一种平移式长条形型材自动送料及定位装置及其工作方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种平移式长条形型材自动送料及定位装置及其工作方法。

背景技术：
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目前铝型材等长条形型材产品的装车主要靠人工搬运实现，劳动强度大、效率低。迫切需要研发一种长条形型材自动装车机械装备，以替代人工作业，实现高效自动装车。在这自动装车过程中，为了提高装车效率，需要把机械手要抓取的2捆长条形型材（以下简称物料）的间隔变大，并分别停放在2个固定间距的放料位置上，以便于机械手抓取。

技术实现要素：
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本发明针对上述现有技术存在的问题提供一种平移式长条形型材自动送料及定位装置及其工作方法，不仅设计合理，而且运行可靠。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种平移式长条形型材自动送料及定位装置，包括一组输送带、可调整限位块组件、一组放料支架、两套抓举机构、对中机构、水平平移导轨、两个水平推拉气缸和机架，所述的一组输送带包含平行布置并保持一定间隔的3～7条相同的输送带，一组放料支架设置在输送带前方，所述的一组放料支架含有2～6条按一定间隔、沿输送方向平行布置的放料支架，在放料支架与输送带的交接区域设置有2～6组可调整限位块部件；所述的水平平移导轨和两个水平推拉气缸的缸体固联在机架上，两套抓举机构的水平平移线性轴承装在对应的水平平移导轨上，两个水平推拉气缸的活塞杆分别与对应的抓举机构的移动支架铰接，水平推拉气缸分别驱动对应的抓举机构沿着水平平移导轨往输送方向作前后移动，两个水平推拉气缸的活塞杆完全伸出后，举升气缸的活塞杆缩回，两套抓举机构分别把待抓举的物料从抓举位置抓举、移动并放置到放料位置一和放料位置二上，水平推拉气缸的活塞杆完全缩回时，两套抓举机构的所停留位置即为其初始位置。

进一步的，所述的一组输送带中，包含3～7条相同的输送带，并由输送电机经减速器、同步带传动副、传动轴、通过3～7条同步带传动副分别驱动3～7条输送带同步同速运行。

进一步的，所述的可调整限位块组件含有2～6组相同的可调整限位块部件，所述的可调整限位块部件包含导轨、限位块、丝杆、丝杠螺母和线性轴承，各可调整限位块部件安装在放料支架上，导轨固联在放料支架上并与放料支架相平行，丝杠螺母与限位块固联，限位块上还设有线性轴承，限位块通过线性轴承装在导轨上；2～6组可调整限位块部件共用一个驱动电机，驱动电机通过同步带传动系统驱动各组可调整限位块部件的丝杠同步旋转，经丝杠螺母传动带动2～6块限位块作同步的移动。限位块的位置决定物料的抓举位置，抓举机构的初始位置是停在物料的抓举位置下方，此时2套抓举机构的支撑掌从垂直于输送方向上沿着物料长度看是重叠的，且初始位置是固定不变的，当装车的物料断面参数发生变化时，必须根据物料的断面尺寸，自动调整限位块的位置，以确保抓举机构的支撑掌的m和n面在抓举机构的初始位置举升时不会碰到下一捆物料。

进一步的，所述的抓举机构包含托举杆、移动支架、举升气缸、举升导轨、抱紧杆、抱紧杆回转夹紧气缸、抱紧杆升降气缸、水平平移线性轴承，所述的托举杆的上方设有四个相同的支撑掌，所述的举升导轨固联在托举杆上，与举升导轨配合的线性轴承固联在移动支架上，托举杆通过举升导轨及其配合的线性轴承装在移动支架上，所述的举升气缸竖直设置，举升气缸的缸体与移动支架铰接，其活塞杆与托举杆铰接，所述的抱紧杆升降气缸竖直设置，抱紧杆升降气缸的缸体固联在托举杆上，其活塞杆与竖直设置的抱紧杆回转夹紧气缸的缸体固联，抱紧杆与抱紧杆回转夹紧气缸的活塞杆固联；所述的移动支架上设有2对支撑在水平平移导轨上的水平平移线性轴承，水平推拉气缸的活塞杆与移动支架相铰接，以推动移动支架沿着水平平移导轨移动。

进一步的，两套抓举机构包含第一抓举机构和第二抓举机构，所述的第一抓举机构用于将待抓举的物料从抓举位置抓举、移动并放置到放料位置一上，所述的第二抓举机构用于将待抓举的物料从抓举位置抓举、移动并放置到放料位置二上，第一抓举机构的四个支撑掌与第二抓举机构的四个支撑掌从上往下看是错位分布的，第一抓举机构的四个支撑掌朝后侧延伸，第二抓举机构的四个支撑掌朝前侧延伸，在初始位置从垂直于输送方向沿着物料长度方向看是重叠的。

进一步的，在第二抓举机构中，还设有过渡支架，抱紧杆升降气缸和抱紧杆回转夹紧气缸分别设置在托举杆的两侧，所述的过渡支架的一端与抱紧杆升降气缸的活塞杆固联，另一端与抱紧杆回转夹紧气缸的缸体固联。

进一步的，所述的对中机构包含对中电机、2副螺旋方向相反导程相同的丝杠螺母传动副部件、导轨、2根连接杆、4个对中气缸、4块对中挡板和过渡轴，4块对中挡板分别布置在放料位置一、放料位置二的两端部，各对中挡板与对应的对中气缸的活塞杆固联，对中气缸的缸体与连接杆固联，每根连接杆对应固联2个对中气缸、1个丝杠螺母传动副部件的螺母和2对线性轴承，导轨固联在机架上且与输送方向相垂直，连接杆通过线性轴承装在导轨上，对中电机、过渡轴以及2副螺旋方向相反导程相同的丝杠螺母传动副部件的丝杠之间通过联轴器相连。装车的物料长度发生变化时，启动对中机构的对中电机，经丝杠螺母传动副部件、过渡轴、丝杠螺母传动（螺旋方向相反）副部件，驱动2根连接杆沿着导轨作相向或相背移动，直至在对中气缸活塞杆缩回状态下放料位置两端对应的两块对中挡板内侧的间距与物料长度的差值=（对中气缸行程×2-预定余量）时，对中电机断电，完成对中机构的初始位置调整，为利用对中气缸的活塞杆伸缩带动对中挡板实现物料在长度方向位置发生偏移时的对中做准备。

一种平移式长条形物料自动送料及定位装置的工作方法，工作时包含如下步骤：

（1）紧靠在一起的或者捆与捆间隔不一的一排物料横放在输送带上，即物料的长度方向与输送带的输送方向垂直，此时两套抓举机构均位于抓举位置的下方，即处在初始位置；

（2）物料在输送带的带动下以速度v沿着输送方向往前输送；当第1捆物料碰到限位块时，输送带停止运行，第1捆物料即停在了抓举位置上，后面其它物料随之停止不动；第一抓举机构的2个抱紧杆升降气缸的活塞杆伸出，2根抱紧杆经过第1捆物料的前面升到物料的上面，抱紧杆回转夹紧气缸带动2根抱紧杆以相反方向旋转90°到第1捆物料上方，抱紧杆升降气缸的活塞杆缩回，2根抱紧杆轻压在第1捆物料上面，以防第1捆物料翻滚，举升气缸的活塞杆伸出，托举杆沿着举升导轨升起，托举杆的4个支撑掌撑托在第1捆物料下面，托举第1捆物料高过限位块后，相对应的一个水平推拉气缸的活塞杆伸出，驱动第一抓举机构把第1捆物料推向放料位置一；

（3）延时，启动输送带，第2捆及其后面的物料继续往前输送，当第2捆物料碰到限位块时，输送带停止运行，第2捆物料即停在了抓举位置上，后面其它物料随之停止不动；第二抓举机构的抱紧杆升降气缸的活塞杆伸出，2根抱紧杆经过第2捆物料的前面升到物料的上面，抱紧杆回转夹紧气缸带动2根抱紧杆以相反方向旋转90°到第2捆物料上方，抱紧杆升降气缸的活塞杆缩回，2根抱紧杆轻压在第2捆物料上面，以防第2捆物料翻滚，举升气缸活塞杆伸出，托举杆沿着举升导轨升起，托举杆的4个支撑掌撑托在第2捆物料下面，托举第2捆物料高过限位块后，对应的另一个水平推拉气缸的活塞杆伸出，驱动第二抓举机构把第2捆物料推向放料位置二；

（4）两个水平推拉气缸的活塞杆完全伸出时，第1捆物料即处在放料位置一正上方、第2捆物料即处在放料位置二正上方，第一抓举机构和第二抓举机构的举升气缸的活塞杆缩回，托举杆沿着举升导轨下降，第1捆物料即放在放料位置一上，第2捆物料即放在放料位置二上，抱紧杆升降气缸的活塞杆伸出，抱紧杆上升松开物料，抱紧杆回转夹紧气缸带动抱紧杆往回旋转90°到与物料平行，抱紧杆升降气缸的活塞杆缩回，抱紧杆下降复位；

（5）两个水平推拉气缸的活塞杆缩回，第二抓举机构和第一抓举机构按序先后返回到初始位置，两套抓举机构返回初始位置过程中，对中机构的对中气缸的活塞杆带动对中挡板伸出，延时后再缩回，实现了物料在长度方向位置发生偏移的对中；

（6）第1捆和第2捆物料分别停在放料位置一和放料位置二上等待机械手抓取，其它物料在后面停止不动；待第1、2捆物料被机械手同时抓取走后，启动输送带，接着按照相同的原理开始输送及定位第3、4捆物料，如此不断地循环往复进行后面物料的输送及定位动作。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：设计合理，可实现长条形物料的自动送料及定位，运行可靠，工作效率高。

附图说明：

图1是本发明实施例的俯视构造示意图；

图2是本发明实施例的主视构造示意图；

图3是本发明实施例的左视构造示意图；

图4是本发明实施例中第一抓举机构的主视构造示意图；

图5是本发明实施例中第一抓举机构的俯视构造示意图；

图6是本发明实施例中第二抓举机构的主视构造示意图；

图7是本发明实施例中第二抓举机构的俯视构造示意图；

图8是本发明实施例中第二抓举机构的左视构造示意图。

图中：

1-输送带；11-输送电机；12-减速器；13-同步带传动副；14-传动轴；15-同步带传动副b；2-可调整限位块部件；21-驱动电机；22-同步带传动系统；23-导轨；24-限位块；25-丝杠；26-丝杠螺母；27-线性轴承；3-放料支架；4-第二抓举机构；41-托举杆；42-移动支架；43-举升气缸；44-举升导轨；45-抱紧杆；46-抱紧杆回转夹紧气缸；47-抱紧杆升降气缸；48-水平平移线性轴承；49-线性轴承；401-过渡支架；5-第一抓举机构；51-托举杆；52-移动支架；53-举升气缸；54-举升导轨；55-抱紧杆；56-抱紧杆回转夹紧气缸；57-抱紧杆升降气缸；58-水平平移线性轴承；59-线性轴承；6-对中机构；61-对中电机；62-丝杠螺母传动副部件；63-丝杠螺母传动副部件；64-导轨；65-连接杆；66-对中气缸；67-对中挡板；68-连接杆；69-过渡轴；601-线性轴承；7-水平平移导轨；8-水平平移导轨；9-水平推拉气缸；10-水平推拉气缸；16-机架。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～8所示，本发明一种平移式长条形型材自动送料及定位装置，包括一组输送带1、可调整限位块组件、一组放料支架3、两套抓举机构4、5、对中机构6、水平平移导轨7、8、两个水平推拉气缸9、10和机架16，所述的一组输送带包含平行布置并保持一定间隔的3～7条相同的输送带1，一组放料支架3设置在输送带1前方，所述的一组放料支架含有2～6条按一定间隔、沿输送方向平行布置的放料支架3，在放料支架3与输送带1的交接区域设置有2～6组可调整限位块部件2；所述的水平平移导轨7、8和两个水平推拉气缸9、10的缸体固联在机架16上，两套抓举机构4、5的线性轴承48、58装在对应的水平平移导轨8、7上，两个水平推拉气缸9、10的活塞杆分别与对应的抓举机构4、5的移动支架42、52铰接，水平推拉气缸9、10分别驱动对应的抓举机构4、5沿着水平平移导轨8、7往输送方向作前后移动，两个水平推拉气缸9、10的活塞杆完全伸出后，举升气缸43、53的活塞杆缩回，两套抓举机构4、5分别把待抓举的物料从抓举位置抓举、移动并放置到放料位置二和放料位置一上，水平推拉气缸9、10的活塞杆完全缩回时，两套抓举机构4、5的所停留位置即为其初始位置。所述的对中机构6的对中挡板67设置在放料位置一和放料位置二的两端部，用于对抓举到放料位置一和放料位置二处的物料进行长度方向位置发生偏移的对中。

本实施例中，所述的一组输送带中，包含3～7条相同的输送带1，并由输送电机11经减速器12、同步带传动副13、传动轴14、通过3～7条同步带传动副15分别驱动3～7条输送带1同步同速运行。

本实施例中，所述的可调整限位块组件含有2～6组相同的可调整限位块部件2，所述的可调整限位块部件2包含导轨23、限位块24、丝杆25、丝杠螺母26和线性轴承27，各可调整限位块部件2分别安装在放料支架3上，导轨23固联在放料支架3上并与放料支架3相平行，丝杠螺母26与限位块24固联，限位块24上还设有线性轴承27，限位块24通过线性轴承27装在导轨23上；2～6组可调整限位块部件2共用一个驱动电机21，驱动电机21通过同步带传动系统22驱动各组可调整限位块部件2的丝杠25旋转，经丝杠螺母传动带动2～6块限位块24作同步移动。限位块24的位置决定物料的抓举位置，抓举机构4、5的初始位置是停在物料的抓举位置下方，此时2套抓举机构4、5的支撑掌从垂直于输送方向上沿着物料长度方向看是重叠的，且初始位置是固定不变的，当装车的物料断面参数发生变化时，必须根据物料的断面尺寸，自动调整限位块24的位置，以确保两套抓举机构4、5的支撑掌的m和n面在抓举机构的初始位置举升时不会碰到下一捆物料。

本实施例中，所述的抓举机构4、5包含托举杆41、51、移动支架42、52、举升气缸43、53、举升导轨44、54、抱紧杆45、55、抱紧杆回转夹紧气缸46、56、抱紧杆升降气缸47、57、水平平移线性轴承48、58、线性轴承49、59，所述的托举杆41、51的上方设有四个相同的支撑掌，所述的举升导轨44、54固联在托举杆41、51上，与举升导轨44、54配合的线性轴承49、59固联在移动支架42、52上，托举杆41、51通过举升导轨44、54及其配合的线性轴承49、59装在移动支架42、52上，所述的举升气缸43、53竖直设置，举升气缸43、53的缸体与移动支架42、52铰接，其活塞杆与托举杆41、51铰接，所述的抱紧杆升降气缸47、57竖直设置，抱紧杆升降气缸47、57的缸体固联在托举杆41、51上，其活塞杆与竖直设置的抱紧杆回转夹紧气缸46、56的缸体固联，抱紧杆45、55与抱紧杆回转夹紧气缸46、56的活塞杆固联；所述的移动支架42、52上设有2对支撑在水平平移导轨8、7上的水平平移线性轴承48、58，水平推拉气缸9、10的活塞杆与移动支架42、52相铰接，以推动移动支架42、52沿着水平平移导轨8、7往输送方向作前后移动。水平推拉气缸10的活塞杆完全伸出后，举升气缸53的活塞杆缩回，抓举机构5把从抓举位置抓举的物料移动并放置在放料位置一上，水平推拉气缸9的活塞杆完全伸出后，举升气缸43的活塞杆缩回，抓举机构4把从抓举位置抓举的物料移动并放置在放料位置二上，水平推拉气缸9、10的活塞杆完全缩回时，抓举机构4、5（举升气缸和抱紧杆升降气缸活塞杆缩回，抱紧杆回转夹紧气缸活塞杆伸出状态）的停放位置即为其初始位置。

本实施例中，两套抓举机构4、5包含第一抓举机构5和第二抓举机构4，所述的第一抓举机构5用于将待抓举的物料从抓举位置抓举、移动并放置到放料位置一上，所述的第二抓举机构4用于将待抓举的物料从抓举位置抓举、移动并放置到放料位置二上，所述的第一抓举机构5的四个支撑掌与第二抓举机构4的四个支撑掌从上往下看是错位分布的，第一抓举机构5的四个支撑掌朝后侧延伸，第二抓举机构4的四个支撑掌朝前侧延伸，在初始位置从垂直于输送方向沿着物料长度方向看八个支撑掌是重叠的。

本实施例中，在第二抓举机构4中，还设有过渡支架401，抱紧杆升降气缸47和抱紧杆回转夹紧气缸46分别设置在托举杆41的两侧，所述的过渡支架401的一端与抱紧杆升降气缸47的活塞杆固联，另一端与抱紧杆回转夹紧气缸46的缸体固联。

本实施例中，所述的对中机构6安装在机架16上，包含对中电机61、2副螺旋方向相反导程相同的丝杠螺母传动副部件62、63、导轨64、连接杆65、68、4个对中气缸66、4块对中挡板67、过渡轴69和线性轴承601，4块对中挡板67分别布置在放料位置一、放料位置二的两端部，各对中挡板67与对应的对中气缸66的活塞杆固联，对中气缸66的缸体与连接杆65、68固联，连接杆65固联2个对中气缸66、丝杠螺母传动副部件62的螺母和2对线性轴承601，连接杆68固联2个对中气缸66、丝杠螺母传动副部件63的螺母和2对线性轴承601，导轨64固联在机架16上且与输送方向相垂直，连接杆65、68通过线性轴承601装在导轨64上，对中电机61、过渡轴69以及2副螺旋方向相反导程相同的丝杠螺母传动副部件62、63的丝杠之间通过联轴器相连。装车的物料长度发生变化时，启动对中机构6的对中电机61，经丝杠螺母传动副部件62、过渡轴69、丝杠螺母传动（螺旋方向相反）副部件63，驱动2根连接杆65、68沿着导轨64作相向或相背移动，直至在对中气缸66活塞杆缩回状态下放料位置两端对应的两块对中挡板67内侧的间距与物料长度的差值=（对中气缸行程×2-预定余量）时，对中电机61断电，完成对中机构6的初始位置调整，为利用对中气缸66的活塞杆伸缩带动对中挡板67实现物料在长度方向位置发生偏移时的对中做准备。

本实施例中，具体工作时包含如下步骤：

（1）紧靠在一起的或者捆与捆间隔不一的一排物料横放在输送带1上，即物料的长度方向与输送带1的输送方向垂直，此时两套抓举机构4、5均位于抓举位置的下方，即处在初始位置；

（2）物料在输送带1的带动下以速度v沿着箭头所指的方向往前输送；当第1捆物料碰到限位块24时，输送带1停止运行，第1捆物料即停在了抓举位置上，后面其它物料随之停止不动；第一抓举机构5的2个抱紧杆升降气缸57的活塞杆伸出，2根抱紧杆55经过第1捆物料的前面升到物料的上面，抱紧杆回转夹紧气缸56带动2根抱紧杆55以相反方向旋转90°到第1捆物料上方，抱紧杆升降气缸57的活塞杆缩回，2根抱紧杆55轻压在第1捆物料上面，举升气缸53的活塞杆伸出，托举杆51沿着举升导轨54升起，托举杆51的4个支撑掌撑托在第1捆物料下面，托举第1捆物料高过限位块24后，水平推拉气缸10的活塞杆伸出，驱动第一抓举机构5把第1捆物料推向放料位置一；

（3）延时，启动输送带1，第2捆及其后面的物料继续往前输送，当第2捆物料碰到限位块24时，输送带1停止运行，第2捆物料即停在了抓举位置上，后面其它物料随之停止不动；第二抓举机构4的抱紧杆升降气缸47的活塞杆伸出，2根抱紧杆45经过第2捆物料的前面升到物料的上面，抱紧杆回转夹紧气缸46带动2根抱紧杆45以相反方向旋转90°到第2捆物料上方，抱紧杆升降气缸47的活塞杆缩回，2根抱紧杆45轻压在第2捆物料上面，举升气缸43活塞杆伸出，托举杆41沿着举升导轨44升起，托举杆41的4个支撑掌撑托在第2捆物料下面，托举第2捆物料高过限位块24后，水平推拉气缸9的活塞杆伸出，驱动第二抓举机构4把第2捆物料推向放料位置二；

（4）两个水平推拉气缸10、9的活塞杆完全伸出时，第1捆物料即处在放料位置一正上方、第2捆物料即处在放料位置二正上方，第一抓举机构5和第二抓举机构4的举升气缸53、43的活塞杆缩回，托举杆51、41沿着举升导轨54、44下降，第1捆物料即放置在放料位置一上，第2捆物料即放置在放料位置二上，抱紧杆升降气缸57、47的活塞杆伸出，抱紧杆55、45上升松开物料，抱紧杆回转夹紧气缸56、46带动抱紧杆55、45往回旋转90°到与物料平行，抱紧杆升降气缸57、47的活塞杆缩回，抱紧杆55、45下降复位；

（5）两个水平推拉气缸9、10的活塞杆先后缩回，第二抓举机构4和第一抓举机构5按序先后返回到初始位置，两套抓举机构返回初始位置过程中，对中机构6的对中气缸66的活塞杆带动对中挡板67伸出，延时后再缩回，实现了物料在长度方向位置发生偏移的对中；

（6）第1捆和第2捆物料分别停在放料位置一和放料位置二上等待机械手抓取，其它物料在后面停止不动；待第1、2捆物料被机械手同时抓取走后，启动输送带，接着按照相同的原理开始输送及定位第3、4捆物料，如此不断地循环往复进行后面物料的输送及定位动作。

上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用焊接成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外，其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的等同替换，皆应属本发明的涵盖范围。