CN107127742B - 一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，主要用于烟草复烤企业，对编制物袋装原烟包进行卸车，便于后续工序的进行。本发明钢索机器人系统由至少两组钢索机器人和过渡输送装置构成，第一组钢索机器人包括走行装置、第一钢索机器人机架、第一视觉系统装置和第一收放系统构成，第二组钢索机器人包括走行装置、第二钢索机器人机架、第二视觉系统装置和第二收放系统构成，在第一钢索机器人机架和第二钢索机器人机架之间安装有一个过渡输送装置和人工站台；人工站台安装在两个钢索机器人机架之间的上部位置。系统既能满足将编制物袋装原烟包装卸到筐栏中，也能满足编制物袋装原烟包堆码到货场，同时消除人工搬运，提高工作效率，降低设备占地面积，降低烟叶的损伤的方法显得非常必要。

Description

一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统
技术领域
本发明涉及一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，主要用于烟草复烤企业，对编制物袋装原烟包进行卸车，便于后续工序的进行。也广泛运用于编制物袋装原烟包类物料的其他行业。
背景技术
目前，烟草复烤企业，在对编制物袋装原烟包进行入库时，普遍要么采用人工下车，人工装码到筐栏中后，再人工入库方式；要么采用人工下车（卸货）编制物袋装原烟包，然后搬运到堆码的货场方式。这两种方法都需要耗费了大量的人力物力，并且人工搬运编制物袋装原烟包的劳动强度大，在人工下车、装筐栏的过程中对烟叶损伤较大, 同时也对长期从事此项工作的工人身体产生不可逆转的损害
对此，也有技术提供一种可实现把卡车上的编制物袋装原烟包物料进行分组、整形、自动卸车和自动输送入库的一种编制物袋装原烟包自动卸货车，以降低人工的劳动强度，提高工作效率，降低烟叶的损伤的方法。但此套系统编制物袋装原烟包只是减少了转运环节的人工，把编制物袋装原烟包从卡车搬运到输送机上还是需要人工的，由于人工长时间搬运体力会降低也使系统的能力发生了不好的变化；其次，此套系统只适用于编制物袋装原烟包装筐的方式，不适用于货场堆码的方式，而且，此套系统设备多，占地面积大。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种既能满足编制物袋装原烟包装码筐栏，也能满足编制物袋装原烟包货场堆码，同时消除人工搬运，提高工作效率，消除人工身体劳动损害，降低设备占地面积,降低烟叶的损伤的方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现:编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，钢索机器人系统由至少两组钢索机器人和过渡输送装置构成，第一组钢索机器人包括走行装置（1）、第一钢索机器人机架（2）、第一视觉系统装置（4）和第一收放系统构成，第二组钢索机器人包括走行装置（1a）、第二钢索机器人机架（10）、第二视觉系统装置（9）和第二收放系统构成，在第一钢索机器人机架（2）和第二钢索机器人机架（10）之间安装有一个过渡输送装置（13）和人工站台（7）；人工站台（7）安装在两个钢索机器人机架（2、10）之间的上部位置。
所述的第一钢索机器人机架（2）是作为第一组钢索机器人中其它装置的支撑体，第一钢索机器人机架（2）上装有第一收放系统，第一走行装置（1）位于第一钢索机器人机架（2）下部，第一视觉系统装置（4）安装在第一钢索机器人机架（2）的上部，高于货车（14）的高度，能看清货场未堆放编制物袋装原烟包位置；
第一收放系统由四根钢索（5）、四个伺服电机、四个减速器、四个张力控制装置和第一抓取装置（6）组成，其中四根钢索（5）的一端共同与第一抓取装置（6）连接，四根根钢索（5）另一端各自穿过一个张力控制装置后，与一个减速器中的钢索收放盘连接；四个张力控制装置各自安装在第一钢索机器人机架（2）上部四个角位置；四个伺服电机、四个减速器和四个张力控制装置各自安装在第一钢索机器人机架（2）四个支架脚的侧部。
所述的第二钢索机器人机架（10）上装有第二收放系统，第二走行装置（1 a）位于第二钢索机器人机架（10）下部，第二视觉系统装置（9）安装在第二钢索机器人机架（10）的上部，高于货物码放位置的，能看清货场已堆放编制物袋装原烟包位置。
所述的第二收放系统由四根钢索（5）、四个伺服电机、四个减速器、四个张力控制装置和第二抓取装置（6 a）组成，其中四根钢索（5）的一端共同与第二抓取装置（6 a）连接，四根根钢索（5）另一端各自穿过一个张力控制装置后，与一个减速器中的钢索收放盘连接；四个张力控制装置各自安装在第二钢索机器人机架（10）上部四个角位置；四个伺服电机、四个减速器和四个张力控制装置各自安装在第二钢索机器人机架（10）四个支架脚的侧部。
所述第一收放系统是由闭环控制软件控制四根钢索（5）伸出长度控制，带动第一抓取装置（6）移动，抓取货车（14）上的货场未堆放编制物袋装原烟包（17）移动到过渡输送装置（13）上放置或释放；
第二收放系统是由闭环控制软件控制四根钢索（5）伸出长度控制，带动第二抓取装置（61）移动，抓取过渡输送装置（13）上放置的货场未堆放编制物袋装原烟包（17），将其移动放置到移动小车（11）的筐栏（12）中释放。
所述第一走行装置（1）或者第二走行装置（11）为电机驱动钢轮沿导轨（16）水平滚动走行或采用胶轮可以在硬化路面上行走。
所述第一视觉系统装置（4）或者第二视觉系统装置（9）由摄像头和控制系统组成，第一视觉系统装置（4）识别人工用激光笔射向货车内编制物袋装原烟包的激光光斑位置或者第二视觉系统装置（9）能够识别筐栏或货场堆放编制物袋装原烟包所需放置的位置。
所述第一抓取装置（6）或者第二抓取装置（6a）与四根钢索（5）一端共同连接，第一抓取装置（6）或者第二抓取装置（6a）中的伸缩瓜用于把编制物袋装原烟包抓取或释放；抓取过程中第一抓取装置（6）或者第二抓取装置（6a）始终保持以地面垂直，抓取装置与编制物袋装原烟包在三自由度运动，起到代替人工搬运和抓取编制物袋装原烟包作用。
所述第一钢索机器人机架（2）和第二钢索机器人机架（10）采用门式结构或者桥梁式结构。
所述过渡输送装置（13）采用皮带或辊道输送结构。
本发明的走行装置可设为电机驱动钢轮沿导轨水平滚动走行或采用胶轮在硬化路面上行走，这样方便把卡车上的编制物袋装原烟包自动卸货到装有筐栏的移动小车上，也可以把卡车上的编制物袋装原烟包自动卸货到货场上堆码；卸货过程中，人工只通过激光笔指示需要抓取烟包的位置，烟包上会出现激光光斑，视觉系统装置自动识别光斑位置，引导钢索机器人带动抓取装置去编制物袋装原烟包位置上方抓取编制物袋装原烟包，整个过程不需要人工搬运编制物袋装原烟包，从而降低人工的劳动强度，提高了系统全过程的工作效率，转运过程人工不在参与搬运，能有效降低对烟叶的损伤。
本发明编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统既能满足将编制物袋装原烟包装卸到筐栏中，也能满足编制物袋装原烟包堆码到货场，同时消除人工搬运，提高工作效率，降低设备占地面积，降低烟叶的损伤的方法显得非常必要。
本发明钢索机器人系统主要用于烟草复烤企业，对编制物袋装原烟包进行卸车，便于后续工序的进行，也广泛运用于编制物袋装原烟包类物料的其他行业。
附图说明
下面结合说明书附图进一步阐述本发明内容。
图1是本发明的编制物袋装原烟包装码筐栏示意图。
图2是本发明的货场堆码示意图。
图3是本发明的使用状态立体图。
图中: 1—第一走行装置、1a—第二走行装置；2—第一钢索机器人机架；3—编制物袋装原烟包、4—第一视觉系统装置；5—钢索、6—第一抓取装置、6a—第二抓取装置；7—人工站台、8—操作人、9—第二视觉系统装置、10—第二钢索机器人机架、11—移动小车、12—筐栏、13—过渡输送装置、14—货车、15—货场已堆放编制物袋装原烟包、16—导轨、17—货场未堆放编制物袋装原烟包。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
见图1, 本发明编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，主要包括第一走行装置1、第二走行装置1a，第一钢索机器人机架2，第一视觉系统装置4，过渡输送装置13、第二钢索机器人机架10、第二视觉系统装置9、第一抓取装置6、第二抓取装置6a、人工站台7；其中，第一/二钢索机器人机架2、10中的走行装置( 处于第一/第二钢索机器人机架下部) 是作为其它装置的支撑体；第一/二钢索机器机架安装在走行装置上，过渡输送装置13安装在第一、第二钢索机器人机架之间；第一视觉系统安装在第一/二钢索机器机架的上部，第一视觉系统高于货车14的，能看清编制物袋装原烟包3的位置；第二视觉系统安装在第二钢索机器人的机架的上部，高于货物码放位置的，能看清编制物袋装原烟包的放置的位置；人工站台7安装在两个钢索机器人机架的中间上部位置，便于操作者使用激光笔指引抓取位置。
走行装置可设为电机驱动钢轮沿导轨水平滚动走行或采用胶轮可以在硬化路面上行走。
第一收放系统由闭环控制软件实现钢索伸出长度控制，带动抓取装置移动，抓取卡车上的编制物袋装原烟包移动到过渡输送装置上释放。
第一视觉系统装置由摄像头和控制系统组成，能够识别激光光斑位置。
第二收放系统在闭环控制软件实现钢索伸出长度控制，带动抓取装置移动，抓取过渡输送装置上的编制物袋装原烟包移动到筐栏或货场堆放位置上释放。
第二视觉系统装置由摄像头和控制系统组成，能够识别筐栏12或货场堆放编制物袋装原烟包位置。
抓取装置位于四根钢索5前端，用于把编制物袋装原烟包抓取或释放的功能。
采用本发明用于编制物袋装原烟包的搬运，下面分别以编制物袋装原烟包装码筐栏和货场堆码为例，进一步说明：
使用过程（以编制物袋装原烟包装码筐栏为例）：编制物袋装原烟包由货车14运送到下料工位，编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人机架2的走行装置1开始移动，使编制物袋装原烟包搬运的第一钢索机器人机架2移到货车14的正上方。卸货过程中，操作员8站在人工站台7上，人工通过激光笔指示需要抓取卡车编制物袋装原烟包的位置，激光笔指向的编制物袋装原烟包上形成（出现）光斑，然后第一台钢索机器机架2内的第一视觉系统装置4自动识别光斑位置，引导第一钢索机器机架2上的4个伺服电机控制四根钢索5长度发生伸缩，从而使第一抓取装置6在空间内运动到编制物袋装原烟包上方，抓取装置放置6在编制物袋装原烟包表面后，第一抓取装置底部的电动舵机通过旋转可以将尖端的弯钩旋入编制物袋装原烟包表面内抠住编制物袋装原烟包，实现抓取，接着第一钢索机器人机架中的第一收放系统改变四根钢索5的长度，使编制物袋装原烟包移动到过渡输送装置13的一端后松开（释放），释放后的编制物袋装原烟包通过过渡输送装置13的皮带运输输送到过渡输送装置13另一端的固定抓取位置。
此时，移动小车11已经运送筐栏12到接料工位等候，第二钢索机器人机架10内的第二视觉系统装置9自动识别筐栏14编制物袋装原烟包所需放置位置后，第二台钢索机器机架10中的四个伺服电机控制四根钢丝绳长度，使第二抓取装置6a到过渡输送装置13的另一瑞上抓取编制物袋装原烟包，随后第二收放系统改变四根钢索的长度，使第二抓取装置6a 移动到移送小车的筐栏12位置上方后放下（释放）编制物袋装原烟包。以此反复，实现编制物袋装原烟包从货车14转运到移送小车的筐栏12中的过程。
当移动小车的全部筐栏装满烟包后，移动小车门1由拖车拖走，第二列空的移动小车再由拖车拖到相应接料工位后，再继续从卡车上把编制物袋装原烟包卸到移动小车上的过程。一直到卸货完成。
使用过程（以货场堆码为例）：此方式和编制物袋装原烟包装码筐栏模式区别在于第二台钢索机器人释放烟包的地方不同，其它步骤和编制物袋装原烟包装码筐栏相同。下面描述第二台钢索机器人动作不同点。第二台钢索机器人机架10的第二视觉系统装置9自动识别货场堆码的位置后，第二台钢索机器机架10的第二收放系统控制四根钢索5长度，使第二抓取装置6a移到过渡输送装置上方放置编制物袋装原烟包上，第二抓取装置6a抓取然后改变4根钢丝绳的长度，第二抓取装置6a底部的电动舵机通过旋转可以将尖端的弯钩旋入编制物袋装原烟包表面内抠住编制物袋装原烟包，实现抓取；抓取后第二抓取装置6a 移动到货场堆码的位置，第二收放系统控制四根钢索5长度，让第二抓取装置6a释放编制物袋装原烟包。以此反复，可以使编制物袋装原烟包堆垛成金子塔型（下盘大，顶部略小）。
编制物袋装原烟包在货场是按一堆一堆的形式排放，一堆放满后，编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人机架的走行装置由电机驱动钢轮沿导轨水平滚动走行，移动到下一堆位置，接着货车14也运送编制物袋装原烟包到下一堆卸货工位继续卸货，一直到卸货完成。

Claims (10)

1.一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，钢索机器人系统由至少两组钢索机器人和过渡输送装置构成，第一组钢索机器人包括走行装置（1）、第一钢索机器人机架（2）、第一视觉系统装置（4）和第一收放系统构成，第一钢索机器人机架（2）是作为第一组钢索机器人中其它装置的支撑体，第一钢索机器人机架（2）上装有第一收放系统，
第二组钢索机器人包括走行装置（1a）、第二钢索机器人机架（10）、第二视觉系统装置（9）和第二收放系统构成，在第一钢索机器人机架（2）和第二钢索机器人机架（10）之间安装有一个过渡输送装置（13）和人工站台（7）；第一走行装置（1）位于第一钢索机器人机架（2）下部，第一视觉系统装置（4）安装在第一钢索机器人机架（2）的上部，高于货车（14）的高度，能看清货场未堆放编制物袋装原烟包位置；
人工站台（7）安装在第一钢索机器人机架（2）和第二钢索机器人机架（10）之间的上部位置。
2.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述的第一收放系统由四根钢索（5）、四个伺服电机、四个减速器、四个张力控制装置和第一抓取装置（6）组成，其中四根钢索（5）的一端共同与第一抓取装置（6）连接，四根根钢索（5）另一端各自穿过一个张力控制装置后，与一个减速器中的钢索收放盘连接；四个张力控制装置各自安装在第一钢索机器人机架（2）上部四个角位置；四个伺服电机和四个减速器各自安装在第一钢索机器人机架（2）四个支架脚的侧部。
3.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述的第二钢索机器人机架（10）上装有第二收放系统，第二走行装置（1a）位于第二钢索机器人机架（10）下部，第二视觉系统装置（9）安装在第二钢索机器人机架（10）的上部，高于货物码放位置的，能看清货场已堆放编制物袋装原烟包位置。
4.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述的第二收放系统由四根钢索（5）、四个伺服电机、四个减速器、四个张力控制装置和第二抓取装置（61）组成，其中四根钢索（5）的一端共同与第二抓取装置（6a）连接，四根根钢索（5）另一端各自穿过一个张力控制装置后，与一个减速器中的钢索收放盘连接；四个张力控制装置各自安装在第二钢索机器人机架（10）上部四个角位置；四个伺服电机和四个减速器各自安装在第二钢索机器人机架（10）四个支架脚的侧部。
5.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述第一收放系统是由闭环控制软件控制四根钢索（5）伸出长度控制，带动第一抓取装置（6）移动，抓取货车（14）上的货场未堆放编制物袋装原烟包（17）移动到过渡输送装置（13）上放置或释放；
第二收放系统是由闭环控制软件控制四根钢索（5）伸出长度控制，带动第二抓取装置（6a）移动，抓取过渡输送装置（13）上放置的货场未堆放编制物袋装原烟包（17），将其移动放置到移动小车（11）的筐栏（12）中释放。
6.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述第一走行装置（1）或者第二走行装置（1a）为电机驱动钢轮沿导轨（16）水平滚动走行或采用胶轮可以在硬化路面上行走。
7.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述第一视觉系统装置（4）或者第二视觉系统装置（9）由摄像头和控制系统组成，第一视觉系统装置（4）识别人工用激光笔射向货车内编制物袋装原烟包的激光光斑位置或者第二视觉系统装置（9）能够识别筐栏或货场堆放编制物袋装原烟包所需放置的位置。
8.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述第一抓取装置（6）或者第二抓取装置（6a）与四根钢索（5）一端共同连接，第一抓取装置（6）或者第二抓取装置（6a）中的伸缩瓜用于把编制物袋装原烟包抓取或释放；抓取过程中第一抓取装置（6）或者第二抓取装置（6a）始终保持以地面垂直，抓取装置与编制物袋装原烟包在三自由度运动，起到代替人工搬运和抓取编制物袋装原烟包作用。
9.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述第一钢索机器人机架（2）和第二钢索机器人机架（10）采用门式结构或者桥梁式结构。
10.根据权利要求1所述的一种编制物袋装原烟包搬运的钢索机器人系统，其特征在于，所述过渡输送装置（13）采用皮带或辊道输送结构。
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