阅读说明：本技术 托盘自动上下料装置及上下料方法 (Automatic tray loading and unloading device and loading and unloading method ) 是由 刘胜利 占训华 周磊 沈厚顺 *** 韩春阳 陆海龙 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种托盘自动上下料装置以及相对应的上下料方法,装置包括一装置框架以及设置于装置框架上的各功能组件,功能组件包括上料组件、拆垛组件、中转定位组件、堆垛组件以及下料组件,上料组件与下料组件在装置框架上层叠设置,上料组件的进料端与下料组件的出料端同侧设置。本发明的装置完成了对物料托盘的拆垛与码垛,配合主机台上所设置的取料机构实现了对自动化生产线的上下料操作,装置采用进出料盘纵向布局的方式减小了设备整体的体积和占地面积,不仅节约了加工车间内的空间,而且为装置与其他组装设备的集成与整合提供了便利。(The invention discloses an automatic tray feeding and discharging device and a corresponding feeding and discharging method. The device completes unstacking and stacking of the material trays, realizes loading and unloading operation of an automatic production line by matching with the material taking mechanism arranged on the main machine table, reduces the whole volume and occupied area of the equipment by adopting a mode of longitudinal arrangement of the material feeding and discharging trays, saves the space in a processing workshop, and provides convenience for integration and integration of the device and other assembling equipment.)

托盘自动上下料装置及上下料方法

技术领域

本发明涉及一种自动上下料机构及相应的操作方法，具体而言，涉及一种托盘自动上下料装置及相应的托盘自动上下料方法，属于工业自动化技术领域。

背景技术

随着近年来我国工业技术水平的不断提高、工业化发展进程的不断推进，现代化、工业化的智能工厂开始得到了广泛的普及和应用。在现代化的制造业生产过程中，对于操作设备及操作过程的自动化程度要求日益提高，实现工业生产的完全自动化逐渐成为了每个工业生产企业都需要面临的挑战。

举例而言，在各类制造型企业的日常生产过程中，出于对产品的加工需要以及装配工艺等多方面因素的考虑，需要以物料托盘的形式对小型工件进行自动化的上下料操作。但是在大量的实际操作过程中技术人员发现，目前各加工企业内所使用到的码垛机在其设计上存在着诸多不足、导致在其使用过程中存在较多的不便。

首先，现有的码垛机多采用平铺式的结构设置，导致机器整体的体积、占地面积庞大，不仅占用了车间内过多的空间，而且也不便于及其与其他组装设备间的集成、整合。其次，现有的码垛机结构复杂、成本高昂，机器的购置、维护费用昂贵，一旦出现大规模的设备故障，企业的维护成本难以估计。再次，现有的码垛机与物料托盘大多为对应的关系，一台码垛机仅适用于一种或少数几种物料托盘的上下料操作，码垛机无法快速、简单地兼容各类不同尺寸的物料托盘。

综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种全新的托盘自动上下料装置及相应的托盘自动上下料方法，针对现有技术中所存在的上述诸多不足进行相应地提升和改进，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明提出了一种托盘自动上下料装置及相应的托盘自动上下料方法，具体如下。

一种托盘自动上下料装置，与生产线主机台上所设置的取料机构相匹配，包括一装置框架以及设置于所述装置框架上的各功能组件，所述功能组件包括用于向装置内输送物料料盘的上料组件，用于对物料料盘进行拆分操作的拆垛组件，用于对拆垛完成后的物料料盘进行定位、辅助实现所述取料机构取料的中转定位组件，用于对已完成取料的物料料盘进行堆叠操作的堆垛组件以及用于将物料料盘送出装置外的下料组件，所述上料组件与所述下料组件在所述装置框架上层叠设置，所述上料组件的进料端与所述下料组件的出料端同侧设置。

优选地，所述装置框架为多层结构，所述上料组件设置于所述装置框架的下层位置，所述下料组件设置于所述装置框架的上层位置，所述上料组件的出料端与所述下料组件的进料端通过所述拆垛组件、所述中转定位组件以及所述堆垛组件三者间的配合实现连接。

优选地，所述上料组件包括多根平行设置的上料皮带以及用于带动所述上料皮带运动的上料驱动电机，所述下料组件包括多根平行设置的下料皮带以及用于带动所述下料皮带运动的下料驱动电机，所述上料皮带的设置于所述下料皮带的下方且二者的设置方向相平行，在各驱动电机的带动下、所述上料皮带与所述下料皮带的运行方向相对。

优选地，所述上料组件包括两根平行设置的上料皮带，在两根所述上料皮带之间还设置有用于防止设备误操作的安全组件，所述安全组件包括一块安全浮动板以及设置于所述安全浮动板下方的触发式制动开关，所述触发式制动开关与所述上料驱动电机电性连接并控制其运作，在组件的装配状态下、所述安全浮动板上端面的设置位置低于两根所述上料皮带上端面的设置位置。

优选地，所述拆垛组件设置于所述装置框架上、所述上料组件出料端的位置，所述拆垛组件包括一与物料料盘相匹配的拆垛机构以及一用于带动物料料盘移动的拆垛伺服，所述拆垛伺服与所述装置框架之间固定连接，所述拆垛机构与所述拆垛伺服的运动部分相连接并由其驱动，在所述拆垛伺服的带动下、所述拆垛机构在垂直方向上往复运动。

优选地，所述中转定位组件包括一料盘定位中转平台、一中转平台横移机构以及一料盘定位机构，所述料盘定位中转平台的位置与所述拆垛组件的向上提升位置相匹配，所述料盘定位中转平台与所述中转平台横移机构的运动部分相连接并由其驱动，所述料盘定位机构设置于所述料盘定位中转平台下方，在所述中转平台横移机构带动下、所述料盘定位中转平台在水平方向上往复运动。

优选地，所述装置框架上设置有一便于生产线主机台上所设置的取料机构进行取料操作的取料工位，所述料盘定位中转平台位于所述取料工位内。

优选地，所述堆垛组件设置于所述装置框架上、所述下料组件进料端的位置，所述堆垛组件包括一与物料料盘相匹配的堆垛机构以及一用于带动物料料盘移动的堆垛机构，所述堆垛机构与所述装置框架之间固定连接，所述堆垛机构与所述堆垛机构的运动部分相连接并由其驱动，在所述堆垛机构的带动下、所述堆垛机构在垂直方向上往复运动，所述堆垛机构的向下承托位置与所述料盘定位中转平台的位置相匹配。

一种托盘自动上下料装置，与生产线主机台上所设置的取料机构相匹配，包括一装置框架以及设置于所述装置框架上的各功能组件，所述功能组件包括用于向装置内输送物料料盘的上料组件，用于对物料料盘进行拆分操作的拆垛组件，用于对拆垛完成后的物料料盘进行定位、辅助实现所述取料机构取料的中转定位组件，用于对已完成取料的物料料盘进行堆叠操作的堆垛组件以及用于将物料料盘送出装置外的下料组件，所述上料组件与所述下料组件在所述装置框架上层叠设置，所述上料组件的进料端与所述下料组件的出料端同侧设置；所述装置框架为多层结构，所述上料组件设置于所述装置框架的下层位置，所述下料组件设置于所述装置框架的上层位置，所述上料组件的出料端与所述下料组件的进料端通过所述拆垛组件、所述中转定位组件以及所述堆垛组件三者间的配合实现连接；所述上料组件包括多根平行设置的上料皮带以及用于带动所述上料皮带运动的上料驱动电机，所述下料组件包括多根平行设置的下料皮带以及用于带动所述下料皮带运动的下料驱动电机，所述上料皮带的设置于所述下料皮带的下方且二者的设置方向相平行，在各驱动电机的带动下、所述上料皮带与所述下料皮带的运行方向相对；所述上料组件包括两根平行设置的上料皮带，在两根所述上料皮带之间还设置有用于防止设备误操作的安全组件，所述安全组件包括一块安全浮动板以及设置于所述安全浮动板下方的触发式制动开关，所述触发式制动开关与所述上料驱动电机电性连接并控制其运作，在组件的装配状态下、所述安全浮动板上端面的设置位置低于两根所述上料皮带上端面的设置位置；所述拆垛组件设置于所述装置框架上、所述上料组件出料端的位置，所述拆垛组件包括一与物料料盘相匹配的拆垛机构以及一用于带动物料料盘移动的拆垛伺服，所述拆垛伺服与所述装置框架之间固定连接，所述拆垛机构与所述拆垛伺服的运动部分相连接并由其驱动，在所述拆垛伺服的带动下、所述拆垛机构在垂直方向上往复运动；所述中转定位组件包括一料盘定位中转平台、一中转平台横移机构以及一料盘定位机构，所述料盘定位中转平台的位置与所述拆垛组件的向上提升位置相匹配，所述料盘定位中转平台与所述中转平台横移机构的运动部分相连接并由其驱动，所述料盘定位机构设置于所述料盘定位中转平台下方，在所述中转平台横移机构带动下、所述料盘定位中转平台在水平方向上往复运动；所述装置框架上设置有一便于生产线主机台上所设置的取料机构进行取料操作的取料工位，所述料盘定位中转平台位于所述取料工位内；所述堆垛组件设置于所述装置框架上、所述下料组件进料端的位置，所述堆垛组件包括一与物料料盘相匹配的堆垛机构以及一用于带动物料料盘移动的堆垛机构，所述堆垛机构与所述装置框架之间固定连接，所述堆垛机构与所述堆垛机构的运动部分相连接并由其驱动，在所述堆垛机构的带动下、所述堆垛机构在垂直方向上往复运动，所述堆垛机构的向下承托位置与所述料盘定位中转平台的位置相匹配。

一种托盘自动上下料方法，使用如上所述的托盘自动上下料装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将堆垛状态的、承载有物料的物料料盘送至上料组件的进料端，在所述上料组件内上料皮带的输送下，整垛的物料料盘被送至拆垛组件的作用区域内；

S2、所述拆垛组件内的拆垛机构在拆垛伺服的带动下对整垛的物料料盘进行依次拆分，并将拆分后的单个物料料盘输送至中转定位组件的作用区域内；

S3、所述中转定位组件内的料盘定位中转平台在中转平台横移机构的带动下移动、完成对物料料盘的转存，所述中转定位组件内的料盘定位机构伸出、完成对物料料盘的定位，此时物料料盘位于取料工位内，生产线主机台上所设置的取料机构将定位后的物料料盘内的全部物料进行取出，随后所述料盘定位中转平台在所述中转平台横移机构的带动下再次移动、带动已完成取料的物料料盘移动至堆垛组件的作用区域内；

S4、所述堆垛组件内的堆垛机构在堆垛机构的带动下对单个的物料料盘进行依次堆叠，并将堆叠后的整垛物料料盘输送至下料组件的作用区域内；

S5、在所述下料组件内下料皮带的输送下，堆垛状态的、已清空物料的物料料盘由所述下料组件的出料端被送出装置外。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明的托盘自动上下料装置通过其中各组件间的有效配合，完成了对物料托盘的拆垛与码垛，配合主机台上所设置的取料机构实现了对自动化生产线的上下料操作。本发明采用进出料盘纵向布局的方式减小了设备整体的体积和占地面积，不仅节约了加工车间内的空间，而且为装置与其他组装设备的集成与整合提供了便利。

同时，本发明结构明晰、部件易得、制造成本低廉，使用者可以根据对现有设备的简单改造而获得完整的技术方案，不仅最大限度地满足了使用者的使用需要，而且有效地降低了装置整体的生产成本、节约了企业的生产资源。本发明还可以通过对其中部分硬件结构的尺寸调节实现对各类不同尺寸的物料托盘的兼容和适配，扩大了本发明的适用范围，最大幅度地提升了本发明的实用性。

此外，本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他与工件上下料设备相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

以下便结合实施例附图，对本发明的

具体实施方式

作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本发明的硬件结构示意图；

图2为本发明部分机构拆除后的硬件结构示意图；

其中：1、装置框架；2、上料皮带；3、下料皮带；4、拆垛机构；5、拆垛伺服；6、料盘定位中转平台；7、中转平台横移机构；8、料盘定位机构；9、堆垛机构；10、堆垛伺服；11、安全浮动板。

具体实施方式

本发明揭示了一种托盘自动上下料装置及相应的托盘自动上下料方法，具体如下。

如图1~图2所示，一种托盘自动上下料装置，与生产线主机台上所设置的取料机构（图中未示出）相匹配，包括一装置框架1以及设置于所述装置框架1上的各功能组件。

所述功能组件包括用于向装置内输送物料料盘的上料组件，用于对物料料盘进行拆分操作的拆垛组件，用于对拆垛完成后的物料料盘进行定位、辅助实现所述取料机构取料的中转定位组件，用于对已完成取料的物料料盘进行堆叠操作的堆垛组件以及用于将物料料盘送出装置外的下料组件，所述上料组件与所述下料组件在所述装置框架1上层叠设置，所述上料组件的进料端与所述下料组件的出料端同侧设置。

所述装置框架1为多层结构，在本实施例中所述装置框架1大体包括两层，所述上料组件设置于所述装置框架1的下层位置，所述下料组件设置于所述装置框架1的上层位置，所述上料组件的出料端与所述下料组件的进料端通过所述拆垛组件、所述中转定位组件以及所述堆垛组件三者间的配合实现连接。

所述上料组件包括多根平行设置的上料皮带2以及用于带动所述上料皮带2运动的上料驱动电机（图中未示出），所述下料组件包括多根平行设置的下料皮带3以及用于带动所述下料皮带3运动的下料驱动电机（图中未示出），所述上料皮带2的设置于所述下料皮带3的下方且二者的设置方向相平行，在各驱动电机的带动下、所述上料皮带2与所述下料皮带3的运行方向相对。

此处需要补充的是，在本实施例中，所述上料组件包括两根平行设置的上料皮带2，在两根所述上料皮带2之间还设置有用于防止设备误操作、或者防止操作人员误进入的安全组件。所述安全组件包括一块安全浮动板11以及设置于所述安全浮动板11下方的触发式制动开关（图中未示出），所述触发式制动开关与所述上料驱动电机电性连接并控制其运作，在组件的装配状态下、所述安全浮动板11上端面的设置位置低于两根所述上料皮带2上端面的设置位置。

所述拆垛组件设置于所述装置框架1上、所述上料组件出料端的位置，所述拆垛组件包括一与物料料盘相匹配的拆垛机构4以及一用于带动物料料盘移动的拆垛伺服5，所述拆垛伺服5与所述装置框架1之间固定连接，所述拆垛机构4与所述拆垛伺服5的运动部分相连接并由其驱动，在所述拆垛伺服5的带动下、所述拆垛机构4在垂直方向上往复运动。

所述中转定位组件包括一料盘定位中转平台6、一中转平台横移机构7以及一料盘定位机构8，所述料盘定位中转平台6的位置与所述拆垛组件的向上提升位置相匹配，所述料盘定位中转平台6与所述中转平台横移机构7的运动部分相连接并由其驱动，所述料盘定位机构8设置于所述料盘定位中转平台6下方，在所述中转平台横移机构7带动下、所述料盘定位中转平台6在水平方向上往复运动。

为了对所述料盘定位中转平台6的位置进行进一步细化描述，在本实施例中，所述装置框架1上设置有一便于生产线主机台上所设置的取料机构进行取料操作的取料工位，所述料盘定位中转平台6位于所述取料工位内。

所述堆垛组件设置于所述装置框架1上、所述下料组件进料端的位置，所述堆垛组件包括一与物料料盘相匹配的堆垛机构9以及一用于带动物料料盘移动的堆垛机构10，所述堆垛机构10与所述装置框架1之间固定连接，所述堆垛机构9与所述堆垛机构10的运动部分相连接并由其驱动，在所述堆垛机构10的带动下、所述堆垛机构9在垂直方向上往复运动，所述堆垛机构9的向下承托位置与所述料盘定位中转平台6的位置相匹配。

需要补充说明的是，在本发明的技术方案中，各驱动机构及各伺服的设置方式均有多种选择，操作者可以使用电机或者气缸等各类形式对各部分的结构进行替换，此处仅就其功能和典型设置方式进行限定。

以下便结合本发明的操作方法对上述装置的工作过程进行说明。一种托盘自动上下料方法，使用如上所述的托盘自动上下料装置，包括如下步骤：

S1、将堆垛状态的、承载有物料的物料料盘送至上料组件的进料端，在所述上料组件内上料皮带2的输送下，整垛的物料料盘被送至拆垛组件的作用区域内；

S2、所述拆垛组件内的拆垛机构4在拆垛伺服5的带动下对整垛的物料料盘进行依次拆分，并将拆分后的单个物料料盘输送至中转定位组件的作用区域内；

S3、所述中转定位组件内的料盘定位中转平台6在中转平台横移机构7的带动下移动、完成对物料料盘的转存，所述中转定位组件内的料盘定位机构8伸出、完成对物料料盘的定位，此时物料料盘位于取料工位内，生产线主机台上所设置的取料机构将定位后的物料料盘内的全部物料进行取出，随后所述料盘定位中转平台6在所述中转平台横移机构7的带动下再次移动、带动已完成取料的物料料盘移动至堆垛组件的作用区域内；

S4、所述堆垛组件内的堆垛机构9在堆垛机构10的带动下对单个的物料料盘进行依次堆叠，并将堆叠后的整垛物料料盘输送至下料组件的作用区域内；

S5、在所述下料组件内下料皮带3的输送下，堆垛状态的、已清空物料的物料料盘由所述下料组件的出料端被送出装置外。

综上所述，本发明的托盘自动上下料装置通过其中各组件间的有效配合，完成了对物料托盘的拆垛与码垛，配合主机台上所设置的取料机构实现了对自动化生产线的上下料操作。

本发明采用进出料盘纵向布局的方式减小了设备整体的体积和占地面积，不仅节约了加工车间内的空间，而且为装置与其他组装设备的集成与整合提供了便利。

同时，本发明结构明晰、部件易得、制造成本低廉，使用者可以根据对现有设备的简单改造而获得完整的技术方案，不仅最大限度地满足了使用者的使用需要，而且有效地降低了装置整体的生产成本、节约了企业的生产资源。

本发明还可以通过对其中部分硬件结构的尺寸调节实现对各类不同尺寸的物料托盘的兼容和适配，扩大了本发明的适用范围，最大幅度地提升了本发明的实用性。

此外，本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他与工件上下料设备相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。