CN107585559A - 型材自动下料装筐和上料出筐智能装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明中的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其包括型材自动分层装置、型材自动抓取和转移装置、型材隔条自动布放和对齐装置，型材自动分层装置配置用于将与第一传送带垂直布置的第二传送带传送来的型材进行分层。型材自动分层装置包括抬举机构、连接机构和驱动机构，驱动机构与连接机构相连，抬举机构连接至连接机构。型材自动抓取和转移装置，其包括主支撑框架、平动车、升降小车以及联动抓手，型材隔条自动布放和对齐机构，其包括隔条布放机构和隔条弹出机构。本发明的装置为上下料提供了便利，并且减少作业过程中存在的型材磕碰问题，提高成品率。

Description

型材自动下料装筐和上料出筐智能装置及其方法

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，特别涉及一种型材自动下料装筐和上料出筐智能装置及其方法。

背景技术

铝型材生产线在不同工序中需要多次将型材放入和取出，通常广泛使用带吊耳的转运筐作为工序间型材转运和库房存放型材的载体。市场上纯人工搬动和/或移动型材生产效率慢，在搬动和/或移动的过程中操作不当，造成的报废率较高从而提高了生产成本。首先，人工摆放隔条效率低、精度低、风险大，由于很难调整并且误差较大以致无法满足生产需求。而大部分工业机械手只能用于一种产品规格，高度固定，很难调整，并且结构复杂、成本高、产生的震动及误差较大，无法满足市场需求。

发明内容

针对上述问题，本发明中提供一种型材自动下料装筐和上料出筐智能装置及其下料装筐和上料出筐方法，当型材传送带将型材传送过来后，通过型材自动分层装置能将型材自动分层，通过型材自动抓取和转移装置，将型材分层码放到筐内，保证每层型材的宽度和筐的宽度相匹配，而采用型材自动抓取和转移装置将型材在筐中摆放时，为了防止磕碰变形，上下层之间由外层包裹有一层高温毛毡的隔条隔开，采用隔条自动布放和对齐机构对隔条进行布放，同时为了使联动抓手抓到隔条从而将一层型材提起，必须根据联动抓手的间隔，在传送带下方均匀自动布放隔条，并将其两端对齐，保证抓手能将隔条可靠抓起，所述型材自动下料装筐和上料出筐智能装置能够替代人工，实现隔条自动布放和对齐，提高生产效率，为型材自动抓取和转移提供了便利，并且减少作业过程中存在的型材磕碰问题，提高成品率。

本发明的技术方案如下：

一种型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其包括配置用于将与所述第一传送带垂直布置的第二传送带传送来的型材进行分层的型材自动分层装置、型材自动抓取和转移装置、型材隔条自动布放和对齐装置，所述型材自动分层装置包括连接机构、连接至所述连接机构的抬举机构和与连接机构相连的驱动机构，所述型材自动分层装置由多个抬举机构通过连接机构链接形成；所述型材自动抓取和转移装置，其包括主支撑框架、依靠第一驱动装置进行驱动的平动车、依靠第二驱动装置进行驱动的升降小车以及配置用于抓取隔条抬升型材的联动抓手，所述主支撑框架底部设置有四个通过横梁连接的立柱，所述横梁上设置有导轨支撑框，所述导轨支撑框和所述横梁间设置有配置用于调平所述导轨支撑框的连接部件，所述导轨上设置用于支撑所述平动车在水平面上单自由度平动的滑块，且所述平动丝杠与所述导轨平行；所述平动车包括平动车本体和平动车体加强板，所述平动车本体和所述平动车体加强板的表面上分别设置供光轴穿过以及供升降丝杠穿过的孔，所述平动丝杠通过平动丝杠螺母固定座安装至所述平动车下方；在所述平动车体下表面设置平动车体支撑座；在所述平动车的两端分别固定有升降丝杠上固定架限位座；所述升降小车包括升降小车主框架、升降丝杠上固定架限位座、配置用于升降小车定向的光轴、升降小车滚珠丝杠装置、抓手主框架托举架以及升降丝杠上固定架；以及所述型材隔条自动布放和对齐装置，其包括安装在型材第二传送带下方的隔条布放机构和隔条弹出机构，所述第二传动带的运动方向与从远处输送型材的第一传送带的运动方向垂直；所述隔条布放机构包括驱动电机、第一支撑架、分别位于第一支撑架两端的链齿轮、运动方向与型材第二传送带的传动方向垂直的链条、在所述链条上方等间距布置的隔条托盘、接近开关；所述隔条托盘的上端开口的宽度大于下端底面的宽度且所述隔条托盘下端的宽度等于隔条的宽度；所述隔条托盘的上方设置有联动抓手；所述隔条弹出机构包括底板、第二支撑架、隔条堆放部分和隔条弹出部分，其中所述隔条堆放部分包括隔条夹、隔条夹安装座以及限位装置；所述隔条夹靠近所述隔条弹出部分的第一侧壁下方设置有容纳所述隔条推拉件的隔条推拉件进出孔，所述隔条夹下表面设置有第一导向槽，所述第一导向槽与所述隔条推拉件进出孔相连通，所述隔条夹第四侧壁第一部分下部设置有隔条推出孔，且所述隔条推出孔的中心线与所述链条运动方向垂直；所述隔条安装座下表面设置有第二导向槽，所述第二导向槽与所述隔条夹底面上的第一导向槽对应，所述隔条弹出部分包括隔条推拉件、导轨、滑块、气缸组件，所述隔条弹出机构固定在所述底板上。

优选地，所述第一驱动装置为平动车滚珠丝杠装置且所述第二驱动装置为升降滚珠丝杠装置。

优选地，所述型材自动分层装置中的所述连接机构为连杆。

优选地，所述型材自动分层装置中的抬举机构包括抬举臂、滚轮以及旋转驱动臂；所述抬举臂固连至转轴板，所述滚轮沿抬举臂均匀布置，所述旋转驱动臂与所述抬举臂和所述转轴板固连且与所述抬举臂之间具有预设夹角β，所述转轴板与所述抬举臂轴承座转动连接，所述抬举臂上设有配置用于阻挡从所述第二传送带传送来的型材的挡板。

优选地，所述抬举臂的截面为T型，且所述抬举臂的第二端通过抬举臂固定座与旋转驱动臂和转轴板连接，所述抬举臂上部设置有抬举臂固定压板，所述抬举臂固定压板与所述抬举臂固定座固连。

优选地，所述升降丝杠上固定架和所述抓手主框架托举架的上分别设置供光轴穿过以及供升降丝杠穿过的孔且所述光轴和所述升降丝杠不共面；所述升降丝杠上固定架上表面所述升降丝杠穿过处设置升降丝杠末端固定件；所述升降丝杠上固定架上表面所述两个光轴穿过处分别设置配置用于升降定位的所述光轴末端固定件；所述抓手主框架托举架上所述升降丝杠穿过处设置升降丝杠末端固定件；所述抓手主框架托举架上所述光轴穿过处分别设置配置用于升降定位的所述光轴末端固定件。

优选地，所述升降小车主框架通过升降小车滚珠丝杠装置与所述平动车连接，所述升降小车滚珠丝杠装置的两端通过升降丝杠末端固定件分别与所述升降小车固连，所述抓手主框架托举架位于所述升降小车主框架的下方；以及配置用于抓取的所述联动抓手通过抓手固定座与所述升降小车相连，所述抓手包括主动抓手部件和被动抓手部件，所述对称布置的两个联动抓手的各自的主动抓手部件通过抓手主动轴组件相联接，所述对称布置的两个联动抓手的各自的被动抓手部件通过抓手被动轴组件相联接。

优选地，所述型材自动抓取和转移装置中的所述气缸驱动组件依靠L形气缸底安装座与升降小车主结构框架相连接，所述气缸驱动组件与拉杆相连，拉杆依靠滑动轴承支撑，采用气缸头推拉杆轴承座进行固定，在拉杆自由端的端部设置拉杆轴套，所述气缸头推拉杆轴承座上部为配置用于供所述拉杆穿过的中空圆形空腔，所述气缸头推拉杆轴承座下部的底板与气缸头安装座固定件固接，所述气缸头安装座固定件呈倒L型结构，所述气缸头安装座固定件的第一部分与所述气缸头轴承座的底板固接，所述气缸头安装座固定件的第二部分上具有配置用于与所述主动抓手连杆配合将所述气缸头安装座固定件套接在所述主动抓手连杆上的弧形弯曲部。

优选地，所述限位装置为限位框架，所述限位框架具有与所述隔条夹安装座相连的空腔，所述限位框架的空腔具有向下的开口且所述限位框架底部一侧具有沿着所述隔条伸出方向延伸的导向板。

一种适用于型材自动下料装筐和上料出筐智能装置的下料装筐和上料出筐方法，其步骤如下：(1)根据成品锯来料信号，判断是否为初次使用；(2)如果状态为非初次使用，则需要确定升降小车的初始状态，如果状态为初次使用则自动布设隔条同时码齐型材，例如，铝型材；(3)判断隔条的布设状态以及型材的码齐状态；如果隔条布设状态以及型材的码齐状态满足要求则进行下一步确定***工况，如果隔条布设状态或型材的码齐状态不达标则返回(2)；(4)联动抓手打开，升降小车下降并抓取隔条；(5)判断抓取状态，如果抓取完成则升降小车上升至原点，如果抓取未完成则升降小车撤离；(6)判断隔条状态、成品锯状态以及判断升降小车是否平移至料框上方并进行型材高度测量；(7)判断隔条状态和成品锯状态后，进行型材隔条布置和自动码齐铝型材，之后回到(3)；同时判断升降小车是否平移至料框上方并进行型材高度测量后，如果高度符合要求，则升降小车下降并打开联动抓手放下型材；如果高度不符合要求，则升降小车撤离；(8)升降小车上升回到料框上方；(9)升降小车平移回到原点后，确定升降小车的初始状态。

本发明的有益效果如下：

本发明中提供一种型材自动下料装筐和上料出筐智能装置及其下料装筐和上料出筐方法，其采用隔条布放机构和隔条弹出机构相结合，其能够替代人工，实现隔条自动布放和对齐，提高生产效率，采用型材自动抓取和转移实现种自动下料装筐和上料出筐，采用型材自动分层装置将型材自动分层，通过型材自动抓取和转移装置，将型材分层码放到筐内，保证每层型材的宽度和筐的宽度相匹配，为上下料提供了便利，并且减少作业过程中存在的型材磕碰问题，提高成品率。

附图说明

以下结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。

图1是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置的结构示意框图。

图2a是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置中自动分层装置的结构示意图的侧视图。

图2b是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置中自动分层装置的结构示意图的局部放大侧视图。

图3a是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置中型材自动抓取和转移装置的结构示意图。

图3b是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置中型材自动抓取和转移装置的平动车结构示意图。

图3c是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置中型材自动抓取和转移装置的升降小车结构示意图。

图4是根据本发明的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置中隔条自动布放和对齐装置的结构示意图。

图5是根据本发明的用于型材自动下料装筐和上料出筐智能装置的下料装筐和上料出筐方法流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1所示的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置100，其包括型材自动分层装置1、型材自动抓取和转移装置2、型材隔条自动布放和对齐装置3以及料筐4，还包括第一传送带200以及与第一传送带200垂直邻接设置的第二传送带300，第一传送带200用于将型材传送过来，第二传送带300用于将型材横向传送至型材自动分层装置1，型材自动分层装置1配置用于将型材按料筐4的宽度进行分层。经过型材自动分层装置1自动分层后，再通过型材自动抓取和转移装置2将型材分层码放到料筐4内，保证了每层型材的宽度和料筐4的宽度相匹配。而采用型材自动抓取和转移装置2将型材放入或取出料筐4时，为了防止磕碰变形，相邻上下层型材之间由隔条隔开，采用隔条自动布放和对齐装置3对隔条进行自动布放。隔条自动布放和对齐装置3根据型材自动抓取和转移装置2的联动抓手的间隔在型材自动分层装置1的下方均匀自动布放隔条，并将各个隔条的两端对齐，保证联动抓手能将隔条可靠抓起进而抬起型材。

如图2a和图2b所示，型材自动分层装置1包括抬举机构11、连接机构12和驱动机构13，驱动机构13与连接机构12相连，抬举机构11连接至连接机构12。

优选地，连接机构12为连杆，型材自动分层装置1包括多个抬举机构11，优选包括2-6个抬举机构，多个抬举机构11通过连杆链接在一起。

抬举机构11包括抬举臂111、滚轮112、旋转驱动臂113。、抬举臂固定座120以及传感器(图中未示出)；

抬举臂111固连至转轴板14，旋转驱动臂113与抬举臂111和转轴板14固连，抬举臂111和旋转驱动臂113之间具有一预设夹角β，优选地，该预设夹角β为85-95度，这样的夹角角度有利于旋转驱动臂113更好地驱动抬举臂111抬举型材。转轴板14与抬举臂轴承座15转动连接，抬举臂轴承座15通过地面安装座连接板16固定连接在地面安装座117上。

抬举臂111上设有配置用于阻挡从第二传送带300传送来的型材的挡板18，传感器实时检测被阻挡的型材的堆积情况，当检测到若干个被阻挡型材的总宽度超过某一预设值时，优选地，该预设值小于等于料筐4的宽度，驱动机构13驱动连接机构12进而带动旋转驱动臂113旋转，旋转驱动113臂带动抬举臂111动作。

抬举臂抬起若干个被阻挡的型材至一定高度，优选地，抬起高度略高于第二传送带300传送带的上表面，例如，高于传送带上表面1cm-3cm，然后，第二传送带300反转从而带动未被抬举臂抬举的型材平移一预设距离后传送带停止运行，此时抬举臂111落下，被阻挡且被抬举臂抬起的若干个型材与未被抬起的型材分开一预设距离，该距离取决于第二传送带300反转运行的距离，优选该预设距离为10-30cm，进一步优选为20cm。如此配置不仅达到了型材分层的目的，还确保了型材自动抓取和转移装置2的联动抓手能够伸下来抓取隔条，传送带反转运行的距离应略大于联动抓手通过所需的距离或长度。优选地，传感器为激光传感器，设置在抬举臂的上方或者下方，例如，安装在安装座上，位于抬举臂的第一端正下方。激光传感器按周期发出的探测光线被型材阻挡后反射回激光传感器，当光线被持续反射回来即可判断抬举臂(即第二传送带)上被阻挡堆积的型材宽度超过了预设值。替换地，也可以采用其他形式的传感器来判断已堆积型材的宽度。

优选地，连杆通过紧固件，例如螺栓，分别与多个抬举机构的旋转驱动臂113固定连接。

优选地，驱动机构13包括气缸和与气缸相联接的气缸推板，例如，所述气缸推板与所述气缸铰接。气缸推板与连杆固定连接，驱动机构用于驱动连杆。

优选地，抬举臂111上设有多个滚轮112，滚轮112从抬举臂的自由端起沿着抬举臂本体方向按列均匀布置，自由端为第一端，抬举臂的第二端通过抬举臂固定座20与旋转驱动臂113和转轴板14连接，抬举臂111上部设置有抬举臂固定压板19，抬举臂固定压板19与抬举臂固定座20固连。

优选地，滚轮112为塑料滚轮，塑料滚轮能够避免因滚轮表面过硬而划伤型材。

优选地，抬举臂111的截面为T型，这样既增强了抬举臂111的抗压强度，不会在多次抬举型材后发生弯曲，也控制了抬举臂整体的重量，使旋转驱动臂113能够很容易的带动抬举臂111转动。抬举臂上第一部分设置沿着抬举臂均匀对称布置的配置用于联接滚轮轴的第五孔且抬举臂上第二部分的下部设置具有与抬举臂固定座联接配合的第六孔。

优选地，抬举臂固定座20与抬举臂固定压板19配合的上部尺寸大于与与转轴板14配合的下部尺寸且，抬举臂固定座20的中部具有与抬举臂111第二部分下部连接的槽。

优选地，挡板18设置在靠近抬举臂111第二端的滚轮的末端。

优选地，挡板18包括互相垂直的竖直部分和水平部分，水平部分为阶梯型结构，如此设置使其能够承受型材的冲击。进一步，挡板18的水平部分为能够伸缩的结构，在能伸缩结构的带动下竖直部分的水平位置能够调节，即其位置可根据型材分层的需要进行调节，所需每层型材宽度变小时，就将挡板18的竖直部分向抬举臂111的第一端移动，所需每层型材宽度变大时，就将挡板18的竖直部分向抬举臂111的第二端移动。

多个抬举机构的旋转驱动臂113通过连杆固连在一起，利用驱动机构13，例如，气缸组件，驱动连杆，从而带动多个抬举机构的旋转驱动臂旋转使多个抬举机构的抬举臂111同时进行抬举动作。

如此配置保证了多个抬举机构的抬举臂111同步落下和抬起，抬举臂111未抬起时，即处于初始默认位置时，抬举臂的上表面，即滚轮112的上表面略低于第二传送带300的上表面，这样，型材在第二传送带的带动下很容易的横向移动至抬举臂111的上方直至被挡板18阻挡，抬举臂在旋转驱动臂的带动下抬起时，抬举臂上表面即滚轮112的上表面比型材传送带上表面高。型材就被抬举臂抬举起来从而脱离第二传送带，被抬举起来的型材在重力作用下在滚轮112上滑动直至被挡板18阻挡，进而能够进一步的对齐，型材间不留空隙。

具体地，当第二传送带将型材传送过来后，由于抬举臂上表面比第二传送带上表面稍低，第二传送带能够顺利传送型材直至型材被抬举臂上的挡板挡住。当传感器检测到被堆放的型材宽度超过挡板到抬举臂自由端(即抬举臂第一端)的滚轮端部时，气缸组件推动旋转驱动臂旋转，使抬举臂缓缓抬起，由于抬举臂上表面比型材传送带上表面高，抬举臂上的型材和第二传送带完全脱离接触，此时传送带反转，将传动带后续的型材后移，为型材自动抓取和转移装置2的联动抓手留出足够空间后传送带停止旋转，此时抬举臂落下，将型材放在第二传送带上等待自动抓取和转移装置进行抓取和转移，此时型材自动分层过程结束。

如图3a、图3b和图3c所示，型材自动抓取和转移装置2，其包括主支撑框架21、平动车22、升降小车23以及联动抓手24，平动车22依靠第一驱动装置221进行驱动，升降小车23依靠第二驱动装置231进行驱动，主支撑框架21底部设置有四个立柱，各立柱间通过横梁连接，横梁上设置有导轨支撑框211，导轨支撑框和横梁间设置有配置用于调平导轨支撑框的连接部件212，导轨213在导轨支撑框211上对称布置，导轨213上设置有用于支撑平动车在水平面上单自由度平动的滑块214，滑块安装面和平动车22固连，第一驱动装置221的两端分别固定于导轨支撑框211，平动丝杠与导轨平行，平动丝杠上的螺母通过螺母固定组件穿过平动车本体并与平动车本体固连；平动车22包括平动车本体222和平动车体加强板223，平动车本体222和平动车体加强板223的表面上分别设置供光轴穿过以及供升降丝杠穿过的孔。平动车本体的两个侧壁对称设置有供平动丝杠穿过的第四孔；平动丝杠通过平动丝杠螺母固定座安装至平动车下方；在平动车体下表面设置平动车体支撑座224。在平动车的两端分别固定有升降丝杠上固定架限位座233；升降小车23包括升降小车主框架232、升降丝杠上固定架限位座233、配置用于升降小车定向的光轴234、升降小车滚珠丝杠装置235、抓手主框架托举架237以及升降丝杠上固定架236，升降小车主框架通过升降小车滚珠丝杠装置与平动车连接，升降小车滚珠丝杠装置的两端通过升降丝杠末端固定件分别与升降小车固连，抓手主框架托举架237位于升降小车主框架的下方；以及配置用于抓取的联动抓手24通过抓手固定座25与升降小车相连，抓手包括主动抓手部件和被动抓手部件，对称布置的两个联动抓手的各自的主动抓手部件通过抓手主动轴组件相联接，对称布置的两个联动抓手的各自的被动抓手部件通过抓手被动轴组件相联接。

优选地，升降丝杠上固定架和抓手主框架托举架的上分别设置供光轴穿过以及供升降丝杠穿过的孔；升降小车滚珠丝杠装置中包括升降小车丝杠螺母，升降小车丝杠螺母上方设置有升降小车小齿轮；升降丝杠上固定架上表面升降丝杠穿过处设置升降丝杠末端固定件。升降丝杠上固定架上表面两个光轴穿过处分别设置配置用于升降定位的光轴末端固定件；抓手主框架托举架上升降丝杠穿过处设置升降丝杠末端固定件；抓手主框架托举架上两个光轴穿过处分别设置配置用于升降定位的光轴末端固定件。

优选地，抓手安装座上部带有配置用于将抓手安装座卡至升降小车主框架并进行固定的钩形槽。

优选地，抓手主动轴和抓手被动轴分别为阶梯轴，抓手主动轴的两端第一段和第六段上分别设置有第一键槽，抓手主动轴的第二段和第五端上分别设置有第二键槽，抓手主动轴的第三段上设置有第三键槽，且抓手被动轴的两端第一段和第六段上分别设置有第一键槽，抓手被动轴的第二段和第五端上分别设置有第二键槽，抓手被动轴的第三段上设置有第三键槽。

优选地，抓手主动轴第二段和第四段上设置角接触球轴承和抓手第一驱动齿轮；抓手被动轴第二段和第四段上设置角接触球轴承以及抓手第二驱动齿轮，第一驱动齿轮带动第二驱动齿轮转动。

优选地，抓手主动轴第三段上设置有主动抓手固定座，主动抓手固定座下部设置带键槽的圆形通孔，主动抓手固定座套接在抓手主动轴第三段上，主动抓手固定座上部设置圆形阶梯孔，主动抓手固定座拉杆轴与主动抓手固定座上部圆孔内壁之间深沟球轴承，并设置主动抓手固定座轴承盖；主动抓手固定座拉杆轴第一部分与主动抓手固定座相连，主动抓手固定座拉杆轴第二部分与主动抓手连杆相连，主动抓手连杆两端分别设有套接部件，相邻的两个主动抓手固定座拉杆轴之间采用主动抓手连杆依次套接在主动抓手固定座拉杆轴第二部分上并进行固定。

优选地，气缸驱动组件依靠L形气缸底安装座与升降小车主结构框架相连接，气缸驱动组件与拉杆相连，拉杆依靠滑动轴承支撑，采用气缸头推拉杆轴承座进行固定，在拉杆自由端的端部设置拉杆轴套，气缸头推拉杆轴承座上部为配置用于供拉杆穿过的中空圆形空腔，气缸头推拉杆轴承座下部的底板与气缸头安装座固定件固接，气缸头安装座固定件呈倒L型结构，气缸头安装座固定件的第一部分与气缸头轴承座的底板固接，气缸头安装座固定件的第二部分上具有配置用于与主动抓手连杆配合将气缸头安装座固定件套接在主动抓手连杆上的弧形弯曲部。

优选地，横梁和相邻的立柱之间设置有支撑斜梁。

优选地，第一驱动装置为平动车滚珠丝杠装置且第二驱动装置为升降滚珠丝杠装置。

优选地，平动车本体的表面上设置第一孔、第二孔和第三孔，第一孔和第二孔配置用于供第一光轴和第二光轴穿过平动车本体，第三孔配置用于供升降丝杠穿过。

优选地，平动车体加强板上设置第一孔、第二孔和第三孔，第一孔和第二孔配置用于供第一光轴和第二光轴穿过，第三孔配置用于供升降丝杠穿过。

优选地，平动丝杠螺母侧固定板与凸块第一表面接触处设置有弧形开口，其配置用于与凸块上供第一丝杠通过的孔的尺寸相适应。

优选地，平动丝杠螺母固定座上设置有中心为阶梯型通孔的凸块，凸块第一表面的孔径小于凸块第二表面的孔径；凸块第二表面处设置平动丝杠螺母前固定板，凸块和平动丝杠螺母前固定板与阶梯型通孔中心线平行的外侧设置平动丝杠螺母侧固定板，平动车滚珠丝杠装置中的平动丝杠螺母位于凸块的阶梯型通孔内。

优选地，平动丝杠螺母侧固定板与凸块第一表面接触处设置有弧形开口，其配置用于与凸块上供第一丝杠通过的孔的尺寸相适应。

优选地，光轴和升降丝杠不共面从而减小升降小车运动中的摆式晃动。

优选地，平动车加强板的尺寸与平动车本体上表面的尺寸相同。

优选地，平动车体支撑座的截面为“工”字形，且平动车体支撑座的上表面的尺寸大于平动车体支撑座下表面的尺寸。

如图4所示的型材隔条自动布放和对齐装置3，其包括隔条布放机构和隔条弹出机构32，其中隔条布放机构安装在型材第二传送带300下方，第二传动带300的运动方向与从远处输送型材的第一传送带200的运动方向垂直。

隔条布放机构包括驱动电机、第一支撑架、链齿轮、链条、隔条托盘、接近开关，第一支撑架两端分别安装有两个链齿轮，链齿轮上安装有链条，其中一个链齿轮与驱动电机相连，电机带动链齿轮旋转从而驱动链条运动；链条的运动方向与型材第二传送带的传动方向垂直，链条的上方固定有隔条托盘，隔条托盘上端设置第一开口，隔条托盘的上端开口的宽度大于下端底面的宽度。

优选地，隔条托盘下端的宽度等于隔条的宽度，以便当隔条布放时，利用隔条的重力使其运动到合适位置。

根据另一实施例，所述隔条托盘下部具有向下延伸与所述隔条等宽度的矩形槽。

隔条托盘311的上方设置有联动抓手24，且所述隔条托盘的数量和联动抓手的数量相同，各联动抓手24下方均设置有隔条托盘，相邻两个所述隔条托盘在链条上的安装间距与相邻两个联动抓手之间的间距相同，所述接近开关安装在第一支撑架一端，当隔条托盘转动到接近开关上方，接近开关控制隔条布放机构的驱动电机停止动作，所述隔条从隔条弹出机构中弹出后依靠自身重力落至所述隔条托盘。

隔条托盘运动到隔条弹出机构下方触发接近开关，隔条弹出机构弹出隔条，例如，链条上有五个隔条托盘，链条通过电机提供动力，带动链条上的托盘从右向左运动，所述隔条托盘中已经放置好4根隔条。在链条间以及最后两个隔条托盘间设置接近开关，例如，优选地，设置有两个接近开关，分别为接近开关A1和接近开关A2。初始时刻，五个托盘位于接近开关A1的同侧。电机带动托盘运动，每当托盘触发接近开关A1时，隔条弹出机构会弹出一个隔条，使隔条落入托盘底部并摆正，隔条侧向对齐可以由隔条弹出机构保证，优选地，通过在地面上斜放限位板做二次对齐。当弹出五根隔条后后，即五个隔条托盘上都已经布置有隔条，此时在最后一个托盘触发接近开关A2时，电机链条停止运动，隔条部署到位。当上位机传来抓手已将隔条抓走的信号时，表明隔条托盘已空，电机继续旋转，开始下一次布设隔条的循环。

优选地，隔条托盘在链条上方等间距布置。

隔条弹出机构32与隔条布放机构配合使用，隔条弹出机构32包括底板321、第二支撑架322、隔条堆放部分和隔条弹出部分，其中隔条堆放部分包括隔条夹323、隔条夹安装座324以及限位装置325。

隔条夹靠近隔条弹出部分的第一侧壁下方设置有容纳隔条推拉件的隔条推拉件进出孔，隔条夹下表面设置有第一导向槽，第一导向槽与隔条推拉件进出孔相连通，导向槽配置用于对隔条推拉件起到导向作用。

隔条夹的上表面具有第二开口，隔条夹的第二侧壁与第三侧壁靠近第四侧壁处的上部分别具有第一圆角和第二圆角。

隔条夹的第四侧壁包括第一部分和第二部分，第二部分为直壁，第一部分与第一部分呈角度α。

隔条夹第四侧壁第一部分下部设置有隔条推出孔，且隔条推出孔的中心线与链条运动方向垂直以便保证被弹出的隔条落至隔条托盘。

隔条夹安装座具有容纳隔条夹的空腔，隔条安装座下表面设置有第二导向槽，第二导向槽与隔条夹底面上的第一导向槽对应，第二导向槽配置用于对隔条推拉件起到导向作用。

隔条夹安装座的第一侧壁上具有供隔条推拉杆通过且与隔条夹上的隔条推拉件进出孔尺寸相适应的第一孔，隔条夹安装座第四侧壁上具有供隔条伸出且与隔条夹第四侧壁第一部分下部设置的隔条推出孔尺寸相适应的第二孔。

优选地，第一孔的尺寸大于或等于隔条推拉件进出孔的尺寸。

优选地，第二孔的尺寸大于或等于隔条推出孔的尺寸。

隔条夹安装座的下表面与第二侧壁之间、隔条夹安装座的下表面与第三侧壁之间分别设置有第一加强筋和第二加强筋。

优选地，第一加强筋等间距对称布置。

优选地，第二加强筋等间距对称布置。

隔条安装座下表面两侧对称布置有用于固定架连接的第一安装孔。

隔条安装座第四侧壁下部设置有与限位装置进行连接的第一安装架，隔条安装座第二侧壁和第三侧壁分别上设置有用于固定限位装置的第二安装架。

限位装置为限位框架，限位框架具有与隔条夹安装座相连的空腔，限位框架的空腔具有向下的开口，空腔配置用于容纳被隔条弹出部分弹出的隔条以便隔条能从向下开口处落至隔条布放机构中的托盘隔条上。

限位框架上具有配置用于与隔条安装座上第二安装架相连接的第三安装架，限位框架上具有与隔条安装座上第一安装架连接的第四安装架。

限位框架底部一侧具有沿着隔条伸出方向延伸的导向板。

优选地，导向板的宽度为隔条的宽度的1/3到1/2之间，例如，隔条宽度为40cm，导向板宽度为15cm。

隔条堆放于隔条夹内，隔条夹安装在隔条夹安装座内，例如，插接。

优选地，限位装置的自由端设置，例如，限位块，限位块设置为可移动式结构，其能够移动至预设位置后通过固定装置进行固定，其配置用于对齐隔条，确保隔条落至隔条托盘之后两端伸出隔条托盘的距离相等。

固定架安装在隔条夹安装座以及底板之间，其配置用于将隔条夹安装座安装至底板，使隔条推拉杆水平进入隔条堆放装置后水平地将最下层的隔条推至限位框架。

优选地，固定架与隔条安装架接触的第一部分的宽度小于固定架与底板接触的第二部分的宽度。

隔条弹出部分包括隔条推拉件、导轨、滑块、气缸组件，隔条弹出机构固定在底板上，底板上连接有第二支撑架，第二支撑架通过连接件与地面固接，例如，地脚螺栓。

优选地，隔条推拉件为隔条推拉板或隔条推杆。

隔条推拉件固连在滑块安装面上，导轨固连在隔条弹出部分的底板上，隔条推拉件与气缸组件相连，气缸组件提供驱动力推动隔条推拉件在导轨上滑动，隔条推拉件进入隔条夹安装座内，将最下面的隔条推出，推出的隔条从与限位框架的腔室掉落。优选地，限位框架设置有朝着隔条托盘延伸的导向部分，以便隔条能够顺着导向部分往下落。

优选地，导向部分在腔室两侧对称布置。

隔条推拉件具有工字型截面，隔条推拉件的第一部分配置用于从隔条推拉件进出孔进入对隔条进行推进，隔条推拉件的第二部分配置用于从第一导向槽和第二导向槽中通过，隔条推拉件的第一部分和隔条推拉件第三部分平行且分别于第二部分垂直，隔条推拉件第二部分具有沿着隔条推拉件本体向外延伸的部分，其配置用于与气缸组件相连接。

优选地，隔条推拉件第一部分的沿着隔条推进方向的长度大于隔条推拉件第三部分的长度。

第二支撑架为框架式结构，第二支撑架的上表面与底板固接，第二支撑架的下表面分别沿着框架相对应的两侧具有向外延伸的沿，其配置用于通过紧固件，例如，地脚螺栓，与地面固接。

优选地，第二支撑架上分别设置有第三加强筋和/或第四加强筋。

优选地，型材隔条自动布放和对齐装置还包括隔条对齐机构。在布放机构的两侧，两边向中心靠拢，其配置用于对齐落至隔条托盘上的隔条。

优选地，当接近开关检测到隔条托盘后，控制器控制驱动电机停转，惯性下链条会带动托盘会运行1-2厘米，调试时通过调整隔条弹出机构的隔条弹出位置来补偿上述惯性移动距离。

一种自动下料装筐和上料出筐智能控制方法，其包括型材自动分层装置、型材自动抓取和转移装置、型材隔条自动布放和对齐装置，型材自动分层装置配置用于将与第一传送带垂直布置的第二传送带传送来的型材进行分层，其中型材从第二传送带上传来后，由型材自动分层机构将型材自动进行分层，保证每层型材的宽度和筐的宽度相匹配，并在型材两侧预留出抓取空间。由型材隔条自动布放和对齐机构自动在传送带下方均匀自动布放隔条，并将其两端对齐，保证抓手能将隔条可靠抓起。由型材自动抓取和转移装置将隔条抓起，具体过程为，通过平动车和升降小车来移动安装于升降小车上的联动抓手位置，使其能将型材下方均匀布放隔条的两端抓住，然后控制升降小车上升，使第二传送带上的型材被隔条担起，通过控制平动车，将担起的型材运动到轨道上的转运筐上方，筐中已有的型材高度由安装于平动车上的激光传感器测得，根据测量值控制升降小车下降到合适高度，将型材分层堆放，然后抓手松开，先控制升降小车上升然后控制平动车平移到起始位置，完成一次自动下料装筐操作。自动上料出筐的动作只需要型材自动抓取和转移装置执行相反的动作流程即可，无需型材隔条自动布放和对齐机构和型材自动分层机构动作。

如图5所示，其步骤如下：

(1)根据成品锯来料信号，判断是否为初次使用；(2)如果状态为非初次使用，则需要确定升降小车的初始状态，如果状态为初次使用则自动布设隔条同时码齐型材，例如，铝型材；(3)判断隔条的布设状态以及型材的码齐状态；如果隔条布设状态以及型材的码齐状态满足要求则进行下一步确定***工况，如果隔条布设状态或型材的码齐状态不达标则返回(2)；(4)联动抓手打开，升降小车下降并抓取隔条；(5)判断抓取状态，如果抓取完成则升降小车上升至原点，如果抓取未完成则升降小车撤离；(6)判断隔条状态、成品锯状态以及判断升降小车是否平移至料框上方并进行型材高度测量；(7)判断隔条状态和成品锯状态后，进行型材隔条布置和自动码齐铝型材，之后回到(3)；同时判断升降小车是否平移至料框上方并进行型材高度测量后，如果高度符合要求，则升降小车下降并打开联动抓手放下型材；如果高度不符合要求，则升降小车撤离；(8)升降小车上升回到料框上方；(9)升降小车平移回到原点后，确定升降小车的初始状态。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其包括配置用于将与第一传送带垂直布置的第二传送带传送来的型材进行分层的型材自动分层装置，型材自动抓取和转移装置以及型材隔条自动布放和对齐装置，其特征在于：

所述型材自动分层装置包括连接机构、连接至所述连接机构的抬举机构和与连接机构相连的驱动机构，所述型材自动分层装置由多个抬举机构通过连接机构链接形成；

所述型材自动抓取和转移装置，其包括主支撑框架、依靠第一驱动装置进行驱动的平动车、依靠第二驱动装置进行驱动的升降小车以及配置用于抓取隔条抬升型材的联动抓手，所述主支撑框架底部设置有四个通过横梁连接的立柱，所述横梁上设置有导轨支撑框，所述导轨支撑框和所述横梁间设置有配置用于调平所述导轨支撑框的连接部件，所述导轨上设置用于支撑所述平动车在水平面上单自由度平动的滑块，且所述平动丝杠与所述导轨平行；所述平动车包括平动车本体和平动车体加强板，所述平动车本体和所述平动车体加强板的表面上分别设置供光轴穿过以及供升降丝杠穿过的孔，所述平动丝杠通过平动丝杠螺母固定座安装至所述平动车下方；在所述平动车体下表面设置平动车体支撑座；在所述平动车的两端分别固定有升降丝杠上固定架限位座；所述升降小车包括升降小车主框架、升降丝杠上固定架限位座、配置用于升降小车定向的光轴、升降小车滚珠丝杠装置、抓手主框架托举架以及升降丝杠上固定架；以及

所述型材隔条自动布放和对齐装置，其包括安装在型材第二传送带下方的隔条布放机构和隔条弹出机构，所述第二传动带的运动方向与从远处输送型材的第一传送带的运动方向垂直；所述隔条布放机构包括驱动电机、第一支撑架、分别位于第一支撑架两端的链齿轮、运动方向与型材第二传送带的传动方向垂直的链条、在所述链条上方等间距布置的隔条托盘、接近开关；所述隔条托盘的上端开口的宽度大于下端底面的宽度且所述隔条托盘下端的宽度等于隔条的宽度；所述隔条托盘的上方设置有联动抓手；所述隔条弹出机构包括底板、第二支撑架、隔条堆放部分和隔条弹出部分，其中所述隔条堆放部分包括隔条夹、隔条夹安装座以及限位装置；所述隔条夹靠近所述隔条弹出部分的第一侧壁下方设置有容纳所述隔条推拉件的隔条推拉件进出孔，所述隔条夹下表面设置有第一导向槽，所述第一导向槽与所述隔条推拉件进出孔相连通，所述隔条夹第四侧壁第一部分下部设置有隔条推出孔，且所述隔条推出孔的中心线与所述链条运动方向垂直；所述隔条安装座下表面设置有第二导向槽，所述第二导向槽与所述隔条夹底面上的第一导向槽对应，所述隔条弹出部分包括隔条推拉件、导轨、滑块、气缸组件，所述隔条弹出机构固定在所述底板上。

2.如权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述第一驱动装置为平动车滚珠丝杠装置且所述第二驱动装置为升降滚珠丝杠装置。

3.如权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述型材自动分层装置中的所述连接机构为连杆。

4.如权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述型材自动分层装置中的抬举机构包括抬举臂、滚轮以及旋转驱动臂；所述抬举臂固连至转轴板，所述滚轮沿抬举臂均匀布置，所述旋转驱动臂与所述抬举臂和所述转轴板固连且与所述抬举臂之间具有预设夹角β，所述转轴板与所述抬举臂轴承座转动连接，所述抬举臂上设有配置用于阻挡从所述第二传送带传送来的型材的挡板。

5.如权利要求4所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述抬举臂的截面为T型，且所述抬举臂的第二端通过抬举臂固定座与旋转驱动臂和转轴板连接，所述抬举臂上部设置有抬举臂固定压板，所述抬举臂固定压板与所述抬举臂固定座固连。

6.如权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述升降丝杠上固定架和所述抓手主框架托举架的上分别设置供光轴穿过以及供升降丝杠穿过的孔且所述光轴和所述升降丝杠不共面；所述升降丝杠上固定架上表面所述升降丝杠穿过处设置升降丝杠末端固定件；所述升降丝杠上固定架上表面所述两个光轴穿过处分别设置配置用于升降定位的所述光轴末端固定件；所述抓手主框架托举架上所述升降丝杠穿过处设置升降丝杠末端固定件；所述抓手主框架托举架上所述光轴穿过处分别设置配置用于升降定位的所述光轴末端固定件。

7.如权利要求2所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述升降小车主框架通过升降小车滚珠丝杠装置与所述平动车连接，所述升降小车滚珠丝杠装置的两端通过升降丝杠末端固定件分别与所述升降小车固连，所述抓手主框架托举架位于所述升降小车主框架的下方；以及配置用于抓取的所述联动抓手通过抓手固定座与所述升降小车相连，所述抓手包括主动抓手部件和被动抓手部件，所述对称布置的两个联动抓手的各自的主动抓手部件通过抓手主动轴组件相联接，所述对称布置的两个联动抓手的各自的被动抓手部件通过抓手被动轴组件相联接。

8.如权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述型材自动抓取和转移装置中的所述气缸驱动组件依靠L形气缸底安装座与升降小车主结构框架相连接，所述气缸驱动组件与拉杆相连，拉杆依靠滑动轴承支撑，采用气缸头推拉杆轴承座进行固定，在拉杆自由端的端部设置拉杆轴套，所述气缸头推拉杆轴承座上部为配置用于供所述拉杆穿过的中空圆形空腔，所述气缸头推拉杆轴承座下部的底板与气缸头安装座固定件固接，所述气缸头安装座固定件呈倒L型结构，所述气缸头安装座固定件的第一部分与所述气缸头轴承座的底板固接，所述气缸头安装座固定件的第二部分上具有配置用于与所述主动抓手连杆配合将所述气缸头安装座固定件套接在所述主动抓手连杆上的弧形弯曲部。

9.如权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置，其特征在于：所述限位装置为限位框架，所述限位框架具有与所述隔条夹安装座相连的空腔，所述限位框架的空腔具有向下的开口且所述限位框架底部一侧具有沿着所述隔条伸出方向延伸的导向板。

10.一种根据权利要求1所述的型材自动下料装筐和上料出筐智能装置的下料装筐和上料出筐方法，其特征在于：

步骤(1)、根据成品锯来料信号，判断是否为初次使用；

步骤(2)、如果状态为非初次使用，则需要确定升降小车的初始状态，如果状态为初次使用则自动布设隔条同时码齐型材，例如，铝型材；

步骤(3)、判断隔条的布设状态以及型材的码齐状态；如果隔条布设状态以及型材的码齐状态满足要求则进行下一步确定***工况，如果隔条布设状态或型材的码齐状态不达标则返回(2)；

步骤(4)、联动抓手打开，升降小车下降并抓取隔条；

步骤(5)、判断抓取状态，如果抓取完成则升降小车上升至原点，如果抓取未完成则升降小车撤离；

步骤(6)、判断隔条状态、成品锯状态以及判断升降小车是否平移至料框上方并进行型材高度测量；

步骤(7)、判断隔条状态和成品锯状态后，进行型材隔条布置和自动码齐铝型材，之后回到(3)；同时判断升降小车是否平移至料框上方并进行型材高度测量后，如果高度符合要求，则升降小车下降并打开联动抓手放下型材；如果高度不符合要求，则升降小车撤离；

步骤(8)、升降小车上升回到料框上方；

步骤(9)、升降小车平移回到原点后，确定升降小车的初始状态。