CN104691015B - 一种编织袋折边折角机械手控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种编织袋折边折角机械手控制系统及其控制方法，属于控制气缸等气动装置的控制系统领域，包括空气源、与空气源相连的空气处理单元、与空气处理单元相连的真空形成模块，还包括与空气处理单元相连的折边折角模块，以及与折边折角模块、真空形成模块均相连的PLC。本发明先利用上真空吸盘和下真空吸盘打开编织袋，然后利用摆动气缸旋转实现折边工序，其次利用相应的气缸驱动折角定位机构进行折角定位，最后利用摆动气缸旋转实现折角工序，实现编织袋无障碍运转，并和自动生产线配合，实现编织袋折边和折角两道工序，解决了编织袋折边折角作业尚未实现自动化的问题。

Description

一种编织袋折边折角机械手控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及气动控制技术领域，尤其是控制气缸等气动装置的控制系统领域，具体地说是一种编织袋折边折角机械手控制系统及其控制方法。

背景技术

编织袋的折边折角作业包括折边工序和折角两道工序，现有的编织袋折边折角大量采用人工操作，尚未成功实现自动化，工人工作环境差，工作枯燥无聊，生产积极性不高，效率低下，严重制约了产能的提高。

专利“一种包装袋折边装置”(申请号：201020508052.7)提出了一种包装袋折边方法，该专利通过调节螺母控制弹簧,以调节对称两边收容件之间的宽度；调节杆的一端为双螺母结构，保证了工作时的低故障率；收容件截面设置为U形，可以规范控制折边形状，避免了折边重复，或者偏斜的情况，但是该专利并未涉及包装袋的折角方法以及包装袋折边控制系统。

专利“编织袋折边器”(申请号：201320711365.6)所设计的折边器采用气动控制系统来实现，同样也没解决编织袋折角问题。而另一项实用新型专利“包装袋折角机”(申请号：93212548.4)涉及一种包装袋折角机，其是以凸轮构件带动夹板构件翻开包装袋的边角，再以折板构件压折包装袋的边角，并以拍板构件拍平翻折的包装袋边角，而完成包装袋的折角。但是其折角机构较复杂，制造成本高，不利于维护，且并未实现与生产线的配合，难以大规模投入现代化的生产中。

综上所述，现有技术将编织袋折边、折角独立控制，不符合现阶段机械加工工序复合化趋势。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种编织袋折边折角机械手控制系统及其控制方法，在一台机器上同时实现编织袋折边、编织袋折角两个工序。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

一种编织袋折边折角机械手控制系统，包括空气源、与空气源相连的空气处理单元、与空气处理单元相连的真空形成模块，还包括与空气处理单元相连的折边折角模块，以及与折边折角模块、真空形成模块均相连的PLC；

所述空气处理单元包括一号过滤器、压力阀、压力表；

所述真空形成模块包括两位两通电磁阀，所述两位两通电磁阀的一个输出口连接有一号消音器，另一个输出口连接有真空发生器，所述真空发生器分别连接有真空开关和调速阀，所述调速阀的另一端连接有二号过滤器，所述二号过滤器连接有真空吸盘；

所述折边折角模块包括二号消音器，所述二号消音器上并联有一号两位五通电磁阀、二号两位五通电磁阀、三号两位五通电磁阀、四号两位五通电磁阀、五号两位五通电磁阀和六号两位五通电磁阀，所述一号两位五通电磁阀、二号两位五通电磁阀、三号两位五通电磁阀、四号两位五通电磁阀、五号两位五通电磁阀和六号两位五通电磁阀的一个进气口共同与空气处理单元相连，一号两位五通电磁阀、二号两位五通电磁阀、三号两位五通电磁阀、四号两位五通电磁阀、五号两位五通电磁阀和六号两位五通电磁阀的一个出气口还相互连通且共同连接有三号消音器，一号两位五通电磁阀、二号两位五通电磁阀、三号两位五通电磁阀、四号两位五通电磁阀、五号两位五通电磁阀和六号两位五通电磁阀另一个进气口和另一个出气口还均连接有气缸组。

所述气缸组包括与一号两位五通电磁阀相连的上真空吸盘气缸、与二号两位五通电磁阀相连的下齿耙气缸、与三号两位五通电磁阀相连的纵向移动气缸、与四号两位五通电磁阀相连的横向移动气缸、共同与五号两位五通电磁阀相连的一号180°摆动气缸和二号180°摆动气缸以及与六号两位五通电磁阀相连的90°摆动气缸，所述一号180°摆动气缸上设有上折边齿耙，所述二号180°摆动气缸上设有下折边齿耙，所述横向移动气缸固定在纵向移动气缸上，横向移动气缸上设有折角定位机构。

所述气缸组内各气缸，即上真空吸盘气缸、下齿耙气缸、纵向移动气缸、横向移动气缸、一号180°摆动气缸、二号180°摆动气缸和90°摆动气缸的进气口、出气口处均串联有一个单向调速阀，气缸组内各气缸的活塞杆上均套有磁环，气缸组内各气缸的缸体上均设有限位开关。

所述真空吸盘包括三个上真空吸盘和三个与上真空吸盘配合使用的下真空吸盘。

所述PLC上分别连接有启动按钮、停止按钮、上真空吸盘气缸伸出限位开关、上真空吸盘气缸缩回限位开关、下齿耙气缸伸出限位开关、下齿耙气缸缩回限位开关、纵向气缸伸出限位开关、纵向气缸缩回限位开关、横向气缸伸出限位开关、横向气缸缩回限位开关和启动指示灯，PLC还分别与一号两位五通电磁阀的左阀、一号两位五通电磁阀的右阀、二号两位五通电磁阀的左阀、二号两位五通电磁阀的右阀、三号两位五通电磁阀的左阀、三号两位五通电磁阀的右阀、四号两位五通电磁阀的左阀、四号两位五通电磁阀的右阀、五号两位五通电磁阀的左阀、五号两位五通电磁阀的右阀、六号两位五通电磁阀的左阀、六号两位五通电磁阀的右阀和两位两通电磁阀相连。

一种编织袋折边折角作业机械手控制系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)分口：编织袋袋口上面和下面分别用上真空吸盘和下真空吸盘吸开；

(2)折边：所述上真空吸盘吸引所述编织袋运动至上折边位置，下真空吸盘保持不动，当所述编织袋袋口上面运动至上折边位置时，PLC控制上折边齿耙和下折边齿耙同时旋转运动，完成折边动作；

(3)定位：折角定位机构在纵向移动气缸的控制下沿所述编织袋纵向方向进入所述编织袋内，并运动到纵向方向的定位位置停止；之后折角定位机构在横向移动气缸的控制下沿所述编织袋横向方向运动到横向方向的定位位置停止；

(4)折角：当所述的折角定位机构运动到指定的定位位置处停止后，PLC控制用于折角的元件旋转，完成编织袋的折角动作；

(5)复位：所述折角定位机构按照所述横向方向和所述纵向方向运动的次序，原路返回至初始位置；

(6)合口：所述上真空吸盘下压所述编织袋，完成折边折角动作，将编织袋合口。

本发明的有益效果是：本发明通过实验验证，成功解决了编织袋折边折角作业遇到的效率低下，可靠性低等问题，不仅成功实现编织袋折边和折角两道工序，解决了编织袋折边折角尚未实现自动化的问题，而且能和生产线配合，能够将折边折角完工的编织袋自动运送到下一个工序进行缝合，提高了生产效率。由于编织袋较薄，采用吸盘将编织袋吸引开的方法能够稳定真空吸盘压力，防止真空吸盘吸引编织袋的同时干扰折边，且结构简单，控制编织袋折边折角效果好，效率高，该控制系统包括折边控制部分和折角控制部分，其中所述折边控制部分通过PLC控制同一个二位五通电磁阀，实现上折边元件和下折边元件同步旋转，折边效果好。所述折角控制部分包括折角定位元件控制和折角动作控制；与此同时，所述编织袋折边折角作业机械手能够与生产线配合，工人只需把编织袋放置于折边折角工位，该机械手能够自动实现折边折角，并自动运送至下一工序，即编织袋缝纫工位，生产完全实现自动化，生产效率高，操作简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的气动控制原理图；

图2为本发明的PLC的外部连接图；

图3为本发明的折边折角机构的主视图；

图4为本发明的折角定位机构的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图2所示，空气源325经过空气处理单元326分别与折边折角模块332内的一号两位五通电磁阀315进气口、二号两位五通电磁316进气口、三号两位五通电磁阀317进气口、四号两位五通电磁阀318进气口、五号两位五通电磁阀319进气口、六号两位五通电磁阀320进气口、两位两通电磁阀327进气口连接，两位两通电磁阀327的一个输出口连接有一号消音器323；然后一号两位五通电磁阀315出气口先连接一个单向调速阀，再与上真空吸盘气缸101顺次连接；二号两位五通电磁阀316出气口先连接一个单向调速阀，再与下齿耙气缸111顺次连接；三号两位五通电磁阀317出气口先连接一个单向调速阀，再和纵向移动气缸202顺次连接；四号两位五通电磁阀318出气口先连接一个单向调速阀，再和横向移动气缸201顺次连接；五号两位五通电磁阀319出气口先连接一个单向调速阀，再和一号180°摆动气缸102顺次连接；五号两位五通电磁阀319出气口先连接一个单向调速阀，再和二号180°摆动气缸109顺次连接；六号两位五通电磁阀320出气口先连接一个单向调速阀313，再和90°摆动气缸104顺次连接。

所述真空形成模块333包括出气口和真空发生器329相连的两位两通电磁阀327，真空发生器329分别与真空发生器开关328和调速阀330相连，调速阀330经过二号过滤器331和上真空吸盘105及下真空吸盘110连接。

如图3和图4所示，所述PLC426采用西门子CPU22型PLC，启动按钮401连接于PLC426的输入接口I0.0；停止按钮402然后连接于PLC426的输入接口I0.1；上真空吸盘气缸101的伸出限位开关403连接于PLC426的输入接口I0.2；上真空吸盘气缸101的缩回限位开关404连接于PLC426的输入接口I0.3；下齿耙气缸111的伸出限位开关405连接于PLC426的输入接口I0.4；下齿耙气缸111的缩回限位开关406连接于PLC426的输入接口I0.5；纵向移动气缸202的伸出限位开关407连接于PLC426的输入接口I0.6；纵向移动气缸202的伸出限位开关408连接于PLC426的输入接口I0.7；横向移动气缸201的伸出限位开关409连接于PLC426的输入接口I1.0；横向移动气缸201的伸出限位开关410连接于PLC426的输入接口I1.1。

启动指示灯411与PLC426的输出接口Q0.0连接；一号两位五通电磁阀315的左阀412与PLC426的输出接口Q0.1连接；一号两位五通电磁阀315的右阀413与PLC426的输出接口Q0.2连接；二号两位五通电磁阀316的左阀414与PLC426的输出接口Q0.3连接；二号两位五通电磁阀316的右阀415与PLC426的输出接口Q0.4连接；五号两位五通电磁阀319的左阀416与PLC426的输出接口Q0.5连接；五号两位五通电磁阀319的左阀417与PLC426的输出接口Q0.6连接；三号两位五通电磁阀317的左阀418与PLC426的输出接口Q0.7连接；三号两位五通电磁阀317的右阀419与PLC426的输出接口Q1.0连接；六号两位五通电磁阀320的左阀420与PLC426的输出接口Q1.1连接；六号两位五通电磁阀320的右阀421与PLC426的输出接口Q1.2连接；四号两位五通电磁阀318的左阀422与PLC426的输出接口Q1.3连接；四号两位五通电磁阀318的右阀423与PLC426的输出接口Q1.4连接；两位两通电磁阀327与PLC426的输出接口Q1.5连接。

下面介绍电气部分的工作原理及折边折角动作过程。

参见图3和图4，使用时，先启动PLC426的程序启动按钮401，输入一个初始信号I0.0，经过PLC程序，输出一个信号Q0.0，使启动指示灯411亮，让下齿耙气缸111右阀414得电，下齿耙气缸111伸出，下齿耙气缸111活塞碰到气缸限位开关405，下齿耙气缸111停止运动。

然后上真空吸盘气缸101的左阀412得电，上真空吸盘气缸101伸出，下齿耙气缸111活塞碰到气缸限位开关403，上真空吸盘气缸101停止运动，同时，两位两通电磁阀327打开，上真空吸盘105、下真空吸盘106分别向上、向下两侧运动，以打开编织袋107，上真空吸盘105吸引编织袋107运动到上折边齿耙103处，完成开口。

然后驱动上折边齿耙103和下折边齿耙108的五号两位五通电磁阀319左阀得电，输出一个信号Q0.5,一号180°摆动气缸102和二号180°摆动气缸109均摆动，分别带动上折边齿耙103、下折边齿耙108旋转180°，完成折边。

然后三号两位五通电磁阀317左阀418得电，输出一个信号Q0.7，纵向运动气缸202伸出，接着四号两位五通电磁阀318左阀422得电，输出一个信号Q1.3，横向运动气缸201伸出，完成折角前的定位。

然后六号两位五通电磁阀320左阀得电，输出一个信号Q1.1，90°摆动气缸104摆出，之后六号两位五通电磁阀320右阀421得电，输出一个信号Q1.2，90°摆动气缸104摆回，完成折角动作。

接着四号两位五通电磁阀318右阀423得电，输出一个信号Q1.4，横向移动气缸201缩回，当横向移动气缸的活塞运动到极限位置，限位开关410停止。三号两位五通电磁阀317右阀419得电，输出一个信号Q1.0，纵向移动气缸202缩回，当纵向移动气缸202活塞运动到极限位置，限位开关408停止，此时完成了折角定位机构106的复位动作。

接下来五号两位五通电磁阀319右阀417得电，一号180°摆动气缸102和二号180°摆动气缸109反向旋转复位；一号两位五通电磁阀315右阀413得电，输出一个信号Q0.2，当上真空吸盘气缸101的活塞碰到限位开关403，上真空吸盘气缸101停止运动，上真空吸盘105下压编织袋107，完成合口。

最后二号两位五通电磁阀316的左阀415得电，输出一个信号Q0.4，当下齿耙气缸111的活塞碰到限位开关406，下齿耙气缸111停止运动，同时，两位两通电磁阀327关闭，外接的生产线自动运走编织袋107，至此完成整个折边折角。

当按下停止按钮402的时候，输入一个信号I0.1,经过PLC426，输出一个信号Q0.0，启动指示灯411熄灭。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种编织袋折边折角作业机械手控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)分口：编织袋袋口上面和下面分别用上真空吸盘和下真空吸盘吸开；

(2)折边：所述上真空吸盘吸引所述编织袋运动至上折边位置，下真空吸盘保持不动，当所述编织袋袋口上面运动至上折边位置时，PLC控制上折边齿耙和下折边齿耙同时旋转运动，完成折边动作；

(3)定位：折角定位机构在纵向移动气缸的控制下沿所述编织袋纵向方向进入所述编织袋内，并运动到纵向方向的定位位置停止；之后折角定位机构在横向移动气缸的控制下沿所述编织袋横向方向运动到横向方向的定位位置停止；

(4)折角：当所述的折角定位机构运动到指定的定位位置处停止后，PLC控制用于折角的元件旋转，完成编织袋的折角动作；

(5)复位：所述折角定位机构按照所述横向方向和所述纵向方向运动的次序，原路返回至初始位置；

(6)合口：所述上真空吸盘下压所述编织袋，完成折边折角动作，并将编织袋合口。