CN112978185A - 一种机器人自动仓储式染料溶解系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人自动仓储式染料溶解系统，包括处方桶库架、输送带装置、机器人抓手、染料全自动溶解器以及处方桶烘干机；处方桶的桶底设有RFID卡，机器人抓手包括多关节机器人以及设置在多关节机器人前端的机械抓手，机械抓手包括与多关节机器人前端固定的托架、设置在托架下方的RFID读卡器、设置在托架上方用于夹持处方桶的限位夹持部；染料全自动溶解器包括机架、设置在机架下部的染料化料缸、设置在机架中部的料桶翻转组件、可升降的设置在机架上部的缸盖；染料化料缸的底部设有搅拌叶轮和出料口，缸盖的顶部和染料化料缸的两边侧壁均设有进水管。利用本发明，可以实现自动倒粉、自动清洗和自动烘干等步骤，从而减少工人劳动强度。

Description

一种机器人自动仓储式染料溶解系统

技术领域

本发明属于印染设备领域，尤其是涉及一种机器人自动仓储式染料溶解系统。

背景技术

现有印染厂大多都是根据生产计划，化料工人提前在染料房里称好几种染料配方，称好后放置到各个特定的染料容器内，再用推车把装有染料的容器推到生产车间的各个机台料缸旁边，再手工倒进机台料缸里，加水搅拌成染液后供染缸染色使用，这种方式化料工劳动强度很大，因配方种类多，化料工如果没分辨仔细，也容易把机台料缸A需要的染料A，倒错成染料B，造成严重的染色问题。并且化料工在生产车间倒粉加水到机台料缸搅拌时也很容易溅射染液到地面上，不利于生产车间的清洁，造成染料浪费等。

目前也有很少一部分印染厂考虑生产车间清洁问题，配了一些染料化料缸放在特定区域集中化料，化料工根据生产计划要求，把称好的染料配方倒进这些染料化料缸里，搅拌好后，通过输送泵加管道输送倒机台料缸供染缸染色使用。如公开号为CN210712156U的中国专利文献公开了一种染色用化料装置，公开号为CN109355846A的中国专利文献公开了一种染料化料装置。

这样虽然解决了生产现场的场地清洁问题，但是对化料工的劳动强度并没有减少，在作业时，要先从化料罐的顶部进行染料的投入，这种染料化料缸功能单一，化料工倒粉还是费时费力，也需要化料工轮流值守，每天24小时不能离岗，待机台需要染液时，随时要秤料倒进化料缸加水搅拌后输送给机台染色使用，生产效率低下。

针对以上问题，亟需设计一种利用可以利用机器人进行操作的自动仓储式染料溶解系统。

发明内容

本发明提供了一种机器人自动仓储式染料溶解系统，可以实现连续的集中称料、扫码识别、集中仓储、自动倒粉、精确补水化料、自动清洗和自动烘干，从而减少工人劳动强度，提高效率，达到一段时间内可以无人值守化料输送的目的。

一种机器人自动仓储式染料溶解系统，包括用于存放多个处方桶的处方桶库架、用于运输处方桶的输送带装置、用于识别并抓取处方桶至指定位置的机器人抓手、用于溶解处方桶内配方的染料全自动溶解器以及用于烘干处方桶的处方桶烘干机；

所述处方桶的桶底设有RFID卡，所述的机器人抓手包括多关节机器人以及设置在多关节机器人前端的机械抓手，所述的机械抓手包括与多关节机器人前端固定的托架、设置在托架下方的RFID读卡器、设置在托架上方用于夹持处方桶的限位夹持部；

所述的染料全自动溶解器包括机架、设置在机架下部的染料化料缸、设置在机架中部用于升降和翻转处方桶的料桶翻转组件、可升降的设置在机架上部且与所述染料化料缸匹配的缸盖；所述染料化料缸的底部设有搅拌叶轮和出料口，所述缸盖的顶部和染料化料缸的两边侧壁均设有进水管。

本发明的实用流程为：化料工依次把各个处方称好后放到各个装有RFID卡的处方桶里，扫码识别后分别把处方桶放到输送带装置上，再依次把处方桶推到输送带装置的最前方位置上，由机器人抓手自动把处方桶抓取后放置在处方桶库架上备用。化料工一次性可以称很多种配方，把称好的配方分别放进各个处方桶里化料工备好处方桶后，在处方桶用完之前可以离开，剩下过程系统会自动完成化料输送工作。下一步待机台请求化料指令到达，机器人抓手会自动从处方桶库架抓取对应需求的处方桶移动到已经自动打开盖子的染料全自动溶解器里，染料全自动溶解器会自动旋转倒粉，自动精确补水搅拌，完成后把染料通过输送泵和管道输送到机台料缸，输送过程中同时在清洗溶解器内的处方桶，完成后，自动溶解器的盖子自动打开，由机器人抓手把处方桶取出放置到处方桶烘干机中烘干处方桶壁上水珠。处方桶烘干好后，机器人抓手再把处方桶放置到处方桶库架原位置，整个流程由系统自动完成。待化料工需要干净的处方桶时机器人抓手会在处方桶裤架上取下空的处方桶放置到流利条输送带上，化料工依次拿走即可，此为一个完整的工作流程。

优选地，所述的机架上对称设有两个染料化料缸、两个料桶翻转组件和两个缸盖。通过配置2组染料全自动溶解器，每组配备2个染料化料缸，可同时为生产车间的4台机台染缸完成染料的自动化料配送工作。

进一步地，所述的机架上设有纵向的升降导杆，所述的缸盖由固定在机架上部的第一升降气缸驱动，沿所述升降导杆上下运动；所述的料桶翻转组件由固定在机架下部的第二升降气缸驱动，沿所述升降导杆上下运动。

进一步地，所述料桶翻转组件包括固定在第二升降气缸端部并沿升降导杆上下运动的翻转组件电机、与翻转组件电机输出端连接的承重支架，所述的承重支架上设有限位卡槽；所述的处方桶底部设有与限位卡槽匹配的限位块。

在使用时，处方桶底部的限位块卡在承重支架的限位卡槽中，翻转组件电机朝着与限位卡槽开口向对的一侧旋转进行倒料，旋转角度为150度左右。

优选地，所述的缸盖在靠近其下部的外围设有缸盖限位圈，所述的缸盖限位圈在第一升降气缸缩短到最小行程时盖住所述染料化料缸的上沿。设置缸盖限位圈可以增加化料及清洗过程的密封性，从而可以保持生产车间的清洁。

所述的缸盖顶部设有抽气管，所述的抽气管与装在机架底部的排风扇连通。

排风扇在进行染料搅拌时开启，因为染料化料时正常都是加的热水，会有水蒸气持续散发，排风扇配合抽气管起到抽气和泄压作用。

进一步地，所述进水管的出水端均设有清洗球，所述染料化料缸在靠近上沿的内壁设有清洗盘管。

进一步地，所述的限位夹持部包括固定在托架上方的上限位挡板以及由伸缩气缸驱动沿托架前后移动的伸缩臂，所述伸缩臂的前端设有与上限位挡板配合的前挡块；所述的托架下方设有桶盖取放装置。

进一步地，所述的处方桶烘干机包括烘干箱和热风机，所述烘干箱的其中一个侧壁设有箱门，烘干箱内部设有处方桶支撑架，在处方桶支撑架的下方设有桶盖支撑架；

所述处方桶支撑架的上方设有开口朝下的顶部出风管，烘干箱的内壁对称设有两组侧向出风管，所述的顶部出风管和侧向出风管的进风口汇总后与热风机连接；所述的烘干箱顶部设有排气口。

优选地，所述的箱门采用上下升降滑动门结构；箱门有两个，分别设在烘干箱的上半部分和下半部分，上半部分的箱门通过上部升降气缸驱动升降，下半部分的箱门通过下部升降气缸驱动升降；

所述的烘干箱在与箱门的侧边对应位置设有竖向的滑动导向槽。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置处方桶库架、输送带装置、机器人抓手、染料全自动溶解器以及处方桶烘干机，组成了一个全自动的仓储式染料溶解系统，实现了集中称料、扫码识别、集中仓储、自动倒粉、精确补水化料、自动清洗、自动烘干，减少工人劳动强度，提高效率。

2、本发明中的机器人抓手，在上方设置用于夹持处方桶的限位夹持部、在下方设置RFID读卡器和桶盖取放装置，可以自动、精准的将处方桶及桶盖移动至指定位置。

3、本发明的染料全自动溶解器，通过设置染料化料缸、可升降和旋转的料桶翻转组件、可升降的缸盖，配合搅拌头和清洗管，可以实现自动倒粉、自动加水搅拌和自动清洗的功能，自动化程度高。

4、本发明的处方桶烘干机，通过设置处方桶专用的烘干箱，箱门采用上下升降滑动门结构，便于机器人抓手抓取处方桶；通过设置顶部出风管和侧向出风管，在箱体内形成风道，可以实现处方桶的快速烘干。

附图说明

图1为本发明一种机器人自动仓储式染料溶解系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中处方桶库架的结构示意图；

图3为本发明实施例中输送带装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中机器人抓手的结构示意图；

图5为机器人抓手前端的机械抓手结构示意图；

图6为机械抓手的另一个角度示意图；

图7为本发明实施例中染料全自动溶解器的立体图；

图8为本发明实施例中染料全自动溶解器的主视图；

图9为本发明实施例中染料全自动溶解器的侧视图；

图10为本发明实施例中处方桶烘干机的立体图；

图11为本发明实施例中处方桶烘干机的侧面透视图；

图12为本发明实施例中处方桶烘干机的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种机器人自动仓储式染料溶解系统，包括用于存放多个处方桶6的处方桶库架1、用于运输处方桶的输送带装置2、用于识别并抓取处方桶至指定位置的机器人抓手3、用于溶解处方桶内配方的染料全自动溶解器4以及用于烘干处方桶的处方桶烘干机5。

具体的，如图2所示，处方桶库架1的底部是用槽钢做的底框11，底框11的下部加装有蹄脚和重型脚轮，可以通过重型脚轮来推动此库架，底框11上面全部用钣金拼成主框架12和支撑横条13连接。

本实施例中，每个处方桶库架1的放桶位设置4层，每层分两排各放4个处方桶，满载状态可以放置32个处方桶，每个处方桶6放置的支撑横条13上固定有4个限位块14，限制处方桶6横向自由移动。

如图3所示，输送带装置2包括输送带机架21以及设置在输送带机架21上的支撑钣金22，在支撑钣金22上左右各固定一条流利条滚轮导轨23，此结构为完全对称结构。把底部装有RFID卡的处方桶6放置在流利条滚轮导轨23上后，可以手动推桶，很轻松可以让处方桶在流利条滚轮导轨23上来回移动，支撑钣金外侧还能起到对处方桶左右限位作用。

如图4～6所示，机器人抓手3包括多关节机器人31以及设置在多关节机器人31前端的机械抓手32。机械抓手32包括与多关节机器人31前端固定的托架33、设置在托架33下方的RFID读卡器34、设置在托架上方用于夹持处方桶的限位夹持部。

如图5所示，限位夹持部包括固定在托架33上方的上限位挡板35以及由伸缩气缸36驱动沿托架35前后移动的伸缩臂37，伸缩臂37的前端设有与上限位挡板35配合的前挡块38。

机械抓手32的伸缩气缸36常规状态为伸长状态，需要取处方桶6时，多关节机器人31会带动整个机械抓手32移动到放置好的处方桶下方，通过机械抓手32上装好的RFID读卡器34识别此处方桶底部的RFID卡编号，为后续取放此处方桶作出位置判断。识别成功后多关节机器人31会带动机械抓手32托住此处方桶底部，伸缩气缸36收缩，通过固定好的上限位挡板35和伸缩臂37上的前档块38把处方桶夹紧，夹紧后机器人带动机械抓手32向上移动一段距离后和放置处方桶的支撑面脱开，带着处方桶移动到别处指定位置上方，移动到指定位置上方后，伸缩气缸36伸长，松开处方桶，多关节机器人31带动机械抓手32向下移动一小段距离后即可和处方桶6脱开接触，完成一次取放处方桶操作。

如图6所示，当处方桶需要盖上桶盖时，也可以通过底部装的桶盖取放装置39进行操作，桶盖取放装置39通过两块可移动的下限位挡板的配合，来夹持桶盖的把手，可以把桶盖放置在处方桶上或者别处指定位置。

如图7～9所示，此染料全自动溶解器4为左右完全对称机构，在机架41上对称设有两个染料化料缸42、两个料桶翻转组件43和两个缸盖44，两组染料化料缸41可以独立运行互不干扰。

机架41上设有纵向的升降导杆411，缸盖44由固定在机架41上部的第一升降气缸412驱动，沿升降导杆411上下运动。料桶翻转组件43由固定在机架41下部的第二升降气缸413驱动，沿升降导杆411上下运动。

料桶翻转组件43包括固定在第二升降气缸413端部并沿升降导杆411上下运动的翻转组件电机431、与翻转组件电机431输出端连接的承重支架432，承重支架432上设有的限位卡槽433。处方桶6的底部设有与限位卡槽433匹配的限位块61。

缸盖44在靠近其下部的外围设有缸盖限位圈441，缸盖限位圈441在第一升降气缸412缩短到最小行程时盖住染料化料缸41的上沿。缸盖44的顶部和染料化料缸42的两边内侧壁均设有进水管。

需要工作时，第一升降气缸412和第二升降气缸413先后动作，都伸到最大行程，此时料桶翻转组件43的承重支架432和处方桶上的限位块61均处于水平状态。然后机器人抓手3把处方桶6放置到承重支架432正上方位置，承重支架432的限位卡槽433刚好卡住处方桶6底部的限位块61，限制处方桶上下移动。放置好后，机器人抓手3退出，然后料桶翻转组件43的第二升降气缸413和缸盖44的第一升降气缸412先后收缩，待缸盖限位圈441和染料化料缸42上沿即将接触时停止，两升降气缸均收缩到最小行程，此时缸盖限位圈441已经盖住染料化料缸42上沿。下一步料桶翻转组件43携带着处方桶6朝着与限位卡槽433开口向对的一侧方向旋转150°，完成一次倒粉工作。

倒粉完成后，打开缸盖44顶部的进水管442上的进水阀，所有的进水管汇总后都和电磁流量计连接，进水量都能精确计量，进水完成后，机架41底部的搅拌电机414通过皮带传动带动搅拌缸底的搅拌叶轮415，把缸内的染液搅拌均匀，再通过泵和管道对接装置把缸内的染液从出料口416输送到生产车间的机台料缸内。输送完成后，染料化料缸42两边侧壁上的进水阀和缸盖顶部进水阀都打开进适量的水，此三处进水位置内部都装有清洗球，通过清洗球进水可把处方桶壁上残留的粉体染料冲洗掉。清洗处方桶时，染料化料缸42上沿口一圈的清洗盘管421进水把整个染料化料缸42内壁也同步清洗，清洗后的水一起再通过输送泵也送到到生产车间的机台料缸内。

清洗环节做2遍即可完全清洗干净处方桶6和整个染料化料缸42，清洗完成后，料桶翻转组件43再回转150度即可把处方桶6摆正，第一升降气缸412和第二升降气缸413依次伸到最大行程后，机器人抓手3把空的处方桶6取走即可，此时才算完成一次化料和输送染液工作。

此染料全自动容器器上还装有一些辅助装置，装有配重钢丝绳，可以保证缸盖44沿升降导杆411移动更顺畅，减少升降导杆411因受巨大的侧向力而加快磨损。缸盖44顶部设有抽气管443，抽气管443与装在机架底部的排风扇444连通。搅拌时排风扇444开启，因为染料化料时正常都是加的热水，会有水蒸气持续散发，排风扇起到抽气和泄压作用。

如图10～12所示，处方桶烘干机5包括烘干箱51和热风机52，烘干箱51的其中一个侧壁设有箱门，烘干箱51内部设有处方桶支撑架53，在处方桶支撑架53的下方设有桶盖支撑架54。

处方桶支撑架53的上方设有开口朝下的顶部出风管55，烘干箱的内壁对称设有两组侧向出风管56，顶部出风管55和侧向出风管56的进风口汇总后与热风机52连接；烘干箱51顶部设有排气口57。

本实施例中，箱门采用上下升降滑动门结构；箱门有两个，分别设在烘干箱的上半部分和下半部分，上半部分的箱门58通过上部升降气缸581驱动升降，下半部分的箱门59通过下部升降气缸591驱动升降。烘干箱51在与箱门的侧边对应位置设有竖向的滑动导向槽592。

未工作时，烘干箱的上部升降气缸581和下部升降气缸591为伸长状态，烘干机的两个箱门为封闭状态。工作时，上部升降气缸581和下部升降气缸591同时收缩带动两扇箱门向相反反向移动，当两气缸收缩到最小行程时，烘干机前门完全打开，此时机器人抓手3可从染料全自动溶解器4内取出沾有水珠的处方桶6，把处方桶6放置于烘干机内部的处方桶支撑架53上。放置好后，机器人抓手3移走，上下升降气缸同时伸长带动两扇箱门朝相对方向向中间移动，气缸伸长到最大行程时，烘干箱上下移动的箱门刚好完全闭合，此时烘干箱尾部的热风机52自动打开，通过热风管52的三通出气口向处方桶6上持续吹一定温度的热气，热气沿着处方桶壁形成环流，一定时间后即可吹干处方桶上的水珠，烘干后再通过气缸收缩打开上下移动箱门。

烘干好的处方桶6由机器人抓手3抓取后放置到处方桶库架1上，此时完成一次处方桶6的烘干工作，待化料工需要使用空的处方桶时，再把处方桶依次由机器人抓手取出放到输送带装置上即可进行下一步的称处方工作。并且烘干箱顶部设有排气口57，排气口57用排气管连接通到室外，当热空气吹到处方桶后形成环流再经过顶部的排气口57和排气管流到室外。如果需要烘干处方桶桶盖时，只需要机器人抓手把桶盖同理放在烘干机内部下支撑架上，原理和烘干处方桶一样，通过吹热空气烘干后取走即可。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，包括用于存放多个处方桶的处方桶库架、用于运输处方桶的输送带装置、用于识别并抓取处方桶至指定位置的机器人抓手、用于溶解处方桶内配方的染料全自动溶解器以及用于烘干处方桶的处方桶烘干机；

所述处方桶的桶底设有RFID卡，所述的机器人抓手包括多关节机器人以及设置在多关节机器人前端的机械抓手，所述的机械抓手包括与多关节机器人前端固定的托架、设置在托架下方的RFID读卡器、设置在托架上方用于夹持处方桶的限位夹持部；

所述的染料全自动溶解器包括机架、设置在机架下部的染料化料缸、设置在机架中部用于升降和翻转处方桶的料桶翻转组件、可升降的设置在机架上部且与所述染料化料缸匹配的缸盖；所述染料化料缸的底部设有搅拌叶轮和出料口，所述缸盖的顶部和染料化料缸的两边侧壁均设有进水管。

2.根据权利要求1所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的机架上对称设有两个染料化料缸、两个料桶翻转组件和两个缸盖。

3.根据权利要求1所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的机架上设有纵向的升降导杆，所述的缸盖由固定在机架上部的第一升降气缸驱动，沿所述升降导杆上下运动；所述的料桶翻转组件由固定在机架下部的第二升降气缸驱动，沿所述升降导杆上下运动。

4.根据权利要求3所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述料桶翻转组件包括固定在第二升降气缸端部并沿升降导杆上下运动的翻转组件电机、与翻转组件电机输出端连接的承重支架，所述的承重支架上设有限位卡槽；

所述的处方桶底部设有与限位卡槽匹配的限位块。

5.根据权利要求3所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的缸盖在靠近其下部的外围设有缸盖限位圈，所述的缸盖限位圈在第一升降气缸缩短到最小行程时盖住所述染料化料缸的上沿。

6.根据权利要求1所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的缸盖顶部设有抽气管，所述的抽气管与装在机架底部的排风扇连通。

7.根据权利要求1所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述进水管的出水端均设有清洗球，所述染料化料缸在靠近上沿的内壁设有清洗盘管。

8.根据权利要求1所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的限位夹持部包括固定在托架上方的上限位挡板以及由伸缩气缸驱动沿托架前后移动的伸缩臂，所述伸缩臂的前端设有与上限位挡板配合的前挡块；所述的托架下方设有桶盖取放装置。

9.根据权利要求1所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的处方桶烘干机包括烘干箱和热风机，所述烘干箱的其中一个侧壁设有箱门，烘干箱内部设有处方桶支撑架，在处方桶支撑架的下方设有桶盖支撑架；

所述处方桶支撑架的上方设有开口朝下的顶部出风管，烘干箱的内壁对称设有两组侧向出风管，所述的顶部出风管和侧向出风管的进风口汇总后与热风机连接；所述的烘干箱顶部设有排气口。

10.根据权利要求9所述的机器人自动仓储式染料溶解系统，其特征在于，所述的箱门采用上下升降滑动门结构；箱门有两个，分别设在烘干箱的上半部分和下半部分，上半部分的箱门通过上部升降气缸驱动升降，下半部分的箱门通过下部升降气缸驱动升降；

所述的烘干箱在与箱门的侧边对应位置设有竖向的滑动导向槽。

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