CN106742428A - 乳化炸药智能装箱系统及装箱方法 - Google Patents

乳化炸药智能装箱系统及装箱方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乳化炸药智能装箱系统及装箱方法，该系统包括用于在线传输乳化炸药成品的第一输送线、用于在线传输装载乳化炸药成品的物料箱的第二输送线，还包括安装台，安装台上设有用于在线将第一输送线上的乳化炸药成品转移至第二输送线上的物料箱内的机器人，安装台上还设置用于存放隔板的暂存工位及用于将暂存工位处的隔板导入/导出物料箱的转移机构，还包括控制器及控制器相连的视觉定位装置，控制器根据视觉定位装置检测第一输送线上乳化炸药成品的定位信号驱动第二输送线、转移机构及机器人协同动作。避免了成品堆叠无序导致的空间利用率受限，实现了全过程的无人化作业，具有极大的推广应用价值。

Description

乳化炸药智能装箱系统及装箱方法
技术领域
本发明涉及乳化炸药加工领域，特别地，涉及一种乳化炸药智能装箱系统及装箱方法。
背景技术
当前，民爆行业工业炸药生产装备水平低下，生产依然依赖传统的机械加手工的生产方式，作业效率低下、劳动强度大、安全隐患大，不满足工业化大生产的需求。且乳化炸药作为危险加工品，其在加工期间需要确保加工及装箱作业的连续性，避免导致安全生产事故，此外，工业乳化炸药的成品与火腿肠类似，为圆柱状、包装柔软，若采用自动装箱方式容易造成产品堆叠、无法排列整齐等问题，且纸箱空间利用率不高。因此，为淘汰落后的生产状况，提高乳化炸药生产的智能化水平，实现高危场所远程控制操作的本质安全，设计一种满足上述要求的新型的乳化炸药智能装箱系统是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种乳化炸药智能装箱系统及装箱方法，以解决现有的乳化炸药装箱智能化水平低，无法满足连续装箱需求且产品堆叠无序、纸箱空间利用率低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种乳化炸药智能装箱系统，包括用于在线传输乳化炸药成品的第一输送线、用于在线传输装载乳化炸药成品的物料箱的第二输送线，还包括架设于第一输送线与第二输送线的路径上的安装台，安装台上设有用于在线将第一输送线上的乳化炸药成品转移至第二输送线上的物料箱内的机器人，安装台上还设置用于存放隔板的暂存工位及用于将暂存工位处的隔板导入/导出物料箱的转移机构，还包括控制器及控制器相连的视觉定位装置，控制器根据视觉定位装置检测第一输送线上乳化炸药成品的定位信号驱动第二输送线、转移机构及机器人协同动作。
进一步地，隔板及物料箱根据乳化炸药成品尺寸设计，隔板包括相对设置的两块纵向隔板设于两块纵向隔板间的多块横向隔板，两块纵向隔板间的间距与乳化炸药成品的长度匹配，相邻两块横向隔板间的间距与乳化炸药成品的外径尺寸匹配，隔板用于将物料箱的内部空间划分为间隔容置乳化炸药成品的多个容置区域。
进一步地，转移机构包括用于夹持隔板的夹爪和带动夹爪升降位移及在暂存工位与第二输送线间横向位移的驱动机构，驱动机构接收控制器的指令动作。
进一步地，转移机构包括用于对升降位移进行导向的升降导杆及用于对横向位移进行导向的横向导杆，夹爪设于驱动手臂上，且驱动手臂经横向驱动机构沿横向导杆位移，横向导杆经纵向驱动机构沿升降导杆位移。
进一步地，第一输送线包括用于对加工好的乳化炸药成品进行在线排序的排序输送线及衔接排序输送线用于在线依次传递排序后的乳化炸药成品的转移输送线，安装台设于转移输送线上。
进一步地，第二输送线为两条，两条第二输送线位于第一输送线传送方向的两侧且平行设置；安装台上对应每条第二输送线均设置暂存工位及转移机构。
进一步地，机器人为两台，两台机器人沿第一输送线的传送方向间隔设置，且两条第二输送线均位于机器人的抓取工作半径范围内；安装台在每条第二输送线侧均设置对应两台机器人的两个暂存工位，每个暂存工位均设有对应的转移机构。
进一步地，视觉定位装置为设于转移输送线上的摄像装置。
进一步地，排序输送线包括用于对乳化炸药成品进行排序的皮带送料机构。
根据本发明的另一方面，还提供一种乳化炸药智能装箱方法，采用上述的乳化炸药智能装箱系统，其包括：
视觉定位装置对第一输送线上的乳化炸药成品进行拍照并传递给控制器；
控制器对获得的图像信息进行处理得到乳化炸药成品的定位信号；
控制第二输送线上的物料箱转移至机器人的工作工位；
控制转移机构将隔板自暂存工位导入物料箱内；
驱动机器人将第一输送线上的乳化炸药成品依序转移至已放置隔板的物料箱内，直至满载；
控制转移机构将隔板导出至暂停工位；
控制第二输送线转移满载的物料箱；
循环执行上述步骤。
本发明具有以下有益效果：
本发明乳化炸药智能装箱系统及装箱方法，通过引入视觉定位装置对第一输送线上的乳化炸药成品进行定位，并经控制器驱动第二输送线、转移机构及机器人协同动作，完成将乳化炸药成品自动转移至放置隔板的物料箱内及满载乳化炸药成品的物料箱内隔板的移出，不仅实现了乳化炸药成品的连续装箱作业，且通过自动导入及导出隔板，实现了机器人在转移乳化炸药成品过程中的整齐有序，从而避免了成品堆叠无序导致的空间利用率受限，此外，有效解决了人工作业效率低、劳动强度大、安全隐患大的问题，实现了全过程的无人化作业，具有极大的推广应用价值。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例乳化炸药智能装箱系统的结构示意图；
图2是图1的俯视示意图；
图3是本发明优选实施例中转移机构的结构示意图；
图4是本发明优选实施例中隔板的结构示意图；
图5是本发明优选实施例中物料箱与隔板配合的结构示意图；
图6是图5的侧视示意图。
附图标记说明：
1、第一输送线；11、排序输送线；12、转移输送线；
2、第二输送线；
3、安装台；
4、机器人；
5、暂存工位；
6、隔板；61、纵向隔板；62、横向隔板；
7、转移机构；71、夹爪；72、升降导杆；73、横向导杆；74、驱动手臂；
8、视觉定位装置；
9、物料箱；
10、乳化炸药成品。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1及图2，本发明的优选实施例提供了一种乳化炸药智能装箱系统，包括用于在线传输乳化炸药成品10的第一输送线1、用于在线传输装载乳化炸药成品10的物料箱9的第二输送线2，还包括架设于第一输送线1与第二输送线2的路径上的安装台3，安装台3上设有用于在线将第一输送线1上的乳化炸药成品10转移至第二输送线2上的物料箱9内的机器人4，安装台3上还设置用于存放隔板6的暂存工位5及用于将暂存工位5处的隔板6导入/导出物料箱9的转移机构7，还包括控制器及控制器相连的视觉定位装置8，控制器根据视觉定位装置8检测第一输送线1上乳化炸药成品的定位信号驱动第二输送线2、转移机构7及机器人4协同动作。
本实施例乳化炸药智能装箱系统，通过引入视觉定位装置8对第一输送线1上的乳化炸药成品10进行定位，并经控制器驱动第二输送线2、转移机构7及机器人4协同动作，完成将乳化炸药成品自动转移至放置隔板的物料箱内及满载乳化炸药成品的物料箱内隔板的移出，不仅实现了乳化炸药成品的连续装箱作业，且通过自动导入及导出隔板，实现了机器人在转移乳化炸药成品过程中的整齐有序，从而避免了成品堆叠无序导致的空间利用率受限，此外，有效解决了人工作业效率低、劳动强度大、安全隐患大的问题，实现了全过程的无人化作业，具有极大的推广应用价值。
本实施例中，隔板6及物料箱9根据乳化炸药成品尺寸设计，参照图4，隔板6包括相对设置的两块纵向隔板61设于两块纵向隔板61间的多块横向隔板62，两块纵向隔板61间的间距与乳化炸药成品的长度匹配，相邻两块横向隔板62间的间距与乳化炸药成品的外径尺寸匹配，参照图5及图6，隔板6用于将物料箱9的内部空间划分为间隔容置乳化炸药成品的多个容置区域，从而使得机器人4自动转移成品过程中，成品依序堆叠，空间利用率高，尤其适用于乳化炸药成品的自动装箱作业。本实施例中，成品的排列为3*4，横向设置4排，每排纵向叠置3个，此处仅为举例。本实施例隔板的形状根据成品的排列需求设计，以便机器人每次抓取成品装箱时，能顺着隔板的导向槽进入箱底，并排列成要求形状，实现全程的自动化作业，不仅作业高效，且排列整齐有序。
本实施例中，转移机构7包括用于夹持隔板6的夹爪71和带动夹爪71升降位移及在暂存工位5与第二输送线2间横向位移的驱动机构，驱动机构接收控制器的指令动作。参照图3，转移机构7包括用于对升降位移进行导向的升降导杆72及用于对横向位移进行导向的横向导杆73，夹爪71设于驱动手臂74上，且驱动手臂74经横向驱动机构沿横向导杆73位移，横向导杆73经纵向驱动机构沿升降导杆72位移。本实施例优选采用两轴机械手作为转移机构，其具有X、Y两个自由度，通过夹爪夹持隔板实现横移和升降运动，其中，暂存工位5用于缓存从物料箱9中取出的隔板6。
本实施例中，参照图1，第一输送线1包括用于对加工好的乳化炸药成品10进行在线排序的排序输送线11及衔接排序输送线11用于在线依次传递排序后的乳化炸药成品的转移输送线12，安装台3设于转移输送线12上。本实施例中，排序输送线11包括用于对乳化炸药成品进行排序的皮带送料机构，相邻皮带间装设经凸轮控制升降的挡板，挡板沿成品的长度方向布置，在顶升过程中对杂乱无章的来料进行整合排序，且排序输送线11的出口端经导料板将排序后的乳化炸药成品依次传递至转移输送线12上，由转移输送线12将成品转移至机器人4的抓取工位。
本实施例中，第二输送线2为两条，两条第二输送线2位于第一输送线1传送方向的两侧且平行设置；安装台3上对应每条第二输送线2均设置暂存工位5及转移机构7。通过两条第二输送线2并行作业，避免了单条输送线出现故障导致的乳化炸药成品无法连续装箱的堆积危险。优选地，本实施例中，机器人4为两台，两台机器人4沿第一输送线1的传送方向间隔设置，且两条第二输送线2均位于机器人4的抓取工作半径范围内；安装台3在每条第二输送线2侧均设置对应两台机器人4的两个暂存工位5，每个暂存工位5均设有对应的转移机构7，通过两台机器人4同步作业，从而提高了装箱效率，且进一步提高了工作可靠性。
本实施例中，视觉定位装置8为设于转移输送线12上的摄像装置，控制器根据接收的图像信息，采用图像比对技术对输送线上的成品进行定位，并根据定位信息生成控制信号给第二输送线2、转移机构7及机器人4，控制其一起协同动作，从而实现乳化炸药成品在隔板的导向下的自动装箱作业。
本实施例智能装箱系统，一方面解决了人工作业效率低、劳动强度大，安全隐患大的问题，实现了全过程无人化作业，且满足乳化炸药成品在线连续装箱(中途不停滞)的需求；另一方面，经隔板导向装箱方式，有助于成品装箱的有序排列，不出现工件错序、重叠等现象，提高了物料箱的空间利用率。
根据本发明的另一方面，还提供一种乳化炸药智能装箱方法，采用上述实施例的乳化炸药智能装箱系统，其包括：
视觉定位装置8对第一输送线1上的乳化炸药成品进行拍照并传递给控制器；
控制器对获得的图像信息进行处理得到乳化炸药成品的定位信号；
控制第二输送线2上的物料箱9转移至机器人4的工作工位；
控制转移机构7将隔板6自暂存工位5导入物料箱9内；
驱动机器人4将第一输送线1上的乳化炸药成品依序转移至已放置隔板6的物料箱9内，直至满载；
控制转移机构7将隔板6导出至暂停工位5；
控制第二输送线2转移满载的物料箱9；
循环执行上述步骤。
本实施例中，如图1所示，乳化炸药智能装箱系统包含两台快速装箱的机器人4，两条纸箱输送辊道线，一条来料排序输送线11，用于将上工序杂乱的乳化炸药成品10，整理成有序排列。一条皮带输送线(即第一输送线1)，一套视觉定位系统(即视觉定位装置8)，利用视觉拍照技术，将乳化炸药成品10的位置信息传递给快速装箱的机器人4，以便机器人准确抓取。4台两轴机械手和4套隔板，用于成品入箱时，导向排列。具体工作流程如下：
第一步，成品经来料排序输送线11输送至视觉定位装置8位置。
第二步，视觉定位装置8对成品进行拍照并上传给控制器，控制器自动计算成品位置信息并传递给快速装箱的机器人4。
第三步，两条纸箱输送辊道线(即第二输送线2)分别将2个空纸箱输送到快速装箱的机器人4工作位。
第四步，第一条纸箱输送辊道线处的2台两轴机械手分别将隔板6从隔板暂存工位5夹持放置到空纸箱中。
第五步，快速装箱的机器人4持夹具夹持输送线上的乳化炸药成品，顺着隔板导入纸箱输送辊道线的空纸箱中。
第六步，当快速装箱的机器人4在第一条线装箱时，第二条纸箱输送辊道线纸箱重复步骤四，将隔板放入空纸箱中。
第七步，快速装箱的机器人4完成第一条线装箱工作，重复步骤五，对第二条纸箱输送辊道线进行装箱工作。
第八步，第一条线处2台两轴机械手分别将隔板从满纸箱中抽出，并放回到隔板暂存工位上。
第九步，2个满纸箱从快速装箱的机器人4工作位流入到下一个工序，第一辊道输送线上的空纸箱补位。
第十步，快速装箱的机器人4完成第二条线装箱工作，重复步骤五，对第一条线进行装箱工作。
第十一步，第二条线上2个满纸箱重复步骤八和步骤九，等待快速装箱的机器人4装箱。
如此循环往复。
本实施例通过上述步骤实现两台机器人同步在两条输送线上的装箱作业切换，进一步提高了装箱效率及作业的可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，包括用于在线传输乳化炸药成品的第一输送线(1)、用于在线传输装载所述乳化炸药成品的物料箱(9)的第二输送线(2)，还包括架设于所述第一输送线(1)与所述第二输送线(2)的路径上的安装台(3)，所述安装台(3)上设有用于在线将所述第一输送线(1)上的乳化炸药成品转移至所述第二输送线(2)上的物料箱(9)内的机器人(4)，所述安装台(3)上还设置用于存放隔板(6)的暂存工位(5)及用于将所述暂存工位(5)处的隔板(6)导入/导出所述物料箱(9)的转移机构(7)，还包括控制器及所述控制器相连的视觉定位装置(8)，所述控制器根据所述视觉定位装置(8)检测所述第一输送线(1)上乳化炸药成品的定位信号驱动所述第二输送线(2)、所述转移机构(7)及所述机器人(4)协同动作。
2.根据权利要求1所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述隔板(6)及所述物料箱(9)根据所述乳化炸药成品尺寸设计，所述隔板(6)包括相对设置的两块纵向隔板(61)设于两块所述纵向隔板(61)间的多块横向隔板(62)，两块所述纵向隔板(61)间的间距与所述乳化炸药成品的长度匹配，相邻两块所述横向隔板(62)间的间距与所述乳化炸药成品的外径尺寸匹配，所述隔板(6)用于将所述物料箱(9)的内部空间划分为间隔容置所述乳化炸药成品的多个容置区域。
3.根据权利要求2所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述转移机构(7)包括用于夹持所述隔板(6)的夹爪(71)和带动所述夹爪(71)升降位移及在所述暂存工位(5)与所述第二输送线(2)间横向位移的驱动机构，所述驱动机构接收所述控制器的指令动作。
4.根据权利要求3所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述转移机构(7)包括用于对升降位移进行导向的升降导杆(72)及用于对横向位移进行导向的横向导杆(73)，所述夹爪(71)设于驱动手臂(74)上，且所述驱动手臂(74)经横向驱动机构沿所述横向导杆(73)位移，所述横向导杆(73)经纵向驱动机构沿所述升降导杆(72)位移。
5.根据权利要求1至4任一所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述第一输送线(1)包括用于对加工好的乳化炸药成品进行在线排序的排序输送线(11)及衔接所述排序输送线(11)用于在线依次传递排序后的乳化炸药成品的转移输送线(12)，所述安装台(3)设于所述转移输送线(12)上。
6.根据权利要求5所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述第二输送线(2)为两条，两条所述第二输送线(2)位于所述第一输送线(1)传送方向的两侧且平行设置；所述安装台(3)上对应每条所述第二输送线(2)均设置所述暂存工位(5)及所述转移机构(7)。
7.根据权利要求6所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述机器人(4)为两台，两台所述机器人(4)沿所述第一输送线(1)的传送方向间隔设置，且两条所述第二输送线(2)均位于所述机器人(4)的抓取工作半径范围内；所述安装台(3)在每条所述第二输送线(2)侧均设置对应两台所述机器人(4)的两个暂存工位(5)，每个暂存工位(5)均设有对应的所述转移机构(7)。
8.根据权利要求7所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述视觉定位装置(8)为设于所述转移输送线(12)上的摄像装置。
9.根据权利要求5所述的乳化炸药智能装箱系统，其特征在于，
所述排序输送线(11)包括用于对乳化炸药成品进行排序的皮带送料机构。
10.一种乳化炸药智能装箱方法，采用如权利要求1至9任一所述的乳化炸药智能装箱系统，包括：
视觉定位装置(8)对第一输送线(1)上的乳化炸药成品进行拍照并传递给控制器；
控制器对获得的图像信息进行处理得到乳化炸药成品的定位信号；
控制第二输送线(2)上的物料箱(9)转移至机器人(4)的工作工位；
控制转移机构(7)将隔板(6)自暂存工位(5)导入所述物料箱(9)内；
驱动所述机器人(4)将所述第一输送线(1)上的乳化炸药成品依序转移至已放置所述隔板(6)的所述物料箱(9)内，直至满载；
控制转移机构(7)将隔板(6)导出至暂停工位(5)；
控制第二输送线(2)转移满载的物料箱(9)；
循环执行上述步骤。
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