CN102785268A

CN102785268A - 一种应用于切纸机上的纸堆旋转装置

Info

Publication number: CN102785268A
Application number: CN2012101377203A
Authority: CN
Inventors: 熊浩名
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2012-11-21

Abstract

一种应用于切纸机上的纸堆旋转装置，它涉及一种自动化裁切过程中的纸堆的旋转和平移装置，前机械手拨杆(2)通过前机械手直线直线运动装置(3)固定在切纸机主机架(1)的背部，前机械手伸缩装置(4)与前机械手拨杆(2)连接，后机械手拨杆(6)设置在前机械手拨杆(2)的右侧，后机械手拨杆(6)通过后机械手直线运动装置(8)固定在切纸机推纸器(7)上，且后机械手伸缩装置(9)与后机械手拨杆(6)连接。它结构简单，体积小，成本低和控制原理简单。

Description

一种应用于切纸机上的纸堆旋转装置

技术领域：

本发明涉及一种自动化裁切过程中的纸堆的旋转和平移装置，具体涉及一种应用于切纸机上的纸堆旋转装置。

背景技术：

在常规加工机械和传送机械的工作过程中，经常需要转动物体。为实现物体的自动旋转，大都运用以下几种旋转方式：利用轨道引导物体旋转；旋转放置物体的工作台从而带动物体旋转；以及利用机械手抓握住物体进行旋转。例如，在切纸机裁切自动化领域，需求最多的是纸堆的90度旋转。在目前国际切纸机自动裁切生产线上，基本上都由机械手抓握住纸堆然后完成旋转过程。

常规的机械手夹持旋转机构主要存在以下缺点：

1.机械结构复杂：旋转物体所用的机械手不仅需要实现工作平面上两个方向的自由运动和垂直方向的运动，还需实现抓握纸堆的夹持运动。从而导致整套系统的实现需要复杂的机械结构以及大量的电机和气动装置。另外，机械手在抓握纸堆之前，系统还需要先将纸堆一端抬起或者在纸堆下方提供特定的空隙，机械手才能抓握住纸堆，导致切纸机工作台结构复杂化。

2.设备体积庞大：因为需要在单个机械手上实现平面坐标定位，垂直抬升和抓握等多种动作，而这些空间各方向的运动需要由多个电机或气动元件来实现。为了实现物体的旋转，往往需要额外的旋转辅助机构和安装庞大的悬空轨道框架来提供驱动电机或气动元件的安装位置。

3.装置成本高昂：由于常规的机械手旋转装置需要提供各个方向的运动定位控制，而且需要多种相关的辅助设备和轨道框架，所需的动力装置，定位和控制设备复杂且数量多，导致整套系统造价非常昂贵，市场承载能力极低，客户群狭小。

4.控制原理复杂：旋转物体所用的机械手旋转纸堆的控制原理非常复杂，涉及机械手的三维定位控制和抓握物体，以及抬起物体等相关附加动作控制。需要复杂的定位装置和控制程序来实现，从而也需要更加复杂和昂贵的控制设备。

发明内容：

本发明的目的是提供一种应用于切纸机上的纸堆旋转装置，它结构简单，体积小，成本低和控制原理简单。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含切纸机主机架1、前机械手拨杆2、前机械手直线直线运动装置3、前机械手伸缩装置4、切纸机气垫工作台5、后机械手拨杆6、切纸机推纸器7、后机械手直线运动装置8和后机械手伸缩装置9；前机械手拨杆2通过前机械手直线直线运动装置3固定在切纸机主机架1的背部，前机械手伸缩装置4与前机械手拨杆2连接，后机械手拨杆6设置在前机械手拨杆2的右侧，后机械手拨杆6通过后机械手直线运动装置8固定在切纸机推纸器7上，且后机械手伸缩装置9与后机械手拨杆6连接。

本发明具有以下有益效果：

1、此种物体旋转机构的结构简单。其工作过程中不需要机械手抓握纸堆，由此可以减少复杂的机械机构和旋转纸堆所需的附属装置。

2、此种纸堆旋转机构旋转纸堆方式多样。适用于不同的条件，工作场合和工作空间。

3、此种纸堆旋转机构的控制原理简单。两个机械手拨杆的运动仅由基本的直线运动和曲线运动构成，对程序编写，控制器和定位装置要求低。

4、此种纸堆旋转机构功能多样。除了能实现多种纸堆旋转方式之外，通过前、后机械手拨杆的配合运动还能实现平移纸堆的功能。

5、此种纸堆旋转机构制造成本低。因为其机械机构简单，两个机械手拨杆机械结构和控制系统基本相同，所以其设计和制造成本低。其控制原理简单，控制器选择方面可以降低成本。与机械手夹持旋转装置相比，制造成本降低75％以上。

6、在切纸机裁切自动化领域，不需对切纸机做专用型改造，可以直接附加在切纸机上，通过在切纸机上合理的安装前、后机械手拨杆，利用切纸机自身的推纸器运动为后拨纸杆提供Y方向的运动，可以大幅降低其机械结构复杂程度。

应用本发明制造的具有纸堆旋转功能的切纸机，大大降低了制造成本，用户承载能力增强，易于普及，具有很高的推广价值。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

参看图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含切纸机主机架1、前机械手拨杆2、前机械手直线直线运动装置3、前机械手伸缩装置4、切纸机气垫工作台5、后机械手拨杆6、切纸机推纸器7、后机械手直线运动装置8和后机械手伸缩装置9；前机械手拨杆2通过前机械手直线直线运动装置3固定在切纸机主机架1的背部，前机械手伸缩装置4与前机械手拨杆2连接，后机械手拨杆6设置在前机械手拨杆2的右侧，后机械手拨杆6通过后机械手直线运动装置8固定在切纸机推纸器7上，且后机械手伸缩装置9与后机械手拨杆6连接。

所述的前机械手拨杆2仅保留X方向的运动和拨杆的伸缩运动，后机械手拨杆6利用切纸机推纸器7提供Y方向的运动，仅保留X方向的运动和拨杆的伸缩运动。

本具体实施方式的控制原理包含：

1、其中一个机械手拨杆固定，另一个机械手拨杆以前一机械手拨杆为旋转点作旋转运动拨动纸堆，完成对纸堆的旋转。

2、其中一个机械手拨杆压住纸堆，另一个机械手拨杆以前一机械手拨杆为旋转点作旋转运动拨动纸堆，完成对纸堆的旋转。

3、其中一个机械手拨杆平移，另一个机械手拨杆以前一机械手拨杆为旋转点作旋转运动(其运动轨迹为弧线)拨动纸堆，完成对纸堆的旋转。

4、两个机械手拨杆同时平移，完成对纸堆的平移。

本具体实施方式结构简单，体积小，成本低和控制原理简单。

实施例：

切纸机上所使用的纸堆旋转机构的转纸过程包含五个步骤。此五步骤完成了从初始状态开始，将纸堆旋转90度，并回到初始状态的整个过程。

首先定义系统的初始状态，前机械手拨杆和后机械手拨杆均停留在切纸机工作台外侧且处于收缩状态；纸堆放置于工作台面上，且与裁切线和挡纸板靠齐；推纸器位于纸堆后方。

步骤一：前后拨纸杆同时运动，平移纸堆

推纸器首先后退一段距离，前机械手拨杆和后机械手拨杆伸出，然后根据控制原理四，前后机械手拨杆沿X轴正方向同时平移纸堆一段距离。此步骤是为了保证纸堆在旋转过程中不会与挡纸板发生碰撞，导致旋转纸堆不顺畅。

步骤二：前机械手拨杆压住纸堆，后机械手拨杆以前机械手拨杆为旋转点做旋转运动，转动纸堆到一定角度。

此步骤可分解为两个动作。

动作1：首先前机械手拨杆收缩，沿X轴正方向平移到纸堆上侧固定位置，然后前机械手拨杆伸出，压住纸堆。此过程中后机械手拨杆保持原位置。

动作2：根据控制原理二，后机械手拨杆以前机械手拨杆为旋转点顺时针拨动纸堆旋转一个角度。前机械手拨杆底部与纸面接触，拨杆底部在旋转过程中可跟随纸堆的一起旋转，避免拨杆与纸堆直接摩擦。

步骤三：前机械手拨杆平移，后机械手拨杆以前机械手拨杆为旋转点作旋转运动，旋转纸堆。

此步骤可分解为两个动作。

动作1：前机械手拨杆首先收缩，沿X轴正方向平移至纸堆外侧，然后伸出。此动作中，后拨纸杆保持原位置。

动作2：根据控制原理三，前机械手拨杆沿X轴反方向平移推动纸堆，后机械手拨杆以前机械手拨杆为旋转点顺时针拨动纸堆旋转至90度位置。

步骤四：前、后机械手拨纸杆靠齐纸堆

本步骤可分解为三个动作。

动作1：前机械手拨杆和后机械手拨杆同时沿X轴正方向移至纸堆外侧，推纸器准备推动纸堆到固定位置。

动作2：推纸器将纸堆推至固定位置，并后退一定距离，前机械手拨杆和后机械手拨杆准备靠齐纸堆。此动作可以利用推纸器修正在转动纸堆过程中产生的误差，让纸堆完成精确的90度旋转。

动作3：根据控制原理四，前机械手拨杆和后机械手拨杆同时向沿X轴反方向平移，将纸堆沿X轴反方向平移并靠齐挡纸板(靠齐纸堆后，可以通过推纸器推动纸堆进一步修正误差)。此动作将纸堆靠齐挡纸板，为下次裁切做准备。

步骤五：前、后机械手拨杆回位

此步骤可分解为两个动作。

动作1：前机械手拨杆收缩，沿X轴反方向平移至收纳位置。推纸器后移一定距离，后机械手拨杆沿X轴反方向平移至收纳位置，并收缩。

动作2：推纸器将纸堆推至裁切位置，切纸机完成裁切。此时前机械手拨杆和后机械手拨杆保持收缩状态。此时系统完全恢复至初始状态，即可进行下一次纸堆旋转任务。

注意：根据以上纸堆旋转步骤，利用对称原理，同理可以完成纸堆初始状态位于工作台另一侧时的纸堆旋转。

Claims

1.一种应用于切纸机上的纸堆旋转装置，其特征在于它包含切纸机主机架(1)、前机械手拨杆(2)、前机械手直线直线运动装置(3)、前机械手伸缩装置(4)、切纸机气垫工作台(5)、后机械手拨杆(6)、切纸机推纸器(7)、后机械手直线运动装置(8)和后机械手伸缩装置(9)；前机械手拨杆(2)通过前机械手直线直线运动装置(3)固定在切纸机主机架(1)的背部，前机械手伸缩装置(4)与前机械手拨杆(2)连接，后机械手拨杆(6)设置在前机械手拨杆(2)的右侧，后机械手拨杆(6)通过后机械手直线运动装置(8)固定在切纸机推纸器(7)上，且后机械手伸缩装置(9)与后机械手拨杆(6)连接。