CN108674979A - 自动分拣下料五自由度的码垛机械手 - Google Patents

自动分拣下料五自由度的码垛机械手 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动分拣下料五自由度的码垛机械手，旨在提供一种具有能够自动对不同型号的纸箱进行分拣、存放和打包，减少人力投入，增加生产效率的优点的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其技术方案要点是，包括用于若干个存放不同型号纸箱的安置桌和位于安置桌之间的用于运送纸箱的传送机构，传送机构一侧设有自动下料组件，自动下料组件包括机架、托盘、分拣机构和搬运机械手，每个托盘上均设有扫码件，机架内的传送机构上设有对应设置的读码件，能够将生产的不同型号和不同大小的纸箱自动运输并搬运至指定托盘上进行打包，能够自动对纸箱进行分拣和存放，大大减少了人力的投入，增加了生产效率，不易对操作人员的操作安全产生影响。

Description

自动分拣下料五自由度的码垛机械手
技术领域
本发明涉及纸箱生产设备领域，具体涉及一种自动分拣下料五自由度的码垛机械手。
背景技术
纸箱是应用最广泛的包装制品，按用料不同，有瓦楞纸箱、单层纸板箱等，有各种规格和型号。纸箱作为现代物流运输和存储中必 不可少的一部分，也承担着容装、保护产品、美观等重要责任，因此，包装纸箱的物理性能指 标则成为其质量评估的依据。
常用的纸箱有三层、五层，七层使用较少，各层分为里纸、瓦楞纸、芯纸、面纸，里、面纸有茶板纸、牛皮纸，芯纸用瓦楞纸，各种纸的颜色和手感都不一样，不同厂家生产的纸也不同。
瓦楞纸板是由面纸、里纸、芯纸和加工成波形瓦楞的瓦楞纸通过粘合而成。根据商品包装的需求，瓦楞纸板可以加工成单面瓦楞纸板、三层瓦楞纸板、五层、七层、十一层等瓦楞纸板。
不同波纹形状的瓦楞，粘结成的瓦楞纸板的功能也有所不同。即使使用同样质量的面纸和里纸，由于楞形的差异，构成的瓦楞纸板的性能也有一定区别。国际上通用的瓦楞楞形分为四种，它们分别是A型楞、C型楞、B型楞和E型楞。A型楞制成的瓦楞纸板具有较好的缓冲性，富有一定的弹性，C型楞较A型楞次之。但挺度和抗冲击性优于A型楞；B型楞排列密度大，制成的瓦楞纸板表面平整，承压力高，适于印刷；E型楞由于薄而密，更呈现了它的刚强度。
随着现代化工业的发展，纸箱的生产通常由机械自动完成，能够很大程度上地减少人力资源的投入。
目前，公开号为CN203198301U的中国专利公开了一种自动纸箱成型机，它包括纸板运输机、开箱机和纸箱运输机，所述开箱机包括吸盘机构和摆杆机构，吸盘机构上方设置挡板支架；所述纸板运输机前设置纸板上料装置，所述纸箱运输机后设置纸箱下料装置，所述纸板运输机两侧的上方设置有输送导杆。
这种自动纸箱成型机虽然能够解决现有技术的不足，通过优化开箱机，增加上下料装置、挡板支架和输送导杆，提高生产效率和良率，节约生产成本，但是由于客户要求不同，在生产不同型号的纸箱时，需要人工对不同型号大小的纸箱进行分拣和打包，所需人力较多，容易出错，严重影响了生产效率，在工作过程中还容易危及操作人员的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其具有能够自动对不同型号的纸箱进行分拣、存放和打包，减少人力投入，增加生产效率的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种自动分拣下料五自由度的码垛机械手，包括用于若干个存放不同型号纸箱的安置桌和位于安置桌之间的用于运送纸箱的传送机构，传送机构一侧设有自动下料组件，自动下料组件包括
机架，机架一侧设有龙门桁架，传送机构穿过龙门桁架且连接至机架内；
托盘，于机架内传送机构的两侧设有若干个，两侧的托盘对应设置，用于放置分拣后不同型号大小的纸箱；
分拣机构，包括对应传送机构设置的搬运机械手，用于抓取纸箱；分拣机构还包括设于机架上的驱动机构，用于带动搬运机械手将对应纸箱运送至对应托盘；
搬运机械手包括长方形的抓取板和滑动连接在抓取板四角的夹爪，夹爪通过滑块滑移连接在抓取板上，抓取板上还设有驱动电机和驱动丝杠，驱动丝杠连接在驱动电机的输出轴上并穿透两块对应的滑块，用于改变相邻两个夹爪之间的间距；
每个托盘上均设有扫码件，机架内的传送机构上设有对应设置的读码件。
通过采用上述技术方案，不同的纸箱放在不同的安置桌上，操作人员将纸箱置于传送机构上之后，扫码件读取对应纸箱的信息，将纸箱的分类信息传送至中控处，当传送机构将纸箱传递至机架内时，读码件读取纸箱信息，中控处控制驱动机构，使驱动机构带动搬运机械手，将纸箱运送至不同的托盘上进行分类存放和打包。
驱动机构能够带动搬运机械手在X、Y、Z轴方向滑移，以及绕自身圆周方向旋转，一共五个自由度，能够方便搬运机械手将纸箱置于指定位置。而这种机械搬运手的结构较为简单，制作成本较低。
如此能够将生产的不同型号和不同大小的纸箱自动运输并搬运至指定托盘上进行打包，能够自动对纸箱进行分拣和存放，大大减少了人力的投入，增加了生产效率，同时操作人员进行操作时不容易产生失误，且不易对操作人员的操作安全产生影响。
进一步设置：驱动丝杠上对称设有两段方向相反的螺纹段，处于同一驱动丝杠上的两个滑块分别位于两个螺纹段内。
通过采用上述技术方案，驱动电机带动驱动丝杠旋转，两个滑块位于两个螺纹段内并与驱动丝杠螺纹连接，驱动丝杠旋转，不同方向的螺纹段就能够带动滑块朝相反的方向滑移，从而使滑块带动的夹爪完成纸箱的夹持与放松。
进一步设置：驱动机构包括沿传送机构方向延伸的Y轴滑轨，Y轴滑轨上滑动连接有安装盘，水平滑轨内设有用于驱动安装盘沿Y轴方向滑移的Y轴拖链以及用于驱动Y轴拖链活动的Y轴电机。
通过采用上述技术方案，Y轴电机的输出轴旋转，带动Y轴拖链活动，从而带动滑移连接在Y轴滑轨上的安装盘在Y轴上滑移，完成搬运机械手在Y轴方向上活动的控制。
进一步设置：驱动机构包括垂直方向上滑移连接在安装盘上并穿透安装盘设置的Z轴滑轨，Z轴滑轨朝向地面一侧通过旋转件与搬运机械手连接，Z轴滑轨上设有连接在安装盘上的Z轴拖链，Z轴拖链通过设于Y轴滑轨上的Z轴电机驱动。
通过采用上述技术方案，Z轴电机的输出轴旋转，带动Z轴拖链活动，从而带着Z轴滑轨沿着Z轴方向滑移，从而完成搬运机械手在Z轴方向上活动的控制。
进一步设置：旋转件包括旋转盘、固定在旋转盘上的扇形连接件，扇形连接件朝向圆心的一侧与旋转盘连接，安装盘上设有驱动气缸，驱动气缸的输出轴铰接在扇形连接件的一角，Z轴滑轨末端铰接在扇形连接件的另一角。
通过采用上述技术方案，当需要改变搬运机械手的抓取角度时，操作人员可以启动驱动气缸，由于驱动气缸与扇形连接件铰接，且扇形连接件同时与Z轴滑轨铰接，且与旋转盘固定，因此当驱动气缸的输出轴伸缩时就能够带动扇形连接件和旋转盘在Z滑轨上旋转，达到改鬓搬运机械手抓取角度的目的。
进一步设置：龙门桁架和机架上平行于龙门桁架的顶边上均设有X轴滑轨，Y轴滑轨的两端分别滑移连接在龙门桁架和机架上，并通过设于龙门桁架和机架上的X轴拖链带动滑移。
通过采用上述技术方案，能够实现搬运机械手在X轴上的滑移。
进一步设置：托盘包括底板、背板和侧板，托盘整体呈三棱柱形状设置，底板相邻背板的两侧设有定位块，地板上远离背板的一侧设有防倒块。
通过采用上述技术方案，背板、侧板和底板的设置能够使托盘处于较为稳定的状态，同时定位块和防倒块的设置能够增加底板的重量，避免纸箱堆叠高度过大后托盘的倾倒。
进一步设置：传送机构包括传送架和若干根转动连接在传送架上的相互平行的传送辊，传送架上还设有传动电机，用于带动传送辊同步旋转。
通过采用上述技术方案，传动电机带动传送辊同步旋转，就能够将纸箱从安置桌的位置运送到机架内进行存放。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
能够将生产的不同型号和不同大小的纸箱自动运输并搬运至指定托盘上进行打包，能够自动对纸箱进行分拣和存放，大大减少了人力的投入，增加了生产效率，同时操作人员进行操作时不容易产生失误，且不易对操作人员的操作安全产生影响。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例1中用于显示传送机构的示意图；
图3是实施例1中用于显示分拣机构的示意图；
图4是实施例1中用于显示驱动机构的示意图；
图5是实施例1中搬运机械手的结构示意图。
图中，1、安置桌；11、扫码件；2、传送机构；21、读码件；22、传送架；23、传送辊；24、传动电机；3、自动下料组件；31、机架；32、托盘；321、底板；322、背板；323、侧板；324、定位块；325、防倒块；33、龙门桁架；4、分拣机构；41、搬运机械手；42、夹爪；43、驱动电机；44、驱动丝杠；45、抓取板；46、滑块；5、驱动机构；51、Y轴滑轨；52、安装盘；53、Y轴拖链；54、Y轴电机；55、Z轴滑轨；56、Z轴拖链；57、Z轴电机；58、X轴滑轨；59、X轴拖链；6、旋转件；61、扇形连接件；62、驱动气缸；63、旋转盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本发明所采用的技术方案是：
实施例1，一种自动分拣下料五自由度的码垛机械手，如图1所示，其包括右侧的机架31、中间的传送机构2和左侧的安置桌1，安置桌1围绕传送机构2的两侧整列设置有若干个，靠近传送机构2的安置桌1上均设有扫码件11。传送机构2水平设置，自安置桌1位置延伸至机架31内，能够将安置桌1上的纸箱运送至机架31内进行分拣和叠放。
如图2和图3所示，送机构包括传送架22，传送架22从安置桌1位置延伸至机架31中间，传送架22上还设有若干根相互平行的传送辊23，传送辊23转动连接在传送架22上，传送架22上还是而又传动电机24，用于带动传送辊23同步旋转。机架31上朝向传送机构2的一侧设有龙门桁架33，传送架22从龙门桁架33延伸至机架31内。
如图2、图3和图4所示，机架31内靠近传送机构2的一侧设有自动下料组件3，自动下料组件3包括于机架31内对应设置在传送架22两侧的托盘32，托盘32设有若干个，用于放置分拣后不同型号大小的纸箱。自动下料组件3还包括设于机架31上的分拣机构4，分拣机构4包括对应传送机构2设置的搬运机械手41，用于抓取纸箱；分拣机构4还包括设于机架31上的驱动机构5，用于带动搬运机械手41将对应纸箱运送至对应托盘32。
如图2、图3和图4所示，机架31内的传送加上设有与扫描件对应设置的读码件21，驱动机构5包括沿传送机构2方向延伸的Y轴滑轨51，Y轴滑轨51上滑动连接有安装盘52，水平滑轨内设有用于驱动安装盘52沿Y轴方向滑移的Y轴拖链53以及用于驱动Y轴拖链53活动的Y轴电机54。
如图2、图3和图4所示，驱动机构5包括垂直方向上滑移连接在安装盘52上并穿透安装盘52设置的Z轴滑轨55，Z轴滑轨55朝向地面一侧通过旋转件6与搬运机械手41连接，Z轴滑轨55上设有连接在安装盘52上的Z轴拖链56，Z轴拖链56通过设于Z轴上的Z轴电机57驱动。
如图2、图3和图4所示，龙门桁架33和机架31上平行于龙门桁架33的顶边上均设有X轴滑轨58，Y轴滑轨51的两端分别滑移连接在龙门桁架33和机架31上，并通过设于龙门桁架33和机架31上的X轴拖链59带动滑移。
如图2、图3和图4所示，旋转件6包括旋转盘63、固定在旋转盘63上的扇形连接件61，扇形连接件61朝向圆心的一侧与旋转盘63连接，安装盘52上设有驱动气缸62，驱动气缸62的输出轴铰接在扇形连接件61的一角，Z轴滑轨55末端铰接在扇形连接件61的另一角。
如图4和图5所示，托盘32包括底板321、背板322和侧板323，托盘32整体呈三棱柱形状设置，底板321相邻背板322的两侧设有定位块324，地板上远离背板322的一侧设有防倒块325。搬运机械手41包括长方形的抓取板45和滑动连接在抓取板45四角的夹爪42，夹爪42通过滑块46滑移连接在抓取板45上，抓取板45上还设有驱动电机43和驱动丝杠44，驱动丝杠44连接在驱动电机43的输出轴上并穿透两块对应的滑块46，用于改变相邻两个夹爪42之间的间距。驱动丝杠44上对称设有两段方向相反的螺纹段，处于同一驱动丝杠44上的两个滑块46分别位于两个螺纹段内。
不同的纸箱放在不同的安置桌1上，操作人员将纸箱置于传送机构2上之后，扫码件11读取对应纸箱的信息，将纸箱的分类信息传送至中控处，当传送机构2将纸箱传递至机架31内时，读码件21读取纸箱信息，中控处控制驱动机构5，使驱动机构5带动搬运机械手41，将纸箱运送至不同的托盘32上进行分类存放和打包。
驱动机构5能够带动搬运机械手41在X、Y、Z轴方向滑移，以及绕自身圆周方向旋转，一共五个自由度，能够方便搬运机械手41将纸箱置于指定位置。
以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种自动分拣下料五自由度的码垛机械手，包括用于若干个存放不同型号纸箱的安置桌(1)和位于安置桌(1)之间的用于运送纸箱的传送机构(2)，其特征在于：所述传送机构(2)一侧设有自动下料组件(3)，自动下料组件(3)包括机架(31)，机架(31)一侧设有龙门桁架(33)，传送机构(2)穿过龙门桁架(33)且连接至机架(31)内；托盘(32)，于机架(31)内传送机构(2)的两侧设有若干个，两侧的托盘(32)对应设置，用于放置分拣后不同型号大小的纸箱；分拣机构(4)，包括对应传送机构(2)设置的搬运机械手(41)，用于抓取纸箱；分拣机构(4)还包括设于机架(31)上的驱动机构(5)，用于带动搬运机械手(41)将对应纸箱运送至对应托盘(32)；搬运机械手(41)包括长方形的抓取板(45)和滑动连接在抓取板(45)四角的夹爪(42)，夹爪(42)通过滑块(46)滑移连接在抓取板(45)上，抓取板(45)上还设有驱动电机(43)和驱动丝杠(44)，驱动丝杠(44)连接在驱动电机(43)的输出轴上并穿透两块对应的滑块(46)，用于改变相邻两个夹爪(42)之间的间距；每个托盘(32)上均设有扫码件(11)，机架(31)内的传送机构(2)上设有对应设置的读码件(21)。
2.根据权利要求1所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述驱动丝杠(44)上对称设有两段方向相反的螺纹段，处于同一驱动丝杠(44)上的两个滑块(46)分别位于两个螺纹段内。
3.根据权利要求1所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述驱动机构(5)包括沿传送机构(2)方向延伸的Y轴滑轨(51)，Y轴滑轨(51)上滑动连接有安装盘(52)，水平滑轨内设有用于驱动安装盘(52)沿Y轴方向滑移的Y轴拖链(53)以及用于驱动Y轴拖链(53)活动的Y轴电机(54)。
4.根据权利要求3所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述驱动机构(5)包括垂直方向上滑移连接在安装盘(52)上并穿透安装盘(52)设置的Z轴滑轨(55)，Z轴滑轨(55)朝向地面一侧通过旋转件(6)与搬运机械手(41)连接，Z轴滑轨(55)上设有连接在安装盘(52)上的Z轴拖链(56)，Z轴拖链(56)通过设于Y轴滑轨(51)上的Z轴电机(57)驱动。
5.根据权利要求4所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述旋转件(6)包括旋转盘(63)、固定在旋转盘(63)上的扇形连接件(61)，扇形连接件(61)朝向圆心的一侧与旋转盘(63)连接，安装盘(52)上设有驱动气缸(62)，驱动气缸(62)的输出轴铰接在扇形连接件(61)的一角，Z轴滑轨(55)末端铰接在扇形连接件(61)的另一角。
6.根据权利要求5所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述龙门桁架(33)和机架(31)上平行于龙门桁架(33)的顶边上均设有X轴滑轨(58)，Y轴滑轨(51)的两端分别滑移连接在龙门桁架(33)和机架(31)上，并通过设于龙门桁架(33)和机架(31)上的X轴拖链(59)带动滑移。
7.根据权利要求1所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述托盘(32)包括底板(321)、背板(322)和侧板(323)，托盘(32)整体呈三棱柱形状设置，底板(321)相邻背板(322)的两侧设有定位块(324)，地板上远离背板(322)的一侧设有防倒块(325)。
8.根据权利要求7所述的自动分拣下料五自由度的码垛机械手，其特征在于：所述传送机构(2)包括传送架(22)和若干根转动连接在传送架(22)上的相互平行的传送辊(23)，传送架(22)上还设有传动电机(24)，用于带动传送辊(23)同步旋转。
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