CN105711898B - 一种袋包装自适应抓具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种袋包装自适应抓具，包括两条平行设置的主连接框架、固定连接在主连接框架上方用于与机器人末端连接的主连接平台、设在主连接框架下方用于夹持抓取物料的两个抱夹单元与两个压紧单元，还包括宽度自动调节单元及宽度手动微调单元、联动控制抱夹单元、压紧单元及宽度自动调节单元内不同气缸动作执行的控制器。与现有技术相比，本发明具备抓手宽度的可调功能，各种规格的袋类包装均可实现同时抓取放置，具有使用范围广、制造简单、检修方便等优点。

Description

一种袋包装自适应抓具

技术领域

本发明涉及一种抓取装置，尤其是涉及一种袋包装自适应抓具。

背景技术

目前，在袋包装行业中存在着包装种类较多，产品外形差异较大的一些特点，为了满足市场需求，这些产品的多样性又必须存在。现在机器人码垛市场上运用的抓具多为单品种抓具，更换产品时需要经常性的人工调节，浪费时间较多，人工干预容易导致抓具在运过程中的不稳定，同时当机器人抓手的应用性较为单一，一般一种抓手只能抓取几种规格相同或相近的产品，而对于规格相差较大的产品时就无法做到同时抓取，市场上少部分多品种抓具体重较大，结构复杂，大大的限制了高速码垛机器人的灵活性。

中国专利CN 102126669 A公布了一种抓具，具有支撑结构、多根抓齿和联动装置，所述支撑结构包括梁头、下横梁和多根拉杆，所述梁头在两端通过定位机构与下横梁连接，所述下横梁的侧面通过活动轴分别连接多根抓齿的根部，所述多根拉杆的每一根的一端连接在梁头的侧面，另一端则通过活动轴连接到连接板，所述连接板固定在每根抓齿的中部；所述联动装置包括固定在下横梁上的同轴滑轮，该同轴滑轮通过钢丝绳连接到梁头，从而调节下横梁与该同轴滑轮一起上下移动。上述抓具结构简单，不具有自动可调及自动控制操作等特性，同时采用插进物体内的方式抓取，对物品有损坏，不适用于袋包装抓取。

中国专利CN 103863832 A公布了一种码垛机的物料包重量自秤自检自分类码垛装置，以其码垛机悬臂与秤重传感器连接，而秤重传感器与码垛机抓手组件连接，且由智能控制器按照预设控制软件，通过对码垛机主体360°回转的定点控制，实施对物料包重量自秤自检自分类码垛作业为主要特征。

中国专利CN201253849Y公布了一种码垛机器人抓手，其包括顶板、平行导轨、左右支板、手指机构及压板机构。顶板固定架设在平行导轨上表面，平行导轨、左右支板则构成一矩形框架。手指机构由左右两对称机构构成，其中一侧包括若干L形手指、若干连接杆、一对轴承架及旋转轴。该些L形手指平行固定于该些连接杆上，该对轴承架固定在连接杆上，旋转轴设置在轴承架间。左右支板上还分别固定有气缸，且其活塞杆端连接至所述旋转轴。压板机构由垂直气缸和压板构成。

上述两篇专利公开的抓手装置均满足一定的抓取功能，但是由于上述两个专利装置均不具备抓手宽度的可调功能，因此，其功能较为单一，只能抓取几种规格相同或相近的产品，而对于规格相差较大的产品时就无法做到同时抓取。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑稳定、使用灵活、全自动操作、可实现多品种袋包装使用一副抓具却不要人工干预调节功能的袋包装自适应抓具。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种袋包装自适应抓具，包括两条平行设置的主连接框架、固定连接在主连接框架上方用于与机器人末端连接的主连接平台、设在主连接框架下方用于夹持抓取物料的两个抱夹单元与两个压紧单元，其中两个抱夹单元与两个压紧单元均为镜像对称设置，还包括宽度自动调节单元，所述的宽度自动调节单元包括调节气缸、直线导轨、抱夹单元固定板、滑块，所述的直线导轨设置在主连接框架的下侧，所述的抱夹单元固定在抱夹单元固定板上，该抱夹单元固定板上设置有滑块，通过滑块与直线导轨配合滑动连接，所述的调节气缸通过调节气缸固定板固定在主连接框架上，所述的调节气缸通过气缸浮动接头与抱夹单元固定板连接，调节气缸带动抱夹单元固定板及其上的抱夹单元在直线导轨上移动，调整两个抱夹单元之间的间距，调节气缸活塞杆伸出则两个抱夹单元之间宽度加大，调节气缸活塞杆收回则两个抱夹单元之间宽度缩小。

所述的抱夹单元包括旋转曲柄、旋转曲轴、轴承座、抓齿固定板、抱夹板、抓齿、旋转气缸、旋转气缸轴支座、气缸肘接头，所述的旋转曲轴通过轴承座固定在抱夹单元固定板上，所述的旋转曲柄连接在旋转曲轴上，所述的抓齿固定板固定连接在旋转曲轴的下端，所述的抓齿设有若干个，间隔布设在抓齿固定板上，所述的抱夹板连接在抓齿固定板的内侧，所述的抓齿固定板与抱夹板平行设置，且均垂直于主连接框架方向设置，所述的旋转气缸通过旋转气缸轴支座固定在抱夹单元固定板上，并通过气缸肘接头与旋转曲轴连接，带动旋转曲轴及旋转曲轴转动；两个抱夹单元的旋转曲轴同步转动，实现对物料的夹持或释放。

所述的抱夹单元还包括动力锁与液压缓冲器，所述的动力锁设置在旋转曲柄与旋转曲轴之间，用于将旋转曲柄锁紧在旋转曲轴上，所述的液压缓冲器设在抱夹单元固定板上，用于减少抱夹单元运行时的震动。

所述的压紧单元位于抱夹单元内侧，所述的压紧单元包括压紧气缸、压紧气缸固定座及压紧板，所述的压紧气缸通过压紧气缸固定座设置在抱夹单元固定板下方，且压紧气缸设置设置，所述的压紧板与压紧气缸的活塞杆连接，所述的压紧板垂直于主连接框架方向设置。当抱夹单元产生动作时，压紧气缸带动压紧板产生运动，旋转气缸活塞杆伸出时压紧气缸活塞杆收回，物料将被释放，旋转气缸活塞杆收回时压紧气缸活塞杆伸出，物料将被夹压到位。

该抓具还包括宽度手动微调单元，所述的宽度手动微调单元包括调节轴承、调节轴承座、调节轴及调节块，所述的调节轴承座设在抱夹单元固定板上，所述的调节块设在调节气缸固定板上，所述的调节轴一端通过调节轴承连接在调节轴承座上，另一端连接在调节块上，转动调节轴使得抱夹单元固定板相对于主连接框架移动。宽度手动微调单元用于根据产品特性进行适当的手动微调。

所述的主连接平台包括主连接板、连接板垫板及电气盒，所述的主连接板通过连接板垫板连接在主连接框架上，所述的主连接板用于与机器人末端连接，电气盒连接在主连接框架的一端。

每个抓齿固定板上连接有抓齿2～50个，优选为10个。

所述的主连接框架的两端设置有限制抱夹单元固定板移动范围的限位块。

该抓具还包括联动控制抱夹单元、压紧单元及宽度自动调节单元内不同气缸动作执行的控制器，该控制器通过气路连接单元与气路控制单元分别与抱夹单元、压紧单元及宽度自动调节单元内不同气缸连接。

所述的气路连接单元包括接管与气管接头，所述的气路控制单元包括电磁阀、节流阀及减压阀。

本发明的袋包装自适应抓具由主连接板将以上各部件单元与机器人连接到一起，形成稳定的结构。本发明的袋包装自适应抓具含有三组气动执行系统。每一组可独立运行也可同时协作运行。其中旋转气缸负责抱夹单元的开合，压紧气缸负责压紧单元的开合，调节气缸负责宽度自动调节单元的宽度调节的动作执行，当有不同物料在配套的抓取输送设备上运行达到待码垛状态时，机器人根据控制程序指令判断包装类型的大小，确认抓具是否需要进行宽度调节，当宽度不需要调节时，抓具抱夹单元动作将包装抓取，压紧单元执行下压动作将袋包装牢牢的固定在抓具内，而后机器人将包装产品放置在指定位置，而当机器人接受到的控制指令为包装产品需要抓具调节宽度时，宽度自动调节单元执行动作指令，抓具宽度便可适应产品的大小，而后重复不需要调节抓具宽度时的动作，便可实现抓具宽度根据产品的不同而自动调整适应的功能。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1、使用范围广：本发明具备抓手宽度的可调功能，各种规格的袋类包装均可实现同时抓取放置。

2、制造简单：产品部件为市场常用部件，通过紧固部件将各系统组合到一起，结构稳定且加工制造组装简单；

3、检修方便：本发明中各单元属于独立单元，通过紧固件将各单元组装到一起，当此抓具在有单元需要更换时，只需要将紧固件松下便可替换相应的单元。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的侧视结构示意图。

图中标号：1为抱夹单元，11为旋转曲柄，12为旋转曲轴，13为动力锁，14为轴承座，15为液压缓冲器，16为抓齿固定板，17为抱夹板，18为抓齿，19为旋转气缸，110为旋转气缸轴支座，111为气缸肘接头，2为压紧单元，21为压紧气缸，22为压紧气缸固定座，23为压紧板，3为宽度自动调节单元，31为调节气缸，32为气缸浮动接头，33为直线导轨，34为抱夹单元固定板，35为滑块，36为调节气缸固定板，4为限位块，5为宽度手动微调单元，51为调节轴承，52为调节轴承座，53为调节轴，54为调节块，6为气路连接单元，61为接管，62为气管接头，7为气路控制单元，71为电磁阀，72为节流阀，73为减压阀，8为主连接平台，81为主连接板，82为连接板垫板，83为电气盒，9为主连接框架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～图4所示，一种袋包装自适应抓具，包括两条平行设置的主连接框架9、固定连接在主连接框架9上方用于与机器人末端连接的主连接平台8、设在主连接框架9下方用于夹持抓取物料的两个抱夹单元1与两个压紧单元2，其中两个抱夹单元1与两个压紧单元2均为镜像对称设置，还包括宽度自动调节单元3及宽度手动微调单元5，还包括联动控制抱夹单元1、压紧单元2及宽度自动调节单元3内不同气缸动作执行的控制器，该控制器通过气路连接单元6与气路控制单元7分别与抱夹单元1、压紧单元2及宽度自动调节单元3内不同气缸连接。气路连接单元6包括接管61与气管接头62，气路控制单元7包括电磁阀71、节流阀72及减压阀73。主连接框架9的两端设置有限制抱夹单元固定板34移动范围的限位块4。

宽度自动调节单元3包括调节气缸31、直线导轨33、抱夹单元固定板34、滑块35，直线导轨33设置在主连接框架9的下侧，抱夹单元1固定在抱夹单元固定板34上，该抱夹单元固定板34上设置有滑块35，通过滑块35与直线导轨33配合滑动连接，调节气缸31通过调节气缸固定板36固定在主连接框架9上，调节气缸31通过气缸浮动接头32与抱夹单元固定板34连接，调节气缸31带动抱夹单元固定板34及其上的抱夹单元1在直线导轨33上移动，调整两个抱夹单元1之间的间距，调节气缸31活塞杆伸出则两个抱夹单元1之间宽度加大，调节气缸31活塞杆收回则两个抱夹单元1之间宽度缩小。

抱夹单元1包括旋转曲柄11、旋转曲轴12、动力锁13、轴承座14、液压缓冲器15、抓齿固定板16、抱夹板17、抓齿18、旋转气缸19、旋转气缸轴支座110、气缸肘接头111，旋转曲轴12通过轴承座14固定在抱夹单元固定板34上，旋转曲柄11连接在旋转曲轴12上，抓齿固定板16固定连接在旋转曲轴12的下端，抓齿18设有若干个，间隔布设在抓齿固定板16上，抱夹板17连接在抓齿固定板16的内侧，抓齿固定板16与抱夹板17平行设置，且均垂直于主连接框架9方向设置，旋转气缸19通过旋转气缸轴支座110固定在抱夹单元固定板34上，并通过气缸肘接头111与旋转曲轴12连接，带动旋转曲轴12及旋转曲轴12转动；动力锁13设置在旋转曲柄11与旋转曲轴12之间，用于将旋转曲柄11锁紧在旋转曲轴12上，液压缓冲器15设在抱夹单元固定板34上，用于减少抱夹单元1运行时的震动。两个抱夹单元1的旋转曲轴12同步转动，实现对物料的夹持或释放。每个抓齿固定板16上连接有抓齿182～50个，优选为10个。

压紧单元2位于抱夹单元1内侧，压紧单元2包括压紧气缸21、压紧气缸固定座22及压紧板23，压紧气缸21通过压紧气缸固定座22设置在抱夹单元固定板34下方，且压紧气缸21设置设置，压紧板23与压紧气缸21的活塞杆连接，压紧板23垂直于主连接框架9方向设置。当抱夹单元1产生动作时，压紧气缸21带动压紧板23产生运动，旋转气缸19活塞杆伸出时压紧气缸21活塞杆收回，物料将被释放，旋转气缸19活塞杆收回时压紧气缸22活塞杆伸出，物料将被夹压到位。

宽度手动微调单元5包括调节轴承51、调节轴承座52、调节轴53及调节块54，调节轴承座52设在抱夹单元固定板34上，调节块54设在调节气缸固定板36上，调节轴53一端通过调节轴承51连接在调节轴承座52上，另一端连接在调节块54上，转动调节轴53使得抱夹单元固定板34相对于主连接框架9移动。宽度手动微调单元5用于根据产品特性进行适当的手动微调。

主连接平台8包括主连接板81、连接板垫板82及电气盒83，主连接板81通过连接板垫板82连接在主连接框架9上，主连接板81用于与机器人末端连接，电气盒83连接在主连接框架9的一端。

本发明的袋包装自适应抓具由主连接板将以上各部件单元与机器人连接到一起，形成稳定的结构。本发明的袋包装自适应抓具含有三组气动执行系统。每一组可独立运行也可同时协作运行。其中旋转气缸负责抱夹单元的开合，压紧气缸负责压紧单元的开合，调节气缸负责宽度自动调节单元的宽度调节的动作执行，当有不同物料在配套的抓取输送设备上运行达到待码垛状态时，机器人根据控制程序指令判断包装类型的大小，确认抓具是否需要进行宽度调节，当宽度不需要调节时，抓具抱夹单元动作将包装抓取，压紧单元执行下压动作将袋包装牢牢的固定在抓具内，而后机器人将包装产品放置在指定位置，而当机器人接受到的控制指令为包装产品需要抓具调节宽度时，宽度自动调节单元执行动作指令，抓具宽度便可适应产品的大小，而后重复不需要调节抓具宽度时的动作，便可实现抓具宽度根据产品的不同而自动调整适应的功能。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种袋包装自适应抓具，包括两条平行设置的主连接框架(9)、固定连接在主连接框架(9)上方用于与机器人末端连接的主连接平台(8)、设在主连接框架(9)下方用于夹持抓取物料的两个抱夹单元(1)与两个压紧单元(2)，其特征在于，还包括宽度自动调节单元(3)，所述的宽度自动调节单元(3)包括调节气缸(31)、直线导轨(33)、抱夹单元固定板(34)、滑块(35)，所述的直线导轨(33)设置在主连接框架(9)的下侧，所述的抱夹单元(1)固定在抱夹单元固定板(34)上，该抱夹单元固定板(34)上设置有滑块(35)，通过滑块(35)与直线导轨(33)配合滑动连接，所述的调节气缸(31)通过调节气缸固定板(36)固定在主连接框架(9)上，所述的调节气缸(31)通过气缸浮动接头(32)与抱夹单元固定板(34)连接，调节气缸(31)带动抱夹单元固定板(34)及其上的抱夹单元(1)在直线导轨(33)上移动，调整两个抱夹单元(1)之间的间距；

所述的压紧单元(2)位于抱夹单元(1)内侧，所述的压紧单元(2)包括压紧气缸(21)、压紧气缸固定座(22)及压紧板(23)，所述的压紧气缸(21)通过压紧气缸固定座(22)设置在抱夹单元固定板(34)下方，且压紧气缸(21)竖直设置，所述的压紧板(23)与压紧气缸(21)的活塞杆连接，所述的压紧板(23)垂直于主连接框架(9)方向设置；

该抓具还包括宽度手动微调单元(5)，所述的宽度手动微调单元(5)包括调节轴承(51)、调节轴承座(52)、调节轴(53)及调节块(54)，所述的调节轴承座(52)设在抱夹单元固定板(34)上，所述的调节块(54)设在调节气缸固定板(36)上，所述的调节轴(53)一端通过调节轴承(51)连接在调节轴承座(52)上，另一端连接在调节块(54)上，转动调节轴(53)使得抱夹单元固定板(34)相对于主连接框架(9)移动。

2.根据权利要求1所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，所述的抱夹单元(1)包括旋转曲柄(11)、旋转曲轴(12)、轴承座(14)、抓齿固定板(16)、抱夹板(17)、抓齿(18)、旋转气缸(19)、旋转气缸轴支座(110)、气缸肘接头(111)，所述的旋转曲轴(12)通过轴承座(14)固定在抱夹单元固定板(34)上，所述的旋转曲柄(11)连接在旋转曲轴(12)上，所述的抓齿固定板(16)固定连接在旋转曲轴(12)的下端，所述的抓齿(18)设有若干个，间隔布设在抓齿固定板(16)上，所述的抱夹板(17)连接在抓齿固定板(16)的内侧，所述的抓齿固定板(16)与抱夹板(17)平行设置，且均垂直于主连接框架(9)方向设置，所述的旋转气缸(19)通过旋转气缸轴支座(110)固定在抱夹单元固定板(34)上，并通过气缸肘接头(111)与旋转曲轴(12)连接，带动旋转曲柄(11)及旋转曲轴(12)转动；两个抱夹单元(1)的旋转曲轴(12)同步转动，实现对物料的夹持或释放。

3.根据权利要求2所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，所述的抱夹单元(1)还包括动力锁(13)与液压缓冲器(15)，所述的动力锁(13)设置在旋转曲柄(11)与旋转曲轴(12)之间，用于将旋转曲柄(11)锁紧在旋转曲轴(12)上，所述的液压缓冲器(15)设在抱夹单元固定板(34)上，用于减少抱夹单元(1)运行时的震动。

4.根据权利要求2所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，每个抓齿固定板(16)上连接有抓齿(18)2～50个。

5.根据权利要求1所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，所述的主连接平台(8)包括主连接板(81)与连接板垫板(82)，所述的主连接板(81)通过连接板垫板(82)连接在主连接框架(9)上，所述的主连接板(81)用于与机器人末端连接。

6.根据权利要求1所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，所述的主连接框架(9)的两端设置有限制抱夹单元固定板(34)移动范围的限位块(4)。

7.根据权利要求1所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，该抓具还包括联动控制抱夹单元(1)、压紧单元(2)及宽度自动调节单元(3)内不同气缸动作执行的控制器，该控制器通过气路连接单元(6)与气路控制单元(7)分别与抱夹单元(1)、压紧单元(2)及宽度自动调节单元(3)内不同气缸连接。

8.根据权利要求7所述的一种袋包装自适应抓具，其特征在于，所述的气路连接单元(6)包括接管(61)与气管接头(62)，所述的气路控制单元(7)包括电磁阀(71)、节流阀(72)及减压阀(73)。