CN108516134B - 一种装箱装置 - Google Patents
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Abstract
一种装箱装置，属于装箱设备技术领域，包括平行间隔设置的来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线，机架横跨设置在来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线的上方，搬运机器人安装在机架上，装箱抓手安装在搬运机器人的输出端上，装箱抓手能够抓取来料输送线、纸箱输送线和隔板输送线上的物料，来料输送线上包括若干个托盘，托盘间隔等距安装在来料输送线的输送带上，纸箱输送线采用辊道式输送带，纸箱输送线的装箱位设置用于固定纸箱位置的定位机构，料仓设置在隔板输送线的输入端且位于其上方，吸取机构设置在料仓的下方，隔板输送线的输送线为两根平行设置的圆皮带，该装箱装置采用单一装箱抓手即可对物料及隔板进行分别抓取。
Description
技术领域
本发明属于装箱设备技术领域，具体涉及一种装箱装置。
背景技术
装箱装置通常具有如下要素：物料、纸箱及隔板等主要要素，通常需要采用多个抓手机构对物料及隔板分别及进行抓取，导致装箱装置的整体结构复杂，增加了设备成本。
目前的自动化装箱过程中采用的末端抓手为单列抓手，该种抓手具有多个抓取单元，来料间隔相等的距离随来料输送线进行物料，抓取单元之间的中心距离与来料之间的距离相等，抓手从来料输送线中一次性抓取等于其抓取单元数量的来料，抓手中抓取单元之间相互靠近将物料放置到展开的箱体中，该种装箱抓手一次只能完成单列装箱动作。
对于横街面为圆形的物体，例如乒乓球、苹果等，来料的计数列和偶数列需要接错布置，该种布置放置能够使装箱更加容易同时充分利用箱体的空间，物料之间的间隙减少能够降低搬运与运输过程中对物料的碰伤。在上述单一抓手的情况下，系统需要设定抓手在计数列或者偶数列不同的动作方式，或者采用两套抓手，存在控制不便和结构复杂的问题。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提供一种装箱装置，使用单一抓手即可对物料及隔板进行分别抓取，同时能够进行奇数列与偶数列同时交错装箱，尤其适应于横街面为圆形的物体。
一种装箱装置，包括来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线，来料输送线纸箱输送线及隔板输送线平行间隔设置，机架横跨设置在来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线的上方，搬运机器人安装在机架上，装箱抓手安装在搬运机器人的输出端上，装箱抓手能够抓取来料输送线、纸箱输送线和隔板输送线上的物料；来料输送线上包括若干个间隔相等距离设置的托盘，托盘固定安装在来料输送线的输送带上，托盘用于放置物料；纸箱输送线采用辊道式输送带，纸箱输送线的装箱位设置定位机构，定位机构用于固定纸箱的位置；料仓设置在隔板输送线的输入端且位于其上方，吸取机构设置在料仓的下方，吸取机构用于吸取隔板放置到隔板输送线，隔板输送线的输送线为两根平行设置的圆皮带。
进一步的，装箱抓手包括抓手安装板，抓手安装板安装在搬运机器人的末端执行机构上，两个第一滑轨滑块组件分别竖直设置在抓手安装板的两侧，第一滑轨滑块组件中的滑轨竖直安装在抓手安装板的两侧，第一滑轨滑块组件中的滑块与滑槽板固定连接，滑槽板与抓手安装板平行设置，旋转电机安装在抓手安装板上，旋转电机用于带动滑槽板竖直运动，若干个第二滑轨滑块组件间隔相等距离平行地设置在抓手安装板上，第二滑轨滑块组件中滑轨安装在抓手安装板上，滑槽板的竖直平面内对称开有奇数个滑槽，滑槽成扇形设置，安装底板水平安装在抓手安装板的下端面，安装底板的水平平面的中部开有通孔，安装底板的通孔两侧开有对称的底板滑槽，底板滑槽包括滑槽第一段与滑槽第二段，滑槽第一段与滑槽第二段呈钝角且滑槽第一段与滑槽第二段之间平滑过渡，滑槽第一段与通孔共线，抓取单元与滑槽的数量相等，抓取单元安装在对应的滑槽中，抓取单元包括第2N-1个抓取单元或第2N个抓取单元，上述N为表示正整数，第2N-1个抓取单元、第2N个抓取单元分别表示第奇数个抓取单元及第偶数个抓取单元。
第2N-1个抓取单元包括立柱，立柱与第二滑轨滑块组件中滑块固定连接，凸轮安装在立柱的上端，凸轮嵌套在滑槽板的滑槽中，凸轮能够在滑槽中滑动，吸盘安装在立柱的输出端，立柱的下端嵌套在滑槽第一段中或者通孔中，立柱能够在滑槽第一段中滑行或者通孔中滑行；第2N个抓取单元包括上半段立柱与下半段立柱，上半段立柱与第二滑轨滑块组中滑块固定连接，上半段立柱与凸轮固定连接，上半段立柱与下半段立柱之间通过第三滑块滑轨组相连，吸盘安装在下半段立柱的输出端，下半段立柱嵌套在滑槽第一端或者滑槽第二段中，下半段立柱能够在滑槽第一段与滑槽第二段中滑行。
进一步的，滑槽板中滑槽的数量优选的为5个，抓取单元的数量为5个。
进一步的，立柱、上半段立柱分别与若干个第二滑轨滑块组的两个滑块固定连接。
进一步的，第2N个抓取单元中上半段立柱呈倒置的T型，上立柱的下端与第三滑轨滑块组中滑轨固定连接，下半段立柱与第三滑轨滑块中滑块固定连接，第三滑轨滑块组中滑轨的一端固定在抓手安装板的下端。
进一步的，滑槽第一段与滑槽第二段的夹角优选为135度。
进一步的，抓手安装板的后端面的下端安装平衡块。
进一步的，抓取单元还包括竖直气缸，第2N-1个抓取单元中竖直气缸的一端安装在立柱的一端，吸盘安装在竖直气缸的输出端安装；第2N个抓取单元中竖直气缸的一端安装在下半段立柱的一端，吸盘安装在竖直气缸的输出端。
进一步的，搬运机器人为三维搬运机器人，搬运机器人具有X.Y.Z三个方向运动的自由度。
进一步的，隔板为质地柔软的缓冲材料制成，吸取机构包括竖直气缸，竖直气缸安装在隔板输送线的机架上，安装板安装在竖直气缸的杠杆上，若干个吸盘安装在安装板上。
本发明的有益效果：本发明装置的装箱抓手能够同时对物料进行装箱及将隔板放置纸箱中，简化了装置的结构，同时节约了成本；装箱抓手采用奇数个抓取单元，第2N-1个抓取单元与第2N个抓取单元能够一次分别抓取交错的两列装箱，另外还设置竖直气缸，利用竖直气缸的伸缩，能够实现将第2N-1个抓取单元与第2N个抓取单元分开使用，从而适应更大的物料直径。
附图说明
图1 为本发明的整体立体结构示意图。
图2 为本发明装置中装箱抓手的立体结构示意图。
图3 为本发明装置中装箱抓手抓取状态的立体结构示意图。
图4 为本发明装置中第2N-1个抓取单元与第2N个抓取单元的结构示意图。
图5 为本发明装置中安装底板和第三滑轨滑块组件配合处的结构示意图。
图6 为本发明装置中安装底板的俯视结构示意图。
图7 为本发明装置抓取状态的左视结构示意图。
图8 为本发明装置中料仓处的局部立体结构示意图。
图中：1.纸箱输送线；2. 来料输送线；3.料仓；31.吸取机构；32.隔板；4.隔板输送线；5.装箱抓手；51.抓手安装板；52.滑槽板；521.滑槽；53.第一滑轨滑块组件；54.第二滑轨滑块组件；55.旋转电机；56.抓取单元；561.凸轮；562.立柱；563.竖直气缸；564.吸嘴；57.安装底板；571.底板滑槽；5711.滑槽第二段；5712.滑槽第一段；572.通孔；58.第三滑轨滑块组件；59.平衡块； 6.搬运机器人；7.机架。
具体实施方式
本实施例中，装箱抓手的物料优选的为苹果，苹果的的横截面基本为圆形，同时苹果的大小不同，本实施例中的物料不受苹果的限制，可以选择其他的横截面为圆形的物料，比如乒乓球、橙子等。
如图1所示，一种装箱装置，包括来料输送线2、纸箱输送线1及隔板输送线4，来料输送线2、纸箱输送线1及隔板输送线4平行间隔一定距离设置，机架7横跨设置在来料输送线2、纸箱输送线1及隔板输送线4的上方，搬运机器人6安装在机架7上，装箱抓手5安装在搬运机器人6的输出端上，装箱抓手5能够在来料输送线2、纸箱输送线1及隔板输送线4的之间抓取物料，来料输送线2上包括若干个间隔相等距离的托盘，托盘固定安装在来料输送线2的输送带上，托盘用于放置物料；纸箱输送线1采用辊道式输送带，纸箱输送线1的装箱位设置定位机构，定位机构用于固定纸箱的位置；料仓32设置在隔板输送线4的输入端且位于其上方，吸取机构31设置在料仓3的下方，吸取机构31用于吸取隔板32放置到隔板输送线4上，隔板输送线4的输送线为两根平行设置的圆皮带。
来料输送线2采用同步带式输送线，来料输送线2采用旋转电机驱动，旋转电机带动来料输送线2的输送带运送物料。
纸箱输送线1的装箱位置的定位机构，定位机构用于暂时固定待装箱纸箱的位置，从而保证装箱位置的准确性，定位机构设置在纸箱输送线1的输送带的两侧，定位机构包括推送气缸，推送气缸安装在纸箱输送线1的机架上，推送气缸带动推板作用在纸箱的两侧，从而阻止该纸箱随纸箱输送线1继续运动，定位机构采用其他具有定位功能的机构均可。
隔板输送线4中的两根圆皮带分别安装在两对主从动轮上，两对主从动轮通过连接轴同步转动，旋转电机带动主动轮转动，从而隔板输送线4能够运隔板。
如图2-图6所示，装箱抓手5包括抓手安装板51，抓手安装板51安装在搬运机器人的末端执行机构上，两个第一滑轨滑块组件53分别竖直设置在抓手安装板51的两侧，第一滑轨滑块组件53中的滑轨竖直安装在抓手安装板的两侧，第一滑轨滑块组件53中的滑块与滑槽板52固定连接，滑槽板52与抓手安装板51平行设置，旋转电机55安装在抓手安装板51上，旋转电机55的动力经过同步带传动、滚珠丝杠将动力传递到滑槽板52上，旋转电机55用于带动滑槽板52竖直运动，若干个第二滑轨滑块组件54间隔相等距离平行地设置在抓手安装板51上，本实施例中，第二滑轨滑块组54中滑轨安装在抓手安装板51上，滑槽板52的竖直平面内对称开有奇数个直线滑槽521，本实施例中，优选的直线滑槽的数量为55个，相应地，苹果装箱的每列数量为53个与52个交错布置，奇数个直线滑槽521呈扇形设置，安装底板57水平安装在抓手安装板51的下端面，安装底板57的水平平面的中部开有通孔572，安装底板57的通孔572两侧开有对称的底板滑槽571，底板滑槽571包括滑槽第一段5712与滑槽第二段5711，滑槽第一段5711与滑槽第二段5712呈钝角且滑槽第一段5712与滑槽第二段5711之间平滑过渡，滑槽第一段5712与通孔572共线，抓取单元56与滑槽521的数量相等，抓取单元56包括第2N-1个抓取单元或第2N个抓取单元，上述N为正整数，第2N-1个抓取单元、第2N个抓取单元分别表示第奇数个抓取单元第偶数个抓取单元，抓取单元56从左到右依次为第一抓取单元、第二抓取单元、第三抓取单元、第四抓取单元及第五抓取单元，滑槽板中的滑槽从左到右依次为第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽、第四滑槽及第五滑槽，抓取单元安装在对应的滑槽中。
第2N-1个抓取单元包括立柱562，立柱562与第二滑轨滑块组件54中滑块固定连接，凸轮561安装在立柱的上端，凸轮561嵌套在滑槽板52的滑槽521中，凸轮561能够在滑槽521中滑动，吸嘴564安装在立柱562的输出端，立柱562的下端嵌套在滑槽第一段5712中或者通孔572中，立柱562能够在滑槽第一段5712中滑行或者通孔572中滑行，即第一抓取单元、第三抓取单元、第五抓取单元的结构如上，第一抓取单元、第五抓取单元分别嵌套在两个底板滑槽571的滑槽第一段5712，第三抓取单元嵌套在通孔572中。
初始位置时，搬运机器人带动装箱抓手从来料输送线中抓取苹果，苹果在来料输送线按照预设距离间隔设置，旋转电机55带动滑槽板52向上运动，凸轮561沿滑槽板52中的滑槽521向底部滑行，若干个第二滑块滑轨组件中54的两侧滑块受力沿滑轨向中间靠拢，第一抓取单元及第五抓取单元带动苹果沿底板滑槽571的滑槽第一段5712向中间靠拢，第三抓取单元相对通孔572向下运动。
第2N个抓取单元包括上半段立柱与下半段立柱，上半段立柱与第二滑轨滑块组54中滑块固定连接，上半段立柱与凸轮561固定连接，上半段立柱与下半段立柱之间通过第三滑块滑轨组件54相连，吸嘴564安装在下半段立柱的输出端，下半段立柱嵌套在滑槽第一端5712或者滑槽第二段5711中，下半段立柱能够在滑槽第一段5712与滑槽第二段5711中滑行，即第二抓取单元、第四抓取单元的结构如上。
第2N个抓取单元中上半段立柱呈倒置的T型，上半段立柱的下端与第三滑轨滑块组件58中滑轨固定连接，下半段立柱与第三滑轨滑块组件58中滑块固定连接，第三滑轨滑块组件58中滑轨的一端固定在抓手安装板51的下端。
初始位置时，搬运机器人带动装箱抓手从来料输送线中抓取苹果，苹果在来料输送线按照预设距离间隔设置，旋转电机55带动滑槽板52向上运动，凸轮561沿滑槽板52中的滑槽521向底部滑行，若干个第二滑块滑轨组件中54的两侧滑块受力沿滑轨向中间靠拢，第二抓取单元及第四抓取单元的下半段受力立柱沿滑槽第一段5712向滑槽第二段5711滑行。
如图7所示，抓取状态时，抓取单元中第2N个抓取单元的中心共线，第2N-1个抓取单元的中心共线，从而一次抓取能够实现双列交错装箱。
为了保证抓取单元56沿第二滑轨滑块组件中滑轨滑行的稳定，立柱561或上半段立柱与若干个第二滑轨滑块组的两个滑块分别固定连接。
滑槽第一段5712与滑槽第二段5711的夹角优选为5135度，第2N个抓取单元能够与第2N-1个抓取单元实现纵向偏离，如图6所示，抓手安装板51的后端面的下端安装平衡块59，平衡块59用于平衡装箱抓手前后的质量分布，起到平衡抓手的作用。
抓取单元56还包括竖直气缸，第2N-1个抓取单元中竖直气缸563的一端安装在立柱561的一端，吸嘴564安装在竖直气缸563的输出端安装；第2N个抓取单元中竖直气缸563的一端安装在下半段立柱的一端，吸嘴564安装在竖直气缸的输出端。
当抓取的物料的横截面的最大直径较大时，该装箱抓手还可以实现一次单列抓取装箱，将第2N-1个抓取单元中的竖直气缸伸出，此时只利用第2N-1个抓取单元进行抓取物料，物料的最大直径不能大于抓取状态第2N-1个抓取单元之间的中心距离。
如图8所示，隔板32采用质地柔软的缓冲材料制成，装箱抓手5吸取纸箱放置到纸箱中，隔板32用于将纸箱中的物料进行分层，用于减少运输过程中的碰撞，吸取机构31包括竖直气缸，竖直气缸安装在隔板输送线4的机架上，安装板安装在竖直气缸的杠杆上，若干个吸盘安装在安装板上，多个吸盘可以提高料仓吸取的成功率。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种装箱装置，其特征在于包括来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线，所述来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线平行间隔设置，机架横跨设置在所述来料输送线、纸箱输送线及隔板输送线的上方，搬运机器人安装在机架上，装箱抓手安装在搬运机器人的输出端上，所述装箱抓手能够抓取来料输送线、纸箱输送线和隔板输送线上的物料；
所述装箱抓手包括抓手安装板，抓手安装板安装在搬运机器人的末端执行机构上，两个第一滑轨滑块组件分别竖直设置在抓手安装板的两侧，第一滑轨滑块组件中的滑轨竖直安装在抓手安装板的两侧，第一滑轨滑块组件中的滑块与滑槽板固定连接，滑槽板与抓手安装板平行设置，旋转电机安装在抓手安装板上，旋转电机用于带动滑槽板竖直运动，多组第二滑轨滑块组件间隔一定距离平行地设置在抓手安装板上，第二滑轨滑块组件中滑轨安装在抓手安装板上，滑槽板的竖直平面内对称开有奇数个滑槽，滑槽成扇形设置，安装底板水平安装在抓手安装板的下端面，安装底板的水平平面的中部开有通孔，安装底板的通孔两侧开有对称的底板滑槽，底板滑槽包括滑槽第一段与滑槽第二段，滑槽第一段与滑槽第二段呈钝角且滑槽第一段与滑槽第二段之间平滑过渡，滑槽第一段与通孔共线，抓取单元与滑槽的数量相等，抓取单元安装在对应的滑槽中，抓取单元包括第2N-1个抓取单元或第2N个抓取单元，上述N为表示正整数，所述第2N-1个抓取单元、第2N个抓取单元分别表示第奇数个抓取单元及第偶数个抓取单元；
所述第2N-1个抓取单元包括立柱，立柱与第二滑轨滑块组件中滑块固定连接，凸轮安装在立柱的上端，凸轮嵌套在滑槽板的滑槽中，凸轮能够在滑槽中滑动，吸盘安装在立柱的输出端，立柱的下端嵌套在滑槽第一段中或者通孔中，立柱能够在滑槽第一段中滑行或者通孔中滑行；
所述第2N个抓取单元包括上半段立柱与下半段立柱，上半段立柱与第二滑轨滑块组中滑块固定连接，上半段立柱与凸轮固定连接，上半段立柱与下半段立柱之间通过第三滑块滑轨组相连，吸盘安装在下半段立柱的输出端，下半段立柱嵌套在滑槽第一端或者滑槽第二段中，下半段立柱能够在滑槽第一段与滑槽第二段中滑行；
所述来料输送线上包括若干个托盘，所述托盘间隔相等距离固定安装在所述来料输送线的输送带上，所述托盘用于放置物料；
所述纸箱输送线采用辊道式输送带，所述纸箱输送线的装箱位设置定位机构，定位机构用于固定纸箱的位置；
隔板料仓设置在所述隔板输送线的输入端且位于其上方，吸取机构设置在隔板料仓的下方，吸取机构用于吸取隔板放置到隔板输送线，所述隔板输送线的输送线为两根平行设置的圆皮带。
2.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述滑槽板中滑槽的数量为五个，抓取单元的数量为5个。
3.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述立柱、上半段立柱分别与多组第二滑轨滑块组的两个滑块固定连接。
4.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述第2N个抓取单元中上半段立柱呈倒置的T型，上半段立柱的下端与第三滑轨滑块组中滑轨固定连接，下半段立柱与第三滑轨滑块中滑块固定连接，第三滑轨滑块组中滑轨的一端固定在抓手安装板的下端。
5.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述滑槽第一段与滑槽第二段的夹角为135度。
6.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述抓手安装板的后端面的下端安装平衡块。
7.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述抓取单元还包括竖直气缸，第2N-1个抓取单元中竖直气缸的一端安装在立柱的一端，吸盘安装在竖直气缸的输出端安装；第2N个抓取单元中竖直气缸的一端安装在下半段立柱的一端，吸盘安装在竖直气缸的输出端。
8.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述搬运机器人为三维搬运机器人。
9.根据权利要求1所述的装箱装置，其特征在于，所述隔板为质地柔软的缓冲材料制成，所述吸取机构包括竖直气缸，竖直气缸安装在所述隔板输送线的机架上，安装板安装在竖直气缸的杠杆上，若干个吸盘安装在安装板上。
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