CN106586140A - 自适应开箱套箱执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自适应开箱套箱执行器，通过夹具连接件与包装机器人的执行臂相连，包括主架和侧摆臂机构，通过主宽方向调整机构，可以调整两组侧摆臂机构之间相对的距离。同时，每组侧摆臂机构上具有调整机构和吸附机构，通过调整机构可以调节侧摆臂机构的吸附机构的延伸距离，通过吸附机构可以实现对包装纸箱的吸附，从而实现自适应于不同规格尺寸包装纸箱并完成套箱操作。根据本发明所述的自适应开箱套箱执行器，可实现更加灵活的调节方式，真正实现不同尺寸和规格的包装箱的自适应开箱和套箱操作，真正具有吸箱开箱的双向自适应功能。

Description

自适应开箱套箱执行器
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种自适应开箱套箱执行器。
背景技术
目前，诸如ATM机生产包装流水线上，需要对ATM机等产品进行包装操作。其中，在套箱环节，常规的需要人工进行套箱操作，劳动强度高，并且不能适应包装箱与ATM机间隙较小时的精度要求。
有些流水线采用了夹具进行套箱操作，其中夹具由吸附单元和两侧辅助固定单元构成，通过与吸附单元结合的方式来实现开箱和套箱工序，侧位辅助固定单元可以通过安装在其上的滑块与主架上的导轨沿着导轨方向滑动，简单实现适应吸取不同规格的纸箱。然而这种类型的夹具的吸盘位置是固定的，位置不可调整，侧位辅助固定单元在垂直于吸附单元的方向上的位置不能调节并且驱动方式繁琐，不利于产业自动化。
有鉴于此，需要对现有技术进行改进，以满足目前对包装流水线尤其是套箱环节的使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种自适应开箱套箱执行器，可实现更加灵活的调节方式，真正实现不同尺寸和规格的包装箱的自适应开箱和套箱操作。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：
一种自适应开箱套箱执行器，通过夹具连接件与包装机器人的执行臂相连，并在包装机器人的操作下完成套箱操作。
进一步的，包括主架和侧摆臂机构，其开箱和套箱操作由主架和侧摆臂机构协同完成，在主架的中间位置设置有与包装机器人的执行臂相连的夹具连接件，在主架的左右两侧分别设置两组侧摆臂机构。
进一步的，通过主宽方向调整机构，可以调整两组侧摆臂机构之间在主宽方向上的相对的距离。
进一步的，每组侧摆臂机构上具有调整机构和吸附机构，通过调整机构可以调节侧摆臂机构的吸附机构的延伸距离，通过吸附机构可以实现对包装纸箱的吸附，从而实现自适应于不同规格尺寸包装纸箱并完成开箱套箱操作。
附图说明
图1为本发明的自适应开箱套箱执行器初始状态示意图。
图2为本发明的自适应开箱套箱执行器工作状态示意图。
图3为本发明的自适应开箱套箱执行器的侧摆臂机构图。
(注意：附图中的所示结构只是为了说明发明特征的示意，并非是要依据附图所示结构。)
具体实施方式
如图1所示，根据本发明所述的自适应开箱套箱执行器，通过夹具连接件与包装机器人的执行臂相连，并在包装机器人的操作下完成套箱操作。
包括主架1和侧摆臂机构2，其开箱和套箱操作由主架1和侧摆臂机构2协同完成，在主架1的中央位置设置有与包装机器人的执行臂相连的夹具连接件，在主架1的左右两侧分别设置两组侧摆臂机构2。
通过主宽方向调整机构，可以调整两组侧摆臂机构2之间在主宽方向上的相对的距离，所述主宽方向即主架1的长度方向。
并且，每组侧摆臂机构2上具有调整机构和吸附机构，通过调整机构可以调节侧摆臂机构2的开合度，通过吸附机构可以实现对包装纸箱的吸附，从而实现自适应于不同规格尺寸包装纸箱并完成套箱操作。
其中，上述调整机构包括由电机或气缸构成的驱动装置，以及由驱动装置驱动的机械机构，并且上述吸附机构包括设置在机械机构上的吸盘类装置，以及可独立于自适应开箱套箱执行器，对执行器的吸附机构提供吸附力的真空发生装置。下文将对上述内容进行详细描述。
具体的，主架1为矩形结构，包括两条平行的导轨，导轨在主宽方向上延伸，主架1和侧摆臂机构2是通过侧摆臂机构2的滑动单元和主架1的导轨滑动配合连接的。
如图2所示，在主架1的一侧设置伺服电机3，通过该伺服电机3驱动双旋螺杆，在双旋螺杆上设置螺母，通过双旋螺杆驱动螺母，进一步带动侧摆臂机构2的滑动单元，使得侧摆臂机构2的滑动单元可以在主架1的导轨上滑动，来同步调节两个侧摆臂机构2的位置，实现两个侧摆臂机构2相对之间的距离调整。例如，为适应尺寸较小的包装纸箱，伺服电机3驱动双旋螺杆，带动两个侧摆臂机构2相互靠近，缩短主宽方向上的距离；相反的，为了为适应尺寸更大的包装纸箱，伺服电机3反向驱动双旋螺杆，带动两个侧摆臂机构2相互远离，增大主宽方向上的距离。这样一来，无论对于何种尺寸和规格的包装纸箱，都具有良好的尺寸适应性，可满足11中不同规格和尺寸的包装纸箱的夹持操作。
如图2和3所示，每个侧摆臂机构2包括：第一气缸2-1、第二气缸2-2、驱动臂2-3、导轨2-4、滑动支架2-5、活动吸盘2-6、吸盘安装板2-7、固定吸盘2-8、转轴2-9。
其中，在吸盘安装板2-7的两端设置固定吸盘2-8，在吸盘安装板2-7的中央位置固定安装第一气缸2-1。
第一气缸2-1的活塞杆连接驱动臂2-3，驱动臂2-3的另一端与转轴2-9联接，转轴2-9两端固定在吸盘安装板2-7的底部安装板上，该底部安装板的外侧为由转轴2-9固定的导轨2-4。
通过第一气缸2-1的活塞杆的驱动，驱动臂2-3被驱动，由于转轴2-9的两端在与吸盘安装板2-7的底部安装板连接后又固定于导轨2-4，因此驱动臂2-3的转动将带动转轴2-9相对于吸盘安装板2-7的底部安装板发生转动，而转轴2-9的转动又带动导轨2-4发生转动。
在两根平行设置的导轨2-4上设置两根滑动支架2-5，因此滑动支架2-5的延伸方向与支架1的两条平行导轨的方向也相同。
进一步的，通过第二气缸2-2可以调整活动吸盘2-6相对于吸盘安装板2-7延伸面垂直的方向的距离。
具体的，如图3所示，第二气缸2-2通过其底座设置在两根导轨2-4的之间的位置，第二气缸2-2的延伸方向与滑动支架2-5的方向一致。第二气缸2-2的活塞杆连接活动吸盘2-6的固定板，同时活动吸盘2-6的固定板分别设置在两根滑动支架2-5的末端。
由此，通过第二气缸2-2的驱动，第二气缸2-2的活塞杆推动活动吸盘2-6的固定板，由于活动吸盘2-6的固定板承接在滑动支架2-5上，而滑动支架2-5可在导轨2-4上滑动，因此第二气缸2-2的驱动实现了活动吸盘2-6的固定板在导轨2-4方向上移动，起到了延伸长度的作用。
其中，在整个自适应开箱套箱执行器的抱合夹紧操作中，固定吸盘2-8用于对包装纸箱的靠近机器人一侧进行吸附，而活动吸盘2-6则对包装纸箱的两侧进行吸附。
优选的，上述吸盘的数量可以根据实际需要增减设置，而不限于本发明附图所示的数量。并且，单侧侧摆臂机构2的活动吸盘2-6数量也不局限于本发明附图的1排3个，根据实际荷载大小可以是多排多个数量，排数可以是2排、3排等等，数量可以是每排2个、4个等。
由此可见，通过伺服电机3的驱动，实现了两组侧摆臂机构2的相向平移；通过第一气缸2-1和第二气缸2-2的驱动，实现了侧摆臂机构2的夹紧操作以及尺寸调整。通过上述三次动作，可以真正实现自适应多种规格纸箱的开箱、套箱工作。
作为可替换的，本发明所采用的各部位位置调节驱动单元，诸如气缸等，可以替换为其他驱动方式实现调整功能，更具体的例如替换为电动气缸、电机或其他驱动方式。
根据本发明所述的自适应开箱套箱执行器，在自动包装流水线中的工作步骤如下：
第一步：机器人控制系统通过步进电机3根据纸箱规格调整两侧侧摆臂机构2间距，当检测开关检测到两侧的侧摆臂机构2已经调整到合适距离后，机器人通过检测开关感应到固定吸盘2-8接近料跺纸箱时，真空发生装置开始抽真空，当压力检测开关检测到纸箱被固定吸盘2-8吸附住，随着机器人的执行臂的提升，在固定吸盘2-8的吸附下，纸箱在重力作用下自然打开，这时，完成纸箱的开箱。
第二步：纸箱打开后，两侧的侧摆臂机构2上的第一气缸2-1驱动驱动臂2-3带动转轴2-9转动来实现由图1所示初始状态到图2所示的工作状态的状态变化，第二气缸2-2根据纸箱垂直于主架1延伸面方向的距离，来调整活动吸盘2-6相对于吸盘安装板2-7延伸面垂直的方向的距离，真空发生装置抽真空，两侧的侧摆臂机构2上的活动吸盘2-6开始吸附纸箱的侧面，当压力检测开关检测到两侧的纸箱侧面都被吸附住时，机器人方可套箱。
第三步：当输送线上的货品(诸如ATM机)到达套箱工位时，机器人夹取纸箱提升到货品正上方，纸箱套入货品后通过电信号停止真空发生装置工作，恢复活动吸盘2-6和固定吸盘2-8内的气压，随后纸箱在重力作用下完成对货品的套箱。
根据本发明所述的自适应开箱套箱执行器，与传统的自适应开箱套箱执行器相比，具有以下特点：
(1)结构合理、自适应能力增强；
(2)吸附单元的吸盘是可以同侧摆臂单元一起随滑块在导轨上滑动；
(3)侧摆臂上的吸盘可以沿着摆臂的方向调节位置；
(4)可以自适应多种规格纸箱，实现一机多用。
以上所述，仅为发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自适应开箱套箱执行器，通过夹具连接件与包装机器人的执行臂相连，并在包装机器人的操作下完成套箱操作，其特征在于：
包括主架(1)和侧摆臂机构(2)，其开箱和套箱操作由主架(1)和侧摆臂机构(2)协同完成，在主架(1)的中间位置设置有与包装机器人的执行臂相连的夹具连接件，在主架(1)的左右两侧分别设置两组侧摆臂机构(2)；
其中，通过主宽方向调整机构，可以调整两组侧摆臂机构(2)之间在主宽方向上的相对的距离：
并且每组侧摆臂机构(2)上具有调整机构和吸附机构，通过调整机构可以调节侧摆臂机构(2)的吸附机构的延伸距离，通过吸附机构可以实现对包装纸箱的吸附，从而实现自适应于不同规格尺寸包装纸箱并完成开箱套箱操作。
2.根据权利要求1所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：
主架(1)为矩形结构，包括两条平行的导轨，主架(1)和侧摆臂机构(2)是通过侧摆臂机构(2)的滑动单元和主架(1)的导轨滑动配合连接的。
3.根据权利要求2所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：
所述主宽方向调整机构包括：在主架(1)的一侧设置伺服电机(3)，通过该伺服电机(3)驱动双旋螺杆，在双旋螺杆上设置螺母，通过双旋螺杆驱动螺母，进一步带动侧摆臂机构(2)的滑动单元使得侧摆臂机构(2)的滑动单元可以在主架(1)的导轨上滑动，来同步调节在主宽方向上两个侧摆臂机构(2)的位置。
4.根据权利要求3所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：
每个侧摆臂机构(2)包括：第一气缸(2-1)、第二气缸(2-2)、驱动臂(2-3、导轨(2-4)、滑动支架(2-5)、活动吸盘(2-6)、吸盘安装板(2-7)、固定吸盘(2-8)、转轴(2-9)；
其中，在吸盘安装板(2-7)的两端设置固定吸盘(2-8)，在吸盘安装板(2-7)的中央位置固定安装第一气缸(2-1)。
5.根据权利要求4所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：
第一气缸(2-1)的活塞杆连接驱动臂(2-3)，驱动臂(2-3)的另一端与转轴(2-9)联接，转轴(2-9)两端固定在吸盘安装板(2-7)的底部安装板上，该底部安装板的外侧为由转轴(2-9)固定的导轨(2-4)。
6.根据权利要求5所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：
在两根平行设置的导轨(2-4)上设置两根滑动支架(2-5)，滑动支架(2-5)的延伸方向与支架(1)的两条平行导轨的方向相同。
7.根据权利要求6所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：
第二气缸(2-2)通过其底座设置在两根导轨(2-4)的中央位置，第二气缸(2-2)的延伸方向与滑动支架(2-5)的方向一致，第二气缸(2-2)的活塞杆连接活动吸盘(2-6)的固定板，同时活动吸盘(2-6)的固定板分别设置在两根滑动支架(2-5)的末端。
8.根据权利要求7所述的自适应开箱套箱执行器，其特征在于：活动吸盘(2-6)数量可以是1排3个，也可以根据实际荷载大小增加排数以及每排的个数。
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