CN205855410U - 双通道机器人码垛设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双通道机器人码垛设备，包括工业机器人、第一输送线和第二输送线，工业机器人的手腕末端设有组合式机械手，第一输送线和第二输送线分别设于工业机器人的两侧；第一输送线和第二输送线的结构相同，按箱装产品的输送方向，包括依次设置的进箱机、排列机和垛堆输出机，进箱机和排列机相连接，垛堆输出机上设有托板，排列机和垛堆输出机之间的箱装产品输送通过组合式机械手完成；组合式机械手交替运动于第一输送线和第二输送线之间。本双通道机器人码垛设备可同时对两条输送线上的箱装产品进行码垛作业，高速高效，可有效提高包装生产线的运行效率，并且其结构简单，有效解决现有设备所存在的系统复杂、功能单一等缺陷。

Description

双通道机器人码垛设备

技术领域

本实用新型涉及产品包装技术领域，特别涉及一种双通道机器人码垛设备。

背景技术

在产品包装领域中，产品装箱后，必须把一箱箱的产品进行堆叠码垛成一定数量的组合，如此才能方便搬运、装车或储存等后续操作。传统的箱装产品搬运码垛方式是以人工为主，叉车等工具辅助，其后逐渐发展到采用一些专用的机械设备，如码垛机等。目前最为先进的搬运码垛方式，是采用配备工业机器人的自动生产线，但该形式的生产线中，均是一台工业机器人针对一条箱装产品输送线上的箱装产品进行搬运码垛，另外还需配备一台工业机器人搬运托板，或者需要配套一台专用的托板分配输送机。这些方案均存在设备复杂、功能单一的缺点，同时，由于这些输送线缺乏自行整理功能，因此给工业机器人的搬运码垛动作也带来较大的难度，造成设备及控制系统结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双通道机器人码垛设备，该设备可同时对两条输送线上的箱装产品进行码垛作业，高速高效，可有效提高包装生产线的运行效率。

本实用新型的技术方案为：一种双通道机器人码垛设备，包括工业机器人、第一输送线和第二输送线，工业机器人的手腕末端设有组合式机械手，第一输送线和第二输送线分别设于工业机器人的两侧；第一输送线和第二输送线的结构相同，按箱装产品的输送方向，包括依次设置的进箱机、排列机和垛堆输出机，进箱机和排列机相连接，垛堆输出机上设有托板，排列机和垛堆输出机之间的箱装产品输送通过组合式机械手完成；组合式机械手交替运动于第一输送线和第二输送线之间。

所述工业机器人为五自由度工业机器人，其手腕末端装配一套组合式机械手，组合式机械手由夹持抓箱组件和勾夹托板组件组成，既可以适应抓取托板定位，又可以一次抓取多个箱装产品进行堆叠，其具体结构及使用方式可见申请号为2015211100291的实用新型申请所公开的组合式码垛机械手。

所述进箱机和排列机的传动主体均为传动辊结构，且进箱机和排列机上的传动辊连续相接，排列机的宽度大于进箱机。

所述排列机上设有气动推板机构，气动推板机构包括推板气缸、推板导杆、推板导杆座、推板、连接杆和移动板座，推板气缸设于排列机上，推板气缸的活塞末端与移动板座中部连接，移动板座两端分别设置推板导杆，各推板导杆两端分别通过推板导杆座固定于排列机上，移动板座顶部分布有多个连接杆，各连接杆穿越排列机上相邻两个传动辊之间的间隙后，各连接杆顶端与推板连接，推板位于箱装产品的一侧。箱装产品进入排列机时，常常是处于不整齐的状态的，因此需要气动推板机构将其整理整齐，以便组合式码垛机械手进行搬运。当需要对排列机上的箱装产品进行整理时，启动推板气缸，带动移动板座沿推板导杆进行滑动，移动板座滑动时，通过连接杆带动推板进行移动，推板靠近各箱装产品后，可将其推动并整理整齐。排列机上箱装产品的数量可根据生产线的需求灵活设置，推板的长度根据所设箱装产品的数量可进行灵活设计。

所述移动板座为矩形的板状结构，推板气缸的活塞末端与移动板座的侧面中部连接，移动板座两端的推板导杆分别与推板气缸的活塞平行设置，多个连接杆垂直分布于移动板座的顶面上。

所述进箱机上设有阻止箱装产品前进用的气动夹板机构，气动夹板机构包括定板、夹板、夹板导杆和夹持气缸，定板和夹板分别设于进箱机相对的两侧上，定板和夹板分别位于箱装产品两侧，夹持气缸固定于进箱机上，夹持气缸的活塞末端与夹板中部相连接，夹板两端设有夹板导杆，各夹板导杆分别与夹持气缸的活塞平行设置，定板的位置固定，夹板在夹持气缸的驱动下来回运动。当需要启动气动夹板机构时，启动夹持气缸，夹持气缸会带动夹板移动，夹板靠近箱装产品好，与定板分别夹紧箱装产品的两侧，将其固定于进箱机上。

所述气动夹板机构设于进箱机和排列机的连接处。当排列机上的箱装产品数量已经到达设定数量后，需要暂停新的箱装产品进入排列机，对排列机上已有的箱装产品进行整理和搬运，此时就启动气动夹板机构，固定住位于进箱机最前端的装箱产品，阻止其进入排列机。

作为一种优选方案，所述双通道机器人码垛设备还包括托板输送机，托板输送机垂直设于第一输送线或第二输送线的垛堆输出机外侧，托板输送机的端部设有挡板，托板输送机与垛堆输出机之间的托板输送通过组合式机械手完成。托板输送机分别向第一输送线的垛堆输出机和第二输送线的垛堆输出机提供托板，由组合式机械手完成搬运即可。托板输送机的设置可减少人工搬运，实现由组合式机械手自动完成托板搬运。

所述第一输送线和第二输送线上的箱装产品规格相同或不同。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本双通道机器人码垛设备可同时对两条输送线上的箱装产品进行码垛作业，高速高效，可有效提高包装生产线的运行效率，并且其结构简单，有效解决现有设备所存在的系统复杂、功能单一等缺陷。

本双通道机器人码垛设备通过在进箱机上设置气动夹板机构、在排列机上设置气动推板机构，使组合式机械手进行垛堆搬运前，设备可先进行整理，方便组合式机械手进行快速搬运，有效提高搬运效率，并减少人工操作。

附图说明

图1为本双通道机器人码垛设备的平面结构示意图。

图2为图1工业机器人及组合式机械手的结构示意图。

图3为进箱机上气动夹板机构的结构示意图(图中省去了夹板导杆)。

图4为排列机上气动推板机构的动作原理示意图。

上述各图中，A为第一输送线，B为第二输送线，R为工业机器人手腕工作范围的半径，1为工业机器人，2为组合式机械手，3为工业机器人的底座，4为箱装产品，5为进箱机，5-1为夹板，5-2为夹持气缸，5-3为夹板导杆，5-4为定板，6为排列机，6-1为推板，6-2为连接杆，6-3为移动板座，6-4为导杆座，6-5为推板导杆，6-6为推板气缸，7为托板输送机，7-1为挡板，8为托板，9为垛堆输出机，a为排列机上的一个箱装产品，b为排列机上的另一个箱装产品。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种双通道机器人码垛设备，如图1或图2所示。

1、设备总体结构及原理具体如下：

本双通道机器人码垛设备中采用一台5自由度的工业机器人，装配一套组合式码垛机械手。组合式码垛机械手由夹持抓箱组件、勾夹托板组件组成，既可以适应抓取托板定位，又可以一次抓取多个包装箱进行堆叠。组合式码垛机械手的具体结构及搬运方式已在申请号为2015211100291的实用新型申请中所公开。组合式码垛机械手在工业机器人的操纵下，可分别对箱装产品和托板进行抓取和搬运。

如图1所示，围绕工业机器人有两条物流输送线，即第一输送线和第二输送线，分别自左向右运行。装配组合式机械手的工业机器人安装在底座上，处于生产线中心位置。图中R为工业机器人手腕工作范围的半径(不包含装配在手腕上的机械手)。因此，工业机器人的工作范围覆盖待了处理的箱装产品和托板所处的被抓取和放置的位置。在工业机器人的两侧，两条输送线以对称平行的形式布置，分别安装进箱机、排列机和垛堆输出机。另外，在图示下方，布置托板输送机，托板输送机与垛堆输出机形成90°角。其中，进箱机、排列机、托板输送机和垛堆输出机均为自转式辊筒输送机，输送方向如图中的箭头所示。各设备结构及功能分述如下：

(1)进箱机

进箱机工作时，其传动辊连续不间断自转，把箱装产品送入排列机。

在进箱机的末端，接近排列机的入口处，有一个过渡位置，设置有一套气动夹板机构，如图3所示。当送入排列机的箱装产品达到设定数量时，气动夹板机构动作，夹板被夹持气缸驱动，把处于过渡位置的箱装产品夹紧于夹板与定板之间，阻止其后的箱装产品继续往前运行。夹板运动过程中，夹板导杆起导向作用。

(2)排列机

排列机连接进箱机，接受输入的箱装产品。排列机上装配有一套气动推板机构，可横向(即与箱装产品输送方向垂直)推动整排的箱装产品，使箱装产品排列整齐，以便组合式机械手抓取。

气动推板机构的结构及动作过程如图4所示，推板露出传动辊表面，由多支穿越相邻传动辊间隙的连接杆与下部的移动板座联接。移动板座两侧套入推板导杆，中部铰支联接推板气缸的活塞杆端部。当推板气缸动作时，驱动移动板座沿推板导杆滑动，带动推板移动。

排列机的传动辊间歇转动：输进箱装产品时转动，达到数量后停止。送入排列机的箱装产品数量可采用光电传感器计数，按设定值控制，本实施例如图1所示，每次送入3箱。

其中，箱装产品的排列过程如下(见图2和图4)：

①箱装产品依次进入排列机，第一个箱装产品运行至设备端部被挡板限位，其后的箱装产品依次到达，直至箱装产品达到设定数量(本实施例中为3个)。进入的多个箱装产品首尾相接，但大多数情况下前后不会对齐，即出现错位现象。

②光电传感器发出信号，排列机的传动辊停转。与此同时，进箱机的气动夹板机构动作，阻止箱装产品继续输进排列机。

③排列机的气动推板机构动作，把整排3个箱装产品向中部(靠近机器人处)横推一段距离，使箱装产品排列整齐。其后，等待机械手抓取。

(3)托板输送机

托板输送机的传动辊间歇转动，每次送进一块托板。在托板输送机端部，托板被挡板限位，静待组合机械手抓取至码垛工位，即第一输送线或第二输送线中垛堆输出机的起始位置。

(4)垛堆输出机

在机器人进行码垛工作时，垛堆输出机的传动辊处于静止状态。当箱装产品被整齐堆叠在托板上，满足预设定的层数要求后，码垛工作结束。此时，垛堆输送机的传动辊转动，送出垛堆。

2、工业机器人的码垛过程如下：

生产线运行时，工业机器人操纵组合式机械手交替对第一输送线和第二输送线进行码垛作业，过程具体为：

(1)组合式机械手在托板输送机上抓取托板，放置于第一输送线或第二输送线的码垛工位(即垛堆输出机的起始位置)，然后等待箱装产品进入取料位置(即排列机中的排列位置)；

(2)箱装产品分别由第一输送线和第二输送线送入，在对应的排列机中形成整齐的组合体；

(3)组合式机械手从第一输送线或第二输送线的排列机上成组抓取箱装产品，搬运并叠放到对应的托板上；

(4)若第一输送线上托板堆叠层数达到设定数量，则被垛堆输送机送出；随后，组合式机械手抓取一块新的托板补充至其码垛工位，重新开始码垛作业；第二输送线亦然。

上述过程中，第一输送线和第二输送线上箱装产品可为相同规格的箱装产品，也可为不同规格的箱装产品。

由上述可见，本设备配备一台工业机器人和一套组合式机械手，既可抓取成组的箱装产品，又可抓取托板，可同时对两条输送线上的相同规格或不同规格的箱装产品进行码垛作业，极大的提高了包装生产线的运行效率。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.双通道机器人码垛设备，其特征在于，包括工业机器人、第一输送线和第二输送线，工业机器人的手腕末端设有组合式机械手，第一输送线和第二输送线分别设于工业机器人的两侧；第一输送线和第二输送线的结构相同，按箱装产品的输送方向，包括依次设置的进箱机、排列机和垛堆输出机，进箱机和排列机相连接，垛堆输出机上设有托板，排列机和垛堆输出机之间的箱装产品输送通过组合式机械手完成；组合式机械手交替运动于第一输送线和第二输送线之间。

2.根据权利要求1所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述工业机器人为五自由度工业机器人。

3.根据权利要求1所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述进箱机和排列机的传动主体均为传动辊结构，且进箱机和排列机上的传动辊连续相接，排列机的宽度大于进箱机。

4.根据权利要求3所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述排列机上设有气动推板机构，气动推板机构包括推板气缸、推板导杆、推板导杆座、推板、连接杆和移动板座，推板气缸设于排列机上，推板气缸的活塞末端与移动板座中部连接，移动板座两端分别设置推板导杆，各推板导杆两端分别通过推板导杆座固定于排列机上，移动板座顶部分布有多个连接杆，各连接杆穿越排列机上相邻两个传动辊之间的间隙后，各连接杆顶端与推板连接，推板位于箱装产品的一侧。

5.根据权利要求4所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述移动板座为矩形的板状结构，推板气缸的活塞末端与移动板座的侧面中部连接，移动板座两端的推板导杆分别与推板气缸的活塞平行设置，多个连接杆垂直分布于移动板座的顶面上。

6.根据权利要求1所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述进箱机上设有阻止箱装产品前进用的气动夹板机构，气动夹板机构包括定板、夹板、夹板导杆和夹持气缸，定板和夹板分别设于进箱机相对的两侧上，定板和夹板分别位于箱装产品两侧，夹持气缸固定于进箱机上，夹持气缸的活塞末端与夹板中部相连接，夹板两端设有夹板导杆，各夹板导杆分别与夹持气缸的活塞平行设置，定板的位置固定，夹板在夹持气缸的驱动下来回运动。

7.根据权利要求6所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述气动夹板机构设于进箱机和排列机的连接处。

8.根据权利要求1所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述双通道机器人码垛设备还包括托板输送机，托板输送机垂直设于第一输送线或第二输送线的垛堆输出机外侧，托板输送机的端部设有挡板，托板输送机与垛堆输出机之间的托板输送通过组合式机械手完成。

9.根据权利要求1所述的双通道机器人码垛设备，其特征在于，所述第一输送线和第二输送线上的箱装产品规格相同或不同。