CN101767666B - 自动纠偏包装机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动纠偏包装机器人，它包括有固定底座，在该固定底座上连接Y向纠偏层装置，在该Y向纠偏层装置上通过滑动轨道连接有X向纠偏层装置，X向纠偏层装置侧部相接有基架，基架的上部设连接有与取放纸板的机械手，传送带从机械手的下面穿过，机械手与纸板的接触平面、传送带以及X、Y向纠偏层装置相互平行设置；在机械手上还并排设有X向光电传感器及Y向光电传感器；X向纠偏层装置设有带动机械手沿X向移动且沿XY轴平面旋转的X向驱动装置，Y向纠偏层装置设有带动所述X向纠偏层装置连同所述机械手沿Y向滑动的Y向动力装置；本发明机器人体积小，节约占地面积。纠偏的准确率高，工序简单，维修方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种包装机械领域，具体是指包装机上使用的自动纠偏的包装机械人。
背景技术
目前，包装皮壳机主要文件夹、台历、证书等，这些包装的特点是封皮和所包的纸板形状相同，大小相同或封皮稍大，所以包装时，封皮边缘与纸板边缘的必须严格平行，否则将发生错位现象，不便于后续的折合粘贴，成为次品。但是，包装时封皮移动的过程中难免发生偏移，所以需要在包装机上安装纠偏装置来纠正两者之间的位置，比如中国实用新型专利申请公开说明书CN201086857Y就公开了一种具有纠偏装置的包装机，该纠偏装置采用了全机械手作业的方式，该纠偏装置需要庞大复杂的动力驱动系统，造成了该装置的体积大，成本高，纠偏工序复杂，维护不便等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要解决的技术问题在于提供一种自动化程度高、纠偏准确且体积小的自动纠偏包装机械人。
为达到上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种自动纠偏包装机器人，它包括有固定底座，在该固定底座上连接有沿Y向滑动的Y向纠偏层装置，在该Y向纠偏层装置上通过滑动轨道连接有沿X向滑动的X向纠偏层装置，在X向纠偏层装置的侧部垂直相接有基架，基架的上部设连接有与取放纸板的机械手，传送带从机械手的下面穿过，机械手与纸板的接触平面，传送带以及X、Y向纠偏层装置相互平行；在机械手的前端且沿Y向上还并排设有至少两个X向光电传感器，以及一个与X向传感器相垂直的Y向光电传感器；位于所述X向纠偏层装置上设有定位基准轴，该定位基准轴与其中一个X向光电传感始终保持在一条垂直于传送带的垂线上；所述X向纠偏层装置设有带动机械手沿X向移动或以所述定位基准轴为中心且沿XY轴平面旋转的X向驱动装置，所述的Y向纠偏层装置设有带动所述X向纠偏层装置连同所述机械手沿Y向滑动的Y向动力装置；所述X向光电传感器和Y向光电传感器通过电路控制装置与X向或Y向动力装置一一对应电连接设置。
所述X向驱动装置包括电动机以及与电动机相连接的丝杠。
所述Y向驱动装置包括电动机以及与电动机相连接的丝杠。
所述机械手包括有将纸板从堆放台位置取出且分别沿横向和纵向移动的横向工作机械手和纵向工作机械手。
所述横向机械手包括至少两个以上的逐步吸附的固定吸爪和横向来回动作的勾爪，所述固定吸爪上各自都有两个以上的通气孔，通气孔下方装有吸盘，通气孔上方通过管道与真空气泵连接；所述勾爪至少有两个以上爪指且活动连接在爪腕上，爪腕的两端固定连接在环形链条上，环形链条两端设置有轴承和固定轴，固定轴的两端固定在两个所述的机械臂上，所述链条还通过传动装置与链条驱动装置连接。
本发明达到的技术效果如下：本发明自动纠偏包装机器人采用在X、Y两个方向上纠偏层装置自动完成纠偏动作，代替了目前的机械手工完成纠偏的工序，并且，X向纠偏层装置以及Y向纠偏层装置通过轨道在垂直方向上相连接，体积小，节约占地面积。电路控制装置完成整个纠偏动作，所以纠偏的准确率高，且工序简单，机器人的维修也方便。
附图说明
图1为本发明自动纠偏包装机器人的整体结构示意图；
图2为本发明自动纠偏包装机器人的局部结构示意图；
图3为本发明自动纠偏包装机器人的流程框图。
具体实施方式
如图1-2所示，为本发明一种自动纠偏包装机器人的结构，该机器人的整体呈字形结构，其中，输送封皮的传送带从形结构的中间部分穿过，
字形结构的下部设置有完成纠偏功能的纠偏层装置，
字形中部设置为支撑连接作用的基架12，
字形上部的设置移动纸板23的机械臂和机械手1。
本发明的纠偏包装机械人设有固定底座7，固定底座7上依次设置有Y向纠偏装置和X向纠偏装置，该固定底座7上连接有沿Y向滑动的Y向纠偏层装置6，在该Y向纠偏层装置6上通过滑动轨道平行连接有X向纠偏层装置5，在X向纠偏层装置5通过侧部垂直方向上固定相接有基架12，基架12的上部连接有与取放包装物的机械手1连接，传送带从机械手1的下面穿过，机械手1与纸板23的接触平面，传送带以及X、Y向纠偏层装置6相互平行；在机械手1的前端且沿Y向上还并排设有至少两个X向光电传感器以及Y向光电传感器，本实施例中，共设置X1光电传感器2、X2光电传感器3两个X向光电传感器以及一个Y向光电传感器4，在X向纠偏层装置5上且正对X1向光电传感器2的下方设有定位基准轴9，也对应X2向光电传感器3设置。定位基准轴9与X1向光电传感2始终保持在一条垂直于传送带的垂线上，以便确定X向纠偏层装置5旋转时的定位轴。X向纠偏层装置5设有带动机械手1沿X向移动且还以定位基准轴9为中心且沿XY轴平面旋转的X向驱动装置，所述的Y向纠偏层装置6设有带动X向纠偏层装置5连同机械手1沿Y向滑动的Y向动力装置；在基架12的内部设有电路控制装置，X向光电传感器2、3和Y向光电传感器4通过电路控制装置与X向或Y向动力装置一一对应电连接设置。
Y向动力装置由驱动电机8和进给丝杠10构成，对纠偏层装置6进行Y向滑动的提供和传递动力，Y向动力装置可以使Y向纠偏装置沿Y方向作前进或后退运动。X向动力装置设有两组，分别为并排设置的X1、X2向动力装置，也可以根据提供动力的需要设置多个X向动力装置。X1向动力装置包括X1驱动电机14以及与其配合的X1进给丝杠16，还包括X2驱动电机13及与其相配合X2进给丝杠15，通过X1向动力装置和X2向动力装置向同一个方向推进时，可以使X向纠偏装置在Y向纠偏装置上沿X方向作前进或后退运动。在X向纠偏装置之间还设置有一个共同的定位基准轴9，定位基准轴9位于X1向光电传感器2与地平线垂直的直线上，X1或X2向动力装置中的任一X向动力装置工作时，可以使X向纠偏装置在Y向纠偏装置上绕定位基准轴9做单边扭转运动。X向纠偏装置与Y向纠偏装置通过滑动导轨形成动连接，X向纠偏装置通过基架12与机械手1以及机械臂装置固定连接。基架12内设置有电路控制装置，在基架12的上部还设置有纸板堆放台17。
机械手1上两个机械臂设置在纸板堆放台17两侧，两机械臂外侧均有一组逐级控制气阀28和真空气泵29通过管道以及控制装置相互链接。机械手1包括横向工作机械手和纵向工作机械手，横向工作机械手具有至少两个以上的逐步吸附的固定吸爪24和至少一副以上的横向来回工作的勾爪25。固定吸爪24上各自都有两个以上的通气孔，通气孔下方安装有吸盘，通气孔上方通过通气管穿过机械臂通过逐级控制气阀28和真空气泵29连接。勾爪25至少有两个以上爪指活动连接在一根爪腕上，爪腕的两端固定连接在环形链条21上，环形链条21两端设置有轴承和固定轴，固定轴的两端固定在两个机械臂上，环形链条21还通过传动装置与驱动装置连接。横向机械手工作时，驱动装置驱动环形链条21，使其带动勾爪25将纸板23带出，纸板23被带出后受到多个固定吸爪24的吸力逐步被整体吸附，勾爪25同时脱离纸板23沿环形链条21返回继续下一个循环。纵向工作机械手包括吸嘴供气管19和放纸板吸嘴20。当工作时，多个放纸板吸嘴20启动吸附纸板后，固定吸爪24就停止了吸附纸板，然后多个放纸板吸嘴20同步垂直向下将纸板23放至封皮上，至此，机械手(1)完成了将纸板23从纸板堆放台17取出后放至封皮上的一系列动作。
在机械手1的前部活动连接有两个X1向光电传感器2和X2向光电传感器3，在机械手1的一侧还活动连接有一个Y向光电传感器4，两个X向光电传感器和Y向光电传感器通过电路控制装置分别电连接到与各自相应的两个X向动力装置和Y向动力装置。
下面说明自动纠偏包装机器人的工作过程如下：当传送纸板23发生偏移需要纠偏时，除驱动装置和固定层外，自动纠偏包装机器人的其它部分均可以整体运动参与纠偏动作，当横向机械手将纸板23递出后，被横向机械手上的挡板挡住，此时纸板23的边界与X1向光电传感器2以及X2向光电传感器3之间的连线相互平行，纸板23的边界与X、Y向光电传感器的光线之间的距离根据纸板23与包装所用的封皮之间的具体尺寸关系来设定。当X、Y向光电传感器的检测光点恰好落在封皮的X、Y向边界时，说明纸板23和封皮的位置是正对的，不需要纠正。如果X、Y向光电传感器的检测光点没有落在封皮的X、Y向边界时，说明纸板23和封皮不对正，机器人开始纠偏动作。
如图3所示，当控制上胶机的马达启动开始工作时，皮带运送封皮由快转慢最后停止，当封皮由传送带传过来，经过Y向光电传感器4的检测光点时，传送带停止，封皮的位置确定在此，此时，X1向光电传感器2以及X2向光电传感器3开始检测光点是否落在封皮的X向边界，如果是，则不需要纠正，如果不是，X1向纠偏装置开始进行X向纠偏，X1向动力装置在电路控制装置控制下带动X1向纠偏装置以及机械手开始移动，当X1向光电传感器2的检测光点到达封皮的边界时，X1向光电传感器2的检测光点与定位基准轴9的连线恰好通过封皮的X向边界，X1向动力装置动作停止，然后，X2向动力装置开始动作，X2向动力装置在电路控制装置控制下带动X向纠偏层装置5以定位基准轴9为轴转动，当X2向光电传感器3的检测光点到达封皮的边界时，该X2纠偏层装置动作停止。至此，X向光点传感器2、3的检测光点均恰好落在封皮X向的边界上，说明X向已经纠正完毕。如果此时在Y向上发生了偏移，Y向光电传感器4的检测光点偏离了封皮Y向的边界，Y向动力装置开始启动。带动Y向纠偏层装置6开始沿固定底座7开始移动，当Y向光电传感器4的检测光点与封皮的边界的投影重合时，Y向纠偏层装置6动作停止，至此，X、Y向光电传感器和封皮在X、Y向上边界的投影重合，说明纸板23和封皮已经对正，整个纠偏动作完成。纸板23先经过送、快转慢、停止、退回以及退回停止等工序送至机械手上指定的位置，当纠偏结束后，纸板23被纵向机械手取下放在封皮上面，进入下一道工序。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种自动纠偏包装机器人，其特征在于：它包括有固定底座(7)，在该固定底座(7)上连接有沿Y向滑动的Y向纠偏层装置(6)，在该Y向纠偏层装置(6)上通过滑动轨道连接有沿X向滑动的X向纠偏层装置(5)，在X向纠偏层装置(5)的侧部垂直相接有基架(12)，基架(12)的上部连接有取放纸板(23)的机械手(1)，传送带从机械手(1)的下面穿过，机械手(1)与纸板的接触平面，传送带以及X、Y向纠偏层装置(5、6)相互平行；在机械手(1)的前端且沿Y向上还并排设有至少两个X向光电传感器，以及一个与X向光电传感器相垂直的Y向光电传感器；位于所述X向纠偏层装置(5)上设有定位基准轴(9)，该定位基准轴(9)与其中一个X向光电传感器始终保持在一条垂直于传送带的垂线上；所述X向纠偏层装置(5)设有带动机械手(1)沿X向移动或以所述定位基准轴(9)为中心且沿XY轴平面旋转的X向驱动装置，所述的Y向纠偏层装置(6)设有带动所述X向纠偏层装置(5)连同所述机械手(1)沿Y向滑动的Y向动力装置；所述X向光电传感器和Y向光电传感器通过电路控制装置与X向驱动装置或Y向动力装置一一对应电连接设置，所述机械手(1)包括有将纸板(23)从堆放台位置取出且分别沿横向和纵向移动的横向工作机械手和纵向工作机械手，所述横向工作机械手包括至少两个以上的逐步吸附的固定吸爪(24)和横向来回动作的勾爪(25)，所述固定吸爪(24)上各自都有两个以上的通气孔，通气孔下方装有吸盘，通气孔上方通过管道与真空气泵(29)连接；所述勾爪(25)至少有两个以上爪指且活动连接在爪腕上，爪腕的两端固定连接在环形链条(21)上，环形链条(21)两端设置有轴承和固定轴，固定轴的两端固定在两个机械臂上，所述环形链条还通过传动装置与环形链条驱动装置连接。
2.根据权利要求1所述的自动纠偏包装机器人，其特征在于：所述X向驱动装置包括电动机以及与电动机相连接的丝杠。
3.根据权利要求1所述的自动纠偏包装机器人，其特征在于：Y向动力装 置包括电动机以及与电动机相连接的丝杠。
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