CN106406363A - 一种拆纸垛的机器人电气控制系统 - Google Patents

Abstract

一种拆纸垛的机器人电气控制系统，包括拆纸垛工位、卸木板工位、卸托盘工位，其中：所述拆纸垛工位包括有机器人单元、拆垛单元、木板收集单元、纸板收集单元和托盘收集单元，所述机器人单元包括抓手、坐标光电探垛单元、正反面标识检测单元。本发明适应纸垛拆卸提供全部动作，实现纸垛拆卸的自动化。可以对纸板外形结构进行识别从而选择抓取方向；通过颜色判断区分纸板的正反面，从而选择是否需要对纸板进行翻转操作；可以吸取纸垛在进料时铺在上面的木板和隔板；可以抓取纸垛拆卸完毕所剩下的空托盘，免去工人爬高进行拆卸的动作，大大降低了工人的劳动强度。

Description

一种拆纸垛的机器人电气控制系统

技术领域

本发明涉及拆纸垛领域，特别是一种拆纸垛的机器人电气控制系统。

背景技术

目前，在各日化品包装行业中，如啤酒，酱油等需要裹包机快速包装，纸板的送料停留在人工从一托盘纸板中把纸包装物从上到下拆卸下来放入输送带上供裹包机上料的现状，纸板的送料成为包装线的繁重工序，增加了工人的劳动强度，不利于企业的自动化发展。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供免去工人爬高进行拆卸的，大大降低了工人劳动强度的一种拆纸垛的机器人电气控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种拆纸垛的机器人电气控制系统，包括拆纸垛工位、卸木板工位、卸托盘工位，其中：所述拆纸垛工位包括有机器人单元、拆垛单元、纸板收集单元，所述机器人单元包括抓手、坐标光电探垛单元、正反面标识检测单元，

所述抓手，用于抓取纸垛，包括抓取和拆卸纸垛上的木板、纸板、托盘，所述抓手为带有四轴码垛的多功能抓手，为适应纸垛拆卸提供全部动作，包括移动、抓取、摆放等动作。

所述坐标光电探垛单元，用于拆纸垛的基准建立，对纸板的外形结构进行识别从而选择抓取方向和拆纸坐标点。

所述正反面标识检测单元，用于纸垛上的色标光电检测，通过颜色判断区分纸板的正反面，从而选择需要是否需要对纸板进行翻转操作。

作为本发明的进一步改进：所述坐标光电探垛单元包括X方向和Y方向的光电探垛，所述坐标光电探垛单元通过X方向和Y方向的光电探垛确定拆纸坐标，所述拆纸坐标包括拆纸X坐标和拆纸Y坐标。

作为本发明的进一步改进：所述抓手在执行拆纸命令时，运行至预探垛Y点，坐标光电探垛单元执行Y方向的光电探垛并驱动抓手沿Y轴直线移动150mm-250mm探垛，待坐标光电探垛单元检测到下降沿，计算拆纸Y坐标。所述抓手在执行拆纸命令时，运行至预探垛X点，坐标光电探垛单元执行X方向的光电探垛并驱动抓手沿X轴直线移动150mm-250mm探垛，待坐标光电探垛单元检测到下降沿，计算拆纸X坐标。

作为本发明的进一步改进：所述抓手包括有提钩、托板、压板，所述抓手在拆纸坐标上利用提钩把纸板抬起，托板在气缸作用下插进提起的纸板与未提起的纸板之间的空隙，提钩下放，再用压板把纸板压紧在托板与压板之间。

所述纸板在被拆卸到最后一层的纸板时，由于纸板底面与木板相贴，直接抓取容易使木板移动或者产生其他不规范的错误，容易导致整个流程的错乱，在拆卸最后一层的纸板时，所述抓手上还设有拨杆，所述拨杆在气缸作用下向下运动，拨杆设有弹簧缓冲，把最后一层纸板先拨离再一一取走，避免底层木板移动。

作为本发明的进一步改进：所述正反面标识检测单元包括对纸垛上印刷面检测的标识检测仪，根据标识检测仪反馈的信号放入纸板收集单元，所述纸板收集单元包括正面纸板收集单元和反面纸板收集单元，所述反面纸板收集单元包括有翻转机构。

作为本发明的进一步改进：所述卸木板工位包括抓手和木板收集单元，所述抓手在检测到纸垛与纸垛之间的隔板或者最上层和最下层的木板时，均利用抓手上的吸盘，木板表面进行吸附取走，至木板收集单元。所述木板收集单元在抓手完成放置木板后计算，抓手完成一次抓取木板，统计木板堆积数P=P+1，当木板堆积数P大于设定值，禁止抓手进行抓取木板运行任务，此时检测人工区是否无木板堆积，整叠木板输送至人工区，达到人工区由叉车叉走木板。

作为本发明的进一步改进：所述卸托盘工位包括抓手和托盘收集单元，纸垛组件在未进行拆卸的结构为由上至下的托盘、木板、若干纸垛、木板、托盘，故在需要进行拆卸时的开始或结束需要对托盘进行拆卸。所述抓手在四个侧面设有托盘手抓，所述托盘手抓由旋转驱动气缸安装，在需要进行拆卸托盘时，抓手运行在托盘中心的上方，在旋转驱动气缸的作用下，驱动同步带，托盘手抓开始旋转180°，向下抱住托盘，取走，至托盘手机单元。所述托盘收集单元在抓手完成放置托盘后计算，抓手完成一次抓取托盘，统计托盘堆积数T=T+1，当托盘堆积数T大于设定值，禁止抓手进行抓取托盘运行任务，此时检测人工区是否无托盘堆积，整叠托盘输送至人工区，达到人工区由叉车叉走托盘。

作为本发明的进一步改进：所述拆垛单元、木板收集单元、纸板收集单元、托盘收集单元均以机器人单元为中心围绕布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明适应纸垛拆卸提供全部动作，实现纸垛拆卸的自动化。可以对纸板外形结构进行识别从而选择抓取方向；通过颜色判断区分纸板的正反面，从而选择是否需要对纸板进行翻转操作；可以吸取纸垛在进料时铺在上面的木板和隔板；可以抓取纸垛拆卸完毕所剩下的空托盘，免去工人爬高进行拆卸的动作，大大降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明的流程示意图示意图。

图2为拆纸垛工位的坐标光电探垛流程示意图。

图3为抓手的结构示意图。

图4为抓手的结构示意图。

图5为纸板正反面检测的流程示意图。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

参考图1，一种拆纸垛的机器人电气控制系统，包括拆纸垛工位、卸木板工位、卸托盘工位，其中：所述拆纸垛工位包括有机器人单元、拆垛单元、纸板收集单元，所述机器人单元包括抓手、坐标光电探垛单元、正反面标识检测单元，

所述抓手，用于抓取纸垛，包括抓取和拆卸纸垛上的木板、纸板、托盘，所述抓手为带有四轴码垛的多功能抓手，为适应纸垛拆卸提供全部动作，包括移动、抓取、摆放等动作。

所述坐标光电探垛单元，用于拆纸垛的基准建立，对纸板的外形结构进行识别从而选择抓取方向和拆纸坐标点。

所述正反面标识检测单元，用于纸垛上的色标光电检测，通过颜色判断区分纸板的正反面，从而选择需要是否需要对纸板进行翻转操作。

开始，机器人单元初始化，抓手在零点且保证夹具打开，运行至拆垛单元的最高点，此时拆垛单元反馈信号的拆垛单元是否允许拆垛，待允许后机械人单元依次检测判断是否进行拆纸垛工位、是否进行卸木板工位、是否进行卸托盘工位，执行完成各自工位任务返回零点。

所述坐标光电探垛单元包括X方向和Y方向的光电探垛，所述坐标光电探垛单元通过X方向和Y方向的光电探垛确定拆纸坐标，所述拆纸坐标包括拆纸X坐标和拆纸Y坐标。

所述抓手在执行拆纸命令时，运行至预探垛Y点，坐标光电探垛单元执行Y方向的光电探垛并驱动抓手沿Y轴直线移动200mm探垛，待坐标光电探垛单元检测到下降沿，计算拆纸Y坐标。所述抓手在执行拆纸命令时，运行至预探垛X点，坐标光电探垛单元执行X方向的光电探垛并驱动抓手沿X轴直线移动200mm探垛，待坐标光电探垛单元检测到下降沿，计算拆纸X坐标。

参考图2，所述拆纸垛工位包括坐标光电探垛工位，在进入拆纸垛工位时，机器人单元开始运行至预探垛Y点，从预探垛Y点开始沿Y轴直线移动200mm探垛，并进行Y坐标光电探垛，待Y坐标光电探垛检测到下降沿时，计算拆纸Y坐标，当没有检测下降沿时返回预探垛Y点重复操作，并记录返回次数i，当返回次数i大于3时，启动报警停机处理，并清除返回次数i=0，检测到下降沿时，清除返回次数使i=0，且计算拆纸Y坐标，得到拆纸Y坐标继续运行至预探垛X点，同理运行，得到拆纸X坐标，机器人单元走到拆纸坐标进行下一步拆垛任务。

参考图3和图4，所述抓手包括有提钩1、托板2、压板3、托盘手抓4、手抓旋转驱动气缸5、吸盘6、拨杆7，所述抓手在拆纸坐标上利用提钩1把需要移动的纸板一侧抬起，托板2在气缸作用下插进提起的纸板与未提起的纸板之间的空隙，提钩1下放，纸板下落在托板2上，再用压板3把纸板压紧在托板2与压板3之间固定，移动至纸板收集单元。

所述纸板在被拆卸到最后一层的纸板时，由于纸板底面与木板相贴，直接抓取容易使木板移动或者产生其他不规范的错误，容易导致整个流程的错乱，在拆卸最后一层的纸板时，所述抓手上还设有拨杆7，所述拨杆7在气缸作用下向下运动，拨杆7设有弹簧缓冲，把最后一层纸板先拨离再一一取走，避免底层木板移动。

所述正反面标识检测单元包括对纸垛上印刷面检测的标识检测仪，根据标识检测仪反馈的信号放入纸板收集单元，所述纸板收集单元包括正面纸板收集单元和反面纸板收集单元，所述反面纸板收集单元包括有翻转机构。

参考图5，所述抓手抓取纸板后抬高离开纸垛时，正反面标识检测单元对检测纸板朝面是否为印刷面，若朝面是印刷面，将纸板移动至反面纸板收集单元，同时接收反面纸板收集单元是否可以放置纸板的信号，在翻转机构放置纸板，返回零点；若朝面不是印刷面，将纸板移动至正面纸板收集单元，同时接收正面纸板收集单元，放置纸板，返回零点。

所述纸垛中包括有顶层或底层的木板、纸板与纸板之间的隔板，所述卸木板工位用于在拆卸过程中取走木板，其中包括所述抓手在检测到纸垛与纸垛之间的隔板或者最上层和最下层的木板时，均利用抓手上的吸盘，木板表面进行吸附取走，至木板收集单元。所述木板收集单元在抓手完成放置木板后计算，抓手完成一次抓取木板，统计木板堆积数P=P+1，当木板堆积数P大于设定值，禁止抓手进行抓取木板运行任务，此时检测人工区是否无木板堆积，整叠木板输送至人工区，达到人工区由叉车叉走木板。

所述纸垛中包括上下两个托盘，所述卸托盘工位用于的拆卸过程中的取走托盘，所述抓手在四个侧面设有托盘手抓，所述托盘手抓由旋转驱动气缸安装，在需要进行拆卸托盘时，抓手运行在托盘中心的上方，在旋转驱动气缸的作用下，驱动同步带，托盘手抓开始旋转180°，向下抱住托盘，取走，至托盘手机单元。所述托盘收集单元在抓手完成放置托盘后计算，抓手完成一次抓取托盘，统计托盘堆积数T=T+1，当托盘堆积数T大于设定值，禁止抓手进行抓取托盘运行任务，此时检测人工区是否无托盘堆积，整叠托盘输送至人工区，达到人工区由叉车叉走托盘。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (6)

1.一种拆纸垛的机器人电气控制系统，包括拆纸垛工位、卸木板工位、卸托盘工位，其特征是：所述拆纸垛工位包括有机器人单元、拆垛单元、木板收集单元、纸板收集单元和托盘收集单元，所述机器人单元包括抓手、坐标光电探垛单元、正反面标识检测单元，

所述抓手，用于抓取纸垛，包括抓取和拆卸纸垛上的木板、纸板、托盘；

所述坐标光电探垛单元，用于拆纸垛的基准建立；

所述正反面标识检测单元，用于纸垛上的色标光电检测。

2.根据权利要求1所述的一种拆纸垛的机器人电气控制系统，其特征是：所述坐标光电探垛单元包括X方向和Y方向的光电探垛，所述坐标光电探垛单元通过X方向和Y方向的光电探垛确定拆纸坐标，所述拆纸坐标包括拆纸X坐标和拆纸Y坐标。

3.根据权利要求2所述的一种拆纸垛的机器人电气控制系统，其特征是：所述抓手在执行拆纸命令时，运行至预探垛Y点，坐标光电探垛单元执行Y方向的光电探垛并驱动抓手沿Y轴直线移动150mm-250mm探垛，待坐标光电探垛单元检测到下降沿，计算拆纸Y坐标。

4.根据权利要求2所述的一种拆纸垛的机器人电气控制系统，其特征是：所述抓手在执行拆纸命令时，运行至预探垛X点，坐标光电探垛单元执行X方向的光电探垛并驱动抓手沿X轴直线移动150mm-250mm探垛，待坐标光电探垛单元检测到下降沿，计算拆纸X坐标。

5.根据权利要求1所述的一种拆纸垛的机器人电气控制系统，其特征是：所述抓手包括有提钩、托板、压板，所述抓手在拆纸坐标上利用提钩把纸板抬起，托板在气缸作用下插进提起的纸板与未提起的纸板之间的空隙，提钩下放，再用压板把纸板压紧在托板与压板之间。

6.根据权利要求1所述的一种拆纸垛的机器人电气控制系统，其特征是：所述正反面标识检测单元包括对纸垛上印刷面检测的标识检测仪，根据标识检测仪反馈的信号放入纸板收集单元，所述纸板收集单元包括正面纸板收集单元和反面纸板收集单元，所述反面纸板收集单元包括有翻转机构。