本實(shí)用新型涉及包裝領(lǐng)域中的裝箱設(shè)備,具體涉及一種機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)。
背景技術(shù):
在傳統(tǒng)的包裝材料中,瓦楞紙箱一直占據(jù)重要的地位。瓦楞紙箱作為運(yùn)輸包裝材料,既經(jīng)濟(jì)、輕便又堆放省力、易于處理。瓦楞紙箱是高功能、低成本的良好運(yùn)輸容器,是當(dāng)今世界各國(guó)所采用的最重要的包裝形式之一。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家紙箱工業(yè)產(chǎn)值占整個(gè)包裝工業(yè)產(chǎn)值的40%左右。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化包裝流程中,紙箱成型、產(chǎn)品裝箱、封箱等步驟是通過(guò)一個(gè)接著一個(gè)的工作站來(lái)完成,亦即,包裝流程是依照流水線的方式在每一工作站進(jìn)行一種包裝作業(yè),并以預(yù)定的包裝順序排列工作站來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品包裝。例如,傳統(tǒng)的流水線包裝系統(tǒng),通常在紙箱成型后將產(chǎn)品采用人工放入紙箱中,這不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且容損壞產(chǎn)品,還使產(chǎn)品放入時(shí)不易對(duì)準(zhǔn)紙箱內(nèi)的容置空間,影響包裝效率的提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),它的整體結(jié)構(gòu)布局合理,無(wú)需人干預(yù),自動(dòng)化程度高,流水線作業(yè),能大大提高工作效率。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),設(shè)置在由四面護(hù)欄圍成的作業(yè)區(qū)域內(nèi);所述一體機(jī)包括產(chǎn)品輸送線、過(guò)渡線、上箱機(jī)、底部封箱機(jī)、折蓋封箱機(jī)、碼垛工位、出料工位和機(jī)器人,其中,
所述產(chǎn)品輸送線縱向地從護(hù)欄的后側(cè)壁穿入作業(yè)區(qū)域內(nèi),并包括產(chǎn)品整理工位和產(chǎn)品定位抓取工位;
所述過(guò)渡線的高度低于產(chǎn)品輸送線的高度,該過(guò)渡線包括一條平行設(shè)置在產(chǎn)品輸送線的左旁的前段過(guò)渡線、一條連接在前段過(guò)渡線的后端并從產(chǎn)品輸送線的下方穿過(guò)的橫向過(guò)渡線和一條連接在橫向過(guò)渡線的右端并平行設(shè)置在產(chǎn)品輸送線的右旁的后段過(guò)渡線而呈U字形布置;所述后段過(guò)渡線的長(zhǎng)度與前段過(guò)渡線的長(zhǎng)度相同;所述前段過(guò)渡線的頭部為裝箱工位;后段過(guò)渡線的頭部為碼垛抓取工位;
所述上箱機(jī)設(shè)在所述護(hù)欄的左側(cè)壁上開設(shè)的進(jìn)箱孔中并位于前段過(guò)渡線的前方;
所述底部封箱機(jī)安裝在所述前段過(guò)渡線的前端與所述上箱機(jī)之間;
所述封箱機(jī)安裝在所述前段過(guò)渡線的上方并位于所述裝箱工位的后方;
所述碼垛工位和出料工位一后一前地設(shè)在所述作業(yè)區(qū)域的右前部,碼垛工位上設(shè)有棧板;
所述機(jī)器人安裝在所述作業(yè)區(qū)域的前方中央,該機(jī)器人的手臂上安裝的抓手上設(shè)有開箱碼垛吸盤、與開箱碼垛吸盤垂直的裝箱吸盤和折頁(yè)固定吸盤;
通過(guò)所述產(chǎn)品輸送線將待包裝的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)產(chǎn)品整理工位到達(dá)產(chǎn)品定位抓取工位,同時(shí)機(jī)器人的抓手上的開箱碼垛吸盤抓取所述上箱機(jī)上的紙板箱并進(jìn)行折頁(yè),接著送到所述底部封箱機(jī)上進(jìn)行下蓋折邊及底部封箱,再送到所述裝箱工位,由抓手上的裝箱吸盤抓取位于產(chǎn)品定位抓取工位上的產(chǎn)品進(jìn)行裝箱,然后通過(guò)封箱機(jī)進(jìn)行上蓋折邊及封箱,最后完成封箱的紙箱依次經(jīng)過(guò)所述前段過(guò)渡線的后部、橫向過(guò)渡線和后段過(guò)渡線到達(dá)碼垛抓取工位,通過(guò)抓手上的開箱碼垛吸盤抓取紙箱送到碼垛工位進(jìn)行碼垛。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述抓手包括連接法蘭、前、后固定板、方體框架、開箱碼垛吸盤、頂架、裝箱吸盤及折頁(yè)機(jī)構(gòu),其中,所述后固定板連接在連接法蘭上;所述方體框架連接在后固定板的前表面上;所述前固定板連接在方體框架的前端;所述開箱碼垛吸盤通過(guò)開箱吸板以矩形陣列的方式安裝在前固定板的前表面上;所述頂架安裝在所述方體框架的上端面上;所述裝箱吸盤通過(guò)裝箱吸板以矩形陣列的方式安裝在所述頂架上;所述折頁(yè)機(jī)構(gòu)包括固定在所述方體框架的一側(cè)面上的支架、平行地安裝在支架上的上氣缸和下氣缸、一一對(duì)應(yīng)地鉸接在上氣缸和下氣缸的活塞桿上的上擺臂和下擺臂和一個(gè)固定在上擺臂的外端的折頁(yè)固定吸盤,上擺臂的內(nèi)端和下擺臂的內(nèi)端均鉸接在所述支架上。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述下擺臂的端頭還連接一個(gè)直角尺狀的拍擊桿。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述折頁(yè)固定吸盤通過(guò)一個(gè)三角架連接在上擺臂的端頭,使折頁(yè)固定吸盤位于所述下擺臂的下方。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述上箱機(jī)包括立架、上箱機(jī)架、左擋板、右擋板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、右擋板、后壓板、左上阻擋、右上阻擋和中間壓板,其中,所述立架包括左、右支腿、左、右撐腳、左、右斜撐、兩根橫撐、兩根縱撐和一根上橫梁,該上橫梁的中部和右部均開設(shè)一橫向腰形槽;所述上箱機(jī)架由左、右邊框、內(nèi)、外邊框、中橫撐和中縱撐構(gòu)成的田字形框,該上箱機(jī)架的內(nèi)、外邊框的左邊跨接兩根縱導(dǎo)桿;該上箱機(jī)架的右邊框和中縱撐之間跨接兩根橫導(dǎo)桿;該上箱機(jī)架以外高內(nèi)低傾斜30°的方式安裝在立架上;所述左擋板固定在所述上箱機(jī)架的左邊框上;所述右擋板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一根橫向跨接在上箱機(jī)架的右邊框和中縱撐之間的絲桿和連接在絲桿的右端頭的手輪;所述右擋板套裝在兩根橫導(dǎo)桿上并通過(guò)絲母連接在所述絲桿上;所述后壓板通過(guò)一立板滑套在兩根縱導(dǎo)桿上;所述左上阻擋固定在所述上橫梁的左端;所述右上阻擋通過(guò)穿過(guò)上橫梁的右部腰形槽的螺栓安裝在上橫梁的右部;所述中間壓板通過(guò)穿過(guò)上橫梁的中部腰形槽的螺栓安裝在上橫梁的中部。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述底部封箱機(jī)包括機(jī)架、兩根底蓋導(dǎo)向管、固定架和貼帶機(jī);所述機(jī)架包括底座和設(shè)在底座的前部上端的上翹板;所述兩根底蓋導(dǎo)向管連接在所述底座上并對(duì)稱地位于上翹板的左右側(cè);所述固定架安裝在所述底座的后部;所述貼帶機(jī)安裝在所述固定架內(nèi)。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述一體機(jī)還包括設(shè)在所述作業(yè)區(qū)域的右后部的供棧機(jī)。
上述的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),其中,所述產(chǎn)品整理工位上平行地設(shè)有多道隔板。
本實(shí)用新型的有益效果是:整體結(jié)構(gòu)布局合理,從拿取包裝紙箱、包裝紙箱折頁(yè)、底部封箱、裝箱、封箱到碼垛全部都是由機(jī)器人配合上箱機(jī)、底部封箱機(jī)、封箱機(jī)以及過(guò)渡線實(shí)現(xiàn)的,完全不用作業(yè)人員的干預(yù),自動(dòng)化程度高,流水線作業(yè),使物料進(jìn)出快捷,能控制有序的裝卸程序,減少物品的損壞率,提高物品配送、自動(dòng)化轉(zhuǎn)庫(kù)存的效率。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)的立體圖;
圖2是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)的俯視圖;
圖3是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的抓手的立體圖;
圖4是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的上箱機(jī)的立體圖;
圖4a是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的上箱機(jī)的俯視圖
圖5是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的底部封箱機(jī)的立體圖;
圖5a是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的底部封箱機(jī)的俯視圖;
圖6是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的抓手在取箱的狀態(tài)圖;
圖7是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的抓手的折頁(yè)狀態(tài)圖;
圖8是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的抓手在裝箱的狀態(tài)圖;
圖9是本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)中的抓手在碼垛的狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1至圖9,本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī),設(shè)置在由四面護(hù)欄1圍成的作業(yè)區(qū)域內(nèi)。一體機(jī)包括產(chǎn)品輸送線2、過(guò)渡線、上箱機(jī)4、底部封箱機(jī)5、封箱機(jī)6、碼垛工位7、出料工位8、供棧機(jī)9和機(jī)器人10。
產(chǎn)品輸送線2為一個(gè)輸送皮帶,該產(chǎn)品輸送線2縱向地從護(hù)欄1的后側(cè)壁穿入作業(yè)區(qū)域內(nèi),并包括產(chǎn)品整理工位21和產(chǎn)品定位抓取工位22;產(chǎn)品整理工位21平行地設(shè)有多道隔板,使產(chǎn)品能順著隔板分出的通道整齊地進(jìn)入產(chǎn)品定位抓取工位22。
過(guò)渡線的高度低于產(chǎn)品輸送線2的高度,該過(guò)渡線包括一條平行設(shè)置在產(chǎn)品輸送線2的左旁的前段過(guò)渡線31、一條連接在前段過(guò)渡線31的后端并從產(chǎn)品輸送線2的下方穿過(guò)的橫向過(guò)渡線32和一條連接在橫向過(guò)渡線32的另一端并平行設(shè)置在產(chǎn)品輸送線的右旁的后段過(guò)渡線33,而呈U字形布置,后段過(guò)渡線33的長(zhǎng)度與前段過(guò)渡線31的長(zhǎng)度相同;前段過(guò)渡線31的頭部為裝箱工位34;后段過(guò)渡線33的頭部為碼垛抓取工位35。
上箱機(jī)4設(shè)在護(hù)欄1的左側(cè)壁上開設(shè)的進(jìn)箱孔中并位于前段過(guò)渡線31的前方。
底部封箱機(jī)5安裝在前段過(guò)渡線31的前端與上箱機(jī)4之間。
封箱機(jī)6安裝在前段過(guò)渡線31的上方并位于裝箱工位34的后方。
碼垛工位7和出料工位8一后一前地設(shè)在作業(yè)區(qū)域的右前部,碼垛工位7上設(shè)有棧板。
供棧機(jī)9設(shè)在作業(yè)區(qū)域的右后部,該供棧機(jī)9為碼垛工位7輸送棧板。
機(jī)器人10安裝在作業(yè)區(qū)域的前方中央,該機(jī)器人10的手臂上安裝的抓手100上設(shè)有開箱碼垛吸盤101、與開箱碼垛吸盤101垂直的裝箱吸盤102和折頁(yè)固定吸盤103。
機(jī)器人10的手臂上的抓手100包括連接法蘭11、前固定板12、后固定板14、方體框架13、開箱碼垛吸盤101、頂架16、裝箱吸盤102及折頁(yè)機(jī)構(gòu),其中,后固定板14連接在連接法蘭11上;方體框架13連接在后固定板14的前表面上;前固定板12連接在方體框架13的前端;開箱碼垛吸盤101通過(guò)開箱吸板15以矩形陣列的方式安裝在前固定板12的前表面上;頂架16由四根頂桿構(gòu)成并安裝在方體框架13的上端面上;裝箱吸盤102通過(guò)裝箱吸板17以矩形陣列的方式安裝在頂架16上;折頁(yè)機(jī)構(gòu)包括固定在方體框架13的一側(cè)面上的支架181、平行地安裝在支架181上的上氣缸182和下氣缸183、一一對(duì)應(yīng)地鉸接在上氣缸182和下氣缸183的活塞桿上的上擺臂184和下擺臂185和一個(gè)固定在上擺臂184的外端的折頁(yè)固定吸盤103,該折頁(yè)固定吸盤103通過(guò)一個(gè)三角架186固定在上擺臂184的外端,使折頁(yè)固定吸盤103位于下擺臂185的下方;上擺臂184的內(nèi)端和下擺臂185的內(nèi)端均鉸接在支架181上;下擺臂185的外端還連接一個(gè)直角尺狀的拍擊板187(見圖3)。
上箱機(jī)4包括立架40、上箱機(jī)架41、左擋板42、右擋板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、右擋板43、后壓板45、左上阻擋46、右上阻擋47和中間壓板48;其中,立架40包括左、右支腿401、左、右撐腳402、左、右斜撐403、兩根橫撐404、兩根縱撐405和一根上橫梁406,該上橫梁406的中部和右部均開設(shè)一橫向腰形槽;上箱機(jī)架41是由左、右邊框411、內(nèi)、外邊框412、中橫撐413和中縱撐414構(gòu)成的田字形框,該上箱機(jī)架41的內(nèi)、外邊框412的左邊跨接兩根縱導(dǎo)桿415;該上箱機(jī)架41的右邊框411和中縱撐414之間跨接兩根橫導(dǎo)桿416,該上箱機(jī)架41以外高內(nèi)低傾斜30°的方式安裝在立架40上;左擋板42固定在上箱機(jī)架41的左邊框上;右擋板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一根橫向跨接在上箱機(jī)架40的右邊框411和中縱撐414之間并位于兩根橫導(dǎo)桿416的中間的絲桿417、連接在絲桿417的右端頭的手輪418;右擋板43通過(guò)直線軸承套裝在兩根橫導(dǎo)桿416上并通過(guò)絲母419連接在絲桿417上;后壓板45通過(guò)一立板450和直線軸承451滑套在兩根縱導(dǎo)桿415上;左上阻擋46固定在上橫梁406的左端;右上阻擋47通過(guò)穿過(guò)上橫梁406的右部腰形槽的螺栓安裝在上橫梁406的右部;中間壓板48通過(guò)穿過(guò)上橫梁406的中部腰形槽的螺栓安裝在上橫梁406的中部(見圖4和圖4a)。
左擋板42和右擋板43可以在底部固定紙箱板,左上阻擋46和右上阻擋47可以在頂部固定紙箱板,防止紙箱板翻倒。右擋板43通過(guò)絲母419與絲桿417連接,從而可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪418調(diào)節(jié)右擋板43的位置,右上阻擋47通過(guò)上橫梁406上的右部腰形槽調(diào)節(jié)位置,以適應(yīng)不同寬度的紙箱板。中間壓板48通過(guò)上橫梁406的中部腰形槽可以對(duì)準(zhǔn)紙箱板的面板和側(cè)板之間裂口,方便后續(xù)的折頁(yè)。由于上箱機(jī)架41與水平面的夾角為30°,上箱機(jī)架41的兩根縱導(dǎo)桿415上通過(guò)立板450和直線軸承451裝有后壓板45,無(wú)需添加任何驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),可直接依靠紙箱與后壓板45的自重沿縱導(dǎo)桿415下滑,即可自動(dòng)完成進(jìn)給。當(dāng)在后壓板45中放入紙箱板,紙箱板被固定,當(dāng)被真空吸箱機(jī)構(gòu)吸走一個(gè)紙箱板后,由于紙箱板和后壓板45的重力下滑自動(dòng)完成紙箱進(jìn)給,保證每次紙箱的進(jìn)給位置合適。
底部封箱機(jī)5包括機(jī)架50、兩根底蓋導(dǎo)向管51、固定架52和貼帶機(jī)53;其中,機(jī)架50包括底座501和設(shè)在底座501的前部上端的上翹板502;兩根底蓋導(dǎo)向管51連接在底座501上并對(duì)稱地位于上翹板502的左右側(cè);固定架52安裝在底座501的后部;貼帶機(jī)53安裝在固定架52內(nèi)(見圖5和圖5a)。貼帶機(jī)53上設(shè)有前、后滾筒、彈簧、鋸齒件、曲柄等零件。
底部封箱機(jī)5的主要作用是將前后蓋和側(cè)蓋折好的紙箱用膠帶密封。當(dāng)紙箱放在上翹板502上后,機(jī)器人將紙箱壓實(shí)并移動(dòng),使底蓋導(dǎo)向管51將前后蓋和側(cè)蓋折好。前后蓋與側(cè)蓋折好的紙箱在皮帶的摩擦力作用下前進(jìn)時(shí),由于有機(jī)器人的壓實(shí),所以紙箱牢固地將前滾筒壓低,使其轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)在前滾筒的膠帶頂端粘貼在紙箱上。紙箱繼續(xù)前行,前滾筒通過(guò)曲柄帶動(dòng)后滾筒,前、后滾筒同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),與后滾筒連接的彈簧被拉伸。紙箱在前進(jìn)的過(guò)程中同時(shí)將鋸齒形件的連接件壓低,使與鋸齒形件連接件連接的彈簧被拉伸。當(dāng)紙箱越過(guò)鋸齒形件連接件的時(shí)候,鋸齒形件連接件在彈簧的作用下向上轉(zhuǎn)動(dòng),鋸齒形件由于小彈簧的作用先與鋸齒形件連接件轉(zhuǎn)動(dòng),從而可以切斷膠帶。當(dāng)紙箱越過(guò)后滾筒,與后滾筒連接的彈簧要恢復(fù)原形而收縮,從而帶動(dòng)后滾筒向上轉(zhuǎn)動(dòng),將紙箱底部膠帶的后半部分壓實(shí),同時(shí)后滾筒通過(guò)曲柄帶動(dòng)前滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),故而當(dāng)紙箱穿過(guò)貼帶機(jī)53封好膠帶后,整個(gè)貼帶機(jī)53可以自動(dòng)還原。
本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)的工作流程是:機(jī)器人與上箱機(jī)配合取箱→機(jī)器人的抓手折頁(yè)→機(jī)器人與底部封箱機(jī)配合底部封箱→機(jī)器人的抓手裝箱→封箱機(jī)封箱→過(guò)渡線到達(dá)碼垛抓取工位→機(jī)器人的抓手碼垛。
具體的工作流程是:通過(guò)產(chǎn)品輸送線2將產(chǎn)品300經(jīng)過(guò)產(chǎn)品整理工位21到達(dá)產(chǎn)品定位抓取工位22等待裝箱,同時(shí)機(jī)器人10的抓手100上的開箱碼垛吸盤101吸取上箱機(jī)4上的紙箱板200(見圖6),并通過(guò)控制行走路徑取出紙箱200,抓手100上的開箱碼垛吸盤101吸住紙箱板200的面板,下擺臂185通過(guò)下氣缸183的控制旋轉(zhuǎn)90°,將紙箱板200的側(cè)板進(jìn)行90°折頁(yè)(見圖7),形成紙箱,而后上擺臂184通過(guò)上氣缸182的控制旋轉(zhuǎn)90°,使折頁(yè)固定吸盤103吸在紙箱200的側(cè)板固定折頁(yè)。機(jī)器人折頁(yè)后,通過(guò)機(jī)器人程序控制行走路徑,經(jīng)過(guò)底部封箱機(jī)5時(shí),對(duì)紙箱200的底部蓋板進(jìn)行折蓋并封箱,而后將紙箱200放置在裝箱工位34??刂谱ナ?00上的裝箱吸盤102吸取產(chǎn)品定位抓取工位22上的產(chǎn)品300,通過(guò)機(jī)器人控制抓手的姿態(tài)將產(chǎn)品300放入紙箱200內(nèi)(見圖8),紙箱200裝滿后,通過(guò)前段過(guò)渡線31上的封箱機(jī)6對(duì)紙箱200的頂部蓋板進(jìn)行折蓋并封箱,再將完成封箱的紙箱200依次經(jīng)過(guò)橫向過(guò)渡線32和后段過(guò)渡線33到達(dá)碼垛抓取工位35,而后機(jī)器人抓手100上的開箱碼垛吸盤101吸取紙箱200并將紙箱200碼垛到碼垛工位7的棧板上(見圖9),當(dāng)棧板上的箱子碼垛到一定高度后行進(jìn)到出料工位8,最后由叉車將箱子連同棧板一起運(yùn)走。隨后供棧機(jī)9向空出來(lái)的碼垛工位7輸送棧板。
本實(shí)用新型的機(jī)器人開箱裝箱碼垛一體機(jī)整體結(jié)構(gòu)布局合理,從拿取包裝紙箱、包裝紙箱折頁(yè)、底部封箱、裝箱、封箱到碼垛全部都是由機(jī)器人配合上箱機(jī)、底部封箱機(jī)、封箱機(jī)以及過(guò)渡線實(shí)現(xiàn)的,完全不用作業(yè)人員的干預(yù),自動(dòng)化程度高,流水線作業(yè),使物料進(jìn)出快捷,能控制有序的裝卸程序,減少物品的損壞率,提高物品配送、自動(dòng)化轉(zhuǎn)庫(kù)存的效率。
以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用,而非對(duì)本實(shí)用新型的限制,有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下,還可以作出各種變換或變型,因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇,應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。