CN110683130B - 编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置 - Google Patents

编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及自动化包装机械设备领域，尤其涉及编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，包括机架以及设置于机架上的开袋机构、抓取机构和摆臂套袋机构，所述抓取机构安装于摆臂套袋机构上实现摆动；开袋机构包括在动力驱动下作相向或相背运动的上吸盘和下吸盘，上吸盘、下吸盘在竖直方向上相向交错设置；抓取机构包括沿直线依次设置的夹手A、夹手B、夹手C和夹手D，夹手A、夹手D分别固设于夹手架上，夹手B、夹手C在夹手A与夹手D之间作相向或背向运动；摆臂套袋机构包括导轨和摆臂支撑架，摆臂支撑架上转动安装有摆臂驱动轴，摆臂驱动轴转动带动夹手架在竖直方向上实现摆动旋转，该装置开袋、抓袋以及把套袋自动化程度高，编织袋抓取牢固。

Description

编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置
技术领域
本发明涉及自动化包装机械设备领域，尤其涉及编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置。
背景技术
在颗粒、粉末状物料的装袋行业，由于考虑生产成本等因素，常常使用价格低廉的编织袋对物料进行装袋。对于物料的自动化装袋生产设备，首先要用自动上袋装置实现提供编织袋，然后用开袋装置将编织袋的袋口打开，用套袋装置把编织袋抓取并套到下料工位，当编织袋中物料装满后，用导流装置把编织袋封装并运输到储藏室。在这一系列生产线中，开袋装置、套袋装置是非常重要的环节。目前在国内的自动上袋装料生产领域中，对于编织袋的开袋和套袋多采用两种方式，一是靠人工操作，需要的劳动力多且劳动强度大，装袋效率低；另一种采用自动化机械完成开袋、套袋的工作，现有装置是使用两个撑袋架插入编织袋的袋口，利用气缸推动撑袋架把编织袋的袋口撑紧，在电机的驱动下完成套袋，但在套袋过程中，由于编织袋较光滑，易发生编织袋从撑袋架上滑落掉在地面的现象，导致工作效率不高。另外，套袋结束后套袋装置回位时容易发生套袋装置与编织袋碰撞的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，以解决现有技术中的编织袋易从撑袋架上滑落、套袋效率低的问题，该装置在颗粒或粉末状物料的自动上袋装料过程中，实现将编织袋的袋口自动撑开、编织袋的抓取以及把编织袋套到下料工位一系列动作，自动化程度高，编织袋抓取牢固效率高。
为了解决上述问题，本发明所涉及的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置采用以下技术方案：
一种编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，包括机架以及设置于机架上的开袋机构、抓取机构和摆臂套袋机构，所述抓取机构安装于摆臂套袋机构上实现摆动；
所述开袋机构包括在动力驱动下作相向或相背运动的上吸盘组件和下吸盘组件，所述上吸盘组件包括上吸盘固定架和上吸盘，所述下吸盘组件包括下吸盘固定架和下吸盘，上吸盘、下吸盘在竖直方向上相向交错设置，并且所述上吸盘固定架的下端面、下吸盘固定架的上端面、上吸盘的负压工作面以及下吸盘的负压工作面均相互平行；
所述抓取机构包括两组夹手，每一组夹手分别包括沿直线依次设置的夹手A、夹手B、夹手C和夹手D，其中夹手A与夹手B的工作夹面相对设置形成第一夹具组，夹手C与夹手D的工作夹面相对设置形成第二夹具组，所述夹手A、夹手D分别固设于夹手架上，夹手B、夹手C在夹手A与夹手D之间作相向或背向运动，夹手B与夹手C作背向运动使第一夹具组、第二夹具组分别闭合，夹手B与夹手C作相向运动使第一夹具、第二夹具分别张开；
所述摆臂套袋机构包括安装于机架上的导轨和在动力驱动下沿导轨移动的摆臂支撑架，摆臂支撑架上转动安装有摆臂驱动轴，摆臂驱动轴与夹手架连接，在动力驱动下，所述摆臂驱动轴转动进而带动夹手架在竖直方向上实现摆动旋转。
优选的，所述上吸盘固定架的后端与上吸盘驱动气缸的推杆连接，上吸盘驱动气缸通过气缸固定板安装于机架上。
优选的，所述气缸固定板上安装有导向滑座，导向滑座中套设有与上吸盘驱动气缸推杆伸缩方向一致的导向轴，所述导向轴与上吸盘固定架连接。
优选的，所述下吸盘固定架的上方平行设置有开袋定位板，开袋定位板通过定位板安装架安装于机架上，所述开袋定位板上开有通孔，所述下吸盘的上端从开袋定位板的通孔中穿出。
优选的，所述下吸盘固定架的后端与下吸盘驱动气缸的推杆连接。
优选的，所述夹手B与夹手C之间通过齿条滑轨结构传动连接，所述齿条滑轨结构包括第一齿条、齿轮、第二齿条以及线性滑轨，所述第一齿条的上端与夹手驱动气缸的推杆连接，第一齿条的下端与夹手B连接，所述第二齿条与线性滑轨连接，夹手C通过夹手滑轨连接板安装于线性滑轨上，所述齿轮安装于夹手架上，齿轮的两侧分别与第一齿条、第二齿条啮合，使第一齿条与第二齿条反向运动进而使夹手B与夹手C作相向运动或背向运动。
优选的，所述第一齿条为圆柱齿条，所述第二齿条为线型齿条。
优选的，所述夹手驱动气缸安装于夹手架上端，夹手驱动气缸的缸座通过摆臂连接件与摆臂驱动轴连接，在动力驱动下，所述摆臂驱动轴转动进而带动夹手架以摆臂驱动轴为转轴在竖直方向上实现摆动旋转。
优选的，所述摆臂支撑架上安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与摆臂驱动轴连接。
优选的，所述机架上安装有支撑架驱动气缸，支撑架驱动气缸的推杆与摆臂支撑架连接，并且所述摆臂支撑架的上端通过支撑架固定板与导轨滑动连接，支撑架驱动气缸的推杆伸缩带动摆臂支撑架沿导轨移动。
本发明的有益效果如下：
1、编织袋的抓取运用仿生学原理，模仿手指抓袋动作，采用两组夹手抓取编织袋，每组有四个夹手，两个夹手固定在两端，另两个夹手安装在中间，气缸驱动它们运动，当气缸活塞杆收缩时，中间两个夹手向两端运动，与两端的夹手夹合，完成编织袋的抓取功能，有效避免了套袋过程中袋子从夹手中滑落的意外，同时套袋装置回位时夹手不会与编织袋发生碰撞，提高了自动套袋的准确率。
、抓取及摆臂套袋机构上方增设上吸盘驱动气缸推动装置推动整个抓取机构水平运动，在套袋结束后，上吸盘驱动气缸的活塞杆收缩，使套袋机构远离下料工位，伺服电机驱动装置下摆回位，自动化程度高，效率高。套袋装置回位时夹手不会与编织袋发生碰撞。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图一。
图2为本发明的整体结构示意图二。
图3为本发明的侧视图。
图4为开袋机构的结构示意图。
图5为抓取机构、摆臂套袋机构的结构示意图。
图6为抓取机构的结构示意图。
图中附图标记说明：1-机架，2-下吸盘驱动气缸，3-下吸盘固定架，4-下吸盘，5-定位板安装架，6-开袋定位板，7-上吸盘固定架，8-上吸盘，9-导向轴，10-上吸盘驱动气缸，11-气缸固定板，12-夹手D，13-夹手C，14-夹手B，15-夹手A，16-夹手A固定架，17-直线轴承，18-夹手架，19-夹手驱动气缸，20-摆臂连接件，21-摆臂支撑架，22-支撑架驱动气缸，23-摆臂驱动轴，24-支撑座固定板，25-导轨，26-伺服电机，27-线型齿条，28-圆柱齿条，29-齿轮，30-夹手滑轨连接板，31-线性滑轨，32-导向轴支座，33-导向滑座。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
实施例1：一种编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，如图1-3所示，包括机架1以及设置于机架上的开袋机构、抓取机构和摆臂套袋机构，抓取机构安装于摆臂套袋机构上实现摆动。
如图4所示，开袋机构包括在动力驱动下作相向或相背运动的上吸盘组件和下吸盘组件，上吸盘组件包括上吸盘固定架7和安装在上吸盘固定架上的多个上吸盘8，下吸盘组件包括下吸盘固定架3和安装在下吸盘固定架上的多个下吸盘4，其中上吸盘8、下吸盘4在竖直方向上相向交错设置，上吸盘与下吸盘之间放置编织袋，并且上吸盘固定架7的下端面、下吸盘固定架3的上端面、上吸盘8的负压工作面以及下吸盘4的负压工作面均相互平行，本实施例中上吸盘固定架的下端面、下吸盘固定架的上端面、上吸盘的负压工作面以及下吸盘的负压工作面均水平设置，有助于将编织袋水平输送到上吸盘8、下吸盘4之间的位置。上吸盘固定架7的后端与上吸盘驱动气缸10的推杆连接，上吸盘驱动气缸选用标准气缸，上吸盘驱动气缸10通过气缸固定板11安装于机架1上，气缸固定板11上安装有导向滑座33，导向滑座33中套设有与上吸盘驱动气缸推杆伸缩方向一致的导向轴9，导向轴9与上吸盘固定架7通过导向轴支座32连接；下吸盘固定架3的后端与下吸盘驱动气缸2的推杆连接，下吸盘驱动气缸选用下吸盘驱动气缸；利用上吸盘驱动气缸10、下吸盘驱动气缸2的推杆伸缩从而带动上吸盘8、下吸盘4相向靠近或背向远离。在下吸盘固定架3的上方设置有开袋定位板6，开袋定位板6通过定位板安装架5水平安装于机架1上，开袋定位板6上开有通孔，下吸盘4的上端从开袋定位板的通孔中穿出，编织袋被放置在开袋定位板6上，然后利用上、下吸盘的吸附力而将编织袋的袋口撑开。
如图5、图6所示，抓取机构包括两组夹手，每一组夹手分别包括沿直线依次设置的夹手A 15、夹手B 14、夹手C 13和夹手D 12，其中夹手A 15与夹手B14的工作夹面相对设置形成第一夹具组，夹手C 13与夹手D 12的工作夹面相对设置形成第二夹具组，夹手A 15、夹手D 12分别固设于夹手架18上，夹手B 14、夹手C 13在夹手A 15与夹手D 12之间作相向或背向运动，夹手B 14与夹手C 13作背向运动使第一夹具组、第二夹具组分别闭合，夹手B 14与夹手C 13作相向运动使第一夹具、第二夹具分别张开。本实施例中，夹手B 14与夹手C 13之间通过齿条滑轨结构传动连接，齿条滑轨结构包括第一齿条、齿轮19、第二齿条以及线性滑轨31，第一齿条为圆柱齿条28，第二齿条为线型齿条27，圆柱齿条28的上端通过直线轴承17与夹手驱动气缸19的推杆连接，圆柱齿条28的下端通过连接杆与夹手B 14连接，线型齿条27与线性滑轨31平行并且线型齿条27连接于线性滑轨的上端，夹手C 13通过夹手滑轨连接板30安装于线性滑轨31的下端，齿轮29安装于夹手架18上，齿轮29的两侧分别与圆柱齿条28、线型齿条27啮合，夹手驱动气缸19安装于夹手架18上端，当夹手驱动气缸19的推杆伸缩时，带动圆柱齿条28沿直线运动，同时齿轮29同步与圆柱齿条28、线型齿条27啮合，从而使圆柱齿条28与线型齿条27反向运动，进而使夹手B 14与夹手C 13作相向运动或背向运动。
如图5所示，摆臂套袋机构包括安装于机架1上的导轨25和支撑架驱动气缸22，支撑架驱动气缸22的推杆与摆臂支撑架21连接，并且摆臂支撑架21的上端通过支撑架固定板24与导轨25滑动连接，支撑架驱动气缸22的推杆伸缩带动摆臂支撑架21沿导轨25移动。摆臂支撑架21上通过带座轴承转动安装有摆臂驱动轴23，摆臂驱动轴23与摆臂连接件20垂直连接，摆臂连接件20与固设于夹手架18上的夹手驱动气缸19的缸座连接，摆臂支撑架21上安装有伺服电机26，伺服电机26的输出轴与摆臂驱动轴23连接，在伺服电机26的驱动下，摆臂驱动轴23转动进而带动夹手架18以摆臂驱动轴23为转轴在竖直方向上实现摆动旋转。
工作过程：
开袋：如图1-3所示，当编织袋被输送到开袋定位板6上时，上吸盘驱动气缸10推动上吸盘固定架7向下运动，下吸盘驱动气缸2推动下吸盘固定架3向上运动，固定在下吸盘固定架上的下吸盘4把编织袋的袋口紧紧吸住，下吸盘固定架3上的下吸盘4把编织袋袋口下端吸附在开袋定位板6上，上吸盘驱动气缸10的活塞杆收缩，上吸盘固定架7向上运动，上吸盘固定架7上的上吸盘8把编织袋的袋口吸开。
抓袋：如图5和图6所示，当编织袋袋口被吸开后，在伺服电机26的驱动下，摆臂驱动轴23转动，带动夹手架18整体向下摆动，使夹手B 14和夹手C 13伸进袋口里面，夹手A 15和夹手D 12在袋口外面，当夹手驱动气缸19的活塞杆收缩时，与活塞杆直接相连圆柱齿条28上的夹手B 14向上运动，圆柱齿条28带动齿轮29滚动，齿轮29与线型齿条27的啮合，使线型齿条27向下运动，与线型齿条27相连的夹手滑轨连接板30沿线性滑轨向下运动，固定在夹手滑轨连接板上的夹手C 13也向下运动，夹手B 14、夹手C 13与固定在摆臂支撑架21上的夹手A 15、夹手D 12分别夹合，把编织袋的袋口夹紧。
摆臂套袋：如图5和图6所示，当编织袋袋口被夹紧后，上、下吸盘组件恢复到初始位置，在伺服电机26的驱动下，摆臂驱动轴23转动，固定在摆臂驱动轴23上的夹手架18整体向上摆动，在支撑架驱动气缸22的推动下，摆臂支撑架21水平向前运动，安装在摆臂支撑架21上的夹手架18整体水平向前运动，在两组驱动机构的共同配合下，摆臂套袋机构把编织袋的袋口套到下料工位处。
回位：当抓取及摆臂套袋机构完成套袋后，夹手驱动气缸19的活塞杆伸出，夹手B14和夹手C 13回位，把编织袋松开，伺服电机26驱动夹手架18整体上摆，使夹手脱离编织袋的袋口，支撑架驱动气缸22的活塞杆收缩，使夹手架18整体向后运动，使抓取及摆臂套袋装置脱离下料工位，伺服电机26驱动抓取及摆臂套袋机构回位。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：包括机架以及设置于机架上的开袋机构、抓取机构和摆臂套袋机构，所述抓取机构安装于摆臂套袋机构上实现摆动；
所述开袋机构包括在动力驱动下作相向或相背运动的上吸盘组件和下吸盘组件，所述上吸盘组件包括上吸盘固定架和上吸盘，所述下吸盘组件包括下吸盘固定架和下吸盘，上吸盘、下吸盘在竖直方向上相向交错设置，并且所述上吸盘固定架的下端面、下吸盘固定架的上端面、上吸盘的负压工作面以及下吸盘的负压工作面均相互平行；
所述抓取机构包括两组夹手，每一组夹手分别包括沿直线依次设置的夹手A、夹手B、夹手C和夹手D，其中夹手A与夹手B的工作夹面相对设置形成第一夹具组，夹手C与夹手D的工作夹面相对设置形成第二夹具组，所述夹手A、夹手D分别固设于夹手架上，夹手B、夹手C在夹手A与夹手D之间作相向或背向运动，夹手B与夹手C作背向运动使第一夹具组、第二夹具组分别闭合，夹手B与夹手C作相向运动使第一夹具、第二夹具分别张开；
所述摆臂套袋机构包括安装于机架上的导轨和在动力驱动下沿导轨移动的摆臂支撑架，摆臂支撑架上转动安装有摆臂驱动轴，摆臂驱动轴与夹手架连接，在动力驱动下，所述摆臂驱动轴转动进而带动夹手架在竖直方向上实现摆动旋转。
2.根据权利要求1所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述上吸盘固定架的后端与上吸盘驱动气缸的推杆连接，上吸盘驱动气缸通过气缸固定板安装于机架上。
3.根据权利要求2所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述气缸固定板上安装有导向滑座，导向滑座中套设有与上吸盘驱动气缸推杆伸缩方向一致的导向轴，所述导向轴与上吸盘固定架连接。
4.根据权利要求1或3所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述下吸盘固定架的上方平行设置有开袋定位板，开袋定位板通过定位板安装架安装于机架上，所述开袋定位板上开有通孔，所述下吸盘的上端从开袋定位板的通孔中穿出。
5.根据权利要求4所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述下吸盘固定架的后端与下吸盘驱动气缸的推杆连接。
6.根据权利要求1或5所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述夹手B与夹手C之间通过齿条滑轨结构传动连接，所述齿条滑轨结构包括第一齿条、齿轮、第二齿条以及线性滑轨，所述第一齿条的上端与夹手驱动气缸的推杆连接，第一齿条的下端与夹手B连接，所述第二齿条与线性滑轨连接，夹手C通过夹手滑轨连接板安装于线性滑轨上，所述齿轮安装于夹手架上，齿轮的两侧分别与第一齿条、第二齿条啮合，使第一齿条与第二齿条反向运动进而使夹手B与夹手C作相向运动或背向运动。
7.根据权利要求6所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述第一齿条为圆柱齿条，所述第二齿条为线型齿条。
8.根据权利要求6所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述夹手驱动气缸安装于夹手架上端，夹手驱动气缸的缸座通过摆臂连接件与摆臂驱动轴连接，在动力驱动下，所述摆臂驱动轴转动进而带动夹手架以摆臂驱动轴为转轴在竖直方向上实现摆动旋转。
9.根据权利要求8所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述摆臂支撑架上安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与摆臂驱动轴连接。
10.根据权利要求1或9所述的编织袋开袋、抓取及摆臂套袋装置，其特征在于：所述机架上安装有支撑架驱动气缸，支撑架驱动气缸的推杆与摆臂支撑架连接，并且所述摆臂支撑架的上端通过支撑架固定板与导轨滑动连接，支撑架驱动气缸的推杆伸缩带动摆臂支撑架沿导轨移动。
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