CN110002220A - 胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，包括基座，基座上设置有组合式机械臂，组合式机械臂端部通过水平旋转关节连接有第一安装座，第一安装座上设置有驱动水平旋转关节水平旋转的第一动力源，第一安装座两侧对称设置有一对组合式调节臂，两组合式调节臂下部对称设置有一对机械手。本发明优点在于结构紧凑，稳定性好，运行灵活，只需一台本智能收纸机器人即可满足收纸工序中的纸板拾取、翻转、堆码、压板取放和底托板的放置作业，占地面积小，作业空间大，降低了投资成本；两机械手的间距可自由主动调节，能够满足不同规格纸板的作业需求，使本智能收纸机器人能够与多种不同规格的胶印瓦楞贴面机配套使用，适用范围广。

Description

胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人

技术领域

本发明涉及胶印瓦楞纸板领域，尤其是涉及一种胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人。

背景技术

在胶印瓦楞包装行业，胶印面纸和瓦楞纸片为分别生产的，因而给瓦楞片贴胶印面纸的工艺是胶印瓦楞包装行业必不可少、最基本的加工工艺，该工艺是利用专用的胶印瓦楞贴面机将面纸裱贴在在瓦楞片上，然后再将胶印后的高湿度瓦楞纸板堆码干燥一定时间后得到待模切的干燥纸板。传统胶印瓦楞纸板的收纸方式均为人工收集、点数、整理、堆码。为了提高产品的利润率，加工设备的幅面变得越来越大，胶印瓦楞贴面机的生产效率也越来越高，胶印瓦楞贴面机的出纸速度也越来越快，对工人收纸、整理速度要求越来越高，因此，在收纸作业时工人完全不能停手歇息，劳动强度巨大；并且由于人工整理效率低，传统人工收纸方式根本无法适应高速胶印瓦楞贴面机生产的需求，尤其是无法满足自动化车间及未来智能化工厂的需求。

为解决上述技术问题，一些设备企业也曾研发了成套的半自动收纸设备，但是由于瓦楞纸板收纸工序非常复杂、要想合格地完成作业需求，就必须配套所有工艺都完善的设备，导致半自动收纸设备结构复杂，体积庞大，价格昂贵，尤其是占地面积大，只能适用于新建车间，对于胶印瓦楞行业来说其适用范围非常小。因而，全球范围内的胶印瓦楞行业依然选用传统的人工收纸作业方式。所以，如何设计一种作业空间大，适用范围广，运行及转运灵活，能够实现纸板的自动转场、翻转、堆码作业、取放压板和底托板的收纸机器人是本领域技术人员亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，不仅实现了纸板的灵活转移和翻转，还实现了纸板的自动堆码，尤其是与各种胶印瓦楞贴面机配套使用，适用范围广。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，包括基座，所述基座上设置有具有水平旋转、前后调整和升降作用的组合式机械臂，在所述组合式机械臂的端部通过水平旋转关节连接有第一安装座，所述第一安装座上设置有驱动所述水平旋转关节水平旋转的第一动力源，第一安装座两侧对称设置有一对结构相同的组合式调节臂，两所述组合式调节臂下部对称设置有一对结构相同的机械手。

所述组合式机械臂包括设置在所述基座上的旋转平台，所述旋转平台顶部固连有安装架，所述安装架的竖板上转动设置有自其底部倾斜向后设置的前后动作力臂，所述前后动作力臂上端部转动设置有第一升降力臂，所述第一升降力臂上端部转动设置有第二升降力臂，所述水平旋转关节上部转动设置在所述第二升降力臂端部的垂直保持关节上。

在所述安装架的水平板上设置有主力臂缓冲器。

所述第一安装座的侧壁上对称设置有收放关节，所述组合式调节臂包括转动设置在所述收放关节上的肩立臂和转动设置在所述肩立臂底部的肘立臂，所述肘立臂底部固连有第二安装座，所述机械手设置在所述第二安装座上。

所述第二安装座底部设置有用于检测待拾取纸板和堆码方位及高度的高度视觉定位探头。

所述机械手包括由第一电机驱动转动的旋转板，所述旋转板内部穿固有安装轴，所述安装轴上间隔铰接有由第二动力源驱动的上动力臂和由第三动力源驱动的下动力臂，所述上动力臂上水平连接有上夹板，所述下动力臂上水平连接有与所述上夹板相对应的下夹板。

所述旋转板内侧面间隔开设有与所述上动力臂配合的第一限位孔和与所述下动力臂配合的第二限位孔。

在位于所述旋转板两侧的所述第二安装座端部对应设置有一对由第四动力源驱动往返平移的驱动杆，固连在所述驱动杆上的挡板表面设置有用于检测堆码信息的挡板压力传感器。

本发明优点在于结构紧凑，稳定性好，运行灵活，只需一台本智能收纸机器人即可满足收纸工序中的纸板拾取、翻转、堆码、压板取放和底托板的放置作业，占地面积小，作业空间大，降低了投资成本；同时两机械手的间距可自由主动调节，能够满足不同规格纸板的作业需求，使本智能收纸机器人能够与多种不同规格的胶印瓦楞贴面机配套使用，适用范围广。本发明与申请人提出的全自动瓦楞纸板收纸整理机配套使用，完全避免人工干预，实现了胶印瓦楞贴面机的自动化收纸作业，提高了工作效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A部的放大结构示意图。

图3是图1中B部的放大结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的如图1所示，胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，包括基座1，基座1上设置有具有水平旋转、前后调整和升降作用的组合式机械臂，以确保机械手的最大作业空间；在组合式机械臂的端部通过水平旋转关节2连接有第一安装座3，第一安装座3上设置有驱动水平旋转关节2水平旋转的第一动力源4（第一动力源4为电机），通过第一动力源驱动水平旋转关节2的水平旋转；第一安装座3两侧对称设置有一对结构相同的组合式调节臂，两组合式调节臂下部对称设置有一对结构相同的机械手，两组合式调节臂用于调整两机械手的间距，以满足不同宽幅纸板的拾取需求。

如图1所示，组合式机械臂包括设置在基座1上的旋转平台501，旋转平台501外部套装有套筒507，套筒507内设置有驱动旋转平台501在水平面内转动的减速电机，减速电机工作时可带动组合式机械臂和机械手水平转动，满足不同方位的作业需求；旋转平台501顶部固连有安装架502，所述安装架502的竖板上转动设置有前后动作力臂503，前后动作力臂503自其底部倾斜向后设置，不仅可满足机械手在前后空间内的作业需求，还可保证本收纸机器人的重心与基座1的距离最小，确保稳定性；前后动作力臂503上端部转动设置有由第三电机509驱动的第一升降力臂504，第一升降力臂504上端部转动设置有由第四电机510驱动的第二升降力臂505，第一升降力臂504和前后动作力臂503配合同步调整机械手高度，第二升降力臂505配合第一升降力臂504同步对机械手高度进行调整，不仅能保证机械手的作业空间最大化，还能保证机械手高度的精准度；水平旋转关节2上部转动设置在第二升降力臂505端部的垂直保持关节506上，垂直保持关节506上设置有驱动水平旋转关节转动的第五电机511，保证两机械手的垂直度。

如图1所示，为保证稳定性，在安装架502的水平板上设置有主力臂缓冲器507，用以缓冲组合式机械臂高速转动作业的惯性给减速电机带来的冲击力。

如图1、3所示，第一安装座3的侧壁上对称设置有收放关节6，组合式调节臂包括转动设置在收放关节6上的肩立臂701和转动设置在肩立臂701底部的肘立臂702，收放关节6上设置有驱动肩立臂701转动的第六电机704，肩立臂701底部设置有驱动肘立臂702转动的第七电机705，第六电机704驱动肩立臂701向上旋转或向下旋转，第七电机705保证第六电机704动作时使肘立臂702处于竖直状态，在肩立臂701调节两机械手间距的同时保证两机械手始终处于同一水平面，以满足不同规格纸板的拾取需求；

如图3所示，肘立臂702底部固连有第二安装座703，机械手设置在第二安装座703上，机械手包括由第一电机801驱动转动的旋转板802，旋转板802转动设置在第二安装座703的内侧，旋转板802内部穿固有安装轴803，安装轴803上间隔铰接有一对由第二动力源804（第二动力源804为电动推杆，当然也可以气缸、液压缸等直线传动机构）驱动的上动力臂805和一对由第三动力源（第三动力源为电动推杆，当然也可以是气缸、液压缸等直线传动机构）驱动的下动力臂806，上动力臂805上水平连接有上夹板807，下动力臂806上水平连接有与上夹板807上下对应的下夹板808，旋转板802内侧面间隔开设有与上动力臂805配合的第一限位孔809和与下动力臂806配合的第二限位孔810，第二动力源804和第三动力源同时工作实现上夹板807和下夹板808的张开与闭合；工作时第一电机801通过旋转板802带动上夹板807和下夹板808同时翻转180°，实现机械手上待堆码纸板的翻转作业。

如图3所示，为保证机械手的下夹板808顺利从堆码纸堆上退出，在位于旋转板802两侧的第二安装座703端部对应设置有一对由第四动力源驱动往返平移的驱动杆811，第四动力源为由第八电机814驱动的蜗轮蜗杆副（当然也可以是电机驱动的丝杆或电动推杆、气缸等直线驱动机构），固连在驱动杆811上的挡板812表面设置有用于检测堆码信息的挡板压力传感器813，当机械手抓取的纸板精准放置在指定堆放纸堆后，第四动力源通过驱动杆811带动挡板812向堆码纸堆移动，直至挡板压力传感器813检测到的压力信号达到设定标准时第四动力源停止工作，使四个挡板812同时顶紧堆码纸堆，为下夹板808顺利退出提供反作用力；两肩立臂701和第八电机814同步动作，使得机械手顺利从堆码纸堆上快速抽离，完成一叠纸板的堆码作业；

如图3所示，第二安装座703底部设置有用于检测待拾取纸板及堆码方位和高度的视觉定位探头9，以精准控制机械手与待拾取纸板以及堆码纸堆顶部的距离，保证机械手上的待堆码纸板与堆码纸堆的位置完全一致，进一步保证待堆码纸板的堆放精度。

工作时，本发明与申请人提出的全自动胶印瓦楞纸板收纸整理机配套使用，整理机将由胶印瓦楞贴面机出来的纸板叠摞在一起后整理整齐，为机器人堆码做好准备工作；

纸板整理整齐后， 第二电机508、第三电机509和第四电机510同时动作，使机械手向其下方的待堆码纸板移动，在机械手下降的同时第六电机704和第七电机705同时工作，调整两机械手之间的间距，使得两机械手的间距大于待堆码纸板的宽度，保证机械手顺利下降；当机械手高度与待堆码纸板高度完全一致时，组合式机械臂停止工作；第二动力源804和第三动力源同时动作，第二动力源804带动上夹板807逆时针向上旋转，第三动力源带动下夹板808顺时针向下旋转，使上夹板807和下夹板808处于张开状态，然后再通过第六电机704和第七电机705调整机械手的位置，使两机械手均向待堆码纸板移动，直至待堆码纸板的端部完全卡入上夹板807和下夹板808支架内的空间内；然后第二动力源804和第三动力源同时动作，使上夹板807和下夹板808处于闭合状态并紧紧夹持并提起待堆码纸板，完成待堆码纸板的拾取作业；

机械手拾取待堆码纸板后立即进行转场作业，第二电机508、第三电机509和第四电机510同时动作，使机械手将待堆码纸板提起至预定高度，旋转平台501下方的减速电机工作，使机械手转动至堆码区上方；当待堆码纸板为需要翻转作业时，在机械手转场过程中第一电机801工作，第一电机801带动旋转板802在竖直平面内翻转180°，使待堆码纸板随其翻转180°，待堆码纸板转场到位后，待堆码纸板与堆码区的堆码纸堆上下完全对应，实现待堆码纸板的转场和翻转作业若待堆码纸板无需翻转作业，只需将纸板直接转移至堆码纸堆上方即可；

待堆码纸板到达堆码纸堆上方后，方位及高度视觉定位探头9实时待堆码纸板底部与堆码纸堆顶部之间的距离并进行精准定位，第二电机508、第三电机509和第四电机510同时动作，使机械手带动待堆码纸板稳定、匀速下降，直至待堆码纸板完全叠放在堆码纸堆后机械手停止下降；同步地，第四动力源工作使挡板812向堆码纸堆移动，直至挡板压力传感器813检测到的压力信号达到预设标准时挡板812停止前进，四个挡板812同时顶紧堆码纸堆，然后第六电机704和第七电机705工作，使机械手顺利从堆码纸堆上抽出，完成一叠纸板的堆码作业；机械手抽出后，本智能收纸机器人恢复至原始待机状态，拾取下一叠待堆码的纸板；当堆码纸堆高度达到设定高度时，本智能收纸机器人从本申请提出的胶印瓦楞贴面机收纸纸堆压板自动供板机上拾取一块压板盖在堆码纸堆的顶部，并随即启动自动物流系统，将堆码纸堆通过生产车间的智能物流系统运送至指定的存储区暂存；当堆码区空出堆码位后，本智能收纸机器人拾取一块底托板放置在堆码区的物流轨道上，继续进行下一个堆码作业。

Claims (8)

1.一种胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：包括基座（1），所述基座（1）上设置有具有水平旋转、前后调整和升降作用的组合式机械臂，在所述组合式机械臂的端部通过水平旋转关节（2）连接有第一安装座（3），所述第一安装座（3）上设置有驱动所述水平旋转关节（2）水平旋转的第一动力源（4），第一安装座（3）两侧对称设置有一对结构相同的组合式调节臂，两所述组合式调节臂下部对称设置有一对结构相同的机械手。

2.根据权利要求1所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：所述组合式机械臂包括设置在所述基座（1）上的旋转平台（501），所述旋转平台（501）顶部固连有安装架（502），所述安装架（502）的竖板上转动设置有自其底部倾斜向后设置的前后动作力臂（503），所述前后动作力臂（503）上端部转动设置有第一升降力臂（504），所述第一升降力臂（504）上端部转动设置有第二升降力臂（505），所述水平旋转关节（2）上部转动设置在所述第二升降力臂（505）端部的垂直保持关节（506）上。

3.根据权利要求2所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：在所述安装架（502）的水平板上设置有主力臂缓冲器（507）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：所述第一安装座（3）的侧壁上对称设置有收放关节（6），所述组合式调节臂包括转动设置在所述收放关节（6）上的肩立臂（701）和转动设置在所述肩立臂（701）底部的肘立臂（702），所述肘立臂（702）底部固连有第二安装座（703），所述机械手设置在所述第二安装座（703）上。

5.根据权利要求4所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：所述机械手包括由第一电机（801）驱动转动的旋转板（802），所述旋转板（802）内部穿固有安装轴（803），所述安装轴（803）上间隔铰接有由第二动力源（804）驱动的上动力臂（805）和由第三动力源驱动的下动力臂（806），所述上动力臂（805）上水平连接有上夹板（807），所述下动力臂（806）上水平连接有与所述上夹板（807）相对应的下夹板（808）。

6.根据权利要求5所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：所述旋转板（802）内侧面间隔开设有与所述上动力臂（805）配合的第一限位孔（809）和与所述下动力臂（806）配合的第二限位孔（810）。

7.根据权利要求6所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：在位于所述旋转板（802）两侧的所述第二安装座（703）端部对应设置有一对由第四动力源驱动往返平移的驱动杆（811），固连在所述驱动杆（811）上的挡板（812）表面设置有用于检测堆码信息的挡板压力传感器（813）。

8.根据权利要求4所述的胶印瓦楞贴面机智能收纸机器人，其特征在于：所述第二安装座（703）底部设置有用于检测待拾取纸板和堆码方位及高度的视觉定位探头（9）。