一种全自动布卷码垛机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械设备技术领域，具体涉及一种全自动布卷码垛机械手。


背景技术：

2.生产无纺布在卷绕成型后，需要在分切机上分割成小布卷。在分切时，为了便于无纺布与分切机气涨轴的分离，一般在分切机气涨轴上套一层纸管在缠绕无纺布，形成一盘一盘的布卷。成盘的布卷成水平桶状，有接驳车输送至码垛区域，由机器人抓取布卷，转向90
°
后，码放成竖立桶状剁型。
3.在布卷码放前和布卷码放后，一般放置带淋膜的纸盖。这样与后续的缠绕膜一起形成外包装，组成防护层，便于产品的运输。码垛的无纺布卷，卷径一般为φ600
‑
1200mm，幅宽80
‑
1500mm，重量10
‑
240kg。无纺布卷纸卷卷芯一般分为两种，3寸管直径为φ76mm或6寸管直径为φ155mm。无纺布的码垛一般采用四轴机器人加上抓手，在抓手上需要增加摆动结构，其结构复杂，故障率高。若采用六轴机器人加上气涨轴的结构，由于气涨轴直径比卷芯小2
‑
4mm。对布卷的形状要求较高，若布卷圆度不够，布卷会在码垛小车上倾斜。此时机器人码垛时，会破坏布卷的纸管卷形，在下游厂商使用时，会污染布卷，特别有些无纺布卷属于卫材，对洁净度要求较高。若生产分切机设备含有3寸和6寸的卷芯产品，采用气涨轴的抓手，需要根据卷芯不同更换不同尺寸的气涨轴，影响效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种全自动布卷码垛机械手，安装在六轴机器人上，通过使用摆臂配合吸盘，摆出吸取纸盖，视觉相机检测布卷卷芯的空间位置，活动抓手臂和固定抓手臂胀紧成盘布卷卷芯，配合夹紧臂和夹紧板在夹紧气缸的带动下，辅助固定住布卷，由六轴机器人的动作，在空间上把水平桶型成盘布卷全自动码放到竖立桶状垛。
5.本实用新型是通过如下技术方案实现的：
6.提供一种全自动布卷码垛机械手，包括六轴机器人，六轴机器人的工作端连接安装座，
7.安装座上竖向固定有第一直线导轨，并在第一直线导轨的一端固定有与第一直线导轨垂直的固定抓手臂，在第一直线导轨的另一端固定有胀紧气缸，第一直线导轨上滑动连接有与固定抓手臂平行的活动抓手臂，活动抓手臂通过连杆与胀紧气缸的活塞杆铰接；
8.安装座在第一直线导轨的两侧分别固定有两个横向设置的第二直线导轨，每个第二直线导轨上滑动连接有一个可由夹紧气缸驱动的夹紧臂。
9.本方案采用六轴机器人和码垛机械手组合，把接驳车上水平桶状分切后的无纺布，采用固定抓手臂和活动抓手臂形成的机械胀紧轴，插入到布卷的卷芯内，利用胀紧气缸驱动活动抓手臂与固定抓手臂远离形成机械胀紧，然后配合夹紧臂及夹紧板在夹紧气缸的带动下，辅助夹紧住布卷，由六轴机器人实现在空间上把水平桶型成盘布卷全自动码放到
竖立桶状垛。
10.在六轴机器人带码垛机械手，把布卷全自动码放到码垛输送线上。若货物需要放置上下端盖，则摆臂在摆动气缸的带动下旋转90度，然后双轴气缸带动风琴吸盘向下运动。六轴机器人带动抓手上的风琴吸盘，去纸盖库抓取纸盖。纸盖码放完成后，双轴气缸收回，减少空间占用。摆臂返回原来水平方向，便于机械胀紧轴进行布卷的码垛操作。
11.进一步的，夹紧臂上通过固定轴连接有夹紧板，固定轴的两端安装有弹簧卡。
12.通过设置夹紧板用于增大与布卷的接触面积，便于进行夹紧，固定轴的两端安装有弹簧卡，防止固定轴的窜动。
13.进一步的，安装座上通过相机安装板安装有采集布卷卷芯位置信息的视觉相机。
14.相机安装板固定在安装座上，视觉相机安装在相机安装板上，实现码垛机械手先拍照一下布卷卷芯，通过后台软件识别出卷芯的空间位置，便于六轴机器人带动固定抓手臂和活动抓手臂寻找圆心，进行胀紧。
15.进一步的，还包括与安装座转动连接的第一摆臂和第二摆臂，两个摆臂关于第一直线导轨对称设置，摆臂靠近第一直线导轨的一端通过转动件与安装在安装座上的摆动气缸连接，摆臂远离第一直线导轨的另一端安装有双轴气缸，双轴气缸的活塞杆通过吸盘安装板安装有两个相互分开的双吸盘，双吸盘分别通过气管和阀门连接真空发生器。
16.第一摆臂和第二摆臂通过摆动气缸推动可绕安装座转动，便于配合双吸盘从纸板库吸取纸盖，使用完成后，摆动气缸收回可使第一摆臂和第二摆臂回到初始位置。
17.更进一步的，转动件包括固定在安装座上的摆臂侧板和摆动脚座，摆动侧板上转动安装有与摆臂垂直的摆动长轴，摆动长轴的一端通过固定板固定有与摆动长轴平行的摆动短轴，摆动长轴的另一端与摆臂靠近第一直线导轨的一端固定，摆动脚座与摆动气缸的一端铰接，摆动气缸的另一端通过鱼眼接头与摆动短轴连接。
18.通过摆动气缸推动摆动短轴，摆动短轴带动摆动长轴在摆臂侧板上转动，进而带动与摆动长轴连接的摆臂转动，实现了摆臂的转动动作。
19.进一步的，六轴机器人通过化学螺栓与底座安装固定。
20.在底座与地面之间通过化学螺栓固定，增加六轴机器人底座的牢固度。
21.本实用新型的有益效果：
22.采用六轴机器人和码垛机械手组合，把接驳车上水平桶状分切后的无纺布，采用固定抓手臂和活动抓手臂形成的机械胀紧轴，插入到布卷的卷芯内，利用胀紧气缸驱动活动抓手臂与固定抓手臂远离形成机械胀紧，然后配合夹紧臂及夹紧板在夹紧气缸的带动下，辅助夹紧住布卷，由六轴机器人实现在空间上把水平桶型成盘布卷全自动码放到竖立桶状垛，由视觉相机拍照对卷芯位置进行定位，保证准确插入，同时由于固定抓手臂和活动抓手臂形成的机械胀紧轴的直径为60mm，纸卷卷芯为76mm或155mm，这样当视觉摄像头检测布卷卷芯的空间位置，六轴机器人带动胀紧轴可以方便的插入布卷卷芯，降低设备对精度的要求，通过相互配合实现设备全自动操作，提高生产效率。
23.在货物需要放置上下纸盖时，利用两个摆臂在摆动气缸的带动下旋转90度，然后双轴气缸带动风琴吸盘向下运动。六轴机器人带动风琴吸盘去纸盖库抓取纸盖，纸盖码放完成后，双轴气缸收回，减少空间占用，摆臂返回原来水平方向，便于机械胀紧轴进行布卷的码垛操作，实现了布卷码垛同时码放端盖，便于下一步缠膜工序形成分剁包装。
附图说明
24.图1为本实用新型的主视图；
25.图2为图1的俯视图；
26.图3为图1的左剖视图；
27.图4本实用新型工作时抓取示意图；
28.图5为本实用新型中吸盘抓取纸盖的示意图。
29.图中所示：
30.1、电气板，2、端盖，3、jfb轴套，4、摆动短轴，5、固定板，6、摆动气缸，7、摆动脚座，8、摆动长轴，9、吸盘，10、双轴气缸，11、摆臂，12、吸盘安装板，13、视觉相机，14、第二直线导轨，15、安装座，16、连接叉，17、胀紧气缸，18、接头，19、第一直线导轨，20、固定抓手臂，21、活动抓手臂，22、摆臂侧板，23、夹紧臂，24、夹紧板，25、固定轴，26、六轴机器人，27、纸盖。
具体实施方式
31.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
32.一种全自动布卷码垛机械手，包括六轴机器人26，六轴机器人26通过化学螺栓与底座安装固定。六轴机器人26的工作端连接安装座15，本实用新型中安装座15上还设置电气板1，用于安装气动件的各种阀、吸盘9的真空发生器、压力检测开关等。
33.安装座15上竖向固定有第一直线导轨19，并在第一直线导轨19的一端固定有与第一直线导轨19垂直的固定抓手臂20，在第一直线导轨19的另一端固定有胀紧气缸17，第一直线导轨19上滑动连接有与固定抓手臂20平行的活动抓手臂21，活动抓手臂21通过连杆与胀紧气缸17的活塞杆铰接。如图1所示，连杆包括连接叉16和接头18，连接叉16与接头18的一端转动轴接，接头18的另一端与胀紧气缸17的活塞杆铰接，连接叉16的另一端通过滑块连接活动抓手臂21，滑块滑动设置在第一直线导轨19上。
34.安装座15在第一直线导轨19的两侧分别固定有两个横向设置的第二直线导轨14，每个第二直线导轨14上滑动连接有一个可由夹紧气缸驱动的夹紧臂23。夹紧臂23上通过固定轴25连接有夹紧板24，固定轴25的两端安装有弹簧卡。当两夹紧板24打开时，此时两夹紧板24的间距，大于最大布卷的卷径，实现机械胀紧轴对布卷的插轴动作，当机械胀紧轴插入布卷卷芯胀紧布卷时。夹紧气缸夹紧，两夹紧板24居中固定住货物。
35.安装座15上通过相机安装板安装有采集布卷卷芯位置信息的视觉相机13。相机安装板螺栓固定在连接座15上，视觉相机13安装在相机安装板上，实现码垛机械手先拍照一下布卷卷芯，通过后台软件识别出卷芯的空间位置，便于六轴机器人26带动机械胀紧轴寻找圆心，进行胀紧。
36.全自动布卷码垛机械手还包括与安装座15转动连接的第一摆臂和第二摆臂，两个摆臂11关于第一直线导轨19对称设置，摆臂11靠近第一直线导轨19的一端通过转动件与安装在安装座15上的摆动气缸6连接，摆臂11远离第一直线导轨19的另一端安装有双轴气缸10，双轴气缸10的活塞杆通过吸盘安装板12安装有两个相互分开的双吸盘9，双吸盘9分别通过气管和阀门连接真空发生器。在吸纸盖27时双轴气缸10伸出，实现吸盘9位置低于固定抓手臂20和活动抓手臂21组成的机械胀紧轴的高度，便于吸取纸盖27。在吸取完成时，双轴气缸10收回，减少吸盘9的支撑长度，防止吸盘9与v型码垛小车的干涉；摆动气缸6收回便于
码垛。摆动气缸6布置在另外一侧，可以在130
‑
150
°
的码垛小车，使摆动气缸6侧朝向v型小车，进行码垛直径600
‑
1200mm的货物，而不干涉。两个摆臂11成镜像分布，实现摆臂11下落时，有两组伸出气缸，四个吸盘9来吸取纸盖27，形成四点矩形抓取布局，如图5所示。
37.其中：转动件包括固定在安装座15上的摆臂侧板22和摆动脚座7，摆动侧板22上转动安装有与摆臂11垂直的摆动长轴8，摆动长轴8的一端通过固定板5固定有与摆动长轴8平行的摆动短轴4，摆动长轴8的另一端与摆臂11靠近第一直线导轨19的一端固定，摆动脚座7与摆动气缸6的一端铰接，摆动气缸6的另一端通过鱼眼接头与摆动短轴4连接。鱼眼接头与摆动短轴4刚性过度配合连接，两端间隙配合方式安装有轴套和短套，限定鱼眼接头的跑偏。摆动长轴8与摆臂11刚性过度配合连接，其中：摆动长轴8分别在与摆臂11和摆动侧板22的连接处套设jfb轴套3，并分别加装端盖2，用于加注润滑脂和防尘作用。在摆动短轴4两端安装有限位弹簧卡，用于防止摆动短轴4来回窜动。
38.工作过程：安装在六轴机器人26的码垛机械手, 由六轴机器人26提供动力，采用视觉相机13先检测布卷卷芯的空间位置，根据检测的卷芯位置，码垛机械手把接驳车上水平桶状分切后的无纺布，采用固定抓手臂20和活动抓手臂21形成机械胀紧轴，运动到卷芯位置，然后插入到布卷的卷芯内，然后与活动抓手臂21螺栓连接的胀紧气缸17打开形成机械胀紧，然后夹紧臂23和夹紧板24在夹紧气缸的带动下，辅助固定住布卷。在六轴机器人26带码垛机械手，把布卷竖型全自动码放到码垛输送线上。若布卷需要放置上下纸盖27，则摆臂11在摆动气缸7的带动下旋转90度，然后双轴气缸10带动吸盘9向下运动。六轴机器人26带动吸盘9，去纸盖库抓取纸盖。纸盖27码放完成后，双轴气10缸收回，减少空间占用。摆臂11返回原来水平方向，便于机械胀紧轴进行布卷的码垛操作。布卷的一般码垛顺序为先放底纸盖27，码放无纺布卷，码放上纸盖27，然后输送到后续缠膜工序，形成分剁包装。码垛机械手的全自动码放纸盖和布卷，实现设备全自动操作，提高生产效率。
39.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。