CN110271880A - 一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机 - Google Patents

一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，包括第一处转弯机构、叠加式缓存机构、小桁架机构、大桁架机构、吸盘机械手机构、第二处转弯机构、滑梯机构、整形吐包机构、随动供货台行走架机构、供货台传送带机构、大桁架机构导轨、小桁架机构导轨十二个部分，第一处转弯机构安装在大桁架机构靠近生产线的一侧。本发明通过通过交流变频电机与条形码定位系统控制大桁架X向移动，通过伺服电机控制小桁架Y向移动、吸盘机械手的X向移动、Z向移动、Z轴旋转运动，对料包装载位置进行精确定位，误差不超过1cm。并可根据码垛策略调整料袋姿态，满足大吨位车辆装载时码垛稳定性的要求，适合广泛推广与使用。

Description

一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机
技术领域
本发明涉及燃烧机领域，具体为一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机。
背景技术
目前装车行业为高危型、重体力行业，其劳动强度高，对人的危害大，劳动效率低，设计一种能够用机器替代人的自动化系统势在必行,为了弥补国内自动化装车行业的缺陷，通过精确控制大桁架机构、小桁架机构的行走和吸盘机器手的运动，实现袋装物料精准码垛，采取分块化的装车模式提高装车效率，从而实现全自动智能化高速装车。因此，我们提出一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，包括第一处转弯机构、叠加式缓存机构、小桁架机构、大桁架机构、吸盘机械手机构、第二处转弯机构、滑梯机构、整形吐包机构、随动供货台行走架机构、供货台传送带机构、大桁架机构导轨、小桁架机构导轨十二个部分，第一处转弯机构安装在大桁架机构靠近生产线的一侧，大桁架机构在安装在厂房墙壁上的大桁架机构导轨上运动，小桁架机构在安装于大桁架机构主梁上表面的小桁架机构导轨上运动，吸盘机械手机构安装在小桁架机构的侧面，叠加式缓存机构与第二处转弯机构安装在大桁架机构内的传送带上方，且叠加式缓存机构与第二处转弯机构两机构之间的距离一定，随动供货台行走架机构倒挂在大桁架机构主梁下方，叠加式缓存机构与第二处转弯机构、随动供货台行走架机构三者联动，供货台传送带机构安装在随动供货台行走架机构上。
作为本发明的一种优选实施方式，第一处转弯机构连接生产线与装车机，第一处转弯机构内的挡板在气缸的带动下可上下升降实现袋装物分流。
作为本发明的一种优选实施方式，大桁架机构由两侧交流变频电机控制行走，装车采用区域化装车策略，从车厢的前端车头方向至末端，按码放策略分成若干区域，每码放完一块区域，大桁架后移一定的距离，继续在下一个同等大小的空间内进行码放。
作为本发明的一种优选实施方式，小桁架机构由两侧伺服电机控制，每装完某一装载区域内X向即车长方向一列，小桁架机构沿着Y向移动一定的距离两个袋装物宽度的距离或一个袋装物宽度的距离后装载下一列，此装载区域码垛结束后，小桁架机构返回到初始装车位置的同时并随大桁架机构沿X方向向后移动一定的距离，继续码垛下一区域。
作为本发明的一种优选实施方式，吸盘机械手机构共由五个控制其运动的伺服电机，一个伺服电机控制其整体沿着X向的移动，一个伺服电机控制其机械手臂沿着Z方向的升降运动，两个伺服电机分别控制其底部两个吸盘绕Z轴的旋转运动，一个伺服电机控制两个吸盘之间距离的调整，吸盘机械手装置与小桁架沿着Y方向共同运动，并可相对于小桁架沿着X方向移动一定距离，机械手所处的位置与运动距离的极限根据小桁架的位置和车型、装车方式确定。
作为本发明的一种优选实施方式，叠加式缓存机构由两部分独立运动的传送皮带组成，根据吸盘机械手的码垛速度，叠加式缓存机构可最多对两袋袋装物进行缓存来控制两袋袋装物在叠加式缓存机构到达供货台的袋装物出现的频率。
作为本发明的一种优选实施方式，整形吐包机构由电机+减速机带动皮带转动控制袋装物经过并且对袋装物进行整形，供货台上有料包未取走时，吐包装置停转压包，也对袋装物起到一定的缓存作用，待供货台无袋装物时，整形吐包机构开始吐包，吐包机处设置有计数器，对经过吐包机袋装物进行计数。
作为本发明的一种优选实施方式，供货台传送带机构中的传送带由伺服电机驱动，最前端安装有挡板，阻挡料袋继续运动，中间部位安装有挡板用来隔开两袋袋装物，两侧安装有两对激光对射传感器，当两个传感器都被遮挡时说明带料到达供货台，此时吸盘机械手机构可以取走料袋。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过交流变频电机与条形码定位系统控制大桁架X向移动，通过伺服电机控制小桁架Y向移动、吸盘机械手的X向移动、Z向移动、Z轴旋转运动，对料包装载位置进行精确定位，误差不超过1cm。并可根据码垛策略调整料袋姿态，满足大吨位车辆装载时码垛稳定性的要求。
通过伺服电机精准控制叠加式缓存和整形吐包机构，使整个装载过程严格按照系统装车节奏进行。提高装车效率和精准性。
本装车机器人可利用车间桁架结构进行改造，大大降低企业的改造成本，装车机器人可随大桁梁装载车间的所有装载工位，机器人为悬置机构不占用车间地面空间。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明袋装物料智能装车机结构示意图；
图2为本发明袋装物料智能装车机激光对射传感器位置示意图；
图3为本发明袋装物料智能装车机码垛俯视图；
图4为本发明袋装物料智能装车机装车区域划分图；
图5为本发明袋装物料智能装车机纵向码垛图；
图6为本发明袋装物料智能装车机横向码垛图。
图中：1、第一处转弯机构；2、小桁架机构；3、叠加式缓存机构；4、滑梯机构；5、第二处转弯机构 ；6、货台行走架机构；7、小桁架机构导轨；8、随动供货台传送带机构；9、吸盘机械手机构；10、大桁架机构导轨；11、大桁架机构；12、厂房；13、整形吐包机构；14、运输车；15、袋装物。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
结合参阅图1，本发明的主要实施例包括第一处转弯机构1、小桁架机构2、叠加式缓存机构3、滑梯机构4、第二处转弯机构5 、货台行走架机构6、小桁架机构导轨7、随动供供货台传送带机构8、吸盘机械手机构9、大桁架机构导轨10、大桁架机构11、整形吐包机构13。装车机整体置于厂房12的墙壁上，整体沿着大桁架机构导轨10移动，其余结构全部安装在大桁架机构11上，随大桁架机构11一起运动。
如图2、3所示，袋装物15在传送过程中第一处转弯机构1将在生产线上的袋装物15转接到装车机的传送系统中，袋装物到达叠加式缓存机构3后，叠加式缓存机构3上的激光对射传感器a首先感应物料，此时激光对射传感器a对处于缓存位置的袋装物15起到一定的定位作用并且开始计数，无论抵达叠加式缓存机构3的袋装物15是不是两袋紧紧贴合的状态，叠加式缓存机构3都会通分别控制两传送带的快慢使处在叠加式缓存机构上的袋装物15保持一定的距离，距离调整合适后，当整形吐包机构13处的激光对射传感器b、随动供货台传送带机构8处的激光对射传感器c和d均无感应时，叠加式缓存机构3将两袋袋装物15全部送出，否则叠加式缓存机构3对袋装物15进行缓存直到激光对射传感器b、c、d的感应全部消失；袋装物15被叠加式缓存机构3送出后，袋装物15在第二处转弯机构5的转弯作用下过渡到滑梯机构4，袋装物经滑梯机构4滑落到整形吐包机构13，此时位于整形吐包机构13的激光对射传感器b感应到来包，整形吐包机构13对袋装物15整形后，若激光对射传感器c、d无感应，整形吐包机构13将袋装物15吐出，若激光对射传感器c、d有感应则整形吐包装置13等待激光对射传感器c、d的感应消失后再将袋装物15吐出；当随动供货台传送带机构8处的激光对射传感器c、d产生感应后，吸盘机械手机构9下移吸取袋装物15，吸盘机械手机构9沿着X方向移动至空位，放下料包，之后沿X方向返回，等待小桁架机构2移动到下一区域，重复吸放料包动作，吸盘机械手机构9在随小桁架机构2沿Y方向的运动及自身相对于小桁架机构2沿X方向的运动过程中到达指定位置放包。当叠加式缓存机构3处计数器计数满足数量要求时，停止进包，b、c、d处计数器显示均无料包时，装车结束，吸盘机械手机构9、小桁架机构2、大桁架机构11相继复位，响铃提醒装车结束。
本装车机器人的码垛采用区域化码垛方式，区域划分如 图4所示，沿着X方向(车长的方向)，划分A,B,C若干区 域，码垛时，装车机器人自前(车头方向)至后(车尾方向) 分区域码垛，在A区域码放1至多层(根据物料特性确定具 体层数)后，大桁架再向后移动至B区装载空间，开始装载 B区，在码放同一区域时大桁架不需移动，小桁架带动机械 手沿Y方向移动，完成区域内的码垛。
同一区域码垛时，料包有两种码放方式：图5所示为纵 向码垛，图6所示为横向码垛。以图5为例，码垛A列时， 大桁架静止，小桁架静止，机械手在小桁架上相对于小桁架 做Y向运动抓放料包，装完A列后，机械手在小桁架上随小 桁架一体在Y方向移动至B列码垛处，开始装填B列，以此 类推，当装完此区域一层后，若需在此区域内继续码垛，则 大桁架依然保持不动，小桁架带动机械抓手沿着Y向回向运 动，机械手臂重复之前相对于小桁架X向移动，抓放料包。 若装完此区域需要装下一区域，大桁架带动小桁架和机械手 向后移动至下一装载区域开始上述重复过程。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，包括第一处转弯机构(1)、叠加式缓存机构(3)、小桁架机构(2)、大桁架机构(11)、吸盘机械手机构(9)、第二处转弯机构(5)、滑梯机构(4)、整形吐包机构(13)、随动供货台行走架机构(6)、供货台传送带机构(8)、大桁架机构导轨(10)、小桁架机构导轨(7)十二个部分，其特征在于：所述第一处转弯机构(1)安装在大桁架机构(11)靠近生产线的一侧，所述大桁架机构(11)在安装在厂房(12)墙壁上的大桁架机构导轨(10)上，所述小桁架机构(2)安装于大桁架机构(11)主梁表面的小桁架机构导轨(7)上，所述吸盘机械手机构(9)安装于小桁架机构(2)的侧面，所述叠加式缓存机构(3)和第二处转弯机构(5)安装于大桁架机构(11)内的传送带上方，所述随动供货台行走架机构(6)倒挂在大桁架机构主梁底部，所述叠加式缓存机构(3)与第二处转弯机构(5)、随动供货台行走架机构(6)三者联动，所述供货台传送带机构(8)安装于随动供货台行走架机构(6)表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述第一处转弯机构(1)连接生产线与装车机，第一处转弯机构(1)内的挡板在气缸的带动下可上下升降实现袋装物分流。
3.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述大桁架机构(11)由两侧交流变频电机控制行走，装车采用区域化装车策略，从车厢的前端至末端，按码放策略分成若干区域，每码放完一块区域，大桁架后移一定的距离，继续在下一个同等大小的空间内进行码放。
4.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述小桁架机构(2)由两侧伺服电机控制，每装完某一装载区域内X向一列，所述小桁架机构(2)沿着Y向移动一定的距离后装载下一列，此装载区域码垛结束后，所述小桁架机构(2)返回到初始装车位置的同时并随大桁架机构(11)沿X方向向后移动一定的距离，继续码垛下一区域。
5.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述吸盘机械手机构共由五个控制其运动的伺服电机，一个伺服电机控制其整体沿着X向的移动，一个伺服电机控制其机械手臂沿着Z方向的升降运动，两个伺服电机分别控制其底部两个吸盘绕Z轴的旋转运动，一个伺服电机控制两个吸盘之间距离的调整，吸盘机械手装置与小桁架沿着Y方向共同运动，并可相对于小桁架沿着X方向移动一定距离，机械手所处的位置与运动距离的极限根据小桁架的位置和车型、装车方式确定。
6.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述叠加式缓存机构(3)由两部分独立运动的传送皮带组成，根据吸盘机械手的码垛速度，叠加式缓存机构可最多对两袋袋装物进行缓存来控制两袋袋装物在叠加式缓存机构到达供货台的袋装物出现的频率。
7.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述整形吐包机构(13)由电机和减速机带动皮带转动控制袋装物经过并且对袋装物进行整形，供货台上有料包未取走时，吐包装置停转压包，也对袋装物起到一定的缓存作用，待供货台无袋装物时，整形吐包机构开始吐包，吐包机处设置有计数器，对经过吐包机袋装物进行计数。
8.根据权利要求1所述的一种基于桁架式的吸盘机械手袋装物料智能装车机，其特征在于：所述供货台传送带机构(6)中的传送带由伺服电机驱动，最前端安装有挡板，阻挡料袋继续运动，中间部位安装有挡板用来隔开两袋袋装物，两侧安装有两对激光对射传感器，当两个传感器都被遮挡时说明带料到达供货台，此时吸盘机械手机构可以取走料袋。
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