一种自动分料下料装置及方法

技术领域

本发明属于材料加工运输设备技术领域，具体地涉及一种自动分料下料装置及方法。

背景技术

例如在铝型材的废料回收车间中，需要将较长的铝型材用剪料机剪切成若干段，以便于后续进行压包、回收处理。在进行剪切前，铝型材废料被堆放在剪料机进料架旁边的棚架上，目前需要工作人员用长钩等工具去钩动型材，从堆放的大量型材中分离出一部分型材、移动到进料架上，接着通过进料架送入剪料机，此过程称为分料和下料。现有此种处理方式中需要人工钩料，费时费力；并且难以掌握型材下料的量，若量过多、超出剪料机单次处理的能力，还需要再花费时间将一些型材移回棚架；若每次处理的量过少，则对于相同的总处理量，剪料机进行处理的总次数将增多，也会导致整体效率的降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种自动分料下料装置及方法，解决人工操作劳动强度大、效率较低的问题，实现从棚架上自动分离出一部分材料并运输至进料架，提高处理效率，减少安全风险。

依据本发明的技术方案，本发明提供了一种自动分料下料装置，包括有依次衔接的前端输送棚架、中间处理棚架和进料输送棚架；中间处理棚架连接有升降机构，在升高状态，中间处理棚架的上表面高于进料输送棚架的上表面，且中间处理棚架的上表面与前端输送棚架的上表面构成开口朝上的钝角。

优选地，中间处理棚架远离前端输送棚架的一端为升降端，中间处理棚架的另一端为转轴端；中间处理棚架包括有支座，支座通过棚架转轴与转轴端转动连接。

进一步地，中间处理棚架还包括有中间轨道架，中间轨道架的两端均转动连接有链轮并在两端的链轮之间传动连接有链条，中间轨道架的一端的链轮传动连接有中间棚架电机；中间轨道架的转轴端通过棚架转轴与支座转动连接。

进一步地，升降机构包括有托举转轴，托举转轴与支座转动连接，托举转轴上固定连接有驱动臂，驱动臂转动连接伸缩缸的一端，伸缩缸的另一端通过伸缩缸铰接座与地面或者支座相连接；托举转轴上还固定连接有托举臂，托举臂转动连接有托举连杆，托举连杆的另一端转动连接中间轨道架。

进一步地，进料输送棚架或者中间处理棚架在远离前端输送棚架的一侧设置有阻挡件。

进一步地，前端输送棚架的上表面呈输入侧高于输出侧的斜面；在中间处理棚架升高状态，中间处理棚架的上表面呈输出侧高于输入侧的斜面，中间处理棚架的上表面与前端输送棚架的上表面构成的钝角的顶点位于进料输送棚架的上表面的上方。

根据一些实施例，进料输送棚架的输出端设置有用于切断长条形材料的剪料机，长条形材料的长度方向与进料输送棚架的输送方向相同，长条形材料的长度方向与前端输送棚架及中间处理棚架的输送方向相垂直；前端输送棚架的输出端的位置与剪料机的入料口边缘相对应。

进一步地，进料输送棚架包括若干滚轮输送架，相邻滚轮输送架之间具有用于容纳中间处理棚架以及前端输送棚架的间隙；前端输送棚架的上表面高于进料输送棚架的上表面；前端输送棚架的上表面高于中间处理棚架的转轴端；在中间处理棚架降低状态，进料输送棚架的上表面高于中间处理棚架的上表面。

依据本发明的技术方案，本发明还提供了一种自动分料下料方法，采用本发明的自动分料下料装置进行实施，其包括如下步骤：

步骤S1，在前端输送棚架上放有若干待输送的材料，启动前端输送棚架正向输送，将所有的材料朝中间处理棚架方向输送；

步骤S2，保持或者调整中间处理棚架为升高状态，启动中间处理棚架输送，将与中间处理棚架相接触的材料朝进料输送棚架方向输送；

步骤S3，前端输送棚架反向输送，将与前端输送棚架相接触的材料朝远离进料输送棚架及中间处理棚架的方向输送；

步骤S4，中间处理棚架降低，中间处理棚架上的材料均落至进料输送棚架上，启动进料输送棚架进行输送。

优选地，进料输送棚架或者中间处理棚架在远离前端输送棚架的一侧设置有阻挡件；

在步骤S2中，存在前端输送棚架继续正向运输、中间处理棚架与前端输送棚架同时且同向输送的工作状态，进而形成材料整体被阻挡件所阻挡、无法继续朝输送方向移动的状态；

在步骤S3中，中间处理棚架与前端输送棚架为同时且反向输送的状态，将尽可能多的材料保持在被阻挡件所阻挡的状态；此步骤中被前端输送棚架反向输送走的材料为超出单次下料量的多余材料；然后，中间处理棚架及前端输送棚架均停止输送。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

1、本发明的自动分料下料装置及方法实现了分料下料过程自动化处理，无需人工移动材料，节省人力，分料效率高，并且安全可靠。

2、本发明的自动分料下料装置及方法设计巧妙而简单，通过前端输送棚架和中间处理棚架形成钝角结构，以及前端输送棚架的反向输送，快速而有效地实现了将堆放的材料分为两部分的分料过程，以及将中间处理棚架降低即可进行下料、输送过程。

3、本发明的自动分料下料装置及方法能够匹配处理设备的处理能力，自动取得适宜的量并进行下料；由于前端输送棚架和中间处理棚架形成的钝角结构，前端输送棚架一侧斜面上的材料能够尽可能多地输送至中间处理棚架，而中间处理棚架一侧斜面上堆放的材料如果存在放置不稳的情况则会滚落下来进而被前端输送棚架反向输送走，如此保证了下料量，从而提高了处理效率；同时保证材料放置稳定，不会意外掉落伤人；尤其适用于铝型材剪料机。

附图说明

图1是本发明一实施例的主视结构示意图。

图2是图1所示实施例在一种分料工作状态下的结构示意图。

图3是图2在分料后、中间处理棚架处于降低状态的结构示意图。

图4是图1所示实施例的俯视结构示意图。

图5是图1所示实施例中的中间处理棚架的立体结构示意图。

图6是图5所示中间处理棚架的主视结构示意图。

图7是图5所示中间处理棚架的俯视结构示意图。

附图中的附图标记说明：

1、前端输送棚架；101、前端轨道架；102、前端托架；

2、中间处理棚架；201、支座；202、棚架转轴；203、轨道架；204、链轮；205、链条；206、中间棚架电机；207、托举转轴；208、驱动臂；209、伸缩缸；210、伸缩缸铰接座；211、托举臂；212、托举连杆；

3、进料输送棚架；301、阻挡件；

4、剪料机。

具体实施方式

本发明提供一种自动分料下料装置及方法，解决人工操作劳动强度大、效率较低的问题，实现从棚架上自动分离出一部分材料并运输至进料架，提高处理效率，减少安全风险。

以下具体以采用剪料机处理铝型材的情况为例进行说明，本实施例中，主要发明构思在于设计一种能实现自动分料下料功能的棚架，安装在剪料机进料架旁边，把扎堆的铝材进行分开并下料、自动送料到剪料机，提高材料剪短和压包效率。需要说明的是，本发明的用途、连接的处理设备、处理的材料等并不以此为限，基于现有技术容易进行调整以用于其他可行的应用场景。

请参阅图1至图3，本发明一实施例的一种自动分料下料装置，包括有沿下料方向依次衔接的前端输送棚架1、中间处理棚架2和进料输送棚架3。前端输送棚架1主要用于放置材料以及进行运输，其能够控制输送方向为正向(及下料方向)或者反向，例如为采用电机驱动的输送棚架，通过电机的正反转即可控制其正向输送或者反向输送。中间处理棚架2与前端输送棚架1(还可能包括阻挡件301等其他部件)相配合共同实现分料过程。进料输送棚架3即为处理设备(如剪料机4)的进料棚架，其连接至处理设备的入料口，用于将材料送入处理设备。前端输送棚架1和中间处理棚架2的正向传输方向大体上相同(允许在水平方向上有不影响输送衔接过程的较小角度的区别，允许在竖直方向上有一定角度的区别)。

中间处理棚架2连接有升降机构，在升高状态(进行分料的状态，例如图2所示)，中间处理棚架2的上表面高于进料输送棚架3的上表面，且中间处理棚架2的上表面与前端输送棚架1的上表面构成开口朝上的钝角α；更具体例如，前端输送棚架1为水平、中间处理棚架2为倾斜；或者，前端输送棚架1为倾斜、中间处理棚架2为水平；或者优选地，前端输送棚架1和中间处理棚架2均为倾斜于水平方向。

本方案通过前端输送棚架1和中间处理棚架2形成钝角结构，使在工作状态下，前端输送棚架1和/或中间处理棚架2上的材料容易滚落下来，最终前端输送棚架1及中间处理棚架2上停留的材料均为放置稳定。前述工作状态例如，中间处理棚架2正向输送配合前端输送棚架1的反向输送的过程，最终中间处理棚架2上停留的材料量会是其(或者其与阻挡件301等其他部件共同)能够容纳的基本固定的一个量，多余的材料会被前端输送棚架1输送走，如此便实现了自动且快速有效地将堆放的材料分为两部分的分料过程。再通过例如调整设备相对位置、调整中间处理棚架2长度等方式进行调整设计，即可使分离出的量与处理设备的单次处理量相匹配，解决本文背景技术中所述的问题。最后，将中间处理棚架2降低即可进行下料，将分离出的材料放至进料输送棚架3，由进料输送棚架3进行处理设备的进料输送过程。

优选实施例中，中间处理棚架2远离前端输送棚架1的一端为升降端，中间处理棚架2的另一端为转轴端。中间处理棚架2包括有支座201，支座201通过棚架转轴202与转轴端转动连接，通过升降机构控制中间处理棚架2的升降段进行抬起或放下的倾斜过程，以此控制中间处理棚架2上表面的高度以及角度。可以想到的是，在另一实施例中，中间处理棚架2上表面的角度为固定在图2所示角度，中间处理棚架2整体上下升降控制高度，也能实现本发明上述技术特征及技术效果，但其在结构和控制方面会复杂于采用转轴的方案；其他类似的、能够控制中间处理棚架2上材料进行升降的具体结构或方式也可。

更具体而言，请参阅图4，前端输送棚架1为现有的链条式输送架结构，其具有前端轨道架101，前端轨道架101上传动连接有链条，链条由电机驱动，型材等长条形材料架设在前端轨道架101的链条上，在摩擦力的作用下随着链条移动输送。优选地，根据长条形材料的大致长度，前端轨道架101仅为靠近长条形材料两端的两个，对于长条形材料较软/长度跨度较大的情况，在两个前端轨道架101之间还设置有前端托架102，前端托架102上表面基本光滑，对移动的长条形材料进行辅助支撑。

请参阅图5至图7，中间处理棚架2也为链条输送结构，其包括有中间轨道架203，中间轨道架203的两端均转动连接有链轮204并在两端的链轮204之间传动连接有链条205，中间轨道架203的一端的链轮204传动连接有中间棚架电机206。中间轨道架203的转轴端通过棚架转轴202与支座201转动连接。中间轨道架203例如为两个，位于长条形材料的两端。中间轨道架203位于两个前端轨道架101之间，从而使前端输送棚架1不影响中间处理棚架2的升降动作。

升降机构包括有托举转轴207，托举转轴207与支座201通过铰接座(及轴承)转动连接，托举转轴207上固定连接有驱动臂208，驱动臂208转动连接伸缩缸209(例如气缸、油缸等)的一端，伸缩缸209的另一端通过伸缩缸铰接座210(及轴承)与地面或者支座201(例如支座201为覆盖中间处理棚架2全长的整体式结构)相连接。托举转轴207上还固定连接有托举臂211，例如托举臂211位于托举转轴207两端位置，托举臂211与驱动臂208形状、角度一致(便于设计)。托举臂211转动连接有托举连杆212，托举连杆212的另一端转动连接中间轨道架203，例如托举连杆212呈叉臂状，上端叉臂转动连接至中间轨道架203的侧面，不阻碍链条205的运动。可以想到的是，在其他一些实施例中，升降机构可以是与中间轨道架203直接相连接的气缸，在气缸推杆伸出时将中间轨道架203推起；但其需要两侧气缸同步，否则运行会不稳定、易损坏；或者也可采用其他现有的升降机构，能够实现升降控制即可；图示优选的升降机构具有结构和控制均简单、稳定的优点。

再请参阅图4，进料输送棚架3的输出端设置有用于切断长条形材料的剪料机4，长条形材料的长度方向与进料输送棚架3的输送方向相同，长条形材料的长度方向与前端输送棚架1及中间处理棚架2的输送方向相垂直。前端输送棚架1的输出端的位置与剪料机4的入料口边缘相对应，如此设置可使分离出的材料量足够多且能够进入剪料机4的入料口。

进料输送棚架3例如包括若干滚轮输送架，相邻滚轮输送架之间具有用于容纳中间处理棚架2以及前端输送棚架1的间隙。如此设置可使前端输送棚架1、中间处理棚架2及进料输送棚架3相互无碰撞，保证运行稳定，并且布局合理、紧凑。

进一步具体地，如图2、图3所示，前端输送棚架1的上表面呈输入侧高于输出侧的斜面。前端输送棚架1的上表面高于进料输送棚架3的上表面，前端输送棚架1的上表面高于中间处理棚架2的转轴端。中间处理棚架2的转轴端低于进料输送棚架3的上表面。在中间处理棚架2降低状态(图3所示)，进料输送棚架3的上表面高于中间处理棚架2的上表面。在中间处理棚架2升高状态(图2所示)，中间处理棚架2的上表面呈输出侧高于输入侧的斜面，中间处理棚架2的上表面与前端输送棚架1的上表面构成的钝角的顶点位于进料输送棚架3的上表面的上方，从而在工作时钝角α为两侧均倾斜翘起，放置不稳的材料会落至钝角α的最低点(即顶点)，而在该最低点处，材料也不会因为与进料输送棚架3上表面接触而停滞，便于材料最终被分成放置稳定的两部分。此种优选的具体设置结构巧妙，能够使中间处理棚架2的动作幅度最小化，更为安全、稳定，且便于控制、升降状态切换速度快。

优选地，进料输送棚架3或者中间处理棚架2在远离前端输送棚架1的一侧设置有阻挡件301。具体例如图1至图4所示，阻挡件301为两个以上的方管/杆/板，与进料输送棚架3的固定支架部分固定连接，从而不影响进料输送棚架3的输送功能，并在中间处理棚架2升高或降低状态下均能阻挡材料、防止材料进一步移动掉落。可以想到的是，在又一实施例中，阻挡件301为以类似的方式固定设置在中间处理棚架2的中间轨道架203上，从而仅在升高状态阻挡材料，中间处理棚架2降下后，需要降低更多的距离，使该阻挡件301低于进料输送棚架3、不影响后续输送。另一些实施例中，也可不设置阻挡件301，待一部分材料移动至中间处理棚架2后就停止中间处理棚架2及前端输送棚架1的正向运输，然后前端输送棚架1反向输送将材料分开，中间处理棚架2再降低，使材料由进料输送棚架3支撑，即可在不具有阻挡件301的情况下完成分料(但无法保证材料量足够多)；同时也可将进料输送棚架3设计得较宽从而避免材料掉落。

基于本发明的自动分料下料装置，本发明提供一种自动分料下料方法，以优选实施方式为例，其包括如下步骤。

步骤S1，在前端输送棚架1上放有若干待输送的材料，启动前端输送棚架1正向输送，将所有的材料朝中间处理棚架2方向输送。

步骤S2，保持或者调整中间处理棚架2为升高状态，启动中间处理棚架2输送，将与中间处理棚架2相接触的材料继续朝进料输送棚架3方向输送。

步骤S3，前端输送棚架1反向输送，将与前端输送棚架1相接触的材料朝远离进料输送棚架3及中间处理棚架2的方向输送，从而将所有材料分成位于前端输送棚架1上和位于中间处理棚架2上的两部分。

步骤S4，中间处理棚架2降低，中间处理棚架2上的材料均落至进料输送棚架3上，启动进料输送棚架3进行输送。待处理设备处理完这一批材料后，可重复进行上述步骤进行下一批材料的分料下料过程。

进一步优选地，对于进料输送棚架3或者中间处理棚架2在远离前端输送棚架1的一侧设置有阻挡件301的方案，可采用如下方式。

在步骤S2中，存在前端输送棚架1继续正向运输、中间处理棚架2与前端输送棚架1同时且同向输送的工作状态，进而形成材料整体被阻挡件301所阻挡、无法继续朝输送方向移动的状态，这样保证分料的量尽可能多。

在步骤S3中，中间处理棚架2与前端输送棚架1为同时且反向输送的状态(如图2所示)，从而将尽可能多的材料保持在被阻挡件301所阻挡的状态，此时材料被阻挡、无法继续移动而中间处理棚架2仍在工作，这将导致材料发生震动，例如链条会与堆放的型材的底部不断撞击、摩擦，从而使上方放置不稳的材料滚落下来，稳定地平铺在中间处理棚架2上，或者被前端输送棚架1反向输送走。此步骤中被前端输送棚架1反向输送走的材料为超出单次下料量的多余材料。运行一段时间或观察分料情况稳定后，控制中间处理棚架2及前端输送棚架1均停止输送。停止后，由于材料放置稳定，且中间处理棚架2和前端输送棚架1相对于水平面的倾斜角度并不大，材料不会滑落，即使是堆叠成几层的型材，也会在摩擦力作用下基本保持原状态，因此不会超出处理设备(剪料机4)的进料口范围。

此外，对于步骤S4，装置结构优选设置为前述的“在中间处理棚架2降低状态，进料输送棚架3的上表面高于中间处理棚架2的上表面”，可保证仅通过中间处理棚架2的降低，其上的材料就自然地都转交给进料输送棚架3支撑。可以想到的是，在另一些实施例中，中间处理棚架2可以始终高于进料输送棚架3，或者离进料输送棚架3较远，进而在完成分料后，中间处理棚架2再通过正向输送将材料移动至进料输送棚架3。