CN110125965A - 一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，该抓取装置包括一对并列设置的横向连接杆以及多个并列设置在横向连接杆上的纵向连接杆，纵向连接杆上设有上下表皮废料弹性吸盘机构及侧边废料弹性吸盘机构。与现有技术相比，本发明采取真空吸附的方式，实现聚氨酯泡沫板加工过程中残余废料的抓取，通过一个抓取装置即可实现聚氨酯泡沫板上下表皮与侧边废料的抓取，提高了工作效率，降低了生产成本；采用能够弹性伸缩的弹性吸盘组件，对于发泡材料的不平整表面具有自适应特性，且吸盘采用负压分区控制，防止由于个别吸盘漏气而造成吸取失败，增加了吸取成功的概率。

Description

一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置

技术领域

本发明属于LNG船用绝缘箱聚氨酯泡沫板加工技术领域，涉及一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置。

背景技术

LNG船用绝缘箱聚氨酯泡沫板在自动化切割生产时，会产生上下表皮废料及侧边废料。为了提高自动化加工水平，需要对连续生产的废料进行自动化抓取。由于聚氨酯泡沫板发泡工艺的特殊性，导致其废料形状具有多样性，且往往表面不平整，采用一般的“抓”或“吸”的方式均不能满足自动化生产线的技术要求。

目前，国内外对该种异形聚氨酯泡沫板加工中的废料多采用人工抓取的方式，该方式主要存在以下技术问题：

1.不能合理解决特殊形状废料用同一抓取装置抓取的问题，增加了自动化生产线的设计难度，同时还增加了自动化生产线的设备数量和采购成本。

2.人工参与的取料过程中，操作人员需暴露在机器中工作，存在非常大的安全隐患，不利于工人的安全防护。

3.人工取料方式效率低，不适合大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，该抓取装置包括一对并列设置的横向连接杆以及多个并列设置在横向连接杆上的纵向连接杆，所述的纵向连接杆上设有上下表皮废料弹性吸盘机构及侧边废料弹性吸盘机构。纵向连接杆通过连杆连接件与横向连接杆固定连接。废料抓取装置配合PLC控制器使用。

进一步地，所述的上下表皮废料弹性吸盘机构包括多个并列设置在纵向连接杆上的弹性吸盘组件，所述的侧边废料弹性吸盘机构位于纵向连接杆的一端。侧边废料弹性吸盘机构与上下表皮废料弹性吸盘机构各自独立工作，相互之间不会干涉影响。

进一步地，所述的侧边废料弹性吸盘机构包括两个弹性吸盘组件，并且两个弹性吸盘组件的吸盘吸附方向相反。侧边废料弹性吸盘机构的两个弹性吸盘组件上下对称，一个向上设置，一个向下设置，能够分别对不同方向的侧边废料进行吸附。

进一步地，所述的弹性吸盘组件包括设置在纵向连接杆上的吸盘安装板、插设在吸盘安装板上并与吸盘安装板滑动连接的吸盘连接杆、设置在吸盘连接杆端部的吸盘以及套设在吸盘连接杆上的弹簧，所述的弹簧位于吸盘安装板与吸盘之间。弹性吸盘组件通过吸盘安装板安装在纵向连接杆上。吸盘连接杆能够带着吸盘上下运动，同时弹簧受到变化的压力作用。

吸盘为真空橡胶吸盘。吸盘的位置与布局需满足：吸盘需要分为多区控制，根据不同的工件尺寸启用对应区域的吸盘。每个吸盘的气路上均设有止回阀，当通过吸盘的空气体积流量超过预设值时自动关闭。因此，可在某个吸盘未与工件接触时停用该吸盘，同时继续维持其余吸盘的真空度。此外，对于侧边废料弹性吸盘机构中的吸盘，优选为吸盘直径小于最薄板(60mm)厚度，主要原因是在产线规划过程中，加工泡沫板的厚度范围在60mm-330mm，在加工60mm厚度泡沫板时，侧边产生废料的高度为60mm，由于发泡材料的宽度不一致，废料的厚度也不一致且相对较薄，不利于抓取，所以只能选取高度为60mm的面作为吸盘吸取时的工作面，此时吸盘的直径要小于废料的高度，才能达到正常吸取的动作要求。

进一步地，所述的弹簧与吸盘安装板之间还设有滑套，所述的滑套套设在吸盘连接杆上，并与吸盘连接杆滑动连接。滑套对吸盘连接杆的上下运动进行导向。

进一步地，所述的吸盘连接杆上还套设有限位螺母，所述的限位螺母与滑套分别位于吸盘安装板的两侧。吸盘连接杆的中部为光杆，两端为螺纹杆，其中一端的螺纹杆与限位螺母连接，另一端的螺纹杆上设有与吸盘固定连接的吸盘连接件，并通过吸盘连接件与吸盘固定连接。限位螺母从外侧对吸盘连接杆进行限位，避免吸盘连接杆因为弹簧的弹力作用而脱离吸盘安装板。

进一步地，所述的吸盘的侧面设有与吸盘相适配的工件检测接近开关。工件检测接近开关的检测方向垂直于吸盘吸附面，用于检测吸盘是否与物体接触，当抓取装置在搬运过程中工件未抓牢或掉落时，通过工件检测接近开关发出信号使抓取装置自动停止工作。

进一步地，所述的纵向连接杆上设有与吸盘连接杆的端部相适配的压缩检测接近开关。当弹簧处于过度压缩状态时，吸盘连接杆的端部靠近压缩检测接近开关，压缩检测接近开关发出信号，使抓取装置及时停止工作，防止抓取装置与工件的碰撞。

进一步地，所述的横向连接杆上设有机器人连接机构。机器人连接机构便于将本废料抓取装置安装在机器人上。

进一步地，所述的机器人连接机构包括设置在横向连接杆上的机器人连接板以及垂直设置在机器人连接板上的机器人连接杆。机器人连接机构一方面能够实现抓取装置与机器人的固定，另一方面能够通过垂直设置在机器人连接板上的机器人连接杆，使抓取装置的横向连接杆及纵向连接杆远离机器人关节，有利于机器人做复杂动作。

本发明中，上下表皮废料弹性吸盘机构主要用于聚氨酯泡沫板上下表皮废料的去除，侧边废料弹性吸盘机构主要用于聚氨酯泡沫板侧边废料的去除。使用过程如下：

首先，工件上表皮切割完成后，必须通过机器人配合抓取装置将上表皮废料去除后才能进入下一个工序，受限于发泡材料表面不平整、尺寸误差比较大的特点，必须采取弹簧与真空吸盘相配合的弹性吸取方式。

其次，工件下表皮切割完成后，必须通过机器人配合抓取装置将下表皮废料去除后才能进入下一个工序，该工序处于发泡材料的底部，相对平整，结构设计与上一工序相同即可。

最后，工件侧边废料切割完成后，必须通过机器人配合抓取装置边缘上的吸盘将侧边废料去除。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明采取真空吸附的方式，实现聚氨酯泡沫板加工过程中残余废料的抓取，通过一个抓取装置即可实现聚氨酯泡沫板上下表皮与侧边废料的抓取，提高了工作效率，降低了生产成本；

2)采用能够弹性伸缩的弹性吸盘组件，对于发泡材料的不平整表面具有自适应特性，且吸盘采用负压分区控制，防止由于个别吸盘漏气而造成吸取失败，增加了吸取成功的概率；

3)本发明抓取装置机械结构简单，易于控制，降低了生产成本，有利于大规模推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中弹性吸盘组件的安装结构示意图；

图3为本发明中弹性吸盘组件的结构示意图；

图4为本发明在吸取聚氨酯泡沫板上下表皮废料时的结构示意图；

图5为本发明在吸取聚氨酯泡沫板侧边废料时的结构示意图；

图中标记说明：

1—横向连接杆、2—纵向连接杆、3—吸盘安装板、4—吸盘连接杆、5—吸盘、6—弹簧、7—滑套、8—限位螺母、9—工件检测接近开关、10—压缩检测接近开关、11—机器人连接板、12—机器人连接杆、13—上下表皮废料弹性吸盘机构、14—侧边废料弹性吸盘机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1所示的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，包括一对并列设置的横向连接杆1以及多个并列设置在横向连接杆1上的纵向连接杆2，纵向连接杆2上设有上下表皮废料弹性吸盘机构13及侧边废料弹性吸盘机构14。

其中，上下表皮废料弹性吸盘机构13包括多个并列设置在纵向连接杆2上的弹性吸盘组件，侧边废料弹性吸盘机构14位于纵向连接杆2的一端。侧边废料弹性吸盘机构14包括两个弹性吸盘组件，并且两个弹性吸盘组件的吸盘吸附方向相反。

如图2、图3所示，弹性吸盘组件包括设置在纵向连接杆2上的吸盘安装板3、插设在吸盘安装板3上并与吸盘安装板3滑动连接的吸盘连接杆4、设置在吸盘连接杆4端部的吸盘5以及套设在吸盘连接杆4上的弹簧6，弹簧6位于吸盘安装板3与吸盘5之间。弹簧6与吸盘安装板3之间还设有滑套7，滑套7套设在吸盘连接杆4上，并与吸盘连接杆4滑动连接。吸盘连接杆4上还套设有限位螺母8，限位螺母8与滑套7分别位于吸盘安装板3的两侧。吸盘5的侧面设有与吸盘5相适配的工件检测接近开关9。纵向连接杆2上设有与吸盘连接杆4的端部相适配的压缩检测接近开关10。

横向连接杆1上设有机器人连接机构。机器人连接机构包括设置在横向连接杆1上的机器人连接板11以及垂直设置在机器人连接板11上的机器人连接杆12。

废料抓取装置的使用过程如图4、图5所示：

(1)第一次加工时，去上表皮锯床加工完成后，进入除尘位置，机器人带着抓取装置采用水平姿态将上表皮废料抓取并送至废料小车，并码垛。

(2)第一次加工时，去下表皮锯床加工完成后，机器人带着抓取装置采用水平姿态将下表皮废料抓取并送至废料小车，并码垛。

(3)第一次加工时，去侧边CNC加工完成后，机器人带着抓取装置采用侧立姿态将侧边废料抓取并送至废料小车，并码垛。其中，侧边废料弹性吸盘机构14中的两个吸盘吸附方向相反的弹性吸盘组件依次吸取侧边废料，当一侧吸取完成后，抓取装置翻转并移动一段距离，再吸取另一侧废料。

(4)后续加工，根据加工设备发出的废料抓取信号进行相应的操作，三台设备同时发出信号时，优先级满足：1.去侧边废料；2.去下表皮废料；3.去上表皮废料。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，该抓取装置包括一对并列设置的横向连接杆(1)以及多个并列设置在横向连接杆(1)上的纵向连接杆(2)，所述的纵向连接杆(2)上设有上下表皮废料弹性吸盘机构(13)及侧边废料弹性吸盘机构(14)。

2.根据权利要求1所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的上下表皮废料弹性吸盘机构(13)包括多个并列设置在纵向连接杆(2)上的弹性吸盘组件，所述的侧边废料弹性吸盘机构(14)位于纵向连接杆(2)的一端。

3.根据权利要求2所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的侧边废料弹性吸盘机构(14)包括两个弹性吸盘组件，并且两个弹性吸盘组件的吸盘吸附方向相反。

4.根据权利要求3所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的弹性吸盘组件包括设置在纵向连接杆(2)上的吸盘安装板(3)、插设在吸盘安装板(3)上并与吸盘安装板(3)滑动连接的吸盘连接杆(4)、设置在吸盘连接杆(4)端部的吸盘(5)以及套设在吸盘连接杆(4)上的弹簧(6)，所述的弹簧(6)位于吸盘安装板(3)与吸盘(5)之间。

5.根据权利要求4所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的弹簧(6)与吸盘安装板(3)之间还设有滑套(7)，所述的滑套(7)套设在吸盘连接杆(4)上，并与吸盘连接杆(4)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的吸盘连接杆(4)上还套设有限位螺母(8)，所述的限位螺母(8)与滑套(7)分别位于吸盘安装板(3)的两侧。

7.根据权利要求4所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的吸盘(5)的侧面设有与吸盘(5)相适配的工件检测接近开关(9)。

8.根据权利要求4所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的纵向连接杆(2)上设有与吸盘连接杆(4)的端部相适配的压缩检测接近开关(10)。

9.根据权利要求1所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的横向连接杆(1)上设有机器人连接机构。

10.根据权利要求9所述的一种用于异形聚氨酯泡沫板加工的吸盘式废料抓取装置，其特征在于，所述的机器人连接机构包括设置在横向连接杆(1)上的机器人连接板(11)以及垂直设置在机器人连接板(11)上的机器人连接杆(12)。