組合式碼垛機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種組合式碼垛機(jī)械手，包括基座、用于夾持箱體的夾持抓箱組件和用于夾持托板的勾夾托板組件，夾持抓箱組件和勾夾托板組件分別設(shè)于基座上；夾持抓箱組件為一組或多組。本組合式碼垛機(jī)械手是一種理想的箱裝產(chǎn)品碼垛裝置，通過(guò)優(yōu)化組合，既可以適應(yīng)抓取托板定位，又可以一次抓取多個(gè)包裝箱進(jìn)行堆疊，從而減少生產(chǎn)線上機(jī)器人的配置量，節(jié)省生產(chǎn)線設(shè)備成本，有效提高生產(chǎn)效率；徹底解決了機(jī)器人碼垛傳統(tǒng)方式需要兩套機(jī)械手的缺陷，發(fā)明的裝置綜合了抓取托板和抓取包裝箱的功能，靈活轉(zhuǎn)換，使結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)而緊湊。
【專利說(shuō)明】
組合式碼垛機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品包裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種組合式碼垛機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]在食品、飲料、日用化工等自動(dòng)化生產(chǎn)線中，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)品的裝箱碼垛工作已日益廣泛。在產(chǎn)品裝箱后，必須把一箱箱的產(chǎn)品進(jìn)行堆疊碼垛，形成一定數(shù)量的立方體組合，如此才能方便搬運(yùn)、裝車、儲(chǔ)存等后續(xù)操作。傳統(tǒng)的碼垛作業(yè)，需要人工叉車輔助，現(xiàn)在由于工業(yè)機(jī)器人的加入，使生產(chǎn)效果得到改善。
[0003]采用機(jī)器人碼垛，首先要明確托板已經(jīng)置于合適位置并且定位，然后才能把一箱箱產(chǎn)品抓取并搬到托板上堆疊。由此可見，機(jī)器人進(jìn)行碼垛作業(yè)時(shí)，需要面對(duì)兩個(gè)目標(biāo)對(duì)象，其一是包裝箱，其二是托板。因此，必須要給機(jī)器人配套型式結(jié)構(gòu)不同的機(jī)械手，才能分別適應(yīng)這兩個(gè)對(duì)象。
[0004]為解決上述問(wèn)題，目前在大多數(shù)機(jī)器人碼垛生產(chǎn)線中，抓取包裝箱和抓取托板均采用獨(dú)立的機(jī)器人進(jìn)行工作，即要求兩臺(tái)機(jī)器人分別裝配結(jié)構(gòu)形式不同的機(jī)械手。工作時(shí)，其中一臺(tái)機(jī)器人負(fù)責(zé)定時(shí)抓取托板定位，另一臺(tái)機(jī)器人負(fù)責(zé)抓取包裝箱，一箱一箱堆疊到托板上。雖然這種方法可行，但使生產(chǎn)線復(fù)雜化，并大幅增加設(shè)備成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種組合式碼垛機(jī)械手，該結(jié)構(gòu)的機(jī)械手既可以適應(yīng)抓取托板定位，又可以一次抓取多個(gè)包裝箱進(jìn)行堆疊，從而減少生產(chǎn)線上機(jī)器人的配置量，節(jié)省生產(chǎn)線設(shè)備成本，有效提高生產(chǎn)效率。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種組合式碼垛機(jī)械手，包括基座、用于夾持箱體的夾持抓箱組件和用于夾持托板的勾夾托板組件，夾持抓箱組件和勾夾托板組件分別設(shè)于基座上;夾持抓箱組件為一組或多組。
[0007]所述基座為長(zhǎng)方形框體結(jié)構(gòu)。
[0008]所述夾持抓箱組件設(shè)于基座下方；當(dāng)夾持抓箱組件為多組時(shí)，多組夾持抓箱組件并排設(shè)于基座下方。
[0009]所述夾持抓箱組件包括導(dǎo)桿座、夾持氣缸、活動(dòng)夾板、托爪氣缸、托爪、固定夾板和導(dǎo)桿，導(dǎo)桿兩端分別通過(guò)導(dǎo)桿座與基座底部固定連接，固定夾板與導(dǎo)桿一端固定連接，活動(dòng)夾板與導(dǎo)桿另一端活動(dòng)連接，夾持氣缸設(shè)于基座底部，且夾持氣缸的末端與活動(dòng)夾板連接，托爪與活動(dòng)夾板底部鉸接，活動(dòng)夾板外側(cè)設(shè)有托爪氣缸，托爪氣缸的末端與托爪連接。
[0010]所述夾持抓箱組件中，導(dǎo)桿有兩根，分別位于活動(dòng)夾板和固定夾板頂部的兩側(cè)，各導(dǎo)桿兩端分別導(dǎo)桿座與基座固定連接，夾持氣缸位于兩根導(dǎo)桿之間的基座底部。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述夾持抓箱組件有三組，并排設(shè)于基座下方，各夾持抓箱組件中的導(dǎo)桿平行設(shè)于基座底部。夾持抓箱組件的數(shù)量可根據(jù)包裝工藝的實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整設(shè)置。
[0012]所述勾夾托板組件包括兩組鉤板組件，兩組鉤板組件對(duì)稱設(shè)于基座的左右兩側(cè)；每組鉤板組件包括兩個(gè)鉤板，每個(gè)鉤板對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)鉤板氣缸，鉤板氣缸通過(guò)氣缸座固定于基座頂部，且鉤板氣缸的末端通過(guò)鉸支與鉤板連接。
[0013]所述兩組勾板組件共有四個(gè)鉤板，兩兩相對(duì)設(shè)于基座兩側(cè)，相對(duì)位于基座兩側(cè)的兩個(gè)鉤板之間設(shè)于支軸，各支軸通過(guò)軸座固定于基座頂部，鉤板通過(guò)軸承套與支軸連接。
[0014]所述基座頂部還設(shè)有聯(lián)接座，組合式碼垛機(jī)械手通過(guò)聯(lián)接座外接機(jī)器人手腕。
[0015]上述組合式碼垛機(jī)械手使用時(shí)，其原理為:夾持抓箱組件和勾夾托板組件之間的動(dòng)作相互獨(dú)立，夾持抓箱組件用于完成對(duì)單個(gè)箱體的搬運(yùn)，勾夾托板組件用于完成對(duì)設(shè)于同一托板上的多個(gè)箱體的搬運(yùn)。其中，單個(gè)夾持抓箱組件搬運(yùn)單個(gè)箱體時(shí)，通過(guò)機(jī)器人手腕將夾持抓箱組件帶動(dòng)至箱體上方，固定夾板和活動(dòng)夾板分別位于箱體相對(duì)的兩側(cè)，固定夾板貼近于箱體外側(cè)，夾持氣缸帶動(dòng)活動(dòng)夾板沿導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)至貼緊箱體的另一外側(cè)，然后通過(guò)托爪氣缸驅(qū)動(dòng)托爪轉(zhuǎn)動(dòng)，使托爪承托于箱體底部，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的夾持固定，再通過(guò)機(jī)器人手腕實(shí)現(xiàn)箱體搬運(yùn);勾夾托板組件夾持托板時(shí)，通過(guò)四個(gè)鉤板氣缸對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)四個(gè)鉤板繞支軸轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到張開狀態(tài)，然后通過(guò)機(jī)器人手腕帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)至各鉤板的鉤部位于托板下方，再通過(guò)鉤板氣缸帶動(dòng)相應(yīng)的鉤板頭部勾住托板，實(shí)現(xiàn)固定狀態(tài)，最后通過(guò)機(jī)器人手腕實(shí)現(xiàn)對(duì)托板及其上方的箱體進(jìn)行搬運(yùn)。
[0016]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0017]本組合式碼垛機(jī)械手是一種理想的箱裝產(chǎn)品碼垛裝置，通過(guò)優(yōu)化組合，既可以適應(yīng)抓取托板定位，又可以一次抓取多個(gè)包裝箱進(jìn)行堆疊，從而減少生產(chǎn)線上機(jī)器人的配置量，節(jié)省生產(chǎn)線設(shè)備成本，有效提高生產(chǎn)效率;徹底解決了機(jī)器人碼垛傳統(tǒng)方式需要兩套機(jī)械手的缺陷，發(fā)明的裝置綜合了抓取托板和抓取包裝箱的功能，靈活轉(zhuǎn)換，使結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)而緊湊。
[0018]本組合式碼垛機(jī)械手中，各個(gè)夾持抓箱組件之間相互獨(dú)立，使其數(shù)量可根據(jù)包裝工藝的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，實(shí)用靈活而方便。
[0019]本組合式碼垛機(jī)械手中，勾夾托板組件中每個(gè)鉤板均配備獨(dú)立的鉤板氣缸，可確保在四個(gè)夾持點(diǎn)位置的鉤板頭部與托板均能緊密接觸，而且力度相等。這樣的設(shè)計(jì)，使裝置不但可適應(yīng)注塑形成的結(jié)構(gòu)勻稱的塑料托板，而且可適應(yīng)用木板裝訂制作的尺寸偏差較大的托板。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本組合式碼垛機(jī)械手實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1的A方向視圖。
[0022]圖3為圖1的B方向視圖。
[0023]圖4為夾持抓箱組件中托爪未托住箱體底部時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0024]圖5為夾持抓箱組件中托爪托住箱體底部后的狀態(tài)示意圖。
[0025]圖6為勾夾托板組件勾住托板時(shí)的原理示意圖。
[0026]其中，各標(biāo)號(hào)所表示的部件為:1-基座，2-聯(lián)接座，3-氣缸座，4-鉤板氣缸，5-鉤板，6-軸承套，7-鉸支，8-軸座，9-導(dǎo)桿座，10-夾持氣缸，11-活動(dòng)夾板，12-托爪氣缸，13-托爪，14-固定夾板，15-導(dǎo)桿，16-支軸，17-箱體，18-托板。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例一種組合式碼垛機(jī)械手，其結(jié)構(gòu)如圖1?3所示，具體如下:
[0030]1、裝置結(jié)構(gòu)如下:
[0031]組合式碼垛機(jī)械手的主體由兩大部分組成，分別是夾持抓箱組件和勾夾托板組件。所有零部件均以基座為基礎(chǔ)進(jìn)行裝配，組合式碼垛機(jī)械手整體通過(guò)聯(lián)接座與機(jī)器人手腕聯(lián)接。
[0032](I)夾持抓箱組件結(jié)構(gòu):
[0033]基座為長(zhǎng)方形框架結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度尺寸與托板長(zhǎng)度相近?；虏坎⑴叛b配了3套結(jié)構(gòu)相冋的夾持抓箱組件。
[0034]每套夾持抓箱組件均主要由導(dǎo)桿座、夾持氣缸、活動(dòng)夾板、托爪氣缸、托爪、固定夾板和導(dǎo)桿組成。
[0035]夾持和抓取包裝箱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是兩塊夾板，分別是活動(dòng)夾板和固定夾板，安裝在兩支平行導(dǎo)桿上。導(dǎo)桿兩端套入導(dǎo)桿座，并固定裝配在基座下方。
[0036]兩塊夾板安裝時(shí)，固定夾板由螺釘緊固在導(dǎo)桿左側(cè)(如圖2所示)，而活動(dòng)夾板則可以沿導(dǎo)桿水平左右滑動(dòng)，其動(dòng)力源來(lái)自?shī)A持氣缸。夾持氣缸安裝在兩支導(dǎo)桿的中間位置，夾持氣缸的缸體端部通過(guò)鉸支固定在基座，而其活塞桿則與活動(dòng)夾板中部鉸支聯(lián)接。
[0037]活動(dòng)夾板下端部裝配有一個(gè)托爪，托爪與夾板之間鉸支聯(lián)接，在托爪氣缸的驅(qū)動(dòng)下，托爪可繞鉸支翻轉(zhuǎn)一定角度。
[0038](2)勾夾托板組件結(jié)構(gòu)
[0039]基座長(zhǎng)度方向兩側(cè)，裝配有4支L型的鉤板。按圖1所示，鉤板前后對(duì)稱，前兩支后兩支。
[0040]每支鉤板的上部，均通過(guò)軸承套裝配在支軸的端部。支軸橫向布置在基座上表面，并由兩個(gè)軸座固定。因此，鉤板可以軸承套為中心繞支軸擺動(dòng)。
[0041 ]每支鉤板均配置一個(gè)鉤板氣缸作為動(dòng)力源，鉤板氣缸的活塞桿與鉤板上的鉸支聯(lián)接。鉤板氣缸的活塞桿伸縮時(shí)，可通過(guò)鉸支驅(qū)動(dòng)鉤板以軸承套為中心左右擺動(dòng)。
[0042]2、組合式碼垛機(jī)械手的工作原理如下:
[0043]組合式碼垛機(jī)械手通過(guò)聯(lián)接座與機(jī)器人手腕聯(lián)接，被機(jī)器人驅(qū)動(dòng)進(jìn)行工作，可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行抓取包裝箱或抓取托板的動(dòng)作，靈活轉(zhuǎn)換。
[0044](I)抓取包裝箱原理:
[0045]如圖4或圖5所示。機(jī)械手接受指令抓取包裝箱，此時(shí)鉤板靜止不動(dòng)(處于圖4所示的狀態(tài))。抓箱過(guò)程如下:
[0046]①夾持:活動(dòng)夾板在夾持氣缸拉動(dòng)下，沿導(dǎo)桿向固定夾板罪擾，直至夾緊箱體；
[0047]②托底:托爪氣缸活塞桿向下伸出，推動(dòng)托爪繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，承托箱體底部。由于有托爪的承托，可避免箱體下滑現(xiàn)象。
[0048]③機(jī)械手穩(wěn)固抬起箱體，按要求搬運(yùn)到托板上疊放。
[0049]④托爪氣缸拉動(dòng)托爪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，松開箱底。
[0050]⑤夾持氣缸推動(dòng)活動(dòng)夾板后退，松開箱體。
[0051]圖示裝置有3套夾持抓箱組件，分別由獨(dú)立氣缸驅(qū)動(dòng)，因此機(jī)械手可同時(shí)抓取并排布置的3個(gè)箱體，或者多個(gè)箱體(只要并排的箱體長(zhǎng)度尺寸不超出夾板的總長(zhǎng)度)。另外，機(jī)械手也可以隨意抓取I個(gè)獨(dú)立的箱體，因?yàn)槊恳惶讑A持抓箱組件均可獨(dú)立工作。
[0052](2)抓取托板原理:
[0053]如圖6所示。機(jī)械手接受指令抓取托板，則抓箱組件靜止不動(dòng)。鉤板氣缸啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)4支鉤板同步動(dòng)作，過(guò)程如下:
[0054]①鉤板氣缸的活塞桿收縮，拉動(dòng)鉤板張開至與托板長(zhǎng)度尺寸合適的位置；
[0055]②機(jī)械手稍下降，鉤板氣缸的活塞桿慢慢伸出，推動(dòng)鉤板合攏，使其下端勾頭插入托板兩則中空位置，并夾緊；
[0056]③機(jī)械手穩(wěn)固抬起托板，按要求搬運(yùn)到指定的碼垛位置放下；
[0057]④鉤板氣缸拉動(dòng)鉤板張開，松開托板；
[0058]⑤機(jī)械手上升，鉤板氣缸推動(dòng)鉤板合攏，回復(fù)原位，處于交叉狀態(tài)(如圖1所示)。
[0059]由于4支鉤板分別由獨(dú)立氣缸驅(qū)動(dòng)，因此可確保在4個(gè)夾持點(diǎn)位置勾頭與托板均能緊密接觸，而且力度相等。這樣的設(shè)計(jì)，使裝置不但適應(yīng)注塑形成的結(jié)構(gòu)勻稱的塑料托板，而且適應(yīng)用木板裝訂制作的尺寸偏差較大的托板。
[0060]實(shí)施例2
[0061]本實(shí)施例一種組合式碼垛機(jī)械手，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，組合式碼垛機(jī)械手中配備I套夾持抓箱組件，該結(jié)構(gòu)適用于包裝量較小的生產(chǎn)線。
[0062]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本【實(shí)用新型內(nèi)容】所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，包括基座、用于夾持箱體的夾持抓箱組件和用于夾持托板的勾夾托板組件，夾持抓箱組件和勾夾托板組件分別設(shè)于基座上;夾持抓箱組件為一組或多組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述基座為長(zhǎng)方形框體結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述夾持抓箱組件設(shè)于基座下方;當(dāng)夾持抓箱組件為多組時(shí)，多組夾持抓箱組件并排設(shè)于基座下方。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述夾持抓箱組件包括導(dǎo)桿座、夾持氣缸、活動(dòng)夾板、托爪氣缸、托爪、固定夾板和導(dǎo)桿，導(dǎo)桿兩端分別通過(guò)導(dǎo)桿座與基座底部固定連接，固定夾板與導(dǎo)桿一端固定連接，活動(dòng)夾板與導(dǎo)桿另一端活動(dòng)連接，夾持氣缸設(shè)于基座底部，且夾持氣缸的末端與活動(dòng)夾板連接，托爪與活動(dòng)夾板底部鉸接，活動(dòng)夾板外側(cè)設(shè)有托爪氣缸，托爪氣缸的末端與托爪連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述夾持抓箱組件中，導(dǎo)桿有兩根，分別位于活動(dòng)夾板和固定夾板頂部的兩側(cè)，各導(dǎo)桿兩端分別導(dǎo)桿座與基座固定連接，夾持氣缸位于兩根導(dǎo)桿之間的基座底部。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述夾持抓箱組件有三組，并排設(shè)于基座下方，各夾持抓箱組件中的導(dǎo)桿平行設(shè)于基座底部。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述勾夾托板組件包括兩組鉤板組件，兩組鉤板組件對(duì)稱設(shè)于基座的左右兩側(cè);每組鉤板組件包括兩個(gè)鉤板，每個(gè)鉤板對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)鉤板氣缸，鉤板氣缸通過(guò)氣缸座固定于基座頂部，且鉤板氣缸的末端通過(guò)鉸支與鉤板連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述兩組勾板組件共有四個(gè)鉤板，兩兩相對(duì)設(shè)于基座兩側(cè)，相對(duì)位于基座兩側(cè)的兩個(gè)鉤板之間設(shè)于支軸，各支軸通過(guò)軸座固定于基座頂部，鉤板通過(guò)軸承套與支軸連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種組合式碼垛機(jī)械手，其特征在于，所述基座頂部還設(shè)有聯(lián)接座，組合式碼垛機(jī)械手通過(guò)聯(lián)接座外接機(jī)器人手腕。
【文檔編號(hào)】B65G61/00GK205442024SQ201521110029
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】張聰, 周欽河
【申請(qǐng)人】廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院