自动化料库的制作方法

本发明涉及一种储料设备，尤其涉及一种自动化料库。

背景技术：

料库是一种工业自动化的一个模块设备，料库的作用是通过工业传动来自动存储加工原材料或加工后的成品。一个完整的料库通常由进料装置、立体多层的存储货架和出料装置构成，以满足工业生产过程中存储和进出料的需求，随着自动化技术的快速发展，料库的传动控制也趋于自动化和智能化，能有效提高生产效率，对提高车间自动化程度有很大意义。但现有技术的料库结构简单、功能单一，已经无法满足目前工业生产过程中对物料和成品仓储的功能化、智能化、自动化、柔性化需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动化料库，能通过电机、减速机经链轮链条的传动来控制进出料小车的移动、上下移动支架的移动和托盘的水平移动，同时具有视觉识别功能，用于对工件进行特征识别。

本发明是这样实现的：

一种自动化料库，包括料库主体、托盘、进出料小车和小车行走系统；料库主体包括料库主体框架、料库上下移动支架和料库上下运动系统，库主体框架的两侧设有一对竖直设置的门架槽钢，料库上下移动支架上设有若干个门架槽钢轴承，门架槽钢轴承能匹配嵌装在门架槽钢内，并带动料库上下移动支架沿门架槽钢上下移动；料库上下运动系统的两侧通过第二主动链轮安装有第二链条，料库上下移动支架的两侧对称安装有第二从动链轮，第二链条的底部与第二从动链路啮合连接且同步传动，第二链条的两端分别固定在料库主体框架上；托盘的两侧与料库上下移动支架上并与料库上下移动支架上下同步移动，主体框架的两侧上部对称设有若干根第一托盘支撑方管，料库上下移动支架的两侧对称设有一对移动支架托盘支撑方管，进出料小车的两侧顶部分别设有第二托架支撑方管，托盘能沿水平设置的第一托盘支撑方管、一对移动支架托盘支撑方管和第二托架支撑方管移动；小车行走系统的两侧设有一对固定在料库主体框架上的侧进出料小车导向槽钢，进出料小车沿侧进出料小车导向槽钢水平移动。

所述的料库主体框架内设有视觉系统摄像头，视觉系统摄像头位于进出料小车的上方。

所述的料库上下移动支架包括第一料库支架、第二料库支架、连接梁、移动支架托盘支撑方管、第一交流电机、第一减速机、输出轴、第一主动链轮、第一传动轴、第一链条、张紧链轮、第一从动链轮、上下运动从动轴、上下运动从动轴止动片、下连接方管、第二从动链轮、门架槽钢轴承和链条卡块；

所述的第一料库支架和第二料库支架之间通过一对连接梁和下连接方管连接，一对移动支架托盘支撑方管分别固定在第一料库支架和第二料库支架的内壁上；第一交流电机与安装在第二料库支架外壁上的第一减速机连接，输出轴的一端安装在第一减速机内，一个第一主动链轮安装在输出轴上，输出轴的另一端与第一传动轴的一端连接，第一传动轴的另一端通过另一个第一主动链轮安装在第一料库支架的内壁上；两个张紧链轮分别安装在第一料库支架和第二料库支架的内壁上，一对第一从动链轮分别安装在第一料库支架和第二料库支架的内壁上，一对第一链条分别绕过张紧链轮和第一从动链轮后对应安装在两个第一主动链轮上，一对第一链条上均设有链条卡块；一对上下运动从动轴分别通过上下运动从动轴止动片对应安装在第一料库支架和第二料库支架上，一对第二从动链轮分别安装在一对上下运动从动轴上；若干个门架槽钢轴承安装在第一料库支架和第二料库支架的内壁上。

所述的第一料库支架和第二料库支架的顶部均设有上限位块；其中一根连接梁上设有前限位块，托盘移动时能与前限位块接触。

所述的料库上下运动系统包括第二交流电机、第二减速机、第二联轴器、第二传动轴、第二主动链轮、第二链条、配重组件和编码器组件；第二交流电机安装在第二减速机上，第二联轴器的两端分别与第二减速机的输出轴和第二传动轴的一端连接，第二传动轴的一端通过第二轴承座固定在料库主体框架上；两个第二主动链轮分别固定在第二传动轴的两端，一对第二链条的一端固定在料库主体框架的顶部并与两个第二主动链轮啮合传动，一对第二链条的另一端分别绕过位于料库主体框架底部的两个第二从动链轮后固定在料库主体框架的顶部，一对第二链条上均匹配安装有配重组件；编码器组件安装在第二传动轴上。

所述的配重组件包括配重从动链轮、配重从动链轮轴、配重连接件和配重片；配重从动链轮与第二链条啮合传动，配重连接件通过配重从动链轮轴安装在配重从动链轮上，若干块配重片纵向叠放并固定安装在配重连接件上。

所述的编码器组件包括大同步轮、同步带、小同步轮、编码器固定件、编码器和第三传动轴；大同步轮安装在第二传动轴上，编码器固定件固定在料库主体框架上，第三传动轴安装在编码器固定件上，小同步轮安装在第三传动轴上，同步带套接在大同步轮和小同步轮之间；编码器固定在编码器固定件上并与第三传动轴连接。

所述的托盘包括托盘平面、托盘挂钩和托盘轮子；一对托盘挂钩分别焊接在托盘平面的两端，一对托盘挂钩能匹配卡接在链条卡块上，使料库上下移动支架带动托盘上下同步运动；若干个托盘轮子安装在托盘平面的两端，使托盘轮子能在第一托盘支撑方管、一对移动支架托盘支撑方管和第二托架支撑方管上水平移动。

所述的进出料小车包括进出料小车框架、挂钩、地轮、侧导向轮和第二托架支撑方管；一对第二托架支撑方管设置在进出料小车框架的两端顶部，托盘的托盘轮子能在一对第二托架支撑方管上滚动；挂钩设置在进出料小车框架的一端并与小车行走系统的卡块匹配卡接，使小车行走系统能驱动进出料小车行走；若干个地轮分别安装在进出料小车框架的底部，若干个侧导向轮分别安装在进出料小车框架的底部两侧，侧导向轮能匹配安装在小车行走系统的侧进出料小车导向槽钢内，使进出料小车能沿侧进出料小车导向槽钢直线运动。

所述的小车行走系统包括第三交流电机、第三减速机、第三主动链轮、减速机固定座、第三从动链轮、链轮固定座和侧进出料小车导向槽钢；第三交流电机与通过减速机固定座安装在地面上的第三减速机连接，第三主动链轮与第三减速机的输出轴连接；第三从动链轮设置在固定在地面上的链轮固定座上，第三主动链轮与第三从动链轮之间通过链条连接，链条上设有卡块并与进出料小车的挂钩匹配卡接，使进出料小车能通过链条的传动而移动；一对侧进出料小车导向槽钢分别固定在料库主体框架上。

本发明能通过电机、减速机经链轮链条的传动来控制进出料小车的移动、上下移动支架的移动和托盘的水平移动，自动化程度高；可根据使用需求定制多层料库空间用于物料和产品的存储，使用更灵活，实现料库的功能要求；同时具有基于摄像机的视觉识别功能，用于对工件的位置、轮廓等进行特征识别。

附图说明

图1是本发明自动化料库的立体图；

图2是本发明自动化料库中料库主体的立体图；

图3是本发明自动化料库中料库主体框架的俯视立体图；

图4是本发明自动化料库中料库主体框架的仰视立体图；

图5是本发明自动化料库中料库上下移动支架的一侧侧视立体图；

图6是本发明自动化料库中料库上下移动支架的另一侧侧视立体图；

图7是本发明自动化料库中料库上下移动支架的仰视立体图；

图8是本发明自动化料库中料库上下运动系统的立体图；

图9是本发明自动化料库中托盘的立体图；

图10是本发明自动化料库中进出料小车的立体图；

图11是本发明自动化料库中小车行走系统的立体图。

图中，1料库主体，11料库主体框架，111视觉系统摄像头，112门架槽钢，113第一托盘支撑方管，12料库上下移动支架，121第一料库支架，122第二料库支架，123连接梁，124移动支架托盘支撑方管，125第一交流电机，126第一减速机，127第一轴承座，128输出轴，129第一张紧套，1210第一主动链轮，1211第一联轴器，1212第一传动轴，1213第一链条，1214张紧链轮安装件，1215张紧链轮，1216第一从动链轮，1217上下运动从动轴，1218上下运动从动轴止动片，1219下连接方管，1220第二从动链轮，1221门架槽钢轴承，1222上限位块，1223前限位块，1224链条卡块，13料库上下运动系统，131第二交流电机，132第二减速机，133第二联轴器，134第二轴承座，135第二传动轴，136第二主动链轮，137第二张紧套，138第二链条，139第一链条固定螺丝，1310第二链条固定螺丝，1311配重从动链轮，1312配重从动链轮轴，1314配重连接件，1315配重片，1316第三张紧套，1317大同步轮，1318同步带，1319小同步轮，1320第四张紧套，1321编码器固定件，1322编码器，1323第三传动轴，2托盘，21托盘平面，22托盘挂钩，23托盘轮子，24轴承，3进出料小车，31进出料小车框架，32挂钩，33地轮，34侧导向轮，35侧导向轮固定件，36小车定位件，37第二托架支撑方管，4小车行走系统，41第三交流电机，42第三减速机，43第五张紧套，44第三主动链轮，45减速机固定座，46链条导向支撑钣金，47从动链轮调整件，48第三从动链轮，49链轮固定座，410侧进出料小车导向槽钢，411槽钢固定件，412槽钢支撑件，413气缸固定件，414定位气缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1，一种自动化料库，包括料库主体1、托盘2、进出料小车3和小车行走系统4；请参见附图2，料库主体1包括料库主体框架11、料库上下移动支架12和料库上下运动系统13，请参见附图4，库主体框架11的两侧对称设有一对竖直设置的门架槽钢112，请参见附图6，料库上下移动支架12上对称设有若干个门架槽钢轴承1221，门架槽钢轴承1221能匹配嵌装在门架槽钢112内，并带动料库上下移动支架12沿门架槽钢112上下移动，优选的，门架槽钢轴承1221设有4个，每根门架槽钢112内上下布置两个门架槽钢轴承1221，确保料库上下移动支架12的移动轨迹为直线；请参见附图8，料库上下运动系统13的两侧通过第二主动链轮136对称安装有第二链条138，请参见附图7，料库上下移动支架12的两侧对称安装有第二从动链轮1220，第二链条138的底部与第二从动链路1220啮合连接且同步传动，第二链条138的两端分别通过第一链条固定螺丝139和第二链条固定螺丝1310固定在料库主体框架11上；请参见附图9，托盘2的两侧与料库上下移动支架12上并与料库上下移动支架12上下同步移动，请参见附图3，主体框架11的两侧上部对称设有若干根第一托盘支撑方管113，料库上下移动支架12的两侧对称设有一对移动支架托盘支撑方管124，请参见附图10，进出料小车3的两侧顶部分别设有第二托架支撑方管37，托盘2上下移动到位后能沿水平设置的第一托盘支撑方管113，一对移动支架托盘支撑方管124和第二托架支撑方管37水平移动；请参见附图11，小车行走系统4的两侧对称设有一对固定在料库主体框架11上的侧进出料小车导向槽钢410，进出料小车3沿侧进出料小车导向槽钢410水平移动。

请参见附图4，所述的料库主体框架11内设有视觉系统摄像头111，视觉系统摄像头111位于进出料小车3的上方，用于识别材料或工件的轮廓信息和位置信息，以满足后续的各种要求。

优选的，料库主体框架11由若干根方管和若干块铁板焊接后经螺丝螺母拼装组成，可根据仓储需要拼装成不同的框架结构，以满足仓储和进出料小车3移动的需求。

请参见附图5至附图7，所述的料库上下移动支架12包括第一料库支架121、第二料库支架122、连接梁123、移动支架托盘支撑方管124、第一交流电机125、第一减速机126、第一轴承座127、输出轴128、第一张紧套129、第一主动链轮1210、第一联轴器1211、第一传动轴1212、第一链条1213、张紧链轮安装件1214、张紧链轮1215、第一从动链轮1216、上下运动从动轴1217、上下运动从动轴止动片1218、下连接方管1219、第二从动链轮1220、门架槽钢轴承1221和链条卡块1224。

所述的第一料库支架121和第二料库支架122之间通过一对连接梁123和下连接方管1219连接，优选的，第一料库支架121和第二料库支架122可采用钢板制成并与一对连接梁123和下连接方管1219通过螺丝固定，一对连接梁123对称位于第一料库支架121和第二料库支架122的上部，下连接方管1219位于第一料库支架121和第二料库支架122的下部，构成料库上下移动支架12的主体支架结构；一对移动支架托盘支撑方管124分别焊接固定在第一料库支架121和第二料库支架122的内壁上，水平位于一对连接梁123的上方；第一交流电机125与安装在第二料库支架122外壁上的第一减速机126连接，输出轴128的一端通过第一轴承座127安装在第一减速机126内，一个第一主动链轮1210通过第一张紧套129安装在输出轴128上，输出轴128的另一端通过第一联轴器1211与第一传动轴1212的一端连接，第一传动轴1212的另一端通过另一个第一主动链轮1210安装在第一料库支架121的内壁上；两个张紧链轮1215分别通过内部轴和轴承经张紧链轮安装件1214安装在第一料库支架121和第二料库支架122的内壁上，一对第一从动链轮1216分别安装在第一料库支架121和第二料库支架122的内壁上，一对第一链条1213分别绕过张紧链轮1215和第一从动链轮1216后对应安装在两个第一主动链轮1210上，优选的，第一链条1213呈t形结构张紧布置，一对第一链条1213上均设有链条卡块1224；一对上下运动从动轴1217分别通过上下运动从动轴止动片1218对应安装在第一料库支架121和第二料库支架122对应的加工孔上，一对第二从动链轮1220分别通过轴承匹配安装在一对上下运动从动轴1217上，上下运动从动轴止动片1218可用于限制一对第二从动链轮1220的转动幅度；若干个门架槽钢轴承1221通过自带的安装板经螺丝安装在第一料库支架121和第二料库支架122的内壁上，优选为4个门架槽钢轴承1221，用于与门架槽钢112配合实现上下直线移动。

优选的，所述的第一料库支架121和第二料库支架122的顶部均设有上限位块1222，用于限制料库上下移动支架12向上移动的最高点位置。

其中一根所述的连接梁123上设有前限位块1223，托盘2移动时能与前限位块1223接触，用于限制托盘2向外移动的最大距离。优选的，位于外端的连接梁123上对称设置一对前限位块1223，确保对托盘2的限位效果。

优选的，所述的第一料库支架121和第二料库支架122上设有u槽12202，张紧链轮安装件1214通过螺丝固定在u槽12202上并能沿u槽12202上下移动，用于调节两个张紧链轮1215的上下位置，进而调节一对第一链条1213的张紧程度。

请参见附图8，所述的料库上下运动系统13包括第二交流电机131、第二减速机132、第二联轴器133、第二轴承座134、第二传动轴135、第二主动链轮136、第二张紧套137、第二链条138、第一链条固定螺丝139、第二链条固定螺丝1310、配重组件和编码器组件；第二交流电机131安装在第二减速机132上，第二联轴器133的两端分别与第二减速机132的输出轴和第二传动轴135的一端连接，第二传动轴135的一端通过第二轴承座134固定在料库主体框架11上；两个第二主动链轮136分别通过第二张紧套137对称固定在第二传动轴135的两端，一对第二链条138的一端分别通过第一链条固定螺丝139固定在料库主体框架11的顶部并与两个第二主动链轮136啮合传动，一对第二链条138的另一端分别绕过位于料库主体框架11底部的两个第二从动链轮1220后通过第二链条固定螺丝1310固定在料库主体框架11的顶部，一对第二链条138上均匹配安装有配重组件；编码器组件安装在第二传动轴135上，位于第二传动轴135的一侧部。

所述的配重组件包括配重从动链轮1311、配重从动链轮轴1312、配重连接件1314和配重片1315；配重从动链轮1311与第二链条138啮合传动，配重连接件1314通过配重从动链轮轴1312经内部轴承安装在配重从动链轮1311上，若干块配重片1315纵向叠放并通过长螺栓固定安装在配重连接件1314上，可通过配重平衡第二链条138传动时的稳定性。

优选的，所述的配重连接件1314上安装有配重从动链轮轴止动片1313，配重从动链轮轴1312转动时能与配重从动链轮轴止动片1313接触，用于限制配重从动链轮轴1312的转动位置。

所述的编码器组件包括第三张紧套1316、大同步轮1317、同步带1318、小同步轮1319、第四张紧套1320、编码器固定件1321、编码器1322和第三传动轴1323；大同步轮1317通过第三张紧套1316安装在第二传动轴135上，编码器固定件1321通过螺栓固定在料库主体框架11上，第三传动轴1323通过内部轴承贯穿安装在编码器固定件1321上，小同步轮1319通过第四张紧套1320同轴安装在第三传动轴1323上，同步带1318套接在大同步轮1317和小同步轮1319之间；编码器1322固定在编码器固定件1321上并与第三传动轴1323连接，用于通过大同步轮1317和小同步轮1319的运动测量第三传动轴1323的转动圈数，从而测量料库上下移动支架12的上下运动行程。

请参见附图9，所述的托盘2包括托盘平面21、托盘挂钩22、托盘轮子23和轴承24；一对托盘挂钩22分别对称焊接在托盘平面21的两端，一对托盘挂钩22能匹配卡接在链条卡块1224上，通过托盘挂钩22与链条卡块1224的卡住和脱离，第一链条1213传动时，使料库上下移动支架12带动托盘2上下同步运动，从而使托盘2移动和停止；若干个托盘轮子23分别通过轴承24安装在托盘平面21的两端，使托盘轮子23能在第一托盘支撑方管113、一对移动支架托盘支撑方管124和第二托架支撑方管37上水平移动，实现托盘2在不同空间的移动；优选的，在托盘平面21的四个边角处对称设置四个托盘轮子23，确保托盘2的稳定移动；托盘平面21可采用钣金和方管焊接而成的一体式结构。

请参见附图10，所述的进出料小车3包括进出料小车框架31、挂钩32、地轮33、侧导向轮34、侧导向轮固定件35和第二托架支撑方管37；一对第二托架支撑方管37对称设置在进出料小车框架31的两端顶部，托盘轮子23能在一对第二托架支撑方管37上滚动；挂钩32设置在进出料小车框架31的一端并与小车行走系统4的卡块匹配卡接，使小车行走系统4能驱动进出料小车3行走；若干个地轮33分别安装在进出料小车框架31的底部，若干个侧导向轮34分别通过内部的轴和轴承经侧导向轮固定件35安装在进出料小车框架31的底部两侧，侧导向轮34能匹配安装在小车行走系统4的侧进出料小车导向槽钢410内，使进出料小车3能沿侧进出料小车导向槽钢410直线运动。优选的，进出料小车框架31可采用若干根方管焊接加工而成的一体式框架，框架结构可根据整体结构和实际使用需求制作。

所述的进出料小车框架31的一端两侧对称设有小车定位件36，小车定位件36与小车行走系统4的定位气缸414伸出的活塞头零件匹配接触，可确保进出料小车3移动到了正确的预定位置。优选的，小车定位件36可采用设有倒角槽的加工件。

请参见附图11，所述的小车行走系统4包括第三交流电机41、第三减速机42、第五张紧套43、第三主动链轮44、减速机固定座45、链条导向支撑钣金46、从动链轮调整件47、第三从动链轮48、链轮固定座49、侧进出料小车导向槽钢410、槽钢固定件411、槽钢支撑件412、气缸固定件413和定位气缸414；第三交流电机41与通过减速机固定座45安装在地面上的第三减速机42连接，第三主动链轮44通过第五张紧套43与第三减速机42的输出轴连接；第三从动链轮48通过从动链轮调整件47设置在固定在地面上的链轮固定座49上，第三主动链轮44与第三从动链轮48之间通过链条(图中未示出)连接，从动链轮调整件47上设有u形槽(图中未示出)可以调整第三从动链轮48的安装位置，从而调整链条的张紧程度，链条上设有卡块并与进出料小车3的挂钩32匹配卡接，使进出料小车3能通过链条的传动而移动；链条设置在链条导向支撑钣金46内，链条导向支撑钣金46的两端分别连接在减速机固定座45和链轮固定座49上，可起到支撑和导向链条的作用；一对侧进出料小车导向槽钢410分别通过槽钢固定件411固定在料库主体框架11上，并分别通过槽钢支撑件412固定支撑在地面上，用于确保进出料小车3沿着固定的路线进行来回移动；一对定位气缸414分别通过气缸固定件413对应安装在一对侧进出料小车导向槽钢410上，位于侧进出料小车导向槽钢410的一侧部，可用于限制出料小车3的移动范围。

本发明自动化料库的工作原理是：

料库主体1的料库主体框架11通过设置多层支撑方管来放置托盘2，被储存的原材料或者工件放在托盘2上。托盘2的移动依靠焊接在托盘2上的托盘挂钩22和固定在第一链条1213上的链条卡块1224的卡住和分离来移动和释放，托盘2的上下移动依靠料库上下移动支架12经链轮链条的配合在料库主体框架11内的上下运动来实现。托盘2在运动到不同高度时，在对应的高度上也是通过链条链轮进行水平运动来进出料库主体1。在料库主体框架11的最底层，通过进出料小车3经链轮链条驱动实现进出料库，从而把托盘2带到料库主体1外面的空间，进而方便操作人员取料和放料。料库主体框架11内位于进出料小车3的上面设置分层用于安装摄像头并进行视觉系统识别，可识别材料或工件的轮廓信息和位置信息，以满足后续的各种要求。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。