本实用新型涉及物料自动流转领域，尤其涉及一种线边仓自动上料设备。
背景技术：
现有技术中的未成品的电容器物料流转包括：来料先集中堆放于大仓，然后根据排料计划，提前将物料备于线边仓库，线边物料以物料架方式存放，待产线需要物料时，再由人工到线边物料架上去寻找物料。传统的物料存储、分拣模式有至少如下弊端：库位底，空间利用率不足，占地面积大；作业效率低，用工多，劳动用工成本高；易出错，由于电子物料及物料盘、标识相似或相仿，一旦一种物料出错将导致整个批次的产品全部贴装错误；物料流转过程中，难以对客户的物料信息保密，客户产品或技术容易被泄露。
现有技术中缺少一种全自动化的线边仓自动上料设备。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种线边仓自动上料设备，利用所述技术方案如下：
本实用新型提供了一种线边仓自动上料设备，包括一个或多个层叠设置的料框、自动导引运输车、第一升降机构、推料机构、拨料机构、中转台及转料机构，所述转料机构包括与所述中转台连接的转料盘及用于驱动转料盘转动的第一驱动机构，所述转料盘的出口连接待上料设备的入口；
所述料框由自动导引运输车运输到第一升降机构处，在第一升降机构的提升作用下，上层的料框上升至与所述中转台相对的高度，所述推料机构用于将料框中存放的物料由料框推出至所述中转台，所述拨料机构用于将所述中转台上的物料转移到转料盘，随着转料盘的转动，所述物料通过转料盘的出口进入待上料设备。
进一步地，所述自动上料设备还包括卸载装置，所述卸载装置包括抓取机构、第一平移机构和第二升降机构；
所述抓取机构用于抓取料框，所述第一平移机构用于带动抓取机构移动，进而带动所述料框移动至所述第二升降机构处，所述第二升降机构用于带动所述料框向下移动。
进一步地，所述第一升降机构和第二升降机构均包括两个平行的滑轨、设置在两滑轨之间的第一丝杆、驱动第一丝杆转动的第二驱动机构及设置在第一丝杆上并起到托载作用的叉脚；随着第一丝杆的转动，所述叉脚沿着所述滑轨向上或向下移动。
进一步地，所述叉脚上还设有张紧机构，所述张紧机构包括第六驱动机构、齿条、与齿条啮合的齿轮、与齿轮同心固定设置的中心转盘、推杆机构、连接中心转盘和推杆机构的连杆和可移动定位块，所述料框的底部设有两条凸梁，所述可移动定位块上设有分别与所述凸梁配合的定位槽，在所述第六驱动机构的驱动下，所述齿条移动进而带动齿轮和中心转盘转动，进而所述连杆带动推杆机构推动所述料框的凸梁，以实现所述可移动定位块的偏移。
进一步地，所述料框为方形框，所述料框包括相对设置的第一侧面和第二侧面，以及相对设置的第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和第二侧面上设有相对设置的导轨，所述第三侧面在所述推料机构的推动下能够沿着所述导轨从所述第一侧面和第二侧面长度上的一端向另一端移动，所述第四侧面为可打开结构，所述中转台设置在所述第四侧面的外部。
进一步地，所述第四侧面在外力作用下，能够从所述第一侧面和第二侧面高度上的一端向另一端移动，和/或
所述推料机构与所述料框的第三侧面通过吸盘连接，进而带动第三侧面沿着所述导轨从所述第一侧面和第二侧面长度上的另一端回到初始端。
进一步地，所述自动上料设备还包括与所述料框的第四侧面配合的抬启机构，所述第四侧面上设有突出的卡条，所述抬启机构包括第三驱动机构及与所述第三驱动机构输出端连接的限位槽；
所述限位槽与所述卡条配合，所述第三驱动机构包括用于驱动所述限位槽上下移动的第一气缸及用于驱动所述限位槽向所述卡条移动的第二气缸。
进一步地，所述拨料机构包括第二平移机构、设置在第二平移机构上的第一安装架、可滑动地设置在第一安装架上的第二安装架、用于驱动第二安装架滑动的第四驱动机构及拨料架；
在所述第四驱动机构的驱动作用下，所述第二安装架带动拨料架下降到所述中转台高度；
在所述第二平移机构对第一安装架的带动作用下，所述第二安装架和拨料架由中转台向转料盘方向移动。
进一步地，所述第一平移机构和第二平移机构均包括水平设置的第二丝杆、平移轨道、用于驱动第二丝杆转动的第五驱动机构。
进一步地，所述中转台上还设有用于对所述料框进行位置校准的校准机构。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.利用自动导引运输车(agv)将料框移动至指定位置进行上料，无需人工操作；
b.料框的创新设计，使得与推料机构配合，能够自动化地将物料推出，减少人工操作；
c.空载的料框由抓取机构抓取、平移后卸载，同时层叠在下方的料框上升，继续上料，提升上料效率；
d.上料和卸载全程无需人工干预，且可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的线边仓自动上料设备的立体图；
图2是本实用新型实施例提供的线边仓自动上料设备的正视图；
图3是本实用新型实施例提供的线边仓自动上料设备的料框的单体结构立体图；
图4是本实用新型实施例提供的线边仓自动上料设备的升降机构的结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的与料框配合的抬启机构的结构示意图；
图6是本实用新型实施例提供的线边仓自动上料设备的拨料机构的结构示意图；
图7是本实用新型实施例提供的自动上料设备的料框上方部分结构示意图；
图8是本实用新型实施例提供的线边仓自动上料设备的自动上料方法流程图；
图9是本实用新型实施例提供的具有导引轨道的线边仓自动上料设备的立体图；
图10是本实用新型实施例提供的具有张紧机构的第一升降机构托载料框的状态示意图；
图11是本实用新型实施例提供的张紧机构的正视立体图；
图12是本实用新型实施例提供的张紧机构的背视立体图；
图13是本实用新型实施例提供的料框的背视立体图；
图14是本实用新型实施例提供的安装有校准机构的中转台第一视角结构示意图；
图15是本实用新型实施例提供的安装有校准机构的中转台第二视角结构示意图；
图16是本实用新型实施例提供的校准机构的结构示意图。
其中，附图标记包括：1-料框，11-第一侧面，12-第二侧面，13-第三侧面，14-第四侧面，141-卡条，15-导轨，16-凸梁，2-自动导引运输车，3-第一升降机构，31-滑轨，32-第一丝杆，33-叉脚，34-第二驱动机构，35-张紧机构，351-中心转盘，352-连杆，353-推杆机构，354-可移动定位块，355-第六驱动机构，356-齿条，357-齿轮，4-推料机构，41-第三升降机构，5-拨料机构，51-第二平移机构，511-第二丝杆，512-平移轨道，513-第五驱动机构，52-第一安装架，53-第二安装架，54-拨料架，55-第四驱动机构，6-中转台，61-校准机构，611-第一推动件，612-第二推动件，613-压块，7-转料盘，71-出口，72-挡条，81-抓取机构，82-第一平移机构，83-第二升降机构，91-第一气缸，92-第二气缸，93-限位槽，101-导引轨道，1011-导引轨道初始端。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本实用新型的一个实施例中，提供了一种线边仓自动上料设备，如图1和图2所示，所述自动上料设备包括一个或多个层叠设置的料框1、自动导引运输车2、第一升降机构3、推料机构4、拨料机构5、中转台6及转料机构，所述转料机构包括与所述中转台6连接的转料盘7及用于驱动转料盘7转动的第一驱动机构，所述转料盘7的出口71连接待上料设备的入口；
所述料框1由自动导引运输车2运输到第一升降机构3处，在第一升降机构3的提升作用下，上层的料框1上升至与所述中转台6相对的高度，所述推料机构4用于将料框1中存放的物料由料框1推出至所述中转台6，所述拨料机构5用于将所述中转台6上的物料转移到转料盘7，随着转料盘7的转动，所述物料通过转料盘7的出口71进入待上料设备。若料框1为多个层叠结构，则在将第一层料框1中的物料推出后，需要利用卸载装置对空载的第一层料框1进行卸载，具体如下：参见图2和图7，所述卸载装置包括抓取机构81、第一平移机构82和第二升降机构83；所述抓取机构81用于抓取料框1，所述第一平移机构82用于带动抓取机构81移动，进而带动所述料框1移动至所述第二升降机构83处，所述第二升降机构83用于带动所述料框1向下移动。
也就是说，在进行以上上料动作之前，先由自动导引运输车2到仓库去加载料框1再运输到第一升降机构3处，以下对所述自动导引运输车2加载料框1的过程作简单说明：在所述自动导引运输车2上安装设置有rfid读卡器，所述rfid读卡器能够读取所要加载的料框的物料电子信息，最终把该物料电子信息发送至信息系统。
在一个优选的实施例中，所述线边仓自动上料设备还设有为所述自动导引运输车2提供导引方向的导引轨道101，如图9所示，在第一升降机构3和第二升降机构83的下方分别设有所述导引轨道101，进而使得所述自动导引运输车2通过所述导引轨道101能够准确地到达所述第一升降机构3(以将料框1转移到第一升降机构3上)或到达所述第二升降机构83(以将料框1从第二升降机构83上卸载)，更优选地，所述导引轨道101的入口处设有扩张结构的导引轨道初始端1011，使得所述自动导引运输车2能够非常容易进入所述导引轨道101。可选地，所述导引轨道101可采用螺钉固定的方式固定在地面上。
同时，在第一层的料框1平移离开后，所述第一升降机构3将当前第一层(原先第二层)的料框1向上移动至与所述中转台6相对的高度，接下来对该料框1的处理同上。重复执行，直至最后一层的料框1为空载，则需要自动导引运输车2(automatedguidedvehicle，简称agv)再次运输单个或层叠的多个料框至所述第一升降机构3处。
在所述第一升降机构3的前方设有电子标签读写器(可以是rfid读写器)，用于对每个料框1上贴设的电子标签(可以是rfid标签)进行读写，以方便在无需人工识别的基础上，信息化地记录上料的物料信息。
在本实用新型的一个实施例中，所述自动上料设备还包括第三升降机构41，如图2所示，所述推料机构4设置在所述第三升降机构41处，用于调节所述推料机构4的高度。下面对第一升降机构3、第二升降机构83和第三升降机构41的结构作出具体说明：
如图4所示，以上三个升降机构均包括两个平行的滑轨31、设置在两滑轨31之间的第一丝杆32、驱动第一丝杆32转动的第二驱动机构34及设置在第一丝杆32上并起到托载作用的叉脚33；随着第一丝杆32的转动，所述叉脚33沿着所述滑轨31向上或向下移动。不同的是，所述第一升降机构3、第二升降机构83的叉脚33托载的是料框1，所述第三升降机构41的叉脚33托载的是推料机构4；进一步不同的是，所述第一升降机构3的叉脚33托载的是载有物料的料框1或者层叠设置的多个料框1，而第二升降机构83的叉脚33托载的是空载的单个料框1。所述第一升降机构3的叉脚33与agv的配合过程如下：在agv运载着料框1快到达第一升降机构3处，所述agv首先需要将料框顶撑一段距离(该距离足够供所述叉脚33伸入)，然后agv向靠近所述叉脚33的方向移动，直至所述料框1位于所述叉脚33的上方后，所述agv收起对料框1的顶撑机构(未图示)，然后所述agv撤出，由所述叉脚33承载所述料框1。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述叉脚33上还设有张紧机构35，如图10所示，所述张紧机构35包括第六驱动机构355、齿条356、与齿条356啮合的齿轮357、与齿轮357同心固定设置的中心转盘351、推杆机构353、连接中心转盘351和推杆机构353的连杆352和可移动定位块354，所述料框1的底部设有两条凸梁16(如图13所示)，所述可移动定位块354上设有分别与所述凸梁16配合的定位槽，在所述第六驱动机构355的驱动下，所述齿条356移动进而带动齿轮357和中心转盘351转动，进而所述连杆352带动推杆机构353推动所述料框1的凸梁16，以实现所述可移动定位块354的偏移。
更优选地，所述中转台6上还设有用于对所述料框进行位置校准的校准机构61。
以下对张紧机构35和校准机构61的工作过程作出如下具体说明：
虽然将料框1放置在agv上时已经作了初步的位置对准，但是实际上，难以避免地会出现±5mm左右的位置偏差(或偏向左约5mm或偏向右约5mm)，而本实用新型实施例提出的如图10所示的那样在叉脚33上设置张紧机构35就可以很好地解决料框1无法很好地绝对中心定位这一缺陷：如图11，张紧机构35的可移动定位块354上设有定位槽，所谓的可移动是指，所述可移动定位块354下方设有滚珠及弹簧，当弹簧处于正常状态(非压缩非拉伸状态)下，所述料框1的底部的两条凸梁16分别位于左右两侧的可移动定位块354的定位槽中，所述可移动定位块354的具体移动过程如下详述。
张紧机构35的连杆352的一端连接中心转盘351，另一端连接推杆机构353，当中心转盘351发生转动时，假设如图11中逆时针转动，则左边的连杆352推动左边的推杆机构353向左移动，右边的连杆352推动右边的推杆机构353向右移动，如上所述，料框1的底部的两条凸梁16分别位于左右两侧的可移动定位块354的定位槽中，在此状态下，左边的推杆机构353推动左边的凸梁16向左移动，右边的推杆机构353推动右边的凸梁16向右移动，此时由于凸梁16移动，因此带动所述可移动定位块354移动(可移动定位块354下方的滚珠可减小可移动定位块354的移动摩擦力，防止凸梁16脱离所述可移动定位块354的定位槽)，直至所述料框1的两条凸梁16被张紧，由于所述张紧机构35的中心位置及对称结构，因此，在张紧状态下，可以确保所述料框1处于中心位置，即实现消除±5mm左右的位置偏差；至于如果驱使所述中心转盘351发生转动，参见附图12，从所述张紧机构35的背面可以看出，其还包括第六驱动机构355、齿条356、与齿条356啮合的齿轮357，所述中心转盘351与齿轮357同心固定设置，在所述第六驱动机构355的驱动下，所述齿条356移动进而带动齿轮357和中心转盘351转动。优选地，只要所述叉脚33上托载有一个或多个料框，所述张紧机构35就需要动作，即第六驱动机构355保持驱动状态。
如图3所示，本实用新型实施例中的所述料框1为方形框，所述料框1包括相对设置的第一侧面11和第二侧面12，以及相对设置的第三侧面13和第四侧面14，所述第一侧面11和第二侧面12上设有相对设置的导轨15，所述第三侧面13在所述推料机构4的推动下能够沿着所述导轨15从所述第一侧面11和第二侧面12长度上的一端向另一端移动，所述第四侧面14为可打开结构，所述中转台6设置在所述第四侧面14的外部。
而由于料框1有时候是层叠设置在叉脚33上的，因此，难以避免地，上层料框1与底层料框1存在肉眼无法观察到的位置偏差，但是由于经过张紧机构35的张紧作用，这个位置偏差不足以影响料框1的上升或下降过程，在本实用新型的更优选实施例中，所述中转台6上还设有用于对所述料框进行位置校准的校准机构61，即当顶层料框1上升到中转台6高度时，在推料机构4推出料框1中的物料到中转台6之前，优选利用上述校准机构61对所述料框1进行位置校准，使所述推料机构4正对于该料框1，校准过程如下：所述中转台6靠近推料机构4的一侧侧面为绝对正平面(推料机构4正对该平面)，所述校准机构61用于将料框的一侧贴紧该正平面，这样，由于所述料框1为方形框，因此，贴紧该正平面的料框1也正对着所述推料机构4，所述校准机构61的结构具体如下：校准机构包括两个分部，如图16所示，分别对应所述料框1的两侧边，每个分部的校准机构均包含第一推动件611(包含动力机构如气缸)、第二推动件612(包含动力机构如气缸)和压块613，在未动作状态下，两侧的压块613之间的距离大于料框1的宽度，所述第一推动件611向料框1靠近方向推进，带动所述第二推动件612和压块613移动到料框1的两侧，如图14所示，再所述第二推动件612向料框1的侧壁靠近方向推进，直至所述压块613贴紧所述料框1的侧壁，然后所述第一推动件611反方向(回中转台6的方向)返回，直至所述压块613压着所述料框1的边角紧贴在所述正平面，如图15所示，这样可以消除料框1在推料机构4推进方向上的角度偏移，使得推料机构4能够顺利将料框1内的物料推出之中转台6上。
作为一种可选的实施方式，所述第四侧面14在外力作用下，能够从所述第一侧面11和第二侧面12高度上的一端向另一端移动，显然，除了这种上下移动的方式，还可以翻转的方式，只要实现第一侧面11在移动的过程中将料框1中的物料推至第四侧面14的外侧，本实用新型不限定第四侧面14打开的方式。
作为一种可选的实施方式，所述推料机构4与所述料框1的第三侧面13通过吸盘连接，如图3所示，所述第三侧面13上图示的两个突出平面即为吸盘衔接处，推料机构14上的吸盘吸住第三侧面13，进而在完成推料之后，推料机构能够带动第三侧面13回到初始端，即沿着所述导轨15反向移动：从所述第一侧面11和第二侧面12长度上的另一端回到初始端。
以第四侧面14打开的方式为向上打开为例，所述自动上料设备还包括与所述料框1的第四侧面14配合的抬启机构，如图3所示，所述第四侧面14上设有突出的卡条141，如图7所示，所述抬启机构包括第三驱动机构及与所述第三驱动机构输出端连接的限位槽93；具体参见图5，所述限位槽93与所述卡条141配合，所述第三驱动机构包括用于驱动所述限位槽93上下移动的第一气缸91及用于驱动所述限位槽93向所述卡条141移动的第二气缸92。具体地，利用所述抬启机构打开所述第四侧面14的过程如下：所述第一气缸91驱动所述限位槽93向下移动至与所述第四侧面14上卡条141的高度，然后第二气缸92驱动所述限位槽93移动以使所述卡条141卡置在所述限位槽93中，然后第一气缸91停止驱动，则所述卡条141随着限位槽93向上移动，实现第四侧面14向上抬起而打开。关闭第四侧面14的过程如下：第二气缸92停止驱动，则所述限位槽93向远离卡条141的方向移动，当所述卡条141脱离所述限位槽93，则所述第四侧面14在重力作用下下降关闭。优选地，所述第一侧面11和第二侧面12上均有导向槽，第四侧面14沿着导向槽上下移动。
在本实用新型的一个实施例中，如图6所示，所述拨料机构5包括第二平移机构51、设置在第二平移机构51上的第一安装架52、可滑动地设置在第一安装架52上的第二安装架53、用于驱动第二安装架53滑动的第四驱动机构55及拨料架54；在所述第四驱动机构55的驱动作用下，所述第二安装架53带动拨料架54下降到所述中转台6高度；在所述第二平移机构51对第一安装架52的带动作用下，所述第二安装架53和拨料架54由中转台6向转料盘7方向移动。作为一种可选的实施方式，所述第一平移机构82和第二平移机构51均包括水平设置的第二丝杆511、平移轨道512、用于驱动第二丝杆511转动的第五驱动机构513，具体地，利用所述拨料机构拨料的过程如下：在第五驱动机构513(可选伺服电机)的驱动作用下，所述第二丝杆511向图6中左侧方向移动，直至所述拨料架54移动至所述第四侧面14外侧区域，然后第四驱动机构55(可选气缸)驱动第二安装架53沿着第一安装架52向下滑动，直至第一安装架52带动拨料架54下降到中转台高度，然后第五驱动机构513驱动所述第二丝杆511向右移动，直至所述拨料架54移动至中转盘7的入口区域。由于拨料架54为挡板状结构，因此，在拨料架54向右移动过程中，在拨料架54右侧的物料均被带动向右移动至中转盘7处，所述中转盘7的结构如图1所示，在一个转盘上设有一条绕中心转动的挡条72，所述挡条72在转动过程中，将转盘上的物料归拢到出口71处，可选地，所述出口71处可设置其他传送机构，进而向待上料设备进行上料。
以下对线边仓自动上料设备的上料过程作出详细介绍，参见图8，所述上料过程包括以下步骤：
s1、利用自动导引运输车(agv)将料框运输到第一升降机构处；
s2、利用第一升降机构将料框上升至与中转台相对的高度；
s3、利用推料机构将料框中存放的物料由料框推出至中转台；
s4、利用拨料机构将所述中转台上的物料转移到转料盘；
s5、利用转料盘将物料转移到待上料设备。
以上为针对agv单次运输一个料框的情况，若所述agv单次运输多个层叠设置的料框，则步骤s2中为顶层的料框与中转台相对；且所述上料过程还包括在步骤s5之后执行以下操作：
s6、利用卸载装置将顶层的料框卸载；
并重复操作步骤s2-s6，直至底层的料框完成卸载。具体细节在上述自动上料设备实施例中详细描述，在此不再赘述。
进一步地，步骤s1中将料框运输到第一升降机构处后，启动张紧机构对所述料框进行张紧操作；步骤s2中将料框上升至与中转台相对的高度后，启动校准机构对所述料框进行校准操作。所述张紧操作和校准操作在上述介绍张紧机构和校准机构的时候对其工作过程及原理均进行了详细的说明，这里的张紧操作与校准操作同上述，在此不再赘述。
本实用新型的上料设备能够自动完成物料由料框到下一节点设备的流转，无需人工干预，安全可靠，自动化程度高。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。