CN111703648A - 一种自动装箱机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动装箱机器人，属于一种自动化类设备，包括机械手、夹具体和控制系统，控制系统与机械手电连接；机械手的伸出端转动连接有第三转轴，第三转轴的柱面上设置有连接孔；夹具体包括吸盘组件、夹爪机构、架体和支撑杆，吸盘组件和夹爪机构安装于架体不同的侧面，支撑杆的第一端固定连接于架体上，支撑杆的第二端固定连接于连接孔。机械手带动夹具体移动到纸箱的侧部进行纸箱的吸取工作；机械手带动夹具体位移到物料处，夹爪机构工作以夹取物料进行物料装箱工作；物料完成一层的装箱后，机械手带动夹具体位移和旋转，使吸盘组件吸取隔纸平铺于最上层物料的上端面；在完成全部物料的装箱后，机械手顶推纸箱位移到下一个工位。

Description

一种自动装箱机器人

技术领域

本发明涉及自动化装箱领域，尤其涉及一种自动装箱机器人。

背景技术

在加工包装行业，通常采用纸箱来对物品进行包装，传统的物品的包装工艺大都还采用人工进行纸箱的吸取、纸箱的移动、物料入箱和隔纸吸取，人工装箱的速度慢，浪费大量的时间和人力，具有一定的局限性和时限性，大大增加了生产成本。

现有技术中申请号201610159984.7的外墙瓷砖码垛装箱装置，采用机械自动装箱物料来提高生产效率，降低人工成本。但是，目前这种装箱装置的夹具功能性单一，箱体的移动和物料装箱不同的工序需要多个机械手带动相对应的夹具设备来完成，设备利用率底，装箱设备所占用的空间大。

鉴于此需要提供一种实现兼具纸箱体的移动和物料装箱功能且能快速切换的自动装箱设备，以提高设备利用率，减小生产所需空间，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动装箱机器人，来解决以上技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动装箱机器人，包括机械手、夹具体和电连接所述机械手的控制系统；

所述夹具体包括架体和支撑杆，所述架体预设有第一工作面和第二工作面，所述第一工作面上设置有用于吸取纸箱的第一吸盘组件，所述第二工作面上设置有用于夹取物料的夹爪机构；

所述支撑杆的第一端与所述架体固定连接，所述支撑杆的第二端与所述机械手的第一端转动连接；

工作时，所述机械手带动所述夹具体朝预设的第一旋转方向旋转第一预设角度，控制所述第一吸盘组件吸附住纸箱的第一侧面，将纸箱移动到工作台上的预定位置后；所述机械手带动所述夹具体脱离纸箱，并朝预定的第一旋转方向旋转第二预设角度，并控制所述夹爪机构从物料放置区夹取待装箱的物料并依次层叠地放入纸箱内。

可选的，所述架体还预设有第三工作面，所述第三工作面上设置有用于吸取隔纸的第二吸盘组件；

所述夹爪机构夹取待装箱的物料并依次层叠地放入纸箱内，具体包括：

当所述夹爪机构每完成一层物料的装箱后，所述机械手带动所述夹具体朝预定的第一旋转方向旋转第三预设角度，控制所述第二吸盘组件从隔纸放置区中吸取隔纸并平铺于纸箱内当前物料的上方，所述机械手带动所述夹具体脱离隔纸，所述机械手带动所述夹具体朝预定的第二旋转方向旋转第三预设角度，控制夹爪机构继续夹取待装箱的物料；如此往复，直至完成物料的装箱。

可选的，所述第一吸盘组件包括第一吸盘和第一吸盘支架，所述第一吸盘支架固定设置于所述第一工作面上，所述第一吸盘密封连接有气路管；所述第一吸盘支架沿长度方向排布有若干个用于安装所述气路管的第一安装孔；

所述第二吸盘组件包括第二吸盘和第二吸盘支架，所述第二吸盘支架固定设置于所述第三工作面上，第二吸盘密封连接有气路管；所述第二吸盘支架沿长度方向排布有若干个第二安装孔，若干个所述第二安装孔均穿设有所述气路管。

可选的，所述第一工作面和所述第三工作面为所述架体上相对的两侧面。

可选的，所述夹爪机构包括双向气缸、第一夹爪和第二夹爪，所述双向气缸安装于所述第二工作面，所述双向气缸包括相对设置的第一推杆和第二推杆，所述第一推杆与所述第一夹爪连接，所述第二推杆与所述第二夹爪连接；所述第一推杆和所述第二推杆的伸出方向相反。

可选的，所述第一吸盘支架的数量为两个，两个所述第一吸盘支架间隔设置且相互平行，所述第一吸盘支架的两端分别设置有一个所述第一安装孔，四个所述第一吸盘构成用于吸取纸箱的第一吸盘组。

可选的，所述第二吸盘支架的数量为两个，两个所述第二吸盘支架间隔设置且相互平行，所述第二吸盘支架的两端均设置有一个所述第二安装孔，四个所述第二吸盘构成用于吸取隔纸的第二吸盘组。

可选的，所述第一吸盘的直径大于所述第二吸盘的直径。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：控制系统发出指令，机械手接收指令进行工作；夹具体吸取纸箱时，机械手带动夹具体旋转第一预设角度，使第一工作面正对纸箱上预设的第一侧面，机械手带动夹具体移动到纸箱的侧部，使第一吸盘组件与纸箱的表面接触，第一吸盘组件工作吸取纸箱，机械手带动纸箱放置到工作台上，第一吸盘组件停止工作，纸箱与夹具体分离；夹具体吸取隔纸时，机械手带动夹具体旋转第三预设角度，使第二工作面正对物料的顶面，机械手带动夹具体位移到物料处，夹爪机构工作以夹取物料并依次放入纸箱内来完成物料的装箱。通过控制机械手旋转夹具体不同的工作面，来实现纸箱移动和物料装箱不同工序的快速切换，提高生产效率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为自动装箱机器人的结构示意图；

图2为自动装箱机器人的夹具体的结构示意图。

图示说明：机械手1、夹具体2、第一旋转臂11、第二旋转臂12、第三旋转臂13、旋转板14、固定座15、第三转轴16、第一吸盘组件21、第二吸盘组件22、夹爪机构23、架体24、支撑杆25、双向气缸231、第一夹爪232、第二夹爪233、第一吸盘211、第一吸盘支架212、第二吸盘221、第二吸盘支架222。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明实施例提供了一种自动装箱机器人，包括机械手1、夹具体2和用于控制机械手1工作的控制系统，控制系统与机械手1电连接；

夹具体2包括架体24和支撑杆25，架体24为中空的金属框架，架体24预设有第一工作面、第二工作面和第三工作面，第一工作面上设置有用于吸取纸箱的第一吸盘组件21，第二工作面上设置有用于吸取隔纸的第二吸盘组件22，第三工作面上设置有用于夹取物料的夹爪机构23；支撑杆25的第一端固定连接于架体24上，支撑杆25的第二端转动连接于机械手1的第一端，机械手1能带动整个夹具体2做旋转或位移运动，其中，第一工作面、第二工作面和第三工作面为架体24上三个不同方向的侧面。

工作时，机械手1带动夹具体2朝预设的第一旋转方向旋转第一预设角度，控制第一吸盘组件21吸附住纸箱的第一侧面，将纸箱移动到工作台上的预定位置后；机械手1带动夹具体2脱离纸箱，并朝预定的第一旋转方向旋转第二预设角度，并控制夹爪机构23从物料放置区夹取待装箱的物料并依次层叠地放入纸箱内。

夹爪机构23夹取待装箱的物料并依次层叠地放入纸箱内，具体包括：当夹爪机构23每完成一层物料的装箱后，机械手1带动夹具体2朝预定的第一旋转方向旋转第三预设角度，控制第二吸盘组件22从隔纸放置区中吸取隔纸并平铺于纸箱内当前物料的上方，机械手1带动夹具体2脱离隔纸，机械手1带动夹具体2朝预定的第二旋转方向旋转第三预设角度，控制夹爪机构23继续夹取待装箱的物料；如此往复，直至完成物料的装箱。其中，预设的第一旋转方向为支撑杆绕轴心顺时针旋转的方向，预设的第二旋转方向为支撑杆绕轴心逆时针旋转的方向。

在本实施例中，机械手1包括第一旋转臂11、第二旋转臂12、第三旋转臂13、旋转板14和固定座15，固定座15上沿竖直方向安装有第一回转马达，旋转板14固定连接于第一回转马达的轴上，第一回转马达可驱动旋转板14相对固定座15旋转，旋转板14的上端面设置有支撑板，第一旋转臂11的第一端设置有第一转轴，支撑板上设置有第一轴孔，第一转轴转动连接于第一转轴，使第一旋转臂11转动连接于支撑板，旋转板14上端面的一侧固定安装有第一电机，第一电机的电机轴与第一转轴同心固定，第一电机可驱动第一转轴转动，使第一旋转臂11相对支撑板转动。第一旋转臂11的第二端转动连接有第二转轴，第二转轴的一端与第二旋转臂12的第一端固定连接，第一旋转臂11内设置有第二电机，第二电机的电机轴与第二转轴同心固定，第二电机可驱动第二转轴转动，使第二旋转臂12绕第一旋转臂11的第二端转动。第二旋转臂12的第二端转动连接有第三旋转臂13，且第三旋转臂13与第二旋转臂12同心连接，第二旋转臂12内设置有第二回转马达，第二回转马达可驱动第三旋转臂13与第二旋转臂12同轴转动，第三旋转轴的伸出端横向设置有轴孔，轴孔内转动连接有第三转轴16，第三旋转臂13内设置有第四电机，第四电机可驱动第三转轴16相对轴孔转动，从而带动整个夹具体2相对机械手1转动。

在本实施例中，第一吸盘组件21包括第一吸盘211和第一吸盘支架212，第一吸盘支架212固定设置于第一工作面上，第一吸盘211密封连接有气路管；第一吸盘支架212沿长度方向排布有若干个第一安装孔，气路管安装于第一安装孔；其中，第一吸盘支架212的数量为两个，两个第一吸盘支架212间隔设置且相互平行，第一吸盘支架212的两端均设置有一个第一吸盘211，四个第一吸盘211构成第一吸盘组，第一吸盘组用于吸取纸箱。

第二吸盘组件22包括第二吸盘221和第二吸盘支架222，第二吸盘支架222固定设置于第三工作面上，第二吸盘221密封连接有气路管；第二吸盘支架222沿长度方向排布有若干个第二安装孔，若干个第二安装孔均穿设有气路管。第二吸盘支架222的数量为两个，两个第二吸盘支架222间隔设置且相互平行，第二吸盘支架222的两端均设置有一个第二吸盘221，四个第二吸盘221构成第二吸盘组，第二吸盘组用于吸取隔纸。

优选地，第一工作面和第三工作面为架体24上相对的两侧面，且第一吸盘211和第二吸盘221的朝向相背离。

夹爪机构23包括双向气缸231、第一夹爪232和第二夹爪233，双向气缸231安装于架体24的侧部，双向气缸231相对设置的第一推杆和第二推杆，第一推杆与第一夹爪232连接，第二推杆与第二夹爪233连接，第一夹爪232和第二夹爪233相对设置，且第一夹爪232和第二夹爪233均为长条状的方块铁，双向气缸231的推杆带动第一夹爪232和第二夹爪233做相对运动。

工作原理：机械手1的工作均为接收控制系统的指令下运行，控制系统发出指令到机械手1；进行纸箱的吸取工作时，机械手1带动支撑杆25旋转第一预设角度，使第一吸盘211正对箱板的预设第一侧面，其中预设第一侧面为纸箱上靠近机械手1的一侧面，机械手1带动夹具体2位移使第一吸盘211与纸箱的预设第一侧面接触，第一吸盘211工作吸取纸箱，机械手1带动纸箱位移到工作台上；第一吸盘211停止工作，纸箱脱离夹具体2以完成纸箱的吸取工作；夹爪机构23工作以夹取物料进行物料装箱工作，双向气缸231推动第一夹爪232和第二夹爪233做相对靠近的运动，夹爪机构23夹取物料并在机械手1的带动下伸入箱体内，双向气缸231推动第一夹爪232和第二夹爪233做相对远离的运动，夹爪机构23放下物料到预设位置，并多次重复以进行物料的装箱；物料完成一层的装箱后，机械手1带动夹具体2吸取隔纸平铺于最上层物料的上端面；机械手1带动夹具体2位移到隔纸的上方，机械手1带动支撑杆25旋转，使第二吸盘221旋转到正对隔纸的方向，机械手1带动夹具体2下降使第二吸盘221与隔纸的表面接触，第二吸盘221工作以吸取隔纸，机械手1带动吸取有隔纸的夹具体2进行旋转和位移到纸箱体的正上方，第二吸盘221停止工作将隔纸平铺于最上层物料的上端面，以完成隔纸的装箱工作。在完成全部物料的装箱后，机械手1顶推纸箱位移到下一个工位。通过控制机械手1旋转夹具体2不同的工作面，来实现纸箱的抓取、物料入箱和隔纸吸取之间的快速切换，提高生产效率。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自动装箱机器人，其特征在于，包括机械手(1)、夹具体(2)和电连接所述机械手(1)的控制系统；

所述夹具体(2)包括架体(24)和支撑杆(25)，所述架体(24)预设有第一工作面和第二工作面，所述第一工作面上设置有用于吸取纸箱的第一吸盘组件(21)，所述第二工作面上设置有用于夹取物料的夹爪机构(23)；

所述支撑杆(25)的第一端与所述架体(24)固定连接，所述支撑杆(25)的第二端与所述机械手(1)的第一端转动连接；

工作时，所述机械手(1)带动所述夹具体(2)朝预设的第一旋转方向旋转第一预设角度，控制所述第一吸盘组件(21)吸附住纸箱的第一侧面，将纸箱移动到工作台上的预定位置后；所述机械手(1)带动所述夹具体(2)脱离纸箱，并朝预定的第一旋转方向旋转第二预设角度，并控制所述夹爪机构(23)从物料放置区夹取待装箱的物料并依次层叠地放入纸箱内。

2.根据权利要求1所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述架体(24)还预设有第三工作面，所述第三工作面上设置有用于吸取隔纸的第二吸盘组件(22)；

所述夹爪机构(23)夹取待装箱的物料并依次层叠地放入纸箱内，具体包括：

当所述夹爪机构(23)每完成一层物料的装箱后，所述机械手(1)带动所述夹具体(2)朝预定的第一旋转方向旋转第三预设角度，控制所述第二吸盘组件(22)从隔纸放置区中吸取隔纸并平铺于纸箱内当前物料的上方，所述机械手(1)带动所述夹具体(2)脱离隔纸，所述机械手(1)带动所述夹具体(2)朝预定的第二旋转方向旋转第三预设角度，控制夹爪机构(23)继续夹取待装箱的物料；如此往复，直至完成物料的装箱。

3.根据权利要求2所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述第一吸盘组件(21)包括第一吸盘(211)和第一吸盘支架(212)，所述第一吸盘支架(212)固定设置于所述第一工作面上，所述第一吸盘(211)密封连接有气路管；所述第一吸盘支架(212)沿长度方向排布有若干个用于安装所述气路管的第一安装孔；

所述第二吸盘组件(212)包括第二吸盘(221)和第二吸盘支架(222)，所述第二吸盘支架(222)固定设置于所述第三工作面上，第二吸盘(221)密封连接有气路管；所述第二吸盘支架(222)沿长度方向排布有若干个第二安装孔，若干个所述第二安装孔均穿设有所述气路管。

4.根据权利要求1所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述第一工作面和所述第三工作面为所述架体(24)上相对的两侧面。

5.根据权利要求1所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述夹爪机构(23)包括双向气缸(231)、第一夹爪(232)和第二夹爪(233)，所述双向气缸(231)安装于所述第二工作面，所述双向气缸(231)包括相对设置的第一推杆和第二推杆，所述第一推杆与所述第一夹爪(232)连接，所述第二推杆与所述第二夹爪(233)连接；所述第一推杆和所述第二推杆的伸出方向相反。

6.根据权利要求3所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述第一吸盘支架(212)的数量为两个，两个所述第一吸盘支架(212)间隔设置且相互平行，所述第一吸盘支架(212)的两端分别设置有一个所述第一安装孔，四个所述第一吸盘(211)构成用于吸取纸箱的第一吸盘组。

7.根据权利要求3所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述第二吸盘支架(222)的数量为两个，两个所述第二吸盘支架(222)间隔设置且相互平行，所述第二吸盘支架(222)的两端均设置有一个所述第二安装孔，四个所述第二吸盘(221)构成用于吸取隔纸的第二吸盘组。

8.根据权利要求3所述的自动装箱机器人，其特征在于，所述第一吸盘(211)的直径大于所述第二吸盘(221)的直径。

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