CN110817431A - 一种面包收盘机的托盘抓取机构及面包收盘机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面包收盘机的托盘抓取机构，包括抓取框架，其下表面设置有多个电磁吸盘，电磁吸盘对应托盘背面凸起之间的位置，且抓取框架上还设有脱离气缸，用于实现在电磁吸盘断电时使托盘与电磁吸盘脱离。抓取框架下表面设有至少一组电磁吸盘，每组电磁吸盘对应一个托盘，每组电磁吸盘包括12个吸盘。还公开一种面包收盘机，包括上述托盘抓取机构、托盘定位夹紧装置、传感器检测机构以及异常托盘监测机构。本发明通过将多个电磁吸盘对应于托盘背面凸起之间的位置，提升托盘抓取精准性。还通过脱离气缸有效克服磁滞现象导致托盘不能与吸盘快速分开的问题。本发明托盘定位精准，抓取效率高，还能及时处理异常情况的发生，自动化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及面包收盘机技术领域，特别是涉及一种面包收盘机的托盘抓取机构及面包收盘机。
背景技术
在面包的工业化生产过程中，面包烤制完成并且脱离面包托盘后，面包托盘需要收起备用。原有的收取方式为人工收取托盘，人工收取托盘不但工作量大，劳动强度高，而且因为托盘温度较高，很容易发生烫伤事故。
现有的工业化生产中，也出现了采用机械装置自动收取面包托盘的装置。但现有的机械装置中由于机械抓取机构采用电磁吸盘吸取托盘背面的凸起部位，容易出现吸盘位置对应不准确，抓取不牢或掉盘的问题发生。并且，由于采用电磁吸盘吸附托盘，当电磁吸盘出现断电时，存在磁滞现象导致托盘不能与吸盘快速分开的缺陷，影响后续托盘的抓取和回收。
由此可见，上述现有的面包收盘机机械抓取机构仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的面包收盘机的托盘抓取机构及面包收盘机，使其准确、牢固的抓取托盘，并且能适时地快速实现吸盘与托盘的分离，提高托盘收盘效率，成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种面包收盘机的托盘抓取机构，使其准确、牢固的抓取托盘，并且能适时地快速实现吸盘与托盘的分离，提高托盘收盘效率，从而克服现有的面包收盘机存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种面包收盘机的托盘抓取机构，包括抓取框架，所述抓取框架的下表面设置有多个电磁吸盘，电磁吸盘对应托盘背面凸起之间的位置，且所述抓取框架上还设有脱离气缸，所述脱离气缸用于实现在所述电磁吸盘断电时使所述托盘与所述电磁吸盘脱离。
进一步改进，所述抓取框架的下表面设置有至少一组电磁吸盘，每组电磁吸盘对应一个托盘，每组电磁吸盘包括12个吸盘。
进一步改进，所述吸盘采用直径为25mm、吸力为10kgf的电磁吸盘。
进一步改进，所述脱离气缸对应所述托盘的中间位置设置。
进一步改进，还包括底座、机械手臂及其控制机构，所述机械手臂一端与所述底座可旋转连接，另一端与所述抓取框架的上表面可旋转连接，所述机械手臂在所述控制机构作用下带动所述抓取框架及其抓取的托盘移动。
本发明还提供一种面包收盘机，包括上述的托盘抓取机构，所述托盘抓取机构设置在所述面包收盘机的托盘传送带旁边。
进一步改进，还包括托盘定位夹紧装置，其包括定位挡块机构和侧部夹紧机构，所述定位挡块机构设置在所述托盘抓取机构对应的抓取区域的前部上方，所述定位挡块机构包括第一伸出单元和控制第一伸出单元伸缩的第一控制单元，所述第一伸出单元在所述第一控制单元作用下向下伸出实现对托盘向前移动的阻挡；
所述侧部夹紧机构包括固定挡板和水平推块伸出单元，所述固定挡板和水平推块伸出单元分别设置在所述抓取区域的两侧，所述水平推块伸出单元包括第二伸出单元和控制第二伸出单元伸缩的第二控制单元，所述第二伸出单元在所述第二控制单元作用下伸出实现将所述托盘推移至与所述固定挡板抵接，实现所述托盘的横向定位夹紧。
进一步改进，所述抓取框架的下表面设置两组电磁吸盘，所述托盘定位夹紧装置还包括定位推动机构，所述定位推动机构设置在所述抓取区域的后端上方，所述定位推动机构包括第三伸出单元和控制第三伸出单元伸缩的第三控制单元，且所述第三伸出单元还包括第四伸出单元和控制第四伸出单元伸缩的第四控制单元，所述第三伸出单元在所述第三控制单元作用下垂直向下伸出，在所述第三伸出单元伸出到位时，所述第四伸出单元在所述第四控制单元作用下向托盘传送带前进方向伸出，实现进入所述抓取区域的两个托盘的贴紧。
进一步改进，还包括传感器检测机构，所述传感器检测机构包括第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，所述第一光电传感器用于检测托盘是否达到所述抓取区域，并传送信息至所述第一控制单元，由所述第一控制单元控制所述第一伸出单元进行伸缩动作；所述第二光电传感器用于检测所述托盘是否与所述固定挡板无缝抵接，并传送信息至所述第二控制单元，由所述第二控制单元控制所述第二伸出单元进行伸缩动作；所述第三光电传感器用于检测进入所述抓取区域的两个托盘是否贴紧，并传送信息至所述第四控制单元，由所述第四控制单元控制所述第四伸出单元进行伸缩动作。
进一步改进，还包括异常托盘监测机构，所述异常托盘监测机构包括异常托盘监测单元和与其连接的报警单元，所述异常托盘监测单元采用设置在所述托盘传送带上方的视频采集器，用于采集并识别所述托盘是否为异常托盘，并将异常托盘信息传输至所述第一控制单元和报警单元，所述第一控制单元用于接收所述异常信息并控制所述第一伸出单元缩回，所述报警单元用于接收所述异常信息并发出报警。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1.本发明托盘抓取机构通过将多个电磁吸盘对应于托盘背面凸起之间的位置，避免原先抓取机构中吸盘与托盘凸起位置对应不准时，不能达到密封条件吸附不牢固的弊端，大大提升了托盘抓取精准性。并且使该电磁吸盘的缓冲距离也从原有的10mm增加至30mm，提升吸盘抓取性能。
2.还通过设置脱离气缸，用于在电磁吸盘断电时，气缸推出对托盘产生推力，有效克服磁滞现象导致托盘不能与吸盘快速分开的问题，提高托盘回收效率。
3.本发明面包收盘机通过设置与托盘抓取机构相应的托盘定位夹紧装置，能实现对托盘在传送带上的精准定位，实现对托盘的三边或四边夹紧定位，进一步提升托盘抓取机构的抓取准确度，大大提升抓取效率。
4.还通过设置传感器检测机构，并通过设置第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，能精准控制托盘定位夹紧装置的精确控制，全程实现自动化操控。
5.还通过设置异常托盘监测机构，能及时发现传送带上异常托盘的出现，并及时控制第一伸出单元收回，使该异常托盘顺利通过该定位挡块机构，对其不进行阻挡，与此同时，报警单元接收所述异常信息并发出报警，提醒操作人员手动收走异常托盘，实现该面包收盘机的正常运转。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明面包收盘机的结构侧视示意图。
图2是本发明面包收盘机的结构俯视示意图。
图3是本发明面包收盘机的托盘抓取机构的抓取框架结构示意图。
图4是本发明中电磁吸盘作用于托盘位置的结构示意图。
图5是现有技术中电磁吸盘作用于托盘位置的结构示意图。
图6是本发明中托盘定位夹紧装置的结构示意图。
具体实施方式
参照附图1和2所示，本实施例面包收盘机的托盘抓取机构用于自动收取托盘传送带上传送的托盘，该托盘以面包烤制完成后托盘翻盘的状态被传送，则被传送的托盘正常状态为背面朝上的状态。
为了实现快速自动化的收取托盘，本实施例面包收盘机的托盘抓取机构设置在托盘传送带6旁边，其包括底座1、机械手臂2及其控制机构3，机械手臂2的一端与底座1可旋转连接，另一端与抓取框架4的上表面可旋转连接。本实施例机械手臂2采用现有的四连杆结构机械臂，在控制机构3的作用下带动抓取框架4及其抓取的托盘5移动，用于将托盘5从传送带6上抓取至码垛盘7上，实现托盘的自动码放。
参照附图3和4所示，本实施例中抓取框架4的下表面设置有多个电磁吸盘41，电磁吸盘41对应托盘5背面凸起51之间的位置52。
具体的，该抓取框架4的下表面设置有至少一组电磁吸盘，每组电磁吸盘对应一个托盘，每组电磁吸盘包括12个吸盘。该吸盘均采用直径为25mm、吸力为10kgf的电磁吸盘，则一组电磁吸盘形成的整体吸力为120kgf，较原先的8个电磁吸盘的整体吸力要大很多，如附图5示出现有采用8个直径为35mm的电磁吸盘吸取托盘背面凸起的结构。
为了防止电磁吸盘41在吸住托盘5后断电，产生的磁滞现象导致托盘5不能与吸盘41快速分开的问题，该抓取框架4上还设有脱离气缸8。该脱离气缸8对应托盘5的中间位置设置，实现在电磁吸盘41断电时，气缸伸出对托盘5产生推力，使托盘5与电磁吸盘41快速脱离分开。
进一步改进，本实施例面包收盘机还包括设置在托盘传送带上的托盘定位夹紧装置，使其能将传送过程中的托盘准确定位在抓取区域，便于上述托盘抓取机构对托盘的精准抓取，达到良好的抓取效果。
参照附图6所示，该托盘定位夹紧装置包括定位挡块机构10和侧部夹紧机构11，定位挡块机构10设置在托盘抓取机构对应的抓取区域的前部上方，定位挡块机构10包括第一伸出单元101和控制第一伸出单元101伸缩的第一控制单元102，所述第一伸出单元101在第一控制单元102作用下向下伸出实现对托盘5向前移动的阻挡。
该侧部夹紧机构11包括固定挡板111和水平推块伸出单元112，固定挡板111和水平推块伸出单元112分别设置在抓取区域的两侧，水平推块伸出单元112包括第二伸出单元113和控制第二伸出单元113伸缩的第二控制单元114，第二伸出单元113在第二控制单元114作用下伸出实现将托盘5推移至与固定挡板111抵接，实现托盘5的三面定位夹紧。
还有，该抓取框架4的下表面可设置两组电磁吸盘，托盘定位夹紧装置还包括定位推动机构12。该定位推动机构12设置在抓取区域的后端上方，定位推动机构12包括第三伸出单元121和控制第三伸出单元121伸缩的第三控制单元122，且第三伸出单元121还包括第四伸出单元123和控制第四伸出单元123伸缩的第四控制单元124，第三伸出单元121在第三控制单元122作用下垂直向下伸出，在第三伸出单元121伸出到位时，第四伸出单元123在第四控制单元124作用下向托盘传送带6前进方向伸出，实现进入抓取区域的两个托盘5的贴紧，及完成两个托盘5的四面定位夹紧。
该托盘定位夹紧装置还包括传感器检测机构，该传感器检测机构包括第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器。第一光电传感器用于检测托盘5是否达到抓取区域，并传送信息至第一控制单元102，由第一控制单元102控制第一伸出单元101进行伸缩动作；第二光电传感器用于检测托盘5是否与固定挡板111无缝抵接，并传送信息至第二控制单元114，由第二控制单元114控制第二伸出单元113进行伸缩动作；第三光电传感器用于检测进入抓取区域的两个托盘5是否贴紧，并传送信息至第四控制单元124，由第四控制单元124控制第四伸出单元123进行伸缩动作。
另外，该托盘定位夹紧装置还包括异常托盘监测机构，用于检测托盘正面朝上的异常情况。该异常托盘监测机构包括异常托盘监测单元和与其连接的报警单元，该异常托盘监测单元采用设置在托盘传送带上方的视频采集器，用于采集并识别托盘是否为异常托盘。若为异常来盘，将异常信息传输至第一控制单元102和报警单元，第一控制单元102用于接收异常信息并控制第一伸出单元101缩回，即让异常托盘通过定位挡块机构10。与此同时，将异常信息传输至报警单元，由报警单元接收异常信息后发出报警，提醒操作人员有异常来盘情况，及时处理。若为正常来盘，则启动上述托盘定位夹紧装置，用于实现托盘在抓取区域的定位夹紧，再启动托盘抓取机构对定位好的托盘实现抓取回收。
当然，该第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器和视频采集器均可以通过支架固定在托盘传送带周边，以实现各自功能，其固定方式采用本领域现有技术实现。还有，本申请中的第一伸出单元、第二伸出单元、第三伸出单元和第四伸出单元的具体结构均可采用现有任意伸出结构实现，如液压气缸等。
本发明面包收盘机通过对托盘抓取机构的改进，能实现对正常来盘的快速自动抓取并码垛，并能实现对异常来盘的及时处理，保证面包托盘的收盘码放作业，可达到在搬运距离≤1.5m的情况下，码盘速率不低于18个/min，稳定抓取率不低于98％。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅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，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种面包收盘机的托盘抓取机构，其特征在于，包括抓取框架，所述抓取框架的下表面设置有多个电磁吸盘，电磁吸盘对应托盘背面凸起之间的位置，且所述抓取框架上还设有脱离气缸，所述脱离气缸用于实现在所述电磁吸盘断电时使所述托盘与所述电磁吸盘脱离。
2.根据权利要求1所述的托盘抓取机构，其特征在于，所述抓取框架的下表面设置有至少一组电磁吸盘，每组电磁吸盘对应一个托盘，每组电磁吸盘包括12个吸盘。
3.根据权利要求2所述的托盘抓取机构，其特征在于，所述吸盘采用直径为25mm、吸力为10kgf的电磁吸盘。
4.根据权利要求1所述的托盘抓取机构，其特征在于，所述脱离气缸对应所述托盘的中间位置设置。
5.根据权利要求1所述的托盘抓取机构，其特征在于，还包括底座、机械手臂及其控制机构，所述机械手臂一端与所述底座可旋转连接，另一端与所述抓取框架的上表面可旋转连接，所述机械手臂在所述控制机构作用下带动所述抓取框架及其抓取的托盘移动。
6.一种面包收盘机，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的托盘抓取机构，所述托盘抓取机构设置在所述面包收盘机的托盘传送带旁边。
7.根据权利要求6所述的面包收盘机，其特征在于，还包括托盘定位夹紧装置，其包括定位挡块机构和侧部夹紧机构，所述定位挡块机构设置在所述托盘抓取机构对应的抓取区域的前部上方，所述定位挡块机构包括第一伸出单元和控制第一伸出单元伸缩的第一控制单元，所述第一伸出单元在所述第一控制单元作用下向下伸出实现对托盘向前移动的阻挡；
所述侧部夹紧机构包括固定挡板和水平推块伸出单元，所述固定挡板和水平推块伸出单元分别设置在所述抓取区域的两侧，所述水平推块伸出单元包括第二伸出单元和控制第二伸出单元伸缩的第二控制单元，所述第二伸出单元在所述第二控制单元作用下伸出实现将所述托盘推移至与所述固定挡板抵接，实现所述托盘的横向定位夹紧。
8.根据权利要求7所述的面包收盘机，其特征在于，所述抓取框架的下表面设置两组电磁吸盘，所述托盘定位夹紧装置还包括定位推动机构，所述定位推动机构设置在所述抓取区域的后端上方，所述定位推动机构包括第三伸出单元和控制第三伸出单元伸缩的第三控制单元，且所述第三伸出单元还包括第四伸出单元和控制第四伸出单元伸缩的第四控制单元，所述第三伸出单元在所述第三控制单元作用下垂直向下伸出，在所述第三伸出单元伸出到位时，所述第四伸出单元在所述第四控制单元作用下向托盘传送带前进方向伸出，实现进入所述抓取区域的两个托盘的贴紧。
9.根据权利要求8所述的面包收盘机，其特征在于，还包括传感器检测机构，所述传感器检测机构包括第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，所述第一光电传感器用于检测托盘是否达到所述抓取区域，并传送信息至所述第一控制单元，由所述第一控制单元控制所述第一伸出单元进行伸缩动作；所述第二光电传感器用于检测所述托盘是否与所述固定挡板无缝抵接，并传送信息至所述第二控制单元，由所述第二控制单元控制所述第二伸出单元进行伸缩动作；所述第三光电传感器用于检测进入所述抓取区域的两个托盘是否贴紧，并传送信息至所述第四控制单元，由所述第四控制单元控制所述第四伸出单元进行伸缩动作。
10.根据权利要求9所述的面包收盘机，其特征在于，还包括异常托盘监测机构，所述异常托盘监测机构包括异常托盘监测单元和与其连接的报警单元，所述异常托盘监测单元采用设置在所述托盘传送带上方的视频采集器，用于采集并识别所述托盘是否为异常托盘，并将异常托盘信息传输至所述第一控制单元和报警单元，所述第一控制单元用于接收所述异常信息并控制所述第一伸出单元缩回，所述报警单元用于接收所述异常信息并发出报警。
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