自适应倾角补偿料仓的制作方法

本发明属于自动化设备物料上料，具体涉及一种自适应倾角补偿料仓。

背景技术：

1、在自动化生产加工过程中，片料是一种常见的原材料类型，经模切工艺成型的模切件属于典型片料，包含纸张、塑料、橡胶、泡棉、金属薄片等多种材质，成品两面通常附带保护膜。该类物料因功能造型需求，经常呈现单侧厚薄差异形态（如模切件因结构设计存在局部厚度变化）。当该类物料以多层堆叠方式存放、并通过自动化料仓连续上料供料时，每片物料固有的厚薄差异会随堆叠层数增加而逐层累积，使整体料堆自然向薄侧倾斜，导致料堆整体姿态歪斜、端面错位、受力偏移及堆叠稳定性下降。该问题在自动化设备高速连续作业场景下尤为突出。

2、目前行业内常见的自动化设备上料料仓，普遍采用竖直平行固定式挡板与水平托板组合的刚性限位结构。该结构通过气缸等运动部件顶升托板，使最上层的物料始终保持在固定高度位置，以便于机械手或吸盘装置稳定取料。然而，该类刚性限位结构仅能实现物料的竖直方向限位与水平方向承载，无法适配厚薄不均物料在堆叠过程中产生的倾斜特性。随着堆叠高度增加，料堆倾斜加剧后，易出现单边悬空、局部挤压、物料滑移、堆叠散乱等问题，直接导致自动化取料时吸盘定位偏移、吸附不稳、单次取出多张物料乃至卡机停机等生产故障，大幅降低加工精度与生产稳定性。

3、为改善上述物料倾斜问题，现有设备多采用减少料仓单次堆叠数量或人工定时矫正的方法。通过降低堆叠高度来减小厚薄差异的累积倾角，将其控制在设备容许取料范围内；或者由操作人员定时手动整理料堆，矫正倾斜姿态。然而，这些方式效率低下、人工成本较高，难以适配高速自动化产线的连续作业需求。实际运行中，往往需要多名操作人员持续进行上料补充和姿态矫正动作，人力投入甚至超过传统人工加工方式，导致自动化设备的效率优势无法发挥。同时，人员频繁干预也对加工一致性和产品质量稳定性造成负面影响。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出了一种自适应倾角补偿料仓。

2、为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明公开一种自适应倾角补偿料仓，包括：料仓主体、用于承托堆叠片料的自适应倾角补偿机构以及顶升驱动组件；所述料仓主体形成竖向物料容纳腔；

4、所述自适应倾角补偿机构的支撑倾角能够随所述堆叠片料的堆叠高度变化而自适应调节，以使所述支撑倾角与料堆因片料厚薄差异产生的实际倾斜角度相匹配；

5、所述顶升驱动组件与所述自适应倾角补偿机构驱动配合，用于驱动所述自适应倾角补偿机构的支撑倾角发生变化。

6、在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

7、作为优选的方案，所述自适应倾角补偿机构为拨片式配平机构，包括：多个平行设置的支撑拨片以及转轴；

8、所述支撑拨片呈长条状结构，所述支撑拨片的第一端与所述转轴铰接，所述支撑拨片的第二端伸入所述料仓主体的内部腔体以承托物料；所述支撑拨片的第二端能够绕所述转轴转动，实现支撑倾角的自适应变化。

9、作为优选的方案，所述转轴为自由转动装配结构；在无顶升力状态下，所述支撑拨片依靠物料自重压力反向微调角度，实现无源随动补偿；在顶升驱动组件顶升状态下，所述顶升驱动组件主动调控所述支撑拨片的倾角，实现主动调节与被动随动相结合的双重适配模式。

10、作为优选的方案，所述支撑拨片的有效支撑长度l、所述料仓的最大堆叠高度h与料堆最大倾斜角度a之间满足以下关系式：

11、l=h/sin(a)；

12、使得所述支撑拨片在下止位时的最大摆动角度与料堆的最大倾斜角度一致。

13、作为优选的方案，所述转轴的设置位置可沿竖向和/或水平方向调节，通过改变所述转轴与所述料仓主体的相对距离，调整所述支撑拨片的最大摆动角度与有效支撑行程，以适配不同厚度差、不同堆叠高度规格的片料。

14、作为优选的方案，所述顶升驱动组件设置于所述支撑拨片的第二端的下方，用于在物料逐层消耗过程中逐步顶升所述第二端，使所述支撑拨片的倾斜角度随堆叠高度的降低而连续减小。

15、作为优选的方案，所述料仓主体的侧壁上开设有沿竖向延伸的让位槽，所述支撑拨片的第二端穿过所述让位槽伸入所述内部腔体，所述让位槽的高度与物料的有效堆叠高度区间相匹配，所述让位槽的宽度大于所述支撑拨片的宽度。

16、作为优选的方案，所述自适应倾角补偿机构为导轨托板式配平机构，包括带滑轮的托板、第一导轨以及第二导轨；

17、所述托板的第一端通过第一滑轮与所述第一导轨滑动配合，所述托板的第二端通过第二滑轮与所述第二导轨滑动配合；所述第一导轨的滑槽深度恒定，所述第二导轨的滑槽深度沿竖向呈渐变设置，以使所述第一滑轮与所述第二滑轮之间的支撑间距随所述托板的竖向位置变化而改变，进而使所述托板的倾斜角度随物料堆叠高度变化而自适应调节。

18、作为优选的方案，所述顶升驱动组件设置于所述托板下方，用于驱动所述托板沿所述第一导轨和所述第二导轨升降。

19、作为优选的方案，所述第二导轨的滑槽深度变化量根据所述托板的滑轮间距s与所需倾斜角度a的三角函数关系确定，所述第二导轨的开槽部分在达到最大倾斜角度时终止，所述第二导轨的不开槽部分高度根据所述滑轮间距s确定，以使所述托板在下止位时的倾斜角度与料堆的最大倾斜角度一致。

20、本发明公开一种自适应倾角补偿料仓，其具有以下有益效果：

21、第一，实现支撑倾角随堆叠高度动态自适应调节，从根本上解决了厚薄不均片料堆叠倾斜的技术痛点。本发明通过自适应倾角补偿机构的支撑倾角随堆叠片料的堆叠高度变化而自适应调节，使支撑倾角始终与料堆因片料厚薄差异产生的实际倾斜角度相匹配，杜绝了因厚薄差异累积导致的料堆歪斜、单边悬空、局部挤压和物料滑移等问题，大幅提升了自动化取料的稳定性与成功率。

22、第二，显著降低人工成本，充分发挥自动化产线效率优势。本发明允许料仓单次容纳更大堆叠量的物料而不会因倾斜超限导致取料故障，减少了人工上料频次；同时无需操作人员定时手动矫正料堆，大幅减少人力投入，使自动化设备真正实现连续稳定运行。

23、第三，结构简洁、成本低廉、可靠性高，适配工业长期连续作业场景。本发明采用纯机械原理实现倾角自适应补偿，无论是拨片式配平机构还是导轨托板式配平机构，零部件少、装配简单、故障率低、维护便捷，无需配置传感器、控制器及复杂执行元件，量产与落地成本极低。

24、第四，工况兼容性强，可通过简单结构调整适配不同规格物料。转轴的设置位置可沿竖向和/或水平方向调节，通过改变转轴与料仓主体的相对距离，即可调整支撑拨片的最大摆动角度与有效支撑行程，兼容不同厚度差、不同堆叠高度规格的各种片料场景，无需针对每种物料重新设计料仓。

25、第五，通过精确的尺寸匹配公式保证了全工况角度精准对应。本发明根据l=h/sin(a)的三角函数关系限定支撑拨片的有效支撑长度，确保支撑拨片在下止位的最大摆动角度与料堆最大倾斜角度完全一致，杜绝了角度偏差、支撑错位、配平失效等问题，使倾角补偿在全堆叠高度区间内均能精确匹配。

26、第六，转轴自由转动与顶升驱动相结合，实现主动调节与被动随动的双重适配模式。转轴为自由转动装配结构，常态下支撑拨片可依靠物料自重压力反向微调角度实现无源随动补偿，顶升状态下顶升驱动组件又可主动调控支撑拨片的倾角，角度变化连续无突变，完美适配物料由满料至空料全过程的动态倾斜变化。

27、第七，料仓主体侧壁让位槽的设计为支撑拨片提供了充足运动空间，确保全角度范围内无干涉、无卡顿运行。让位槽沿竖向延伸，其高度与物料的有效堆叠高度区间相匹配、宽度大于支撑拨片宽度，使支撑拨片在全角度调节范围内始终保持顺畅运动，为动态倾角补偿提供了可靠的结构基础。

28、第八，导轨托板式替代方案在节省安装空间的同时同样实现了倾角随堆叠高度自适应调节的功能。该方案采用滑槽深度沿竖向渐变设置的第二导轨与第一导轨配合，使托板的倾斜角度随物料堆叠高度变化而自适应调节，且无需在料仓侧面额外占用空间安装拨片机构，整体结构更为紧凑，对于空间受限的安装场景提供了有效的替代选择。