明的特点在于提供了存料、输送、托料、挡料以及分料等功能，料架用于存放物料（例如棒材或管材），物料可通过行车等装置成捆地放入料架中，之后只需去除捆料带即可，无需倾斜料架，此时物料堆放在料架中；托料机构顶部的斜面与输送机构前端之间形成一个三角形的空间用于放置一定数量物料，这些物料随着托料机构逐渐上抬，由于托料机构上的斜面向输送机构下倾，物料逐渐向输送机构的输送面移动；输送机构可以为传送带、传送链板或链条等循环传动的机构，在输送机构的带动下，物料被输送机构带动远离托料机构，此时若存在绞缠在一起的物料，由于无法接触输送机构的输送面或接触面不够，无法被带动至输送机构上，这些物料随着托料机构的下降再次回到料架中；物料随着输送机构向远离料架的方向输送，此时的物料有可能为多层堆叠的状态，当经过挡料机构时，除了最底层的物料均被挡料机构挡住无法继续向前移动，因此当所有物料经过挡料机构后物料为单层平铺的状态，方便后续的单根提取；当最前端的物料触碰到到位触发装置后，表示物料输送到位，输送机构停止运行；此时分料机构移动至物料下方，分料块位于最前端两根物料之间，分料块随着分料机构上抬插入物料之间后继续上抬，抬起最前端的物料，完成单根物料的提取。本发明各机构均可沿物料长度方向布置多个。由于该装置并不是利用物料自由滚落进行取料，物料形状并不限于圆形，方形等其他形状棒料和管材同样适用，同时也避免了物料不断撞击损坏料架和物料；通过挡料装置的抹平和分料装置分料实现单根提取；料架中的物料无需整理排放，提升效率，减少人工。

作为优选，所述料架上设有抬杠，所述抬杠靠近输送机构的一端与料架转动连接，所述抬杠上方设有无料检测机构。

当料架中靠近输送机构一侧，即托料机构正上方的物料被提取完毕时，可能还有部分物料剩余，此时抬杠上方的无料检测机构检测到托料机构上方没有物料，抬杠远离输送机构的一端抬起，沿另一端转动，料架底面倾斜，使物料向托料机构上方移动堆积，直到无料检测机构检测到上方已有物料。优选地，无料检测机构包括弹性连接在抬杠上的压板和设置在压板下方的压力传感器，当压板上没有物料时，压板上抬，压力传感器接收不到压力信号，提示控制系统为无料状态，控制抬杠上抬；当压板上有物料时，压板下压，压力传感器接收到压力信号，提示控制系统为有料状态。优选地，抬杠端部通过链条传动机构带动升降，可靠性强。

作为优选，所述挡料机构可升降设置在输送机构上方，所述挡料机构升降高度通过控制系统控制。

控制系统接收到总控发出的指令，包括材料形状、尺寸、长度等信息，挡料机构根据材料尺寸（主要为材料截面的形状尺寸）自动调整到适当高度，保证仅够单层物料通过挡料机构下方，适用物料范围进一步提升。优选地，挡料机构包括挡料板、挡料升降油缸和挡料升降编码器，挡料板通过挡料升降油缸驱动升降，升降高度通过挡料升降编码器控制。

作为优选，还包括送料辊和推料机构，所述送料辊设置在输送机构远离料架的一侧，所述推料机构水平滑动设置在送料辊一侧。

当分料机构提取出单根物料后下降并移动到送料辊一侧，推料机构将分料机构上的物料推至送料辊上，此时物料一侧与送料辊侧边贴合，物料保持直线状态，随送料辊送至生产线上，方便后续定位加工。

作为优选，所述到位触发装置包括定位开关和弹性连接在输送机构的到位挡料板，所述到位挡料板与定位开关间隙配合。

当物料随着输送机构向前移动时，最前端的物料接触到位挡料板并推动挡料板触发定位开关，此时输送机构停止运行，分料机构上抬；当最前端物料离开后挡料板不受到物料的压力，定位开关被触发，输送机构继续运行，直到物料接触挡板；当输送机构上的物料提取完毕，托料机构再次上升。

作为优选，所述托料机构包括托料块和托料链条传动机构，所述托料块与链条连接，所述托料块竖直滑动设置在料架上。

电机带动减速机转动，通过转轴、链轮、链条带动托料块升降，料架一侧设有滑轨，托料块一侧设有与滑轨滑动配合的滑槽，保证托料块竖直升降。

作为优选，所述托料块远离输送机构一侧的侧边向上延伸，所述侧边顶端向输送机构下倾形成斜面。

托料块上部呈三角形或梯形，三角形或梯形顶部的尖角方便插入物料之间，使物料落入托料块与输送机构之间的空间内，随着该空间的抬升，逐渐将物料推向输送机构。

作为优选，所述分料机构包括分料托板、分料平移机构和分料升降机构，所述分料托板设置在分料升降机构上，所述分料升降机构滑动设置在分料平移机构上。

分料托板用于承托单根物料，分料升降机构带动分料托板上下移动，分料平移机构带动分料升降机构及分料托板靠近或远离输送机构。优选地，分料升降机构包括分料升降气缸，分料平移机构包括电机、减速机、丝杠传动机构和滑轨装置，电机通过减速机带动丝杠转动，从而带动升降气缸和分料托板在滑轨上平移，移动精度高，保证分料块移动至物料之间。

作为优选，所述分料托板顶面两端分别设有分料块和挡料块，所述分料块和挡料块均为直角三角形块，分料块和挡料块的斜面相对设置。

分料块三角形顶部尖角方便插入前端两根物料之间，使最前端的物料沿斜面滑道分料托板内，挡料块防止物料从分料托板另一端掉出，且挡料块的斜面方便推料机构将物料沿该斜面离开分料机构移动至送料辊上。

一种自动上料方法，其特征是，包括如下步骤：

a)托料机构从料架下方插入物料之间，并抬升若干物料至输送机构上；

b)挡料装置根据物料尺寸自动调整到适当高度；

c)输送机构将若干物料向远离料架方向输送，挡料机构在输送过程中对物料进行抹平，物料经过挡料机构后单层平铺在输送机构上，当物料触发到位触发装置，输送机构停止运行，当物料离开到位触发装置，输送机构重新运行；

d)分料机构水平移动，分料块移动至输送机构最末端的两根物料之间，分料机构抬升，提取单根物料后将物料移动至送料辊上方，分料机构下降，推料机构将物料推动至送料辊远离输送机构的一侧。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）适用物料形状、尺寸、材质范围广泛；（2）通过挡料装置的抹平和分料装置的分料实现单根提取；（3）料架中的物料可成捆放置无需整理排放，提升效率，减少人工；（4）避免物料不断撞击装置，避免了装置和物料的损坏；（5）通过设置抬杠和无料检测机构方便及时补充物料至托料机构上方；（6）通过设置到位触发装置在输送到位后及时停止传送，节省成本，避免物料与输送装置间不必要的摩擦；（7）推料机构将物料推送至送料辊上的同时摆正物料，方便后续输送、定位和加工；（8）全自动智能控制，效率高，精度高。

附图说明

图1本发明的一种结构示意图。

图2为本发明另一角度的结构示意图。

图3为图1中a处结构的放大图。

图4为本发明的抬杠和无料检测机构的一种结构示意图。

图5为本发明的输送机构和推料机构的一种结构示意图。

图6为本发明的挡料机构的一种结构示意图。

图7为本发明的分料机构的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2所示的实施例1中，一种自动上料装置，包括料架1，用于存放物料；输送机构2，用于输送料架中的物料，输送机构设置在料架一侧，输送机构2顶面设有输送面，输送面远离料架1的一端设有到位触发装置；托料机构3，用于将料架1中的物料抬升至输送机构2上，托料机构3可升降设置在输送机构2靠近料架1的一侧，托料机构3顶部设有朝向输送机构2下倾的斜面；挡料机构4，挡料机构4设置在输送机构2上方，用于抹平物料形成单层平铺；分料机构5，用于单个提取输送机构2上的物料，分料机构5移动设置在输送机构2远离料架1的一侧，分料机构5上设有用于插入相邻物料之间的分料块511；送料辊7，设置在输送机构2远离料架1的一侧，用于将物料输送至生产线上；推料机构6，设置在送料辊7的一侧，用于将分料机构5上的物料推至送料辊7上。料架1、输送机构2、托料机构3、挡料机构4、分料机构5、推料机构6和送料辊7均沿物料长度方向分布多组。

如图1和图3所示，料架1整体呈h形，料架1上部的u形结构用于放置物料，料架1一侧靠近输送机构2处设有托料机构3，托料机构3包括托料块31、托料链条升降机构32、托料滑轨33、托料电机34，竖直的托料滑轨33和托料链条升降机构32设置在料架1靠近输送机构2侧的竖杆上，托料块31与托料链条升降机构32的链条竖直段固定连接，托料块31竖直滑动设置在托料滑轨33上，托料块31顶部远离输送机构的一侧为直角三角形结构，直角三角形的斜面向输送机构侧下倾，该斜面与料架1之间形成存放一定物料的空间，竖杆顶端远离输送机构2的一侧设有倒角，避免卡住物料。

托料电机34带动减速机转动，通过转轴、托料链条升降机构33带动托料块31升降，托料块31顶部尖角插入料架1上的物料之间，带动物料升降，物料上升至输送机构2上时，物料随输送机构移动。

如图2、图4所示，料架1远离托料机构3的一侧设有抬杠11，料架1远离输送机构2侧的竖杆上设有抬杠链条升降机构13，抬杠11一端与抬杠链条升降机构13联动，抬杠11另一端设有转轴14与料架1转动连接，抬杠11上方设有无料检测机构12。无料检测机构12包括压板121、弹簧轴122和压力传感器123，压板121远离转轴14的一端与抬杠11转动连接，压板121中部下方设有弹簧轴122，通过弹簧轴122与抬杠11弹性连接，压板121靠近转轴14的一端下方设有开关杆124，开关杆124下方的抬杠上设有压力传感器123。

当料架1中靠近输送机构2一侧，即托料块31正上方的物料被提取完毕时，可能还有部分物料剩余，此时压板121上没有物料，压板121一端弹性上抬，压力传感器123接收不到压力信号，提示控制系统为无料状态，控制抬杠链条升降机构13带动抬杠11沿转轴14转动上抬，料架1底面倾斜，使物料向托料机构3上方移动堆积，直到无料检测机构12检测到上方已有物料；当压板121上有足够物料时，压板121端部下压，开关杆123接触压力传感器123，压力传感器123接收到压力信号，提示控制系统为有料状态，控制抬杠链条升降机构13带动抬杠下降。

如图1、图5所示，输送机构2包括输送电机、转轴、第一输送链条21、第二输送链条23、第一链条座24和第二链条座25，第一输送链条21竖直设置在第一链条座24上，第二输送链条23横向设置在t形的第二链条座25上，第二输送链条23靠近托料机构3的一端与托料块31斜面之间形成用于托料的空间，第二链条座25远离料架1的一端上方设有到位触发装置22，到位触发装置22包括定位开关222和弹性连接在第二链条座25的到位挡料板221，到位挡料板221与定位开关222间隙配合。

输送电机依次带动转轴、第一输送链条21、第二输送链条23循环转动，若干物料从托料机构离开被第二输送链条23端部带动移动至第二输送链条23顶部并随之向到位触发装置22移动，当最前端的物料触碰并推动到位挡料板221，定位开关222被触发，输送电机停止运转，分料机构5启动。

如图1、图6所示，挡料机构4可升降设置在输送机构2上方，挡料机构4升降高度通过控制系统控制。挡料机构4包括挡料板41、挡料升降油缸42和挡料升降编码器43，挡料板41包括呈t字型的横板和竖板，竖板用于挡料，横板用于和挡料升降油缸连接，挡料板41通过挡料升降油缸42驱动升降，升降高度通过挡料升降编码器43控制。

在装置运行之前向控制系统输入材料形状、尺寸、长度等信息，控制系统接收到总控发出的指令，挡料机构4根据物料截面的形状尺寸自动调整到适当高度，保证仅够单层物料通过挡料板41下方和输送机构输送面之间的空间。

如图1、图2和图7所示，分料机构5包括分料电机、分料减速机、分料托板51、分料升降气缸52、分料丝杠机构53和分料滑轨54，分料托板51水平设置在分料升降气缸52顶部，分料升降气缸52固定在平板531上，平板531滑动设置在分料滑轨54上，分料滑轨54垂直于输送机构输送方向固定在导轨板541上，平板531上设有分料丝杠机构53。分料托板51顶面两端分别设有分料块511和挡料块512，分料块511和挡料块512均为直角三角形块，分料块511和挡料块512的斜面相对设置，分料块511尺寸大于挡料块512。

分料电机依次带动分料减速机、分料丝杠机构53转动，控制系统通过数据计算，带动平板531、分料升降气缸52靠近物料，分料块511移动至最前方两根物料之间下方，到位后分料升降气缸52抬升分料托板51，分料块511三角形顶部尖角,插入前端两根物料之间，使最前端的物料沿分料块511斜面滑到分料托板51上，挡料块512防止物料从分料托板另一端掉出，之后分料托板远离输送机构，向送料辊7方向移动。

如图5所示，推料机构6固定在第一链条座24上，推料机构6包括推料板61和推料气缸62。

当分料机构5提取出单根物料后下降并移动到送料辊7一侧，推料机构6将分料机构5上的物料沿挡料块512的斜面离开分料机构5移动至送料辊7上，此时物料一侧与送料辊7外侧边贴合，物料保持直线状态，随送料辊7送至生产线上，方便后续定位加工。

实施例2

一种自动上料方法，包括如下步骤：

存料：将成捆的物料（棒材或管材等）通过行车等装置成捆地放入料架1中，去除捆料带，物料堆放在料架1上；

托料：托料块31上升，托料块31插入物料中，带动托料块31斜面与输送机构2、料架1之间的部分物料上抬，由于托料块31斜面向输送机构2下倾，物料逐渐向输送机构2的输送面移动；

输送：在输送机构2的带动下，物料被输送机构2带动远离托料机构3，此时若存在绞缠在一起的物料，由于无法接触输送机构2的输送面（例如第二输送链条）或接触面不够，无法被带动至输送机构2上，这些物料随着托料机构3的下降再次回到料架1中；

挡料：输送过程中挡料机构4在输送过程中对物料进行抹平，物料经过挡料机构4后单层平铺在输送机构上，挡料机构高度事先通过控制系统根据物料尺寸、形状确定，例如圆形棒料，挡料板底部与输送面之间的距离为1~2倍棒料直径；

分料：当输送机构最前端物料触发到位触发装置，输送机构停止运行，分料机构启动，分料块511移动至输送机构最末端的两根物料之间，分料托板51抬升，提取单根物料后将物料移动至送料辊7上方，此时物料离开到位触发装置，输送机构重新运行直到下一物料再次触发到位触发装置；

推料：分料托板51下降，推料机构6将物料推动至送料辊7远离输送机构的一侧使物料延伸方向与送料方向一致，送料辊7带动单根物料至生产线上；

抬料：重复步骤c,e,f直到输送机构2上的物料全部输送完毕，再次启动步骤b，直到托料机构上方物料全部输送完毕，此时压板121上抬，无料检测机构12检测到托料机构上方为无料状态，抬杠11上抬倾斜，使料架上的物料向托料机构上方集中，压板121重新下压后，无料状态结束，重复步骤b~g。

由于该装置并不是利用物料自由滚落进行取料，物料形状并不限于圆形，方形等其他形状棒料和管材同样适用，同时也避免了物料不断撞击损坏料架1和物料；根据自动调整挡料装置高度，适用不同尺寸的物料；通过挡料装置的抹平和分料装置分料实现单根提取；料架1中的物料无需整理排放，提升效率，减少人工。