CN112623734A - 一种柔性夹抱包装箱上线设备 - Google Patents

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于飞
周永存
薄大伟
江巍
刘金坡
孙延亭
伊朝阳
马阳阳
智岩
张雪鹏
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Abstract

本发明涉及一种柔性夹抱包装箱上线设备，属于自动装配领域。本发明的平移单元3设置在所述架体单元1上，能在水平方向往复运动；所述升降单元2连接到所述平移单元3，所述夹抱单元4设置在所述升降单元2的底部，所述升降单元2能带动所述夹抱单元4在竖直方向上升下降，所述夹抱单元4用于同步对称的夹紧包装箱；所述工件检测单元5设置在所述架体单元1附近，用于分辨工件数量。本发明采用单悬臂结构，有效节省占地空间；科学合理利用各种传感器将包装箱位置及数量检测、位置检测等有机结合，在安全可靠的基础上实现柔性化、智能化、高效化；完全自动化作业，包装箱批量上线，无需人工介入，有效降低生产成本及人工作业强度。

Description

一种柔性夹抱包装箱上线设备
技术领域
本发明属于自动装配技术领域，具体涉及一种柔性夹抱包装箱上线设备。
背景技术
军工火箭弹制导舱装配生产线中，包装箱上线工序均为每个包装箱手动人工搬抬上线，不同型号包装箱上线放置位置不同，易人工出错，且工人作业强度大、工作效率低、总体生产能力低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种柔性夹抱包装箱上线设备，以解决包装箱上线工序易人工出错，且工人作业强度大、工作效率低、总体生产能力低的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种柔性夹抱包装箱上线设备，所述上线设备包括架体单元(1)、升降单元(2)、夹抱单元(4)、平移单元(3)和工件检测单元(5)，所述平移单元(3)设置在所述架体单元(1)上，能在水平方向往复运动；所述升降单元(2)连接到所述平移单元(3)，所述夹抱单元(4)设置在所述升降单元(2)的底部，所述升降单元(2)能带动所述夹抱单元(4)在竖直方向上升下降，所述夹抱单元(4)能同步对称地夹紧包装箱；所述工件检测单元(5)设置在所述架体单元(1)附近，用于分辨包装箱数量。
进一步地，所述架体单元(1)包括悬臂架体钢结构(7)和可调地脚(6)，通过焊接机螺栓形式连接，所述悬臂架体钢结构(7)顶部前端设置有导轨滑块和齿条。
进一步地，所述平移单元(3)包括变频减速电机(15)、毛毡齿轮(16)、安装板(17)和检测组件(18)，所述平移单元(3)整体通过导轨滑块安装在所述架体单元(1)上，所述电机(15)连接齿轮(16)，齿轮(16)的旁边设置有安装板(17)，齿轮(16)与架体单元(1)上的齿条啮合，由电机(15)带动齿轮齿条的啮合带动平移单元(3)沿着齿条移动，在导轨上水平方向往复运动。
进一步地，所述升降单元(2)包括伺服电机(8)、齿轮齿条(9)、支架(10)和安装板，支架(10)上有滑轨，底部设有安装板，伺服电机(8)装有齿轮，通过齿轮旋转与齿轮齿条(9)的啮合，带动夹抱单元(4)在滑轨上上升下降；升降单元(2)是有伺服电机(8)驱动的竖直上升下降机构，通过螺栓将其与平移单元(3)的安装板(17)连接在一起。
进一步地，所述夹抱单元(4)包括夹臂(11)、气缸(12)、同步连杆组件(13)和导向组件(14)，气缸(12)与同步连杆组件(13)通过螺栓与两侧的夹臂(11)相连，夹臂(11)与升降单元(2)的安装板之间装有导向组件(14)，保证夹紧时夹臂运动轨迹；夹抱单元(4)通过螺栓与升降单元(2)的安装板连接。
进一步地，所述夹臂(11)上安装有传感器，可确保在不损伤包装箱前提下实现夹紧。
进一步地，所述工件检测单元(5)包括对射光电开关组(19)和可调安装支架(20)，设置在架体单元(1)旁边，通过对射光电开关组反馈的不同开关信号即可分辨工件数量。
(三)有益效果
本发明提出一种柔性夹抱包装箱上线设备，本发明具有如下优点：
采用单悬臂结构，有效节省占地空间。
科学合理利用各种传感器将包装箱位置及数量检测、位置检测等有机结合，在安全可靠的基础上实现柔性化、智能化、高效化。
完全自动化作业，包装箱批量上线，无需人工介入，有效降低生产成本及人工作业强度。
附图说明
图1为本发明的上线设备的结构示意图；
图2为本发明的架体单元；
图3为本发明的升降单元；
图4为本发明的夹抱单元；
图5为本发明的平移单元；
图6为本发明的工件检测单元。
其中，1)架体单元2)升降单元3)平移单元4)夹抱单元5)工件检测单元6)调整地脚7)悬臂钢结构8)伺服电机9)齿轮、齿条10)支架11)夹臂12)气缸13)同步连杆组件14)导向组件15)变频电机16)毛毡齿轮17)安装板18)检测组件19)光电开关组20)可调安装支架
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
在全球工业4.0的革命浪潮下，根据国家智能制造发展战略及新形式下武器装备生产的信息化、自动化新需求，目前制导舱的装配采用精益柔性装配生产线进行。该生产线要求至少满足3种型号制导舱同时共线生产要求。因此，生产线上的3种包装箱上线必须可以满足生产线的产能及节拍需求，具备自动、快速、准确放置的上线能力。
本专利要解决的问题是针对现有的生产状况，提出一种可满足多种包装箱自动上线生产要求，结构简单，设计巧妙的柔性夹抱包装箱上线专机。
一种柔性夹抱包装箱上线设备包括架体单元1、升降单元2、夹抱单元4、平移单元3、工件检测单元5。所述架体单元1包括：可调地脚组件6、悬臂架体钢结构7。所述升降单元包括：伺服电机8、齿轮齿条9、支架10。所述平移单元包括：变频减速电机15、毛毡齿轮16、齿条、安装板17、到位检测组件18。所述夹抱单元包括：夹臂11、气缸12、同步连杆组件13、导向组件14。所述工件检测单元包括对射光电开关组19、可调安装支架20。所述平移单元3设置在所述架体单元1上，能在水平方向往复运动；所述升降单元2连接到所述平移单元3，所述夹抱单元4设置在所述升降单元2的底部，所述升降单元2能带动所述夹抱单元4在竖直方向上升下降，所述夹抱单元4用于同步对称的夹紧包装箱；所述工件检测单元5设置在所述架体单元1附近，用于分辨工件数量。
其中，
架体单元1包括悬臂架体钢结构7和可调地脚6，通过焊接机螺栓形式连接，为设备提供支撑，所述悬臂架体钢结构7顶部前端设置有导轨滑块和齿条。
平移单元3包括变频减速电机15、毛毡齿轮16、安装板17和检测组件18，平移单元3整体通过导轨滑块安装在所述架体单元1上，电机15连接齿轮16，齿轮16的旁边设置有安装板17，齿轮16与架体单元1上的齿条啮合，由电机15带动齿轮齿条的啮合带动平移单元3沿着齿条移动，在导轨上水平方向往复运动。
升降单元2包括伺服电机8、齿轮齿条9、支架10和安装板，支架10上有滑轨，底部设有安装板，伺服电机8装有齿轮，通过齿轮旋转与齿轮齿条9的啮合，带动夹抱单元4在滑轨上上升下降。升降单元2是有伺服电机8驱动的竖直上升下降机构，通过螺栓将其与平移单元3的安装板17连接在一起。
夹抱单元4包括夹臂11、气缸12、同步连杆组件13和导向组件14，气缸12与同步连杆组件13通过螺栓与两侧的夹臂11相连，夹臂11与升降单元2的安装板之间装有导向组件14，保证夹紧时夹臂运动轨迹。夹抱单元4通过螺栓与升降单元2的安装板连接。
工件检测单元5包括对射光电开关组19和可调安装支架20，设置在架体单元1旁边，通过对射光电开关组反馈的不同开关信号即可分辨工件数量。
本发明的升降单元，由伺服电机、减速机、齿轮、齿条及安装支架组成，确保升降位置的绝对准确。本发明的夹抱单元由一对气缸通过同步连接杆实现同步对称的夹紧功能，并且夹臂上安装有传感器，可确保在不损伤包装箱前提下实现夹紧。本发明的平移单元的减速电机驱动的平移单元通过行程开关组，控制电机频率，实现对位移的精确控制。本发明的工件检测单元由对射光电开关组组成，通过对射光电开关组反馈的不同开关信号即可分辨包装箱数量(一层或二层)。
本发明的上线设备的使用步骤如下：
1.人工在触摸屏上输入包装箱型号。
2.当包装箱运行至上料位时，通过光电开关组区分包装箱层数，信号反馈PLC，PLC根据开关信号控制电机平移及下降，使夹抱组件准确到达取料位。
3.伺服到位后反馈信号给PLC，PLC控制气缸收缩夹紧。
4.加紧到位时包装箱会碰触到夹臂上的行程开关，将夹紧信号反馈给PLC，PLC控制伺服上升至原点位置后，带件水平移动至水平放料位。
5.设备运行至放料位水平位置时，触发到位信号并反馈PLC，PLC控制伺服电机下降至放料高度。(包装箱型号不同，放料位高度不同)
6.伺服下降至放料高度后反馈PLC，控制气缸伸出打开。
7.各个单元回原点，准备下一循环。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述上线设备包括架体单元(1)、升降单元(2)、夹抱单元(4)、平移单元(3)和工件检测单元(5)，所述平移单元(3)设置在所述架体单元(1)上，能在水平方向往复运动；所述升降单元(2)连接到所述平移单元(3)，所述夹抱单元(4)设置在所述升降单元(2)的底部，所述升降单元(2)能带动所述夹抱单元(4)在竖直方向上升下降，所述夹抱单元(4)能同步对称地夹紧包装箱；所述工件检测单元(5)设置在所述架体单元(1)附近，用于分辨包装箱数量。
2.如权利要求1所述的柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述架体单元(1)包括悬臂架体钢结构(7)和可调地脚(6)，通过焊接机螺栓形式连接，所述悬臂架体钢结构(7)顶部前端设置有导轨滑块和齿条。
3.如权利要求2所述的柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述平移单元(3)包括变频减速电机(15)、毛毡齿轮(16)、安装板(17)和检测组件(18)，所述平移单元(3)整体通过导轨滑块安装在所述架体单元(1)上，所述电机(15)连接齿轮(16)，齿轮(16)的旁边设置有安装板(17)，齿轮(16)与架体单元(1)上的齿条啮合，由电机(15)带动齿轮齿条的啮合带动平移单元(3)沿着齿条移动，在导轨上水平方向往复运动。
4.如权利要求3所述的柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述升降单元(2)包括伺服电机(8)、齿轮齿条(9)、支架(10)和安装板，支架(10)上有滑轨，底部设有安装板，伺服电机(8)装有齿轮，通过齿轮旋转与齿轮齿条(9)的啮合，带动夹抱单元(4)在滑轨上上升下降；升降单元(2)是有伺服电机(8)驱动的竖直上升下降机构，通过螺栓将其与平移单元(3)的安装板(17)连接在一起。
5.如权利要求4所述的柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述夹抱单元(4)包括夹臂(11)、气缸(12)、同步连杆组件(13)和导向组件(14)，气缸(12)与同步连杆组件(13)通过螺栓与两侧的夹臂(11)相连，夹臂(11)与升降单元(2)的安装板之间装有导向组件(14)，保证夹紧时夹臂运动轨迹；夹抱单元(4)通过螺栓与升降单元(2)的安装板连接。
6.如权利要求5所述的柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述夹臂(11)上安装有传感器，可确保在不损伤包装箱前提下实现夹紧。
7.如权利要求5或6所述的柔性夹抱包装箱上线设备，其特征在于，所述工件检测单元(5)包括对射光电开关组(19)和可调安装支架(20)，设置在架体单元(1)旁边，通过对射光电开关组反馈的不同开关信号即可分辨工件数量。
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