CN108482740B - 浆板纸垛恒重机器人移补系统及其移补方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浆板纸垛恒重机器人移补系统及其移补方法。所述浆板纸垛恒重机器人移补系统包括用于浆板纸垛输送的输送带、浆板捆扎机、皮带电子秤，还包括以下装置：a、跨设在所述输送带上对浆板纸垛进行水分检测的水分检测器；b、提供单张浆板抽放的浆板自动升降平台；c、提供多张浆板抽放的固定浆板支架；d、安装浆板夹持装置的龙门型直角坐标机器人支架；e、进行多张浆板抽放的多张浆板夹持机器手；f、进行单张浆板抽放的单张浆板旋转夹持机器；系统使用机器人技术代替了传统的工人完成浆板重量移补，快速、准确，大大减轻了工人的劳动量和劳动环境，提高的生产效率，消除了传统人工操作带来的安全隐患。

Description

浆板纸垛恒重机器人移补系统及其移补方法

技术领域

本发明涉及造纸工业浆板输送和包装设备技术领域，具体来说，特别涉及一种浆板纸垛恒重机器人移补系统及其移补方法。

背景技术

造纸工业的生产工艺包括制浆和造纸两段工艺技术，制浆过程是把各种原料，如木材原料、稻草、麦草、竹子等非木材原料通过化学方法、机械方法或和化学机械法，制成可用于造纸的纤维原料—浆料, 造纸工艺则把制浆工段的产品浆料通过打浆处理后, 用于造纸机抄纸, 生产出适合各种用途的产品—纸张。

对于兼有制浆和造纸的工厂，纸浆可直接输送到造纸车间进行造纸工艺流程，而没有制浆工艺的造纸厂, 则需要向制浆厂购买经过脱水压榨后形成的一种厚纸板—浆板。

浆板出售时是按重量计价称重出售，多张浆板堆码成一定重量的浆包，通过工作人员操作电子秤称重，当浆包超过或不足重量时，工作人员手工抽取或添加浆板调整浆包重量，保证每个浆包重量在一个固定范围内，捆扎后按统一重量卖给造纸企业。

在传统的浆包称重过程中，重量都是靠人工进行调节，而浆板的补给也是靠人工从一旁的补给浆板堆里手工拿取放入浆包，补充用的浆板放在一个有高度的桌子上，补充用浆板堆过高时工人需要垫的脚拿取，而过低时工人则需要弯腰拿取，工作极不便捷，工作效率低下，而且增大了工人的劳动量，高处拿取时容易造成浆板坠落，带来了一定安全隐患。也为后续自动化改造带来了难题。

亟待发明一种能快速、自动化进行浆板移补的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明提供浆板纸垛恒重机器人移补系统以及利用该系统的浆板移补方法，通过使用机器人代替传统的人工操作，大大提升了工作效率，实现了生产的高自动化。

本发明一种浆板纸垛恒重机器人移补系统的具体技术方案是：

一种浆板纸垛恒重机器人移补系统，包括用于浆板纸垛输送的输送带、浆板捆扎机、皮带电子秤，还包括以下装置：

a、跨设在所述输送带上对浆板纸垛进行水分检测的水分检测器；

b、提供单张浆板抽放的浆板自动升降平台；

c、提供多张浆板抽放的固定浆板支架；

d、安装浆板夹持装置的龙门型直角坐标机器人支架；

e、进行多张浆板抽放的多张浆板夹持机器手；

f、进行单张浆板抽放的单张浆板旋转夹持机器手；

进一步，优选的是，所述水分检测器包括跨设在所述输送带上的龙门型检测器支架，安装在所述检测器支架顶部和底部的两块光谱水分检测板，对称设置在检测器支架中部用于安装两对光电开关的位置检测支板。

进一步，优选的是，所述浆板自动升降平台包括升降平台底座、升降平台支架、升降平台滑轮、升降平台电机、升降平台丝杆轴、升降平台丝杆滑套、滑轨、平台、丝杆轴座、升降平台配重块；所述升降平台支架主要由具有空腔的型材组成，其垂直安装在所述升降平台底座上，所述升降平台滑轮有两组设置在所述升降平台支架顶部，所述升降平台电机安装在所述升降平台支架顶部两组升降平台滑轮中间，所述升降平台丝杆轴一端与升降平台电机联接，另一端插装在所述丝杆轴座，所述升降平台丝杆滑套螺纹套装在所述升降平台丝杆轴上，所述滑轨有两根，其垂直升降平台底座设置在所述升降平台支架上，所述平台嵌装在滑轨上，能沿滑轨在高度方向滑动，并且所述平台与升降平台丝杆滑套联接，所述升降平台配重块有两块，设置在升降平台支架立柱空腔内，升降平台配重块通过拉带穿过所述升降平台滑轮与平台联接。

进一步，优选的是，所述直角坐标机器人支架主要由机器人支架竖梁、机器人支架横梁、气缸连接座、长气缸、节流阀、电磁阀组件、滑块、直接导轨、直线电机、气源；所述机器人支架竖梁和机器人支架横梁垂直联接，所述机器人支架横梁另一端联接在所述浆板自动升降平台顶端，所述气缸连接座安装在所述机器人支架横梁远离机器人支架竖梁一端，所述长气缸水平安装在气缸连接座上，长气缸气杆与多张浆板夹持机器手联接，所述长气缸进气口安装有节流阀，所述电磁阀组件设置在所述机器人支架横梁上，所述直接导轨沿水平方向设置在机器人支架横梁上靠近机器人支架竖梁一侧，所述滑块套装在所述直接导轨上，所述直线电机垂直安装在所述机器人支架横梁上，并且带动多张浆板夹持机器手上下运动，所述气源安装在所述机器人支架竖梁下部。

进一步，优选的是，所述升降平台电机为伺服电机。

本发明还公开了一种浆板纸垛恒重机器人移补系统进行浆板移补的方法，其包括如下步骤：

①根据水分检测器和皮带电子秤对浆板纸垛的水分检测和称重结果；

②电子控制系统确定浆板纸垛需要移补的重量，如果重量与电子控制系统制定的标准重量相差较大时，安装在直角坐标机器人支架上的多张浆板夹持机器手从浆板支架叉取多张补充浆板，多张浆板夹持机器手夹持补充浆板移动至待补充的浆板纸垛上方，多张浆板夹持机器手下行并放松，完成多张浆板的补充；

③同理浆板纸垛超重需要移除多张浆板时，则是多张浆板夹持机器手从超重的浆板纸垛叉取多张浆板，多张浆板夹持机器手移动将叉取的浆板放回浆板支架以待后续补充使用；

④电子控制系统确定浆板纸垛需要移补的重量，如果重量与电子控制系统制定的标准重量相差较小时，只需补充1至2张浆板时，单张浆板旋转夹持机器手旋转通过吸盘从浆板自动升降平台吸取单张浆板，对浆板纸垛进行单张补充；

⑤同理浆板纸垛超重需要移除1至2张浆板时，则是单张浆板旋转夹持机器手旋转通过吸盘从超重的浆板纸垛吸取单张浆板，然后将浆板放回浆板自动升降平台以待后续补充使用。

本发明的有益效果是：系统通过水分检测器和皮带电子秤对浆板纸垛进行水分检测和称重，然后电子控制系统根据浆板纸垛重量和水分控制多张浆板夹持机器手进行多张浆板的移补或控制单张浆板旋转夹持机器手进行单张浆板的移补，系统使用机器人技术代替了传统的工人完成浆板重量移补，快速、准确，大大减轻了工人的劳动量和劳动环境，提高的生产效率，消除了传统人工操作带来的安全隐患。

附图说明

图1为本发明浆板纸垛恒重机器人移补系统的主视图；

图2为本发明浆板纸垛恒重机器人移补系统的左视图；

图3为本发明浆板纸垛恒重机器人移补系统的俯视图；

图4为本发明水分检测器的主视图；

图5为本发明水分检测器的俯视图；

图6为本发明浆板自动升降平台的主视图；

图7为本发明浆板自动升降平台的俯视图；

图8为本发明直角坐标机器人支架的主视图；

图9为本发明直角坐标机器人支架的府视图；

图10为本发明多张浆板夹持机器手的主视图；

图11为本发明单张浆板旋转夹持机器手的机构示意图；

图12为本发明单张浆板旋转夹持机器手的主视图；

上图中：1-输送带，2-浆板纸垛，3-水分检测器，4-浆板自动升降平台，5-浆板支架，6-直角坐标机器人支架，7-多张浆板夹持机器手，8-单张浆板旋转夹持机器手，9-浆板捆扎机，10-皮带电子秤；

301-检测器支架，302-光谱水分检测板，303-位置检测支板，304-光电开关，401-升降平台底座，402-升降平台支架，403-升降平台滑轮；404-升降平台电机，405-升降平台丝杆轴，406-升降平台丝杆滑套，407-滑轨，408-平台，409-丝杆轴座，410-升降平台配重块；

601-机器人支架竖梁，602-机器人支架横梁，603-气缸连接座，604-长气缸，605-节流阀，606-电磁阀组件，607-滑块，608-直接导轨，609-直线电机，610-气源；

701-机器手连接板，702-多张机器手机架，703-多张机器手纸垛托叉，704-多张机器手纸垛挡板，705-多张机器手压纸气缸，706-多张机器手纸垛托叉气缸，707-多张机器手纸垛挡板气缸，708-激光测距传感器；

801-机器手连接架，802-旋转电机，803-单张机器手支架，804-升降气缸，805-吸盘架，806-真空控制阀组件，807-吸盘，808-旋转夹具限位感应轴。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，浆板纸垛恒重机器人移补系统，包括输送带1、浆板纸垛2、水分检测器3、浆板自动升降平台4、浆板支架5、直角坐标机器人支架6、多张浆板夹持机器手7、单张浆板旋转夹持机器手8、浆板捆扎机9、皮带电子秤10；

如图4至图5所示，跨设在输送带1上的检测器支架301是使用型材焊接成的龙门型框架，在检测器支架301顶部和底部分别安装有光谱水分检测板302，在检测器支架301居中位置对称安装有位置检测支板303，在每块位置检测支板303两端都装有光电开关304，两组光电开关304对称设置；

如图6至图7所示，浆板自动升降平台4包括升降平台底座401、升降平台支架402、升降平台滑轮403、升降平台电机404、升降平台丝杆轴405、升降平台丝杆滑套406、滑轨407、平台408、丝杆轴座409、升降平台配重块410；升降平台支架402主要由具有空腔的型材组成，其垂直安装在所述升降平台底座401上，所述升降平台滑轮403有两组设置在所述升降平台支架402顶部，所述升降平台电机404安装在所述升降平台支架402顶部两组升降平台滑轮403中间，所述升降平台丝杆轴405一端与升降平台电机404联接，另一端插装在所述丝杆轴座409，所述升降平台丝杆滑套406螺纹套装在所述升降平台丝杆轴405上，所述滑轨407有两根，其垂直升降平台底座401设置在所述升降平台支架402上，所述平台408嵌装在滑轨407上，能沿滑轨407在高度方向滑动，并且所述平台408与升降平台丝杆滑套406联接，所述升降平台配重块410有两块，设置在升降平台支架402立柱空腔内，升降平台配重块410通过拉带穿过所述升降平台滑轮403与平台408联接；

如图8至图9所示，所述直角坐标机器人支架6主要由机器人支架竖梁601、机器人支架横梁602、气缸连接座603、长气缸604、节流阀605、电磁阀组件606、滑块607、直接导轨608、直线电机609、气源610；所述机器人支架竖梁601和机器人支架横梁602垂直联接，所述机器人支架横梁602另一端联接在所述浆板自动升降平台4顶端，所述气缸连接座603安装在所述机器人支架横梁602远离机器人支架竖梁601一端，所述长气缸604水平安装在气缸连接座603上，长气缸604气杆与张浆板夹持机器手7联接，所述长气缸604进气口安装有节流阀605，所述电磁阀组件606设置在所述机器人支架横梁602上，所述直接导轨608沿水平方向设置在机器人支架横梁602上靠近机器人支架竖梁601一侧，所述滑块607套装在所述直接导轨608上，所述直线电机609垂直安装在所述机器人支架横梁602上，并且带动所多张浆板夹持机器手7上下运动，所述气源610安装在所述机器人支架竖梁601下部；

如图10所示，所述多张浆板夹持机器手7包括机器手连接板701、多张机器手机架702、多张机器手纸垛托叉703、多张机器手纸垛挡板704、多张机器手压纸气缸705、多张机器手纸垛托叉气缸706、多张机器手纸垛挡板气缸707、激光测距传感器708；所述机器手连接板701一面通过螺栓与所述机器人支架横梁602上的直线电机609连接，所述多张机器手机架702是铝型材使用螺栓连接成的一个矩形框架，所述机器手连接板701另一面与所述多张机器手机架702连接，所述叉型多张机器手纸垛托叉703通过多张机器手纸垛托叉气缸706设置在所述多张机器手机架702下方，所述多张机器手纸垛托叉气缸706与多张机器手机架702长支架平行安装在多张机器手机架702上，所述多张机器手纸垛挡板704安装在多张机器手机架702顶端，通过多张机器手纸垛挡板气缸707推动多张机器手纸垛挡板704绕多张机器手机架702顶端转动，实现取纸后挡住浆板，在多张机器手纸垛托叉703上方设置有多张机器手压纸气缸705，其安装在多张机器手机架702上，在多张机器手机架702上表面与直线电机609连接方向设置有激光测距传感器708；

如图11至12所示，单张浆板旋转夹持机器手8包括机器手连接架801、旋转电机802、单张机器手支架803、升降气缸804、吸盘架805、真空控制阀组件806、吸盘807、旋转夹具限位感应轴808；所述机器手连接架801安装固定在直角坐标机器人支架6上，旋转电机802垂直安装在机器手连接架801上，旋转电机802下方安装有单张机器手支架803，在单张机器手支架803两端下表面均垂直装有升降气缸804，升降气缸804上通过螺栓连接有“X”型的吸盘架805，每个吸盘架805四角安装有吸盘807，两个吸盘架805上均装有控制吸盘807的真空控制阀组件806。

本发明还公开了一种浆板纸垛恒重机器人移补系统进行浆板移补的方法：堆码整齐的浆板纸垛2放置在输送带1上，通过输送带1将浆板纸垛2运输到水分检测器3处，龙门型的检测器支架301跨设在输送带1上，位置检测支板303上安装的两对光电开关304检测到浆板纸垛2时，上下两块光谱水分检测板302通过光谱对射对浆板纸垛2进行水分检测；检测后的浆板纸垛2进入皮带电子秤10进行称重，称重后的浆板纸垛2根据重量及前期检测到了浆板含水量，电子控制系统确定浆板纸垛2需要移补的重量；

如果重量与电子控制系统制定的标准重量相差较大时，安装在直角坐标机器人支架6上的多张浆板夹持机器手7在长气缸604气缸杆的推动下沿直接导轨608运动到浆板支架5上方，直线电机609运动带动多张浆板夹持机器手7下行并夹持多张放在浆板支架5上的补充用浆板，然后长气缸604气缸杆收回，带动多张浆板夹持机器手7运动到需要补充重量的浆板纸垛2上方，多张浆板夹持机器手7下行并松开，完成多张浆板的补充，需要移除浆板纸垛2多余的重量则整个流程相反进行即可，在进行多张浆板补充的过程中单张浆板旋转夹持机器手8是转动到与输送带1平行的工位；

如果浆板纸垛2只需补充或移除1至2张浆板时，单张浆板旋转夹持机器手8通过升降气缸804升降，使用吸盘807移除或补充单张浆板，因为升降气缸804行程较短，浆板自动升降平台4上的补充浆板能自动升降；

移补完成后重量符合规定的浆板纸垛2进入浆板捆扎机9进行捆扎，整个流程完成，重量合格的浆板纸垛2可以直接售卖到需要的造纸厂。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种浆板纸垛恒重机器人移补系统，包括用于浆板纸垛（2）输送的输送带（1）、浆板捆扎机（9）、皮带电子秤（10），其特征在于：还包括以下装置：

跨设在所述输送带（1）上对浆板纸垛（2）进行水分检测的水分检测器（3）；

提供单张浆板抽放的浆板自动升降平台（4）；

提供多张浆板抽放的固定浆板支架（5）；

安装浆板夹持装置的龙门型直角坐标机器人支架（6）；

进行多张浆板抽放的多张浆板夹持机器手（7）；

进行单张浆板抽放的单张浆板旋转夹持机器手（8）；

所述水分检测器（3）包括跨设在所述输送带（1）上的龙门型检测器支架（301），安装在所述检测器支架（301）顶部和底部的两块光谱水分检测板（302），对称设置在检测器支架（301）中部用于安装两对光电开关（304）的位置检测支板（303）；

所述直角坐标机器人支架（6）主要由机器人支架竖梁（601）、机器人支架横梁（602）、气缸连接座（603）、长气缸（604）、节流阀（605）、电磁阀组件（606）、滑块（607）、直接导轨（608）、直线电机（609）、气源（610）；所述机器人支架竖梁（601）和机器人支架横梁（602）垂直联接，所述机器人支架横梁（602）另一端联接在所述浆板自动升降平台（4）顶端，所述气缸连接座（603）安装在所述机器人支架横梁（602）远离机器人支架竖梁（601）一端，所述长气缸（604）水平安装在气缸连接座（603）上，长气缸（604）气杆与多张浆板夹持机器手（7）联接，所述长气缸（604）进气口安装有节流阀（605），所述电磁阀组件（606）设置在所述机器人支架横梁（602）上，所述直接导轨（608）沿水平方向设置在机器人支架横梁（602）上靠近机器人支架竖梁（601）一侧，所述滑块（607）套装在所述直接导轨（608）上，所述直线电机（609）垂直安装在所述机器人支架横梁（602）上，并且带动多张浆板夹持机器手（7）上下运动，所述气源（610）安装在所述机器人支架竖梁（601）下部。

2.根据权利要求1所述的一种浆板纸垛恒重机器人移补系统，其特征在于：所述浆板自动升降平台（4）包括升降平台底座（401）、升降平台支架（402）、升降平台滑轮（403）、升降平台电机（404）、升降平台丝杆轴（405）、升降平台丝杆滑套（406）、滑轨（407）、平台（408）、丝杆轴座（409）、升降平台配重块（410）；所述升降平台支架（402）主要由具有空腔的型材组成，其垂直安装在所述升降平台底座（401）上，所述升降平台滑轮（403）有两组设置在所述升降平台支架（402）顶部，所述升降平台电机（404）安装在所述升降平台支架（402）顶部两组升降平台滑轮（403）中间，所述升降平台丝杆轴（405）一端与升降平台电机（404）联接，另一端插装在所述丝杆轴座（409），所述升降平台丝杆滑套（406）螺纹套装在所述升降平台丝杆轴（405）上，所述滑轨（407）有两根，其垂直升降平台底座（401）设置在所述升降平台支架（402）上，所述平台（408）嵌装在滑轨（407）上，能沿滑轨（407）在高度方向滑动，并且所述平台（408）与升降平台丝杆滑套（406）联接，所述升降平台配重块（410）有两块，设置在升降平台支架（402）立柱空腔内，升降平台配重块（410）通过拉带穿过所述升降平台滑轮（403）与平台（408）联接。

3.根据权利要求2所述的一种浆板纸垛恒重机器人移补系统，其特征在于：所述升降平台电机（404）为伺服电机。

4.一种利用如权利要求1所述浆板纸垛恒重机器人移补系统进行浆板移补的方法，包括如下步骤：

根据水分检测器（3）和皮带电子秤（10）对浆板纸垛（2）的水分检测和称重结果；

电子控制系统确定浆板纸垛（2）需要移补的重量，如果重量与电子控制系统制定的标准重量相差较大时，安装在直角坐标机器人支架（6）上的多张浆板夹持机器手（7）从浆板支架（5）叉取多张补充浆板，多张浆板夹持机器手（7）夹持补充浆板移动至待补充的浆板纸垛（2）上方，多张浆板夹持机器手（7）下行并放松，完成多张浆板的补充；

同理浆板纸垛（2）超重需要移除多张浆板时，则是多张浆板夹持机器手（7）从超重的浆板纸垛（2）叉取多张浆板，多张浆板夹持机器手（7）移动将叉取的浆板放回浆板支架（5）以待后续补充使用；

电子控制系统确定浆板纸垛（2）需要移补的重量，如果重量与电子控制系统制定的标准重量相差较小时，只需补充1至2张浆板时，单张浆板旋转夹持机器手（8）旋转通过吸盘（807）从浆板自动升降平台（4）吸取单张浆板，对浆板纸垛（2）进行单张补充；

同理浆板纸垛（2）超重需要移除1至2张浆板时，则是单张浆板旋转夹持机器手（8）旋转通过吸盘（807）从超重的浆板纸垛（2）吸取单张浆板，然后将浆板放回浆板自动升降平台（4）以待后续补充使用。