CN111086690A - 卷装抓手、卷装上线机械手及卷装包装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷装抓手，包括：手爪、抓手支撑板、连接座、重量检测模块、外观检测模块和控制模块；该手爪与该外观检测模块同时设置于该抓手支撑板的一面，该重量检测模块设置于该手爪上，该连接座设置于该抓手支撑板的另一面，该控制模块分别与该手爪、该重量检测模块和该外观检测模块通讯连接。本发明将卷装等级检测功能模块集成于卷装抓手上，使卷装抓取和卷装等级检测同时进行，在降低设备数量的同时，简化了卷装包装工艺，有效的缩短了卷装包装的生产周期，控制了生产节拍。

Description

卷装抓手、卷装上线机械手及卷装包装系统

技术领域

本发明涉及化纤生产技术领域，特别是涉及一种用于卷装包装操作的卷装抓手。

背景技术

当前化纤生产行业中，对合成纤维卷绕成的卷装的等级要求比较敏感，即便是同一批号的卷装，重量和外观(卷装外径)的差异也足以区分出卷装的等级，因此，在对卷装进行装箱堆垛包装或直接码垛包装的生产过程中，都需要对当前批号批次的卷装进行重量检测和外观检测。现有技术中，一般都是通过上线机械手将卷装抓取至包装线的传输轨道上，然后再依次进行卷装称重和卷装外观检测，来确定卷装等级。

“一种化纤丝饼机器人码垛夹具”(公开号：CN206798596U)，提供一种化纤丝饼机器人码垛夹具，包括机器人连接板、标准气缸、移动侧滑轨连接板、固定侧滑轨连接板、长直线滑轨、长直线滑块、移动侧气爪连接板、固定侧气爪连接板、三爪气缸和气爪爪体。移动侧滑轨连接板在标准气缸的作用下可沿长直线滑轨水平移动实现夹具的Y向运动，移动侧气爪连接板在薄型气缸的作用下可沿短直线滑轨水平移动实现夹具在X向运动，气爪爪体可在三爪气缸的作用下实现伸缩，气缸采用三位五通电磁阀控制，气爪爪体外侧设有摩擦纹以防化纤丝饼运动过程中掉落，且设有化纤丝饼是否掉落的检测器件，结构简单，可以有效节约成本，降低劳动强度。

“一种多个丝饼重量自动检测装置”(公开号：CN206648724U)，涉及一种多个丝饼重量自动检测装置，包括底座，所述底座上设置有支架，所述支架下侧设置有相对支架横向伸缩的第一气缸，所述支架的中部设置有第二气缸；所述第二气缸一端铰接于一阵列式称重架的中部，另一端铰接于支架中部，所述第一气缸的伸缩端铰接于所述的阵列式称重架的下侧；所述阵列式称重架上设置有用于挂丝饼的称重头。其结构简单，能实现对轨道运输的多个丝饼同时进行称重检测，具有较好的实用价值。

现有的卷装包装生产线，都需要分别设置上线机械手和等级检测机构，使得卷装包装设备成本难以降低，生产场地占用面积大，设备维护难度和工作量也大大增加了人力成本的投入。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种集成了卷装称重监测模块和外观检测模块的卷装抓手，将卷装上线操作和等级检测操作合二为一，从而减小卷装包装设备的数量，简化卷装包装工艺。

本发明的卷装抓手包括：抓手支撑板；手爪，设置于该抓手支撑板的一面，用于抓取卷装；外观检测模块，设置于该抓手支撑板上与该手抓相同的一面，用于获取该卷装的卷装外观信息；连接座，设置于该抓手支撑板上与该手抓相对的一面；重量检测模块，设置于该手爪上，用于获取该卷装的卷装重量信息；控制模块，分别与该手爪、该重量检测模块和该外观检测模块通讯连接。

进一步的，该控制模块还包括：数据采集子模块，分别与该重量检测模块和该外观检测模块通讯连接，接收该卷装重量信息和该卷装外观信息，以生成卷装等级信息。

进一步的，还包括：传感器支架，用于支撑该外观检测模块以使该外观检测模块处于与该手爪抓取的卷装对应的位置，该传感器支架设置于该抓手支撑板上与该手抓相同的一面。

进一步的，每个该手爪对应设置一个该重量检测模块和至少一个该外观检测模块。

优选的，每个该手爪设置有两个该外观检测模块，两个该外观检测模块对称设置于该手爪的两侧。

优选的，该手爪具有多个且均匀设置。

本发明还提出一种卷装上线机械手，包括：基座；手臂，该手臂的一端与该基座旋转连接；如前所述的卷装抓手，该卷装抓手的连接座与该手臂的另一端旋转连接；驱动机构，用于为该手臂和该卷装抓手提供驱动力；控制机构，该手臂和该卷装抓手通讯连接，用于控制该手臂和该卷装抓手进行卷装上线操作，以及通过该卷装抓手获取卷装等级信息。

优选的，该控制机构接收该卷装抓手获取的卷装重量信息和卷装外观信息，以生成该卷装等级信息。

优选的，该控制机构接收该卷装抓手生成的卷装等级信息。

本发明还提出一种卷装包装系统，包括：输送装置，包括连接的上线区、堆栈区和下线区，用于输送卷装和卷装垛；上线装置，设置于该上线区，用于对该卷装进行等级检测和上线操作；堆栈装置，设置于该堆栈区，用于对该卷装堆叠为卷装垛；包装装置，设置于该下线区，用于对满垛状态的卷装垛进行打带、裹膜及贴标；控制装置，分别通讯连接该输送装置、该上线装置、该堆栈装置和该包装装置；其中，该上线装置为如前所述的卷装上线机械手。

本发明的卷装抓手，将卷装上线操作和等级检测操作合二为一，从而减小卷装包装设备的数量，简化卷装包装工艺，有效的缩短卷装包装的生产周期，控制生产节拍。

附图说明

图1是本发明的一种卷装抓手的结构立体视图。

图2是本发明的一种卷装抓手的结构前视图。

图3是本发明的一种卷装抓手的结构侧视图。

图4是本发明的一种卷装抓手的结构仰视图。

图5是本发明的一种卷装上线机械手的结构前视图。

图6是本发明的一种卷装上线机械手的结构俯视图。

图7是本发明的一种卷装上线机械手的结构侧视图。

图8是本发明的一种卷装包装系统的结构示意图。

图9是本发明的一种卷装包装系统的卷装上线检测示意图。

其中，附图标记为：

1：卷装上线机械手 2：输送装置

3：码垛装置 4：包装装置

5：控制装置 6：丝车

10：卷装抓手 11：抓手支撑板

12：重量检测模块 13：外观检测模块

14：手爪 15：传感器支架

16：连接座 20：基座

30：回旋座 40：大臂

50：小臂 60：旋转臂

71：卷装 72：卷装托盘

73：卷装垛 P1：上线区

P2：堆栈区 P3：下线区

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步的详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一种实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

图1是本发明的一种卷装抓手的结构立体视图，图2是本发明的一种卷装抓手的结构前视图，图3是本发明的一种卷装抓手的结构侧视图，图4是本发明的一种卷装抓手的结构仰视图。如图1、2、3、4所示，本发明提出一种卷装抓手，包括：抓手支撑板11、重量检测模块12、外观检测模块13、手爪14和控制模块，其中抓手支撑板11为卷装抓手各部件的安装基座，于本发明的实施例中，抓手支撑板11为平板状结构，也可以采用框架结构或其他可以将卷装抓手各部件的位置固定连接的结构；手爪14设置于抓手支撑板11的一面，重量检测模块12设置于手爪14与抓手支撑板11之间，或设置于手爪14上，每个手爪14对应设置一个重量检测模块12，当手爪14抓取卷装后，重量检测模块12可以获取单个的卷装重量信息；外观检测模块13设置于抓手支撑板11上设置有手爪14的一面，当手爪14抓取卷装后，外观检测模块13可以获取单个的卷装外观信息；手爪14为气缸手指；控制模块与重量检测模块12、外观检测模块13和手抓14保持通讯连接，用于对重量检测模块12、外观检测模块13和手抓14进行控制；控制模块可以设置于卷装抓手上，或其他位置，例如是安装卷装抓手的操作设备上，为使附图能清晰的展示本发明的卷装抓手的必要部分，控制模块未于附图1、2、3、4中绘示；

由于外观检测模块13在获取卷装外观信息时，需要对准手爪14上抓取的卷装，而手爪14具有一定的长度，因此，本发明的卷装手爪还设置有传感器支架15，外观检测模块13设置于传感器支架15的顶端，以使外观检测模块13对准手爪14上抓取的卷装；每个手爪14对应设置至少一个外观检测模块13，于本发明的实施例中，每个手爪14对应设置两个外观检测模块13，两个外观检测模块13对称设置于手爪14的两侧，换言之，一个手爪14、一个重量检测模块12和两个外观检测模块13构成了一个卷装抓取检测组件；卷装抓手的抓手支撑板11上可以设置有多个上述的卷装抓取检测组件，设置的数量根据卷装包装工艺流程需求、设备承载能力等确定，例如当纱车的一面上具有4行×4列共16个挂纱点，卷装抓手的抓手支撑板11上可以设置2行×2列共4个卷装抓取检测组件，或2行×4列共8个卷装抓取检测组件等；相邻的两个外观检测模块13可以分别具有独立的传感器支架15，也可以共用一个传感器支架15。

抓手支撑板11上与设置有手爪14的一面相对的另一面，还设置有连接座16，通过连接座16将卷装抓手安装到操作设备上。

于本发明的另一实施例中，控制模块设置有数据采集子模块，数据采集子模块通过重量检测模块12和外观检测模块13分别获取手爪14上卷装的卷装重量信息和卷装外观信息，并根据卷装重量信息和卷装外观信息生成卷装等级信息。数据采集子模块并非控制模块的必要部分，重量检测模块12和外观检测模块13获取的卷装重量信息和卷装外观信息也可以直接提供给安装卷装抓手的操作设备进行处理。

本发明的卷装抓手通常作为上线装置的手部，安装于卷装包装系统的上线区，以对卷装进行上线及等级检测(重量检测和外观检测)操作；也可以安装于龙门码垛机器人上，作为龙门码垛机器人的卷装抓取机械手，抓取卷装及进行等级检测，并将卷装放置于包装板上以形成卷装垛；或作为对卷装的直接操作机构，安装于其他化纤生产设备上，本发明并不以此为限。下面以卷装包装系统的上线装置为例，介绍本发明的卷装抓手的具体应用实例。

图5是本发明的一种卷装上线机械手的结构前视图，图6是本发明的一种卷装上线机械手的结构俯视图，图7是本发明的一种卷装上线机械手的结构侧视图。如图5、6、7所示，本发明提出一种卷装上线机械手，包括执行机构、驱动机构和控制机构，其中，执行机构包括：基座20、手臂和卷装抓手(手部)10，基座20为执行机构各部分的支撑座，通常放置或固定于地面；手臂为6自由度机械臂，于本发明的实施例中，手臂包括回旋座30、大臂40、小臂50和旋转臂60，其中回旋座30与基座20通过回旋轴活动连接，回旋座30可以沿铅锤方向的回旋轴在水平面内旋转，大臂40的一端与回旋座30以铰链方式活动连接，并可以进行俯仰运动，大臂40的另一端与小臂50的一端以铰链方式活动连接，小臂50可以进行俯仰运动，小臂50的另一端与旋转臂60的一端以铰链方式活动连接，旋转臂60可以进行俯仰运动，旋转臂60的另一端与手部10的连接座以旋转方式活动连接，卷装抓手10可以以旋转臂60的中心轴为转轴进行旋转，通过上述执行机构各部件的相互配合，卷装抓手10可以实现6自由度的运动；驱动机构用于为执行机构的手臂和手部提供驱动力，以完成卷装抓取操作；控制机构用于控制执行机构完成卷装抓取、上线操作，并同时获取卷装等级信息以提供该卷装后续操作的设备，于本发明的实施例，卷装抓手的控制模块设置有数据采集子模块，可以生成当前卷装的卷装等级信息，控制机构直接从数据采集子模块获取卷装等级信息，并向外传递；于本发明的另一实施例，卷装抓手的控制模块未设置数据采集子模块，卷装抓手仅提供卷装重量信息和卷装外观信息，则控制机构根据得到的卷装重量信息和卷装外观信息生成并传递卷装等级信息。

下面介绍卷装上线机械手应用于卷装包装系统的实例。图8是本发明的一种卷装包装系统的结构示意图，图9是本发明的一种卷装包装系统的卷装上线检测示意图。如图8、9所示，一种卷装包装系统，包括卷装上线机械手(上线装置)1、输送装置2、码垛装置3、包装装置4和控制装置5，输送装置2连接了卷装包装系统的各部分，根据不同位置进行的工艺流程，输送装置2将卷装包装系统划分为上线区P1、堆栈区P2和下线区P3，其中，卷装上线机械手1设置于上线区，码垛装置3设置于堆栈区P2，包装装置4设置于下线区P3；于上线区P1，卷装上线机械手1抓取丝车6上的卷装71，并对抓取的卷装进行等级检测(重量检测和外观检测)，将卷装71放置于输送装置2的卷装托盘72上，并将卷装等级信息传递给控制装置5，卷装71由卷装托盘72通过输送装置2输送至堆栈区P2的码垛装置3，码垛装置3将卷装71堆栈为卷装垛73，满垛状态的卷装垛73通过输送装置2输送至下线区P3的包装装置4，包装装置4对满垛状态的卷装垛73进行打带和裹膜，并根据控制装置5内存储的卷装等级信息对卷装垛73进行贴标，以完成卷装的包装。

本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种卷装抓手，其特征在于，包括：

抓手支撑板；

手爪，设置于该抓手支撑板的一面，用于抓取卷装；

外观检测模块，设置于该抓手支撑板上与该手抓相同的一面，用于获取该卷装的卷装外观信息；

连接座，设置于该抓手支撑板上与该手抓相对的一面；

重量检测模块，设置于该手爪上，用于获取该卷装的卷装重量信息；

控制模块，分别与该手爪、该重量检测模块和该外观检测模块通讯连接。

2.如权利要求1所述的卷装抓手，其特征在于，该控制模块还包括：

数据采集子模块，分别与该重量检测模块和该外观检测模块通讯连接，接收该卷装重量信息和该卷装外观信息，以生成卷装等级信息。

3.如权利要求1所述的卷装抓手，其特征在于，还包括：

传感器支架，用于支撑该外观检测模块以使该外观检测模块处于与该手爪抓取的卷装对应的位置，该传感器支架设置于该抓手支撑板上与该手抓相同的一面。

4.如权利要求1或3所述的卷装抓手，其特征在于，每个该手爪对应设置一个该重量检测模块和至少一个该外观检测模块。

5.如权利要求4所述的卷装抓手，其特征在于，每个该手爪设置有两个该外观检测模块，两个该外观检测模块对称设置于该手爪的两侧。

6.如权利要求1所述的卷装抓手，其特征在于，该手爪具有多个且均匀设置。

7.一种卷装上线机械手，其特征在于，包括：

基座；

手臂，该手臂的一端与该基座旋转连接；

如权利要求1-6任一项所述的卷装抓手，该卷装抓手的连接座与该手臂的另一端旋转连接；

驱动机构，用于为该手臂和该卷装抓手提供驱动力；

控制机构，该手臂和该卷装抓手通讯连接，用于控制该手臂和该卷装抓手进行卷装上线操作，以及通过该卷装抓手获取卷装等级信息。

8.如权利要求7所述的卷装上线机械手，其特征在于，该控制机构接收该卷装抓手获取的卷装重量信息和卷装外观信息，以生成该卷装等级信息。

9.如权利要求7所述的卷装上线机械手，其特征在于，该控制机构接收该卷装抓手生成的卷装等级信息。

10.一种卷装包装系统，其特征在于，包括：

输送装置，包括连接的上线区、堆栈区和下线区，用于输送卷装和卷装垛；

上线装置，设置于该上线区，用于对该卷装进行等级检测和上线操作；

堆栈装置，设置于该堆栈区，用于对该卷装堆叠为卷装垛；

包装装置，设置于该下线区，用于对满垛状态的卷装垛进行打带、裹膜及贴标；

控制装置，分别通讯连接该输送装置、该上线装置、该堆栈装置和该包装装置；

其中，该上线装置为如权利要求7-9任一项所述的卷装上线机械手。

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