技术领域
本发明涉及机械设备，更具体地说，涉及一种自动送料设备。
背景技术：
AGV小车(AutomatedGuidedVehicle)即自动导引运输车，能够沿规定
的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能，因而逐渐开始被应用于各
种自动化生产线，用于送料和上下料。
现有的AGV小车上集成的上料机构和下料机构均为滚动机构或滑动机
构，靠滚动机构或滑动机构与外部承接完成上下料动作，但由于这两种机构本
身的特性，很多情况下必须使其固定的悬于AGV小车的一侧才能够实现其功
能，使得小车重心偏向悬臂侧，小车行驶过程中需要占据周边很大的过道空间，
行驶及转弯均不稳定，极有可能伤到周围的人或物；同时这两种机构柔性不足，
无法实现同一工位上多点放置，无法精确定位，单次所能输送的物料非常有限，
不能够实现单台机构单次输送多框物料。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种既能
满足自动送料、上料、下料功能又能实现多点放置并且占据空间小、运行平稳
的自动送料设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种自动送料设备，包
括AGV小车、安装于AGV小车上的储料装置、和安装于储料装置上的上下
料装置；
其中，所述储料装置包括安装于AGV小车上的机架、置于机架上的托盘
和置于托盘上的多个料框；
所述上下料装置包括安装于机架上托盘上方的Y轴倍增行程机构、由Y
轴倍增行程机构带动而在Y轴上可移动的X轴移动模组、由X轴移动模组带
动而可在X轴上可移动的Z轴移动模组、由Z轴移动模组带动而在Z轴上可
移动的取料机械手、以及控制所述Y轴倍增行程机构、X轴移动模组、Z轴移
动模组和取料机械手的工控单元；
其中，所述Y轴倍增行程机构包括固定于机架上送料方向的左右两侧并
沿Y轴延伸的两个第一导轨、可分别沿所述两个第一导轨滑动的两个倍增板、
分别固定于所述两个倍增板上并沿Y轴延伸的两个第二导轨、可分别沿所述
两个第二导轨滑动的两个固定板、和行程倍增驱动单元，所述行程倍增驱动单
元驱动所述两个倍增板分别沿第一导轨滑动的同时带动所述两个固定板分别
沿第二导轨沿同一方向滑动以实现行程倍增，所述X轴移动模组安装于所述
两个固定板上。
根据本发明的一个实施例中，所述行程倍增驱动单元包括安装于所述两个
倍增板中一个倍增板上的电机和分别沿Y轴方向安装于所述两个倍增板上并
由两个第一同步带传动的两个第一组同步轮，所述两个第一组同步轮中的主动
轮通过转轴单元联接并由所述电机驱动，所述两个第一同步带分别设有上同步
带固定块与相应的固定板固定连接，并设有下同步带固定块与机架固定连接。
根据本发明的一个实施例中，所述行程倍增驱动单元还包括安装于与所述
电机相同的倍增板上、由所述电机驱动并通过第二同步带传动的第二组同步
轮，所述第二组同步轮中的从动轮与所述第一组同步轮中的主动轮同轴转动。
根据本发明的一个实施例中，所述X轴移动模组包括跨装于所述Y轴倍
增行程机构的两个固定板上的沿X轴延伸的X轴导杆、滑动安装于所述X轴
导杆上的X轴移动板、和驱动所述X轴移动板沿X轴导杆滑动的X轴驱动
单元。
根据本发明的一个实施例中，所述X轴驱动单元包括安装于所述两个固
定板中一个固定板上的X轴驱动电机、由所述X轴驱动电机驱动并通过第三
同步带跨装于所述两个固定板上的第三组同步轮，所述第三同步带设有同步带
压块与所述X轴移动板固定连接。
根据本发明的一个实施例中，所述Z轴移动模组包括固定在所述X轴移
动板上的丝杆螺帽、通过所述丝杆螺帽穿设于所述X轴移动板上的沿Z轴延
伸的丝杆、通过滚动轴承安装于所述丝杆端部的Z轴移动板、和驱动所述丝
杆转动的Z轴驱动电机。
根据本发明的一个实施例中，所述Z轴移动模组还包括滑动穿设于所述X
轴移动板并与所述Z轴移动板固定连接的Z轴导杆。
根据本发明的一个实施例中，所述取料机械手包括由Z轴移动模组带动
而在Z轴上可移动的机械手固定板、以弹性加载方式相对安装于所述机械手
固定板的两侧的两组机械手爪、和驱动所述两组机械手爪克服弹力而相对彼此
移动的机械手驱动单元。
根据本发明的一个实施例中，所述取料机械手上还设有用于感应料框有无
以控制工控单元的光电传感器。
根据本发明的一个实施例中，所述料框设有多个物料容置槽，且所述料框
的外侧形成有与机械手爪配合的凸耳。
本发明的自动送料设备具有以下有益效果：
(1)本发明采用AGV小车集成储料装置和自动上下料装置，可以实现
自动送料、上料、下料和收料，机台处不需人员看护，不需等待；
(2)本发明采用龙门式Y轴倍增行程机构能够根据需要伸出、缩回，既
节省空间又能保证上下料装置的重心位于AGV小车的中间位置，从而保证
AGV小车在运行过程中的平稳性；
(3)本发明采用Y轴倍增行程机构、X轴移动模组与Z轴移动模组共同
作用带动取料机械手工作，实现同一工位上多点放置、精确定位；
(4)本发明采用的托盘可实现单次输送多框物料，而每个料框能够承载
多片产品。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一个实施例的自动送料设备的结构示意图；
图2是图1所示的自动送料设备中的托盘的结构示意图；
图3是图1所示的自动送料设备中的料框的结构示意图；
图4是图1所示的自动送料设备中的Y轴倍增行程机构的结构示意图；
图5是图1所示的自动送料设备中的X轴移动模组的结构示意图；
图6是图1所示的自动送料设备中的Z轴移动模组的结构示意图；
图7是图1所示的自动送料设备中的取料机械手的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实
施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅
仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了根据本发明一个实施例的自动送料设备的整体结构示意图。如
图1所示，该自动送料设备主要由AGV小车1、储料装置2和上下料装置3
构成。AGV小车1能够沿规定的导引路径运行以进行物料的运送，其属现有
技术，故在此不再做详细描述。储料装置2安装在AGV小车1上，主要由机
架21、托盘22和多个料框23构成。机架21安装在AGV小车1上，其具体
的结构形态可以根据实际的需要进行选择。托盘22放置在机架21上，并可通
过相应的定位件进行定位。例如如图2所示，托盘22上可开设有多个定位通
孔221，与机架21上设置的定位销配合而定位在机架21上。多个料框23放
置在托盘22上，用于存档物料。进一步如图2所示，托盘22上安装多个角座
222，每四个角座222为一组用于定位一个料框23。一个具体实施例中，料框
23的结构如图3所示，构成料框23的两相对侧板上对应形成有多个物料容置
槽231，用于盛装片状物料(例如玻璃面板)，这样的料框23可以实现一框盛
装多片物料，且其形状及规格可根据所要盛装的物料进行定制。料框23的外
侧还设有便于抓取的凸耳232。
再如图1所示，上下料装置3安装在储料装置2的机架21上，主要由Y
轴倍增行程机构31、X轴移动模组32、Z轴移动模组33、取料机械手34和工
控单元35构成。Y轴倍增行程机构31安装在机架21上托盘22的上方。X轴
移动模组32安装在Y轴倍增行程机构31上，并可由Y轴倍增行程机构31带
动而在Y轴上移动。Z轴移动模组33安装在X轴移动模组32上，并可由X
轴移动模组32带动而在X轴上移动。取料机械手34安装在Z轴移动模块33
上，并可由Z轴移动模组33带动而在Z轴上移动。工控单元35可安装在机
架21内，用于控制Y轴倍增行程机构31、X轴移动模组32和Z轴移动模组
33共同动作，带动取料机械手34抓取托盘22上的各个料框23进行上下料操
作。
Y轴倍增行程机构31的具体结构如图4所示。Y轴倍增行程机构31呈龙
门式，主要由两个第一导轨311、两个倍增板312、两个第二导轨313、两个
固定板314和行程倍增驱动单元构成。沿Y轴延伸的两个第一导轨311分别固
定在机架21上送料方向(即Y轴方向)的左右两侧。两个倍增板312分别与
两个第一导轨311滑动连接，即可沿两个第一导轨311滑动。沿Y轴延伸的
两个第二导轨313分别固定于两个倍增板312上。两个固定板314分别与两个
第二导轨313滑动连接，即可沿两个第二导轨313滑动。行程倍增驱动单元用
于驱动两个倍增板312分别沿第一导轨311滑动的同时带动两个固定板314分
别沿第二导轨313沿同一方向滑动，从而实现Y轴方向上的行程倍增。在AGV
小车1行驶过程中，该Y轴倍增行程机构31的第一导轨311和第二导轨313
可同时收回，节省设备占用空间，同时保证了整个设备的重心处于中间位置，
从而保证AGV小车在运行过程中的平稳性。当该设备需要进行上下料时，Y
轴倍增行程机构31的第一导轨311和第二导轨313可根据需要同时伸出，以
实现物料的承接。
具体如图4所示的实施例中，该行程倍增驱动单元包括分别沿Y轴方向
安装于两个倍增板312的侧面的两个第一组同步轮316，该两个第一组同步轮
316可分别通过同步轮安装座315安装在倍增板312上，其中的主动轮和从动
轮分别通过两个第一同步带317传动。并且，该两个第一同步带317分别设有
上同步带固定块318与相应的固定板314固定连接，并设有下同步带固定块
319与机架21固定连接。该两个第一组同步轮316中的主动轮通过跨装在两
个倍增板312上的转轴单元3114联接，以实现同步转动。进一步如图4所示，
该行程倍增驱动单元还包括通过电机安装座3111安装在一个倍增板312上的
电机3110，和安装在同一倍增板312上的第二组同步轮3113，第二组同步轮
3113的主动轮与从动轮通过第二同步带3112传动，且主动轮由电机3110驱
动，从动轮与第一组同步轮316中的主动轮同轴转动，从而将电机3110的转
动传递给第一组同步轮316和第一同步带317。
当电机3110通过第二组同步轮3113带动第二同步带3112转动的同时，
通过第二组同步轮3113的从动轮经转轴单元3114同时带动第一组同步轮316
和第一同步带317转动。由于第一同步带317的下同步带固定块319与机架
21固定，上同步带固定块318与固定板314固定，故在第一同步带317转动
的过程中带动倍增板312沿第一导轨311移动一倍距离，同时带动固定板314
沿第二导轨313移动两倍距离，从而实现Y轴方向上的行程倍增。
X轴移动模组32的具体结构如图5所示。X轴移动模组32主要由X轴
导杆321、X轴移动板323和X轴驱动单元构成。X轴导杆321沿X轴延伸，
并跨装于Y轴倍增行程机构31的两个固定板314上。X轴移动板323通过例
如直线轴承322滑动安装在X轴导杆321上。X轴驱动单元用于驱动X轴移
动板323沿X轴导杆321滑动。根据实际稳定性的需求，X轴导杆321可以
设置两根或多根，X轴移动板323亦可通过两个或多个直线轴承322滑动安装
在X轴导杆321上。具体如图5所示的实施例中，该X轴驱动单元主要由X
轴驱动电机324、第三组同步带轮325、329和第三同步带326构成。X轴驱
动电机324安装于一个固定板上314上，第三组同步带轮中的主动轮325由X
轴驱动电机324驱动，从动轮327通过同步带轮安装座329安装于另一固定板
314上，并通过跨装于两个固定板314之间的第三同步带326传动连接。并且，
第三同步带326下侧设有同步带压块328与X轴移动板323固定连接。当X
轴驱动电机324驱动第三组同步带轮带动第三同步带326转动时，同时带动X
轴移动板323沿导杆321滑动，从而为取料机械手34提供X轴方向上的移动。
Z轴移动模组33的具体结构如图6所示。Z轴移动模组33主要由Z轴驱
动电机331、丝杆333、丝杆螺帽334和Z轴移动板336构成。丝杆螺帽334
固定在X轴移动板323上，丝杆333通过丝杆螺帽334穿设X轴移动板323
上并沿Z轴延伸，Z轴移动板336通过滚动轴承335(例如圆柱滚子轴承)安
装于丝杆333的下端部。Z轴驱动电机331安装于电机固定板322上，并通过
例如联轴器与丝杆333的上端连接，以驱动丝杆333转动。当Z轴驱动电机
331驱动丝杆333转动时，由于丝杠螺帽334相对固定于X轴移动板323上，
从而使得丝杠333沿Z轴方向带着Z轴移动板336移动。进一步如图6所示，
Z轴移动模组33还包括Z轴导杆338，Z轴导杆338的一端与电机固定板322
固定连接，另一端通过轴线轴承337滑动穿过X轴移动板323并与Z轴移动
板336固定连接，以便在Z轴移动板336移动过程中为之提供导向作用。
取料机械手34的具体结构如图7所示。取料机械手34主要由机械手固定
板341、两组机械手爪342和机械手驱动单元构成。机械手固定板341与Z轴
移动模组33的Z轴移动板336固定连接，从而可由Z轴移动模组33带动而
在Z轴上移动。两组机械手爪342以弹性加载方式相对安装于机械手固定板
341的两侧，用于抓取料框23。具体如图7所示的实施例中，两组机械手爪
342分别通过两个手爪固定板343安装于机械手固定板341的相对两侧，并且
两个手爪固定板343之间通过弹簧344以弹性加载的方式可移动地连接。机械
手驱动单元用于驱动该两个手爪固定板343克服弹力而相对彼此向外移动，从
而带动两组机械手爪342相对张开，以抓取料框，然后机械手驱动单元复位，
两组机械手爪342在弹力作用下紧紧夹住料框，从而可以对料框进行搬运。具
体如图7所示的实施例中，该机械手驱动单元可由驱动电机345和推杆(图中
未示出)构成。驱动电机345安装在机械手固定板341上，推杆设于机械手固
定板341下表面并由驱动电机345驱动而转动，推杆在转动到一定位置时便可
对手爪固定板343产生向外的推力，使其克服弹簧344的弹力而向外移动。进
一步，机械手固定板341下表面上还可设有接近开关(图中未示出)，用来感
应推杆转动的到位情况，以控制驱动电机345的运转。而且，在一个手爪固定
板343的内侧还可安装有光电传感器(图中未示出)，用于感应料框23的有无，
以控制工控单元35的操作。
本发明如上所述的自动送料设备，在AGV小车上集成自动上下料装置并
在自动上下料装置上应用龙门式Y轴倍增行程机构，既能满足自动送料、上
料、下料、收料功能，又能实现同一工位上多点放置、精确定位，同时占据空
间小，运行稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发
明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
的保护范围之内。