CN108584006B - 一种用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器 - Google Patents
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Abstract
一种用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，包括连接套、连接板、底托导向气缸组件、底托组件、左右下压气缸组件、导向组件、左右连接板组件、左右夹紧气缸组件、感应组件；连接套下部与连接板中部连接，连接板的下方连接底托导向气缸组件，底托导向气缸组件下部与底托组件连接；左右下压气缸组件的上部连接连接板，底托导向气缸组件两侧分别连接左右下压气缸组件侧部。其优点是：它抓放、移动灵活且易于控制及维护；增加感应装置，使其抓箱定位精准，抓取成功率高；与纸箱接触处均使用硅胶板、聚氨酯等缓冲材料，有效保护抓取物；左右连接板组件、下压气缸组件与底托组件完美结合，有效消除了整捆纸箱的大间隙、易错位等问题，提高了定位精度及产品品质。
Description
技术领域
本发明属于机器人执行装置技术领域，具体涉及一种用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器。
背景技术
近年来，烟草行业迅速发展，现有技术中烟机上料基本上有两种：一种是人工上料，另一种是吸盘式机械手上料。其中，人工上料定位精度低、劳动强度较大，生产效率低且容易造成危险。吸盘式机械手上料主要适用于成型的纸箱等表面细致光滑、结构稳定牢固的单一产品。在转移或者码垛物体的时候，对速度也有较高的要求，防止吸盘漏气导致物体跌落。且每次只能抓取一个纸箱。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种成本低、效率高的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：包括一连接套、一连接板、一底托导向气缸组件、一底托组件、一左右下压气缸组件、一导向组件、一左右连接板组件、一左右夹紧气缸组件、一感应组件；
所述连接套下部与所述连接板中部连接，该连接处、所述连接板的下方连接所述底托导向气缸组件，所述底托导向气缸组件下部与所述底托组件连接；
所述连接板的下方、所述底托导向气缸组件的左右两侧，分别设置所述左右下压气缸组件，所述左右下压气缸组件的上部连接所述连接板，所述底托导向气缸组件两侧分别连接所述左右下压气缸组件侧部；
所述连接板的左右两端下方分别通过所述左右导向组件与所述左右连接板组件连接；所述左右连接板组件与所述左右下压气缸组件之间设置所述左右夹紧气缸组件，所述左右夹紧气缸组件一侧与所述左右连接板组件连接，另一侧与所述左右下压气缸组件连接；
所述感应组件位于所述连接板的中部的下方，所述感应组件的上部与所述连接板连接，下部直接与所抓取的纸箱表面接触；
所述感应组件包括一接近支架、一连接件、一导柱、一接触块、一限位板、一接近开关；所述接近支架上部固定于所述左右连接板组件上，所述接近支架的侧面与所述接近开关连接，所述接近支架下部的上表面与所述连接件连接；所述导柱的上方与所述限位板连接，并依次穿过所述连接件与所述接近支架，所述导柱的下方与所述接触块连接；所述导柱可在所述接近支架的固定孔内上下运动；
所述导向组件包括一直线滑轨和一滑块，所述滑块可沿所述直线滑轨横向移动；所述导向组件带动所述左右连接板组件沿着所述直线滑轨往复运动，即所述左右连接板组件同时向中心或远离中心方向移动，从而使所抓取的纸箱处于加紧或松开状态。
优选的，所述左右连接板组件包括一左右连接板、一夹板、一夹紧块、一硅胶板；所述左右连接板的外侧与所述夹板连接，所述硅胶板用胶水粘附于所述夹板上，所述加紧块分别固定于所述夹板的下方；
所述左右连接板连接所述左右导向组件，所述夹板与所述左右加紧气缸组件固定连接，所述硅胶板粘附于所述夹板上，所述夹紧块位于左右连接板的下端。
优选的，所述左右夹紧气缸组件包括一气缸固定座、一气缸、一浮动接头；所述气缸固定座上部固定连接于所述连接板上，所述气缸的尾端与所述气缸固定座相连，所述气缸的首端与所述浮动接头连接。
优选的，所述左右下压气缸组件包括一下压气缸、一下压块、一聚氨酯块；所述下压气缸的尾端固定于所述连接板上，首端与所述下压块连接；所述聚氨酯块与所述下压块连接并位于所述下压块的下部。
优选的，所述底托导向气缸组件包括一气缸座、一导向气缸；所述气缸座的上部固定于所述连接板上，其下部与所述导向气缸连接。
优选的，所述底托组件包括一铝板和一L型圆钢，所述L型圆钢焊接在所述铝板上；所述导向气缸与所述铝板用螺栓连接，用于控制所述底托组件的位置。
优选的，所述连接板为长方形的铝板，其上开设有若干个通孔、螺纹孔，用于连接所述连接套、所述底托导向气缸组件、所述左右下压气缸组件、所述左右导向组件、所述左右连接板组件、所述感应组件。
优选的，所述左右夹紧气缸组件、所述左右下压气缸组件、所述底托导向气缸组件、所述感应组件、所述左右导向组件与所述左右连接板组件间均采用螺栓连接。
优选的，所述底托导向气缸组件与所述底托组件使用螺栓连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过感应到物体后各组件间的先后动作，互相配合，分别从左右上下四个方位对其物体进行定位，从而完成转移及定位等操作；可一次性抓取一整摞纸箱（内含多个纸箱），并将其准确定位至割绳机构中，待其捆扎绳被割断去除后，再次将整摞纸箱抓取至烟机中，从而完成开箱，装箱等后续过程；既减轻工人的工作强度，降低了成本，提高了定位精度及产品品质；也避免了吸盘式抓手抓取具有间隙的一摞捆扎纸箱时，长距离移动容易使下部纸箱由于重力左右下垂，影响割绳机构对其纸箱进行割绳操作等问题，使生产线适合现代自动化的大规模生产。本发明整体结构设计精巧，抓放、移动灵活且易于控制及维护；增加感应装置，使其抓箱定位精准，抓取成功率高；与纸箱接触处均使用硅胶板、聚氨酯等缓冲材料，有效保护抓取物；左右连接板组件、下压气缸组件与底托组件完美结合，有效消除了整捆纸箱的大间隙、易错位等问题，提高了定位精度及产品品质。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1中底托组件的结构示意图；
图3是图1中左右导向组件的结构示意图；
图4是图1中左右连接板组件的结构示意图；
图5是图1中感应组件的结构示意图；
图6是图1中底托导向气缸组件的结构示意图；
图7是图1中左右下压气缸组件的结构示意图；
图8是图1中左右夹紧气缸组件的结构示意图。
图中标记为：
1、连接套；2、连接板；3、底托导向气缸组件；31、气缸座；32、导向气缸；4、底托组件；41、铝板；42、L型圆钢；5、左右下压气缸组件；51、下压气缸；52、下压块；
53、聚氨酯块；6、左右导向组件；61、直线滑轨；62、滑块；7、左右连接板组件；
71、左右连接板；72、夹板；73、夹紧块；74、硅胶板；8、左右夹紧气缸组件；
81、气缸固定座；82、气缸；83、浮动接头；9、感应组件；91、接近支架；92、连接件；
93、导柱；94、接触块；95、限位板；96、接近开关。
具体实施方式
下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：
实施例一
如图1至8所示，一种用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，包括连接套1、连接板2、底托导向气缸组件3、底托组件4、左右下压气缸组件5、左右导向组件6、左右连接板组件7、左右夹紧气缸组件8、感应组件9；连接套1的下部连接在连接板2的中部，在连接套1与连接板2的连接处、连接板2的下方连接底托导向气缸组件3，底托导向气缸组件3下部与底托组件4连接；
连接板2的下方、底托导向气缸组件3的左右两侧，分别设置左右下压气缸组件5，左右下压气缸组件5的上部连接连接板2，底托导向气缸组件3的两侧分别连接左右下压气缸组件5的侧部；
连接板2的左右两端下方分别通过左右导向组件6与左右连接板组件7连接；左右连接板组件7与左右下压气缸组件5之间设置左右夹紧气缸组件8，左右夹紧气缸组件8的一侧面与左右连接板组件7连接，另一侧与左右下压气缸组件5连接；
感应组件9位于连接板2的中部的下方，感应组件9的上部与连接板2连接，下部直接与所抓取的纸箱表面接触；
感应组件9包括接近支架91、连接件92、导柱93、接触块94、限位板95、接近开关96；接近支架91上部固定于左右连接板组件7上，接近支架91的侧面与接近开关96连接，接近支架91下部的上表面与连接件92连接；导柱93的上方与限位板95连接，并依次穿过连接件92与接近支架91，导柱93的下方与接触块94连接；导柱93可在接近支架91的固定孔内上下运动；
左右导向组件6包括直线滑轨61和滑块62，滑块62可沿直线滑轨61横向移动；左右导向组件6带动左右连接板组件7沿着直线滑轨61往复运动，即左右连接板组件7同时向连接板2的中心或远离中心方向移动，从而使所抓取的纸箱处于加紧或松开状态。
左右连接板组件7包括左右连接板71、夹板72、夹紧块73、硅胶板74；左右连接板71的外侧与夹板72连接，硅胶板74用胶水粘附于夹板72上，加紧块73分别固定于夹板72的下方；
左右连接板71连接左右导向组件6，夹板72与左右加紧气缸组件8固定连接，硅胶板74粘附于夹板72上，夹紧块73位于左右连接板71的下端。
左右夹紧气缸组件8包括气缸固定座81、气缸82、浮动接头83；气缸固定座81上部固定连接于连接板2上，气缸82的尾端与气缸固定座81相连，气缸82的首端与浮动接头83连接。
左右下压气缸组件5包括下压气缸51、下压块52、聚氨酯块53；下压气缸51的尾端固定于连接板2上，首端与下压块52连接；聚氨酯块53与下压块52连接并位于下压块52的下部。
底托导向气缸组件3包括气缸座31、导向气缸32；气缸座31的上部固定于连接板2上，其下部与导向气缸32连接。
底托组件4包括铝板41和L型圆钢42，L型圆钢42焊接在铝板41上；导向气缸32与铝板41用螺栓连接，用于控制底托组件4的位置。
连接板2为长方形的铝板，其上开设有若干个通孔、螺纹孔，用于连接连接套1、底托导向气缸组件3、左右下压气缸组件5、左右导向组件6、左右连接板组件7、感应组件9。
左右夹紧气缸组件8、左右下压气缸组件5、底托导向气缸组件3、感应组件9、左右导向组件6与连接板2间均采用螺栓连接；底托导向气缸组件3与底托组件4使用螺栓连接。
本发明的工作原理与工作过程如下：
工作原理：
利用感应组件9的感应来检测物体的相对位置，从而确定左右加紧气缸组件8及其附带的左右连接板组件7是否动作。当左右加紧气缸组件8及其附带的左右连接板组件7均向内运动时，下压气缸51的导杆处于伸出状态。反之亦然。底托组件4仅在某种特定的工作状态上才执行其辅助动作。从而完成该终端执行器的的抓取、移动、松开等操作。
工作过程：
一、如图1至8所示，整摞的纸箱（一般为每捆十件）放置到指定的位置（如托盘）上后，机器人开始动作，将终端执行器中心点位置靠近托盘上成摞纸箱的中心位置，执行器接到执行指令后，左右下压气缸组件5不动作，左右夹紧气缸组件8和底托导向气缸组件3均打开至最大行程，防止与纸箱碰撞，并逐渐接近纸箱的上表面。感应组件9上的接触块94此时处于最靠下的位置，当与纸箱接触时，感应组件9的接触块94在纸箱的反作用力的作用下开始向上移动，当感应组件9的限位块95上升至靠近接近开关96的位置时，表面纸箱的间隙消除到可控的范围内，左右夹紧气缸组件8开始动作，带动滑块62、左右连接板71及其附件向内侧移动，纸箱的左右侧面将被夹紧。底托导向气缸组3中的导向气缸32的导杆将带动底托组件4开始收回，到达指定行程时将会与纸箱的前侧面接触。左右加紧气缸组件8固定了纸箱的左右侧面，底托导向气缸组件3固定了纸箱的前侧面。
左右下压气缸组件5会在左右夹紧气缸组件8动作后延迟0.5秒左右开始动作，在其下压气缸51的带动下，其附件下压块52和聚氨酯块53下移，并紧紧压住纸箱的上表面。上述动作结束后，机器人手臂带动该执行器及整摞的纸箱离开指定位置（如托盘）并向割绳机构靠近；终端执行器在机器人手臂的带动下，将整摞纸箱放置于一个指定的倾斜面上时，前侧面位于底端。此时纸箱三侧均被定位。待割绳机构感应到该纸箱后执行动作将该摞纸箱完全固定。该终端执行器按照与抓取过程相反的顺序依次对气缸进行动作，松开纸箱并回到机器人的初始位置。
二、当割绳机构将捆扎纸箱的绳子割断后，机器人的终端执行器再次将中心点靠近固定于割绳机构上的纸箱的中心位置。移动过程中，除左右下压气缸组件5不动作外，导向气缸32和气缸82均打开至最大行程；然后感应组件9上的接触块94再次与纸箱接触，感应组件9的接触块94在纸箱的反作用力的作用下开始向相反移动，当感应组件9的限位块94上升至靠近接近开关96的位置时，表明纸箱的间隙消除到可控的范围内，左右夹紧气缸组件8开始动作，带动滑块62、左右连接板71及其附件向内侧移动。纸箱的左右侧将被夹紧。底托导向气缸组件3中导向气缸32的导杆将带动底托组件4开始收回，到达指定行程时将会与纸箱的前侧面接触。左右加紧气缸组件8固定了纸箱的左右侧面，底托导向气缸组件3固定了纸箱的前侧面。左右下压气缸组件5会在左右夹紧气缸组件8动作后延迟0.5秒左右开始动作，在其下压气缸51的带动下，其附件下压块52和聚氨酯块53下移，并紧紧压住纸箱的上表面。底托导向气缸组件3带动底托组件4开始收回，并从底端将纸箱托起。此时纸箱已经被该终端执行器完全固定，割绳机构上固定该纸箱的定位机构将回复原位；纸箱再次被终端执行器抓起后远离割绳机构，并逐渐向烟草装箱机靠近；当到达烟草装箱机的指定位置后，终端执行器的所有气缸按照与抓取过程相反的顺序依次动作，松开纸箱后回复到机器人的初始位置。
此抓取过程实现了捆扎纸箱的一个周期动作，即完成了两次的搬运过程。该过程操作简便，定位精确，实现了困扎纸箱的自动化搬运，提高了自动化水平，降低了人工劳动强度，节约了成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：包括一连接套、一连接板、一底托导向气缸组件、一底托组件、一左右下压气缸组件、一左右导向组件、一左右连接板组件、一左右夹紧气缸组件、一感应组件；
所述连接套下部与所述连接板中部连接，所述底托导向气缸组件位于该连接处、所述连接板的下方并与连接，所述底托导向气缸组件下部与所述底托组件连接；
所述连接板的下方、所述底托导向气缸组件的左右两侧，分别设置所述左右下压气缸组件，所述左右下压气缸组件的上部连接所述连接板，所述底托导向气缸组件两侧分别连接所述左右下压气缸组件侧部；
所述连接板的左右两端下方分别通过所述左右导向组件与所述左右连接板组件连接；所述左右连接板组件与所述左右下压气缸组件之间设置所述左右夹紧气缸组件，所述左右夹紧气缸组件一侧与所述左右连接板组件连接，另一侧与所述左右下压气缸组件连接；所述左右下压气缸组件会在所述左右夹紧气缸组件动作后延迟0.5秒左右开始动作；
所述感应组件位于所述连接板的中部的下方，所述感应组件的上部与所述连接板连接，下部直接与所抓取的纸箱表面接触；
所述感应组件包括一接近支架、一连接件、一导柱、一接触块、一限位板、一接近开关；所述接近支架上部固定于所述左右连接板组件上，所述接近支架的侧面与所述接近开关连接，所述接近支架下部的上表面与所述连接件连接；所述导柱的上方与所述限位板连接，并依次穿过所述连接件与所述接近支架，所述导柱的下方与所述接触块连接；所述导柱可在所述接近支架的固定孔内上下运动；
所述左右导向组件包括一直线滑轨和一滑块，所述滑块可沿所述直线滑轨横向移动；所述左右导向组件带动所述左右连接板组件沿着所述直线滑轨往复运动，即所述左右连接板组件同时向中心或远离中心方向移动，从而使所抓取的纸箱处于夹紧或松开状态。
2.根据权利要求1所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述左右连接板组件包括一左右连接板、一夹板、一夹紧块、一硅胶板；所述左右连接板的外侧与所述夹板连接，所述硅胶板用胶水粘附于所述夹板上，所述夹紧块分别固定于所述夹板的下方；
所述左右连接板连接所述左右导向组件，所述夹板与所述左右夹紧气缸组件固定连接，所述硅胶板粘附于所述夹板上，所述夹紧块位于左右连接板的下端。
3.根据权利要求2所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述左右夹紧气缸组件包括一气缸固定座、一气缸、一浮动接头；所述气缸固定座上部固定连接于所述连接板上，所述气缸的尾端与所述气缸固定座相连，所述气缸的首端与所述浮动接头连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述下压气缸组件包括一下压气缸、一下压块、一聚氨酯块；所述下压气缸的尾端固定于所述连接板上，首端与所述下压块连接；所述聚氨酯块与所述下压块连接并位于所述下压块的下部。
5.根据权利要求4所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述底托导向气缸组件包括一气缸座、一导向气缸；所述气缸座的上部固定于所述连接板上，其下部与所述导向气缸连接。
6.根据权利要求5所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述底托组件包括一铝板和一L型圆钢，所述L型圆钢焊接在所述铝板上；所述导向气缸与所述铝板用螺栓连接，用于控制所述底托组件的位置。
7.根据权利要求6所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述连接板为长方形的铝板，其上开设有若干个通孔、螺纹孔，用于连接所述连接套、所述底托导向气缸组件、所述左右下压气缸组件、所述左右导向组件、所述左右连接板组件、所述感应组件。
8.根据权利要求7所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述左右夹紧气缸组件、所述左右下压气缸组件、所述底托导向气缸组件、所述感应组件、所述左右导向组件与所述左右连接板组件间均采用螺栓连接。
9.根据权利要求8所述的用于烟草装箱机全自动割绳上箱的机器人终端执行器，其特征在于：所述底托导向气缸组件与所述底托组件使用螺栓连接。
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2018
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