CN209382356U - 高速智能机器人包装生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开高速智能机器人包装生产线，属于包装生产技术领域，包括出料流水线一、主线、出料流水线二、汇合流水线、封箱机、后滚筒线、转角滚筒线、视觉系统、并联机器人装置、滚筒线、开箱机、回收盒。本实用新型的有益效果：本实用新型分拣的速度大大提高；产品通过灌装线后由两条皮带线流出来，通过皮带线转接将两条皮带线上的产品汇流到主线，然后使用并联机器人搭配视觉系统将产品装入外包装线。包装部分由开箱机，封箱机和滚筒线等组成。能够实现自动开箱、装箱、封箱等工艺流程；本实用新型为解决现有的半自动流水线作业分拣方式所存在的人工劳动强度大，生产效率低，投资大，更改产品品种时配置不灵活等问题。

Description

高速智能机器人包装生产线

技术领域

本实用新型涉及包装生产技术领域，具体涉及高速智能机器人包装生产线。

背景技术

包装生产线的包装过程包括个、裹包、封口等主要工序。随着包装产业的迅猛发展，产品的包装不再是以单机完成一道道工序、生产效率极低的作业过程了，取而代之的是：包装流水线及包装自动线。所谓包装流水线是将相互独立的自动或半自动包装设备，辅助设备等按包装工艺的先后顺讯组合起来，使被包装物品从流水线一端进入，经过不同的包装设备，包装材料在相应的包装工位加入，包装成品从流水线的末端不断输出。

流水线生产的自身设置决定了流水线有一些不足，突出之处是它只能生产一种或者一类产品。由于操作者始终固定在一个工作地或工序上，长时间工作，导致视觉疲劳，劳动强度大等问题；现在机械分拣虽然能减轻劳动强度，但仍然需要工人参与，长时间进行重复性劳动，给工人身心带来了一些不良的影响。

实用新型内容

为全面解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本实用新型提供了高速智能机器人包装生产线能够全面解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

高速智能机器人包装生产线，包括出料流水线一、主线、出料流水线二、汇合流水线、封箱机、后滚筒线、转角滚筒线、视觉系统、并联机器人装置、滚筒线、开箱机、回收盒，所述出料流水线一和出料流水线二分别设置于主线入料端的两侧，所述出料流水线一和出料流水线二分别通过汇合流水线与主线连接，所述并联机器人装置由机架和并联机器人组成，所述并联机器人设置于机架顶端与机架连接，所述主线和滚筒线分别贯穿机架与机架底端的横梁连接；

所述并联机器人包括吸盘组件、并联机器人本体，所述吸盘组件设置于并联机器人本体的驱动端与并联机器人本体连接，所述吸盘组件的吸附端与主线和滚筒线的顶面相对应；

所述视觉系统包括：光源组件和相机，所述相机设置于机架一侧与机架连接，所述相机与主线的进料口相邻，所述光源组件包括： LED灯管和光源护罩，所述LED灯管设置于光源护罩内与光源护罩连接，所述光源护罩设置于主线进料口的上端与主线的皮带线型材连接；

所述回收盒设置于主线的末端，所述回收盒的顶端对应主线末端的出口处，所述开箱机设置于滚筒线一端，所述开箱机的出料口与滚筒线的一端连接，所述封箱机设置于滚筒线另一端，所述封箱机的进料口通过转角滚筒线与滚筒线的另一端连接，所述后滚筒线设置于封箱机的出料口与封箱机的出料口连接。

所述机架的外部设置有中央处理器、工控电脑，所述中央处理器与工控电脑电连接，所述LED灯管和相机分别与工控电脑电连接，所述封箱机、并联机器人、开箱机分别与中央处理器电连接。

进一步的，所述LED灯管为白色条形LED照明灯。

进一步的，所述相机为迈德威视MV-GE500GM-T系列工业摄像机。

进一步的，所述并联机器人本体为WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人。

进一步的，所述中央处理器包括：控制配电箱体、驱动器、运动控制卡，所述驱动器和运动控制卡分别设置于控制配电箱体内与控制配电箱体连接，所述驱动器与运动控制卡电连接。

进一步的，所述工控电脑为ADLINK系列工控电脑。

本实用新型的有益效果：本实用新型分拣的速度大大提高；产品通过灌装线后由两条皮带线流出来，通过皮带线转接将两条皮带线上的产品汇流到主线，然后使用并联机器人搭配视觉系统将产品装入外包装线。包装部分由开箱机，封箱机和滚筒线等组成。能够实现自动开箱、装箱、封箱等工艺流程；本实用新型为解决现有的半自动流水线作业分拣方式所存在的人工劳动强度大，生产效率低，投资大，更改产品品种时配置不灵活等问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一；

图2是本实用新型的结构示意图二；

图3是本实用新型光源组件的结构示意图；

图4是本实用新型并联机器人的结构示意图；

图5是本实用新型的控制模块图；

图6是本实用新型中央处理器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型提供高速智能机器人包装生产线，包括出料流水线一1、主线2、出料流水线二3、汇合流水线4、封箱机5、后滚筒线6、转角滚筒线7、视觉系统、并联机器人装置10、滚筒线11、开箱机12、回收盒13，所述出料流水线一1和出料流水线二3分别设置于主线2入料端的两侧，所述出料流水线一1和出料流水线二3分别通过汇合流水线4与主线2连接，所述并联机器人装置10由机架101和并联机器人102组成，所述并联机器人102设置于机架101顶端与机架101连接，所述主线2和滚筒线11分别贯穿机架101与机架101底端的横梁连接；

所述并联机器人102包括吸盘组件1021、并联机器人本体1022，所述吸盘组件1021设置于并联机器人本体1022的驱动端与并联机器人本体1022连接，所述吸盘组件1021的吸附端与主线2和滚筒线11的顶面相对应；

所述视觉系统包括：光源组件8和相机9，所述相机9设置于机架101一侧与机架101连接，所述相机9与主线2的进料口相邻，所述光源组件8包括： LED灯管81和光源护罩82，所述LED灯管81设置于光源护罩82内与光源护罩82连接，所述光源护罩82设置于主线2进料口的上端与主线2的皮带线型材连接；

所述回收盒13设置于主线2的末端，所述回收盒13的顶端对应主线2末端的出口处，所述开箱机12设置于滚筒线11一端，所述开箱机12的出料口与滚筒线11的一端连接，所述封箱机5设置于滚筒线11另一端，所述封箱机5的进料口通过转角滚筒线7与滚筒线11的另一端连接，所述后滚筒线6设置于封箱机5的出料口与封箱机5的出料口连接。

所述机架101的外部设置有中央处理器14、工控电脑15，所述中央处理器14与工控电脑15电连接，所述LED灯管81和相机9分别与工控电脑15电连接，所述封箱机5、并联机器人102、开箱机12分别与中央处理器14电连接。

并联机器人本体1022为WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人，WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人采用了进口的伺服电机减速机，保证其在高速运动中稳定性，在各个关节中采用了高精密关节轴承来满足其运动中灵活性，凭借其稳定人性化的机器人视觉控制定位和0.3秒/拍高速度，在各种分拣定位工作中卓卓有余。

相机9为迈德威视MV-GE500GM-T系列工业摄像机，LED灯管81为白色条形LED照明灯。相机9拍摄景物时，产品通过LED灯管81反射的光线通过相机9的镜头透射到CCD上。当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发释放出电荷，感光元件的电信号便由此产生。CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对光电二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，CCD会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。经过放大和滤波后的电信号被送到A/D，由A/D将电信号此时为模拟信号转换为数字信号，从而传输给工控电脑15。

如图6所示，中央处理器14包括：控制配电箱体141、驱动器142、运动控制卡143，所述驱动器142和运动控制卡143分别设置于控制配电箱体141内与控制配电箱体141连接，所述驱动器142与运动控制卡143电连接。

配电箱体141由箱体、端子排、熔断器、漏电保护、继电器、接触器、指示灯等组成，从而方便驱动器142和运动控制卡143与外部设备连接。

驱动器142从广义上指的是驱动某类设备的驱动硬件。接收来自主控制箱的信号，然后将信号进行处理再转移至马达以及和马达有关的感应器,并且将马达的工作情况反馈至主控制箱。

运动控制卡143——控制——驱动器142控制方法：模拟量控制驱动器工作在速度环或者电流环，模拟量的大小对应电机的速度与位置，但这些还是需要电机的反馈编码器来衡量

运动控制卡143是一种基于PC机及工业PC机、 用于各种运动控制场合包括位移、速度、加速度等的上位控制单元。运动控制卡143是基于PC总线，利用高性能微处理器如DSP及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡，包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、D/A输出等功能，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度，改变发出脉冲的数量来控制电机的位置，它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。库函数包括S型、T型加速，直线插补和圆弧插补，多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于PC的NC控制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能,这些功能能通过计算机方便地调用。

运动控制卡143通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡143与PC机构成主从式控制结构：PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作 例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等；控制卡完成运动控制的所有细节包括脉冲和方向信号的输 出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等。

工控电脑15为ADLINK系列工控电脑，ADLINK系列工控电脑是基于嵌入式系统的操作平台，可实现当前广泛使用的工控机、平板电脑、HMI人机界面等产品的功能，直接支持彩色触摸屏操作，更带有模拟量输入、开关量输出接口，支持音视频编解码、网络化传输，可直接搭建小型控制系统或作为安防、工控相关操作终端。相当于电脑的可触摸屏显示屏。

ADLINK系列工控电脑采用嵌入式硬件平台和linux或uClinux操作系统，配合自主产权的嵌入式组态软件，为客户提供了一种功能更强大、系统成本更低、可靠性更强的选择。

ADLINK系列工控电脑组态软件采用了嵌入式数据库技术，系统的功能通过Windows环境下的设计软件进行配置而无需编程，大大减少了应用系统的开发周期。业务数据存放在数据库中，为海量数据的管理、网络化操作提供了平台支持。

本实用新型工作过程如下：产品从出料流水线一1和出料流水线二3出来后，由汇合流水线4把出料流水线一1和出料流水线二3汇流到主线2，当产品进入视觉系统的视觉范围后，相机9把图像传递给工控电脑15。电脑对图像进行特征值提取，分析出物体的位姿，再将物体的位姿信息通过以太网传递给中央处理器14。分析出目标物体的位置信息后，转换成像素坐标，通过转换矩阵，可以把像素坐标转换成机器人坐标。最终通过以太网把物体的位姿数据传递给控制卡，计算出实时的捉取位置并发送指令给并联机器人102，从而对此产品进行跟踪定位，完成跟踪定位后，在伺服电机的驱动下通过驱动臂执行分拣吸取操作，把产品从主线2拾取放入外包箱。外包箱从开箱机12经滚筒线11流到产品装箱位置，装满后通过转角滚筒线7进入封箱机5内封箱，封好的箱子经后滚筒线6流到人工搬运位置，由人工搬运。在主线2上没有被拾取的产品流入回收箱13。

本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围中。

Claims (6)

1.高速智能机器人包装生产线，其特征在于，包括出料流水线一（1）、主线（2）、出料流水线二（3）、汇合流水线（4）、封箱机（5）、后滚筒线（6）、转角滚筒线（7）、视觉系统、并联机器人装置（10）、滚筒线（11）、开箱机（12）、回收盒（13），所述出料流水线一（1）和出料流水线二（3）分别设置于主线（2）入料端的两侧，所述出料流水线一（1）和出料流水线二（3）分别通过汇合流水线（4）与主线（2）连接，所述并联机器人装置（10）由机架（101）和并联机器人（102）组成，所述并联机器人（102）设置于机架（101）顶端与机架（101）连接，所述主线（2）和滚筒线（11）分别贯穿机架（101）与机架（101）底端的横梁连接；

所述并联机器人（102）包括吸盘组件（1021）、并联机器人本体（1022），所述吸盘组件（1021）设置于并联机器人本体（1022）的驱动端与并联机器人本体（1022）连接，所述吸盘组件（1021）的吸附端与主线（2）和滚筒线（11）的顶面相对应；

所述视觉系统包括：光源组件（8）和相机（9），所述相机（9）设置于机架（101）一侧与机架（101）连接，所述相机（9）与主线（2）的进料口相邻，所述光源组件（8）包括： LED灯管（81）和光源护罩（82），所述LED灯管（81）设置于光源护罩（82）内与光源护罩（82）连接，所述光源护罩（82）设置于主线（2）进料口的上端与主线（2）的皮带线型材连接；

所述回收盒（13）设置于主线（2）的末端，所述回收盒（13）的顶端对应主线（2）末端的出口处，所述开箱机（12）设置于滚筒线（11）一端，所述开箱机（12）的出料口与滚筒线（11）的一端连接，所述封箱机（5）设置于滚筒线（11）另一端，所述封箱机（5）的进料口通过转角滚筒线（7）与滚筒线（11）的另一端连接，所述后滚筒线（6）设置于封箱机（5）的出料口与封箱机（5）的出料口连接；

所述机架（101）的外部设置有中央处理器（14）、工控电脑（15），所述中央处理器（14）与工控电脑（15）电连接，所述LED灯管（81）和相机（9）分别与工控电脑（15）电连接，所述封箱机（5）、并联机器人（102）、开箱机（12）分别与中央处理器（14）电连接。

2.根据权利要求1所述的高速智能机器人包装生产线，其特征在于，所述LED灯管（81）为白色条形LED照明灯。

3.根据权利要求1所述的高速智能机器人包装生产线，其特征在于，所述相机（9）为迈德威视MV-GE500GM-T系列工业摄像机。

4.根据权利要求1所述的高速智能机器人包装生产线，其特征在于，所述并联机器人本体（1022）为WSC-800D 四轴高速分拣并联机器人。

5.根据权利要求1所述的高速智能机器人包装生产线，其特征在于，所述中央处理器（14）包括：控制配电箱体（141）、驱动器（142）、运动控制卡（143），所述驱动器（142）和运动控制卡（143）分别设置于控制配电箱体（141）内与控制配电箱体（141）连接，所述驱动器（142）与运动控制卡（143）电连接。

6.根据权利要求1所述的高速智能机器人包装生产线，其特征在于，所述工控电脑（15）为ADLINK系列工控电脑。