CN114890128B - 一种全自动机器人卸瓶机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动机器人卸瓶机,属于卸垛技术领域，包括呈U形依次衔接的输垛链道、转向链道、输托盘隔板链道；输垛链道上设有卸垛工位，卸垛工位处设有机架，机架上设有可上下移动的定垛机构；输垛链道的运行末端设有机器人本体，机器人本体机头上设有抓取机构；输垛链道运行末端的侧部设有分瓶机构；分瓶机构将呈阵列排布的瓶子由多排变单排输出；本发明可自动卸瓶、自动分瓶、自动收集隔板和垛板，自动化程度高，效率高，生产安全性高；可快速地将阵列排布的瓶子由多排变为单排，分瓶迅速，并且可避免瓶子磕碰，可以通过机器人定位抓取瓶子，防止瓶身擦花；可快速的将隔板和托盘收集、输出，保证生产的连续性。

Description

一种全自动机器人卸瓶机

技术领域

本发明涉及一种全自动机器人卸瓶机,属于卸垛技术领域。

背景技术

当前我国酒水行业处于高速发展阶段，人们对酒水的消费需求也越来越大，对酒水的要求不仅仅是酒质本身，对储酒装置的要求也更加个性化、多样化。倒锥瓶、方瓶、扁瓶、瓶身烤花瓶等各种异型瓶对空瓶运输及空瓶卸垛提出了很高的要求。目前市场上主要以框架式卸垛机为主，框架式卸垛机采用整层瓶子推到输送链道上去；整层推瓶在瓶身无烤花的情况下应用较为广泛，如果瓶子在瓶托内，这种结构首先卸垛机无法实现推瓶，其次瓶子在输送链道上输送无法实现无接触输送，一旦接触就会出现擦花现象。

针对以上难点，有些厂家采用框架式卸瓶机结合气囊式抓手来进行卸垛，但是在实际生产中，由于两者结合使用时设备的限制，隔板和托盘需要人工取下，一方面增加了人工劳动强度，降低了自动化程度，生产效率较低并且增加了企业人力成本，使企业的经济效益降低；另一方面在卸瓶时人工取隔板和垛板存在很大的安全隐患，不利于保证安全生产，并且人工收集托盘和隔板，会影响生产的连续性，不便于生产线作业。

传统的框架式卸瓶机在抓瓶到放瓶的过程中，只能通过多个方向的点对点直线运动相组合来实现；运行距离会大大增加，运行时间长；抓瓶时间和抓瓶效率就会增加，极大的降低了生产效率。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种全自动机器人卸瓶机，可以实现以下目的：

1、可以实现自动卸瓶、自动分瓶、自动收集隔板和垛板，自动化程度高，效率高，生产安全性高；

2、可以快速地将呈阵列排布的整层瓶子由多排变为单排，具有分瓶迅速，效率高的优点，并且可以避免瓶子磕碰；

3、可以通过机器人定位抓取瓶子，防止瓶身擦花；

4、可以快速的将隔板和托盘收集、输出，保证生产的连续性。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种全自动机器人卸瓶机，包括呈U形依次衔接的输垛链道、转向链道、输托盘隔板链道；所述输垛链道靠近运行末端处设有卸垛工位，卸垛工位处设有机架，所述机架上设有可上下移动的定垛机构；所述定垛机构将待卸层瓶子的隔板定位夹紧；所述输垛链道的运行末端设有机器人本体，机器人本体的机头上设有抓取机构，所述抓取机构用于抓取瓶子和隔板；

所述输垛链道运行末端的侧部设有分瓶机构；所述分瓶机构将呈阵列排布的瓶子由多排变单排输出。

进一步地，所述分瓶机构包括相衔接的输瓶组件和分瓶组件，输瓶组件包括输瓶支架，所述输瓶支架上可滑动设置滑架，所述滑架上设有多个输瓶链道组，每个输瓶链道组包括两个同步运行的输瓶链道；相邻两个输瓶链道之间通过隔板隔开；

所述分瓶组件包括分瓶支架，所述分瓶支架上设有两个平行间隔且同向运行的分瓶链道；两个分瓶链道运行速度具有速度差，该速度差可以将两个分瓶链道输送的两排瓶子前后错开输送。

进一步地，两个分瓶链道之间运行前半部设有两个进瓶链道，两个分瓶链道之间运行后半部设有一个出瓶链道；两个进瓶链道相平行且同步运行；所述输瓶链道组中的两个输瓶链道可与进瓶链道一一对应衔接；

出瓶链道设置在两个分瓶链道间隙的中心，所述出瓶链道的两侧部设有过渡链道，所述出瓶链道、过渡链道、分瓶链道并列相邻设置；所述进瓶链道与分瓶链道并列相邻设置。

进一步地，所述分瓶组件还包括导向护栏，所述导向护栏将瓶子依次导向至进瓶链道、分瓶链道、过渡链道、出瓶链道；所述导向护栏固定在分瓶支架上，所述导向护栏包括沿瓶子输送方向依次连接的进瓶导向段、第一跨链道导向段、分瓶导向段、第二跨链道导向段和出瓶导向段。

进一步地，所述输托盘隔板链道靠近输入端位置设有托盘收集工位，所述托盘收集工位处设置隔板托盘收集机，所述隔板托盘收集机横跨输托盘隔板链道。

进一步地，所述抓取机构包括抓取支架，所述抓取支架通过连接套与机器人本体的机头连接，抓取支架上设有抓瓶组件和抓隔板组件。

进一步地，所述抓瓶组件包括多个抓瓶气囊，多个抓瓶气囊呈矩形阵列设置；

所述抓隔板组件包括两个隔板抓手，两个隔板抓手分别设置在抓瓶组件相对的两侧；所述抓取支架上设有旋转气缸，所述隔板抓手的上部固定在旋转气缸的旋转件上。

进一步地，所述机架上设有可上下滑动的升降架，所述升降架与升降驱动机构连接；所述定垛机构设置在升降架上。

进一步地，所述进瓶导向段设有两个，两个进瓶导向段与两个进瓶链道一一对应设置；所述第一跨链道导向段由进瓶链道向分瓶链道倾斜延伸；

所述分瓶导向段设有两个，两个分瓶导向段与两个分瓶链道一一对应设置；所述第二跨链道导向段由分瓶链道倾斜延伸至出瓶链道；所述出瓶导向段沿出瓶链道输瓶方向延伸。

进一步地，所述转向链道的输入端通过转向机与输垛链道的输出端衔接；转向链道的输出端通过转向机与输托盘隔板链道的输入端衔接；所述输垛链道的运行末端设有机器人底座，机器人底座跨设在转向链道输入端转向机上方；所述机器人本体设置在机器人底座上。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明可以实现自动卸瓶、自动分瓶、自动收集隔板和垛板。

2、本发明通过输瓶链道之间通过隔板隔开，分瓶组件中导向护栏也可以在两排瓶子并列运行时相互隔开，相邻排瓶子相互之间无接触，可有效解决瓶子接触易擦花的难题。

3、本发明分瓶机构每次送出两排瓶子到输瓶链道上，输瓶链道通过PLC控制系统驱动每个电机实现差速转动，将两排瓶子在链道上通过前后输送变为单排输送。

4、本发明采用机器人配合抓瓶机构可以实现在三维空间内抓瓶放瓶，机器人在抓瓶和放瓶时通过弧线运行，在运行速度不变时，弧线的距离较短，机器人的运行时间就会变小，抓瓶时间和抓瓶效率就会控制到最小，极大的提高了生产效率；并且该卸瓶方式避免了现有卸瓶过程中瓶身的擦花现象。

综上，本发明提高了设备的自动化程度，降低劳动强度，提高了生产效率并且降低了企业生产成本；还可以减小安全隐患，保证安全生产；具有较好的应用前景。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的左视图；

图4是抓取机构的示意图；

图5是定垛机构的示意图；

图6是夹板方框的俯视图；

图7是夹板方框的正视图；

图8是夹板方框的左视图；

图9是隔板托盘收集机的示意图；

图10是输瓶组件的示意图；

图11是分瓶组件的示意图；

图12是分瓶机构的分瓶状态示意图。

图中，

1-机器人本体，2-机器人底座，3-抓取机构，31-抓瓶支架，32-连接套，33-抓瓶气囊，34-隔板抓手，35-旋转气缸，4-机架，5-定垛机构，51-定垛框架，52-夹板方框，521-第一夹板，522-第二夹板，523-滑槽，524-导向杆，525-第一气缸，526-第二气缸，6-隔板托盘收集机，61-支撑架，62-安装架，63-托盘抓手，64-抓手气缸，65-驱动机构，7-分瓶机构，71-输瓶支架，72-输瓶链道，73-驱动电机，74-滑架，75-分瓶支架，76-分瓶链道，77-进瓶链道，78-出瓶链道，79-过渡链道，710-进瓶导向段，711-第一跨链道导向段，712-分瓶导向段，713-第二跨链道导向段，714-出瓶导向段，8-拆包踏步梯，9-输垛链道，10-转向链道，11-输托盘隔板链道，12-升降架，13-升降驱动机构。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1

如图1-12共同所示，本发明提供一种全自动机器人卸瓶机，包括分瓶机构7和呈U形依次衔接的输垛链道9、转向链道10、输托盘隔板链道11；转向链道10的输入端通过转向机与输垛链道9的输出端衔接；转向链道10的输出端通过转向机与输托盘隔板链道11的输入端衔接。

所述输垛链道9靠近运行末端处设有卸垛工位，卸垛工位处设有横跨输垛链道9的机架4，所述机架4上设有可上下滑动的升降架12，升降架12与升降驱动机构13连接，通过升降驱动机构13驱动升降架12沿机架4上下移动。所述升降架12上设有定垛机构5，定垛机构5用于将待卸层瓶子的隔板定位夹紧。升降驱动机构13通过升降架12带动定垛机构5沿机架4上下移动，从而对每层瓶子的隔板进行定位夹紧。

需要说明的是，所述升降驱动机构13的具体结构为公知技术，本申请中不在赘述。

所述定垛机构5包括方形框架51，所述方形框架51与升降架12固定连接；所述方形框架51的内侧设有夹板方框52，所述夹板方框52的四个边框能向内收缩或者向外扩张，以将待卸层的隔板夹紧定位。

进一步地，所述夹板方框52包括相对设置两个第一夹板521和相对设置的两个第二夹板522，所述第一夹板521的两端设有滑槽523，所述第二夹板522的两端设有导向杆524，所述导向杆524设置在滑槽523内，所述导向杆524与滑槽523之间滑动连接，保证夹板方框52能够向外收缩或者扩张。

两个第一夹板521均与第一气缸525的伸缩杆连接，所述第一气缸525固定在方形框架51上；两个第二夹板522均匀第二气缸526的伸缩杆连接，所述第二气缸526固定在方形框架51上。

所述输垛链道9的运行末端设有机器人底座2，机器人底座2跨设在转向链道10输入端转向机上方；机器人底座2设有机器人本体1，机器人本体1的机头上设有抓取机构3，所述抓取机构3包括抓取支架31，所述抓取支架31通过连接套32与机器人本体1的机头连接，抓取支架31上设有抓瓶组件和抓隔板组件，抓瓶组件将待卸层上的瓶子半层或者整层抓取并放置到分瓶机构上，然后抓隔板组件将隔板取走。

进一步地，抓瓶组件包括多个抓瓶气囊33，多个抓瓶气囊33呈矩形阵列设置。

所述抓隔板组件包括两个隔板抓手34，两个隔板抓手34分别设置在抓瓶组件相对的两侧；所述抓取支架31上设有旋转气缸35，所述隔板抓手34的上部固定在旋转气缸35的旋转件上，旋转气缸35带动隔板抓手34在水平状态和竖直状态之间旋转。隔板抓手34处于垂直状态时底端低于抓瓶气囊33的底端，以避免抓瓶气囊33干涉隔板抓手34抓取隔板。

所述分瓶机构7设置在输垛链道9运行末端的侧部；所述分瓶机构7将呈阵列排布的瓶子由多排变单排输出；所述分瓶机构7包括相衔接的输瓶组件和分瓶组件，输瓶组件包括输瓶支架71，所述输瓶支架71上可滑动设置滑架74，所述滑架74上设有多个输瓶链道组，滑架74带动输瓶链道组沿输瓶支架71滑动。

进一步地，所述滑架74与驱动装置连接，通过驱动装置驱动滑架74滑动，所述驱动装置可以传动机构和伺服电机组成，伺服电机与传动机构相连接，传动机构与滑架74相连接；驱动装置与PLC控制系统连接。

多个输瓶链道组并列设置；每个输瓶链道组通过一个驱动电机73驱动；每个输瓶链道组包括两个平行且同步运行的输瓶链道72，两个输瓶链道72同步运行；每个输瓶链道72输送一排瓶子；相邻两个输瓶链道72之间通过隔板隔开，避免相邻排瓶子接出，有效避免碰撞擦花。

进一步地，所述驱动电机73与PLC控制系统连接。

所述分瓶组件将输瓶链道组输送的两排瓶子合并为单排输出；所述分瓶组件包括分瓶支架75和导向护栏，所述分瓶支架75上设有两个平行间隔的分瓶链道76，两个分瓶链道76同向运行，两个分瓶链道76运行速度一个快一个慢，可以在速度差的作用下，将两个分瓶链道76输送的两排瓶子首尾错开，也即：使速度快的一排瓶子的尾瓶在速度慢一排瓶子的头瓶的前方。

两个分瓶链道76之间设有进瓶链道77和出瓶链道78，所述进瓶链道77设置在分瓶链道76运行前半部；所述出瓶链道78设置在分瓶链道76运行后半部；所述进瓶链道77为两个，两个进瓶链道77相平行且同步运行；所述滑架74带动输瓶链道组沿输瓶支架71滑动，使一个输瓶链道组中的两个输瓶链道72与两个进瓶链道77一一对应衔接，从而使输瓶链道72中的瓶子进入进瓶链道77中。

出瓶链道78设有一个，出瓶链道78设置在两个分瓶链道76间隙的中心，出瓶链道78的两侧部设有过渡链道79，所述出瓶链道78、过渡链道79、分瓶链道76并列相邻设置；所述进瓶链道77与分瓶链道76并列相邻设置。

进一步地，两个过渡链道79同步运行。

进一步地，所述进瓶链道77、分瓶链道76、过渡链道79、出瓶链道78均通过伺服电机驱动，且通过PLC控制系统控制。

所述导向护栏可以将瓶子依次导向至进瓶链道77、分瓶链道76、过渡链道79、出瓶链道78，最终使瓶子单排输出。所述导向护栏固定在分瓶支架75上，所述导向护栏包括沿瓶子输送方向依次连接的进瓶导向段710、第一跨链道导向段711、分瓶导向段712、第二跨链道导向段713和出瓶导向段714；所述进瓶导向段710设有两个，两个进瓶导向段710与两个进瓶链道77一一对应设置；所述第一跨链道导向段711将瓶子从进瓶链道77导向至分瓶链道76；所述第一跨链道导向段711由进瓶链道77向分瓶链道76倾斜延伸。

所述分瓶导向段712设有两个，两个分瓶导向段712与两个分瓶链道76一一对应设置；分瓶导向段712沿分瓶链道76输送方向延伸。所述第二跨链道导向段713将瓶子从分瓶链道76导向至出瓶链道78，所述第二跨链道导向段713由分瓶链道76倾斜延伸至出瓶链道78。

所述出瓶导向段714沿出瓶链道78输瓶方向延伸。

所述输托盘隔板链道11靠近输入端位置设有托盘收集工位，所述托盘收集工位处设置隔板托盘收集机6，所述隔板托盘收集机6横跨输托盘隔板链道11；所述隔板托盘收集机6用于收集瓶垛的隔板和托盘，所述隔板托盘收集机6包括支撑架61，所述支撑架61上设有可上下滑动的安装架62，所述安装架62设有两个相对设置的托盘抓手63，所述托盘抓手63的上端与安装架62转动连接；每个托盘抓手63于安装架62之间均连接有抓手气缸64，两个抓手气缸64对称设置。

所述支撑架61上设有用于驱动安装架62上下运动的驱动机构65，所述安装架62安装在驱动机构65的升降部件上。

进一步地，所述托盘抓手63为L形。

进一步地，所述卸垛工位的前方设有解包工位，所述解包工位处设有拆包踏步梯8。

本发明的工作原理：

叉车上垛，进入解包工位，人工解除打包膜，然后进入卸垛工位，定垛机构下落至第一层瓶子隔板位置，第一气缸和第二气缸动作，将第一层瓶子隔板定位夹紧，机器人本体带动抓取机构动作，通过抓瓶组件将第一层瓶子的半层抓取放到输瓶链道上，然后返回抓取另外的半层瓶子，在输瓶链道上方等待放置，放置完毕后抓取机构返回卸垛工位，通过抓隔板组件将瓶子隔板抓取放置在隔板托盘收集机内，卸完瓶垛的托盘，进入隔板托盘收集机，然后循环进入下一个瓶垛的卸垛，一个输瓶链道组中的两个输瓶链道将两排瓶子输送到相对应的两个进瓶链道上，并在进瓶导向段导向下同速并列前行，然后在第一跨链道导向段的导向下进入分瓶链道，在两个分瓶链道速度差的作用下，两排瓶子前后错开向前输送，然后前一排瓶子在第二跨链道导向段的导向下进入出瓶链道输出，后一排瓶子跟在前一排瓶子后进入出瓶链道输出，使两排瓶变为为单排输送，实现分瓶。

上述过程中，托盘与隔板的收集具体过程如下，在开始工作时，在托盘收集工位预先放置一个托盘，托盘抓手依次经过向外张开、下降、向内闭合抓取托盘、升起至预定高度等动作抓起托盘等待，然后等待每卸完一层瓶子，机器人本体带动抓取机构中的抓隔板组件将隔板放置在托盘抓手抓起的托盘上，待一个瓶垛卸完后的托盘经转向链道输送到输托盘隔板链道上，至托盘收集工位处等待抓取，这时托盘抓手依次经过下降、张开动作将已经抓取的托盘和隔板放置到待抓取托盘上，然后托盘抓手依次经过继续下降、向内闭合抓取托盘，升起至预定高度等动作抓起所有托盘和隔板，然后等待下个瓶垛卸垛，放置隔板，依次类推，至隔板托盘收集机满载后托盘抓手下降将收集的隔板和托盘垛放置到输托盘隔板链道上，输送出去。

需要说明的是，隔板托盘收集机装满时的最后一个瓶垛的托盘留下作为下一个收集循环的预先放置的托盘。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全自动机器人卸瓶机，其特征在于：包括呈U形依次衔接的输垛链道（9）、转向链道（10）、输托盘隔板链道（11）；所述输垛链道（9）靠近运行末端处设有卸垛工位，卸垛工位处设有机架（4），所述机架（4）上设有可上下移动的定垛机构（5）；所述定垛机构（5）将待卸层瓶子的隔板定位夹紧；所述输垛链道（9）的运行末端设有机器人本体（1），机器人本体（1）的机头上设有抓取机构（3），所述抓取机构（3）用于抓取瓶子和隔板；

所述输垛链道（9）运行末端的侧部设有分瓶机构（7）；所述分瓶机构（7）将呈阵列排布的瓶子由多排变单排输出；

所述分瓶机构（7）包括相衔接的输瓶组件和分瓶组件，输瓶组件包括输瓶支架（71），所述输瓶支架（71）上可滑动设置滑架（74），所述滑架（74）上设有多个输瓶链道组，每个输瓶链道组包括两个同步运行的输瓶链道（72）；相邻两个输瓶链道（72）之间通过隔板隔开；

所述分瓶组件包括分瓶支架（75），所述分瓶支架（75）上设有两个平行间隔且同向运行的分瓶链道（76）；两个分瓶链道（76）运行速度具有速度差，该速度差可以将两个分瓶链道（76）输送的两排瓶子前后错开输送；

两个分瓶链道（76）之间运行前半部设有两个进瓶链道（77），两个分瓶链道（76）之间运行后半部设有一个出瓶链道（78）；两个进瓶链道（77）相平行且同步运行；所述输瓶链道组中的两个输瓶链道（72）可与进瓶链道（77）一一对应衔接；

出瓶链道（78）设置在两个分瓶链道（76）间隙的中心，所述出瓶链道（78）的两侧部设有过渡链道（79），所述出瓶链道（78）、过渡链道（79）、分瓶链道（76）并列相邻设置；所述进瓶链道（77）与分瓶链道（76）并列相邻设置；

所述分瓶组件还包括导向护栏，所述导向护栏将瓶子依次导向至进瓶链道（77）、分瓶链道（76）、过渡链道（79）、出瓶链道（78）；所述导向护栏固定在分瓶支架（75）上，所述导向护栏包括沿瓶子输送方向依次连接的进瓶导向段（710）、第一跨链道导向段（711）、分瓶导向段（712）、第二跨链道导向段（713）和出瓶导向段（714）；

所述进瓶导向段（710）设有两个，两个进瓶导向段（710）与两个进瓶链道（77）一一对应设置；所述第一跨链道导向段（711）由进瓶链道（77）向分瓶链道（76）倾斜延伸；

所述分瓶导向段（712）设有两个，两个分瓶导向段（712）与两个分瓶链道（76）一一对应设置；所述第二跨链道导向段（713）由分瓶链道（76）倾斜延伸至出瓶链道（78）；所述出瓶导向段（714）沿出瓶链道（78）输瓶方向延伸。

2.如权利要求1所述的一种全自动机器人卸瓶机，其特征在于：所述输托盘隔板链道（11）靠近输入端位置设有托盘收集工位，所述托盘收集工位处设置隔板托盘收集机（6），所述隔板托盘收集机（6）横跨输托盘隔板链道（11）。

3.如权利要求1所述的一种全自动机器人卸瓶机，其特征在于：所述抓取机构（3）包括抓取支架（31），所述抓取支架（31）通过连接套（32）与机器人本体（1）的机头连接，抓取支架（31）上设有抓瓶组件和抓隔板组件。

4.如权利要求3所述的一种全自动机器人卸瓶机，其特征在于：所述抓瓶组件包括多个抓瓶气囊（33），多个抓瓶气囊（33）呈矩形阵列设置；

所述抓隔板组件包括两个隔板抓手（34），两个隔板抓手（34）分别设置在抓瓶组件相对的两侧；所述抓取支架（31）上设有旋转气缸（35），所述隔板抓手（34）的上部固定在旋转气缸（35）的旋转件上。

5.如权利要求1所述的一种全自动机器人卸瓶机，其特征在于：所述机架（4）上设有可上下滑动的升降架（12），所述升降架（12）与升降驱动机构（13）连接；所述定垛机构（5）设置在升降架（12）上。

6.如权利要求1所述的一种全自动机器人卸瓶机，其特征在于：所述转向链道（10）的输入端通过转向机与输垛链道（9）的输出端衔接；转向链道（10）的输出端通过转向机与输托盘隔板链道（11）的输入端衔接；所述输垛链道（9）的运行末端设有机器人底座（2），机器人底座（2）跨设在转向链道（10）输入端转向机上方；所述机器人本体（1）设置在机器人底座（2）上。