專利名稱：一種三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及包裝機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)的碼垛機(jī)以低位側(cè)推式為主，定位精度不高，換產(chǎn)品麻煩，垛形難看，還沒有定型的碼垛機(jī)設(shè)備。因此，本領(lǐng)域迫切需要提供一種定位精度高，操作簡單可靠的碼垛機(jī)設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種定位精度高，操作簡單可靠、通過三維坐標(biāo)進(jìn)行定位碼垛產(chǎn)品的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出了一種三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，所述碼垛機(jī)包括一主框架；一用于抓取待碼垛產(chǎn)品的機(jī)械手裝置；一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行水平移動的平移定位裝置；一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動的旋轉(zhuǎn)定位裝置；一用于控制所述機(jī)械手裝置、所述平移定位裝置、所述旋轉(zhuǎn)定位裝置的控制裝置；所述平移定位裝置設(shè)置在所述主框架上端，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置連接在所述平移定位裝置的下方，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置與所述機(jī)械手裝置固定連接。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于故障提示及報(bào)警的安全防護(hù)裝置，所述安全防護(hù)裝置安裝在所述主框架內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述機(jī)械手裝置包括兩個(gè)夾箱氣缸，每個(gè)夾箱氣缸設(shè)置有一由所述夾箱氣缸控制的抓手。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述平移定位裝置包括架設(shè)在所述主框架兩側(cè)邊導(dǎo)軌上的移動支架，設(shè)置在所述主框架上兩端的伺服電機(jī)；設(shè)置在所述移動支架上可沿著所述移動支架兩側(cè)滑軌滑動的移動臺，所述電機(jī)通過雙同步帶連接所述移動支架。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括第一旋轉(zhuǎn)軸以及與第一旋轉(zhuǎn)軸平行的第二旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸通過齒輪嚙合連接，所述第一旋轉(zhuǎn)軸一端貫穿連接在所述移動臺上，所述第二旋轉(zhuǎn)軸與所述機(jī)械手裝置固定連接。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述控制裝置包括用于編程的PLC裝置以及用于輸入操作指令的觸摸屏。本實(shí)用新型專利裝置的工作方式為叉車開到碼垛機(jī)旁邊，將棧板放入到碼垛機(jī)下方用于放置待碼垛的產(chǎn)品，此時(shí)控制系統(tǒng)啟動機(jī)器人碼垛機(jī)，碼垛機(jī)的平移定位裝置平移運(yùn)動至待碼垛產(chǎn)品處，通過第一旋轉(zhuǎn)軸向下移動從而將固定在第二旋轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械手裝置向下移動到一定位置，同時(shí)可以根據(jù)具體產(chǎn)品所處位置，旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)軸直至機(jī)械手裝置位移到合適位置；然后機(jī)械手裝置抓取待碼垛產(chǎn)品，移動上升至設(shè)定高度，再根據(jù)產(chǎn)品垛形排列方式，碼垛機(jī)將機(jī)械手裝置運(yùn)行至垛形指定位置處放下產(chǎn)品，再回到抓取位處等控制裝置接收檢測信號，當(dāng)有信號時(shí)，抓手下來繼續(xù)抓取產(chǎn)品，再運(yùn)行至垛形指定位置處放下產(chǎn)品，抓取過程中根據(jù)垛形來指定旋轉(zhuǎn)軸是否需要旋轉(zhuǎn)；如此循環(huán)運(yùn)行，直至碼完整個(gè)垛形，最后發(fā)出信號通知控制裝置，控制裝置發(fā)出信號，叉車將碼完鏟平的棧板開走，然后重新放入新棧板，以便碼垛。本實(shí)用新型的效果在于本專利中采用平移定位裝置以及旋轉(zhuǎn)軸定位裝置來進(jìn)行綜合定位，平移定位系統(tǒng)采用雙同步帶傳動帶動移動支架移動從而實(shí)現(xiàn)了 X軸方向上的精確定位；同時(shí)平移定位系統(tǒng)中的移動臺可以在移動支架上進(jìn)行滑動，實(shí)現(xiàn)了 y軸方向的定位，同時(shí)輔以旋轉(zhuǎn)軸定位系統(tǒng)，這樣進(jìn)一步提高了定位精度；第一旋轉(zhuǎn)軸在移動臺上上下移動實(shí)現(xiàn)了 Z軸上的移動定位。通過這三軸方向上的定位，本專利的碼垛機(jī)相對定位精度高，對產(chǎn)品型號較多的食品工程通過程序控制就可應(yīng)用，因?yàn)樵诟鼡Q產(chǎn)品時(shí)，通過簡單的更換抓手即可，甚至不需要更換抓手即可生產(chǎn)。抓手更換完成后通過PLC調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格后啟動即可生產(chǎn)，而且碼垛精度很高，特別對某些產(chǎn)品上下層需要精確吻合非常適用。相對于傳統(tǒng)碼垛機(jī)更換產(chǎn)品時(shí)須停產(chǎn)調(diào)整，調(diào)整時(shí)間相對較長的問題，本專利的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)能夠很好的解決紙箱、軟袋等一系列產(chǎn)品的搬運(yùn)碼垛，大大減少了人力。

通過
以下結(jié)合附圖對其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚和容易理解。圖1是本實(shí)用新型碼垛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的 旋轉(zhuǎn)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的機(jī)械手裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號如下1、主框架 2、旋轉(zhuǎn)定位裝置 21、第一旋轉(zhuǎn)軸 22、第二旋轉(zhuǎn)軸23、齒輪 3、平移定位裝置 31、導(dǎo)軌32、移動支架33、伺服電機(jī)34、移動臺 35、滑軌 4、機(jī)械手裝置 41、抓手
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，一種三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，所述碼垛機(jī)包括一主框架I ;一用于抓取待碼垛產(chǎn)品的機(jī)械手裝置4 ;一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行水平移動的平移定位裝置3 ;—用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動的旋轉(zhuǎn)定位裝置2 用于控制機(jī)械手裝置4、平移定位裝置3、旋轉(zhuǎn)定位裝置2的控制裝置(圖中未示出);平移定位裝置3設(shè)置在主框架I上端，旋轉(zhuǎn)定位裝置2連接在平移定位裝置3的下方，旋轉(zhuǎn)定位裝置2與機(jī)械手裝置4固定連接。如圖3所示，本專利中，所述機(jī)械手裝置包括兩個(gè)夾箱氣缸，每個(gè)夾箱氣缸設(shè)置有一由所述夾箱氣缸控制的抓手41。抓手41采用氣動機(jī)械手，壓力可調(diào)，配備壓力緩沖閥，使夾持動作平穩(wěn)，抓手41上裝有感應(yīng)機(jī)構(gòu)，能夠自動感知物體，并通知控制系統(tǒng)進(jìn)行物體抓放。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)待碼垛產(chǎn)品的形狀(如袋形，箱形等)來定制抓手。作為優(yōu)選實(shí)施例，平移定位裝置3包括架設(shè)在主框架I兩側(cè)邊導(dǎo)軌31上的移動支架32，設(shè)置在主框架I上兩端的伺服電機(jī)33 ;設(shè)置在移動支架32上可沿著移動支架32兩側(cè)滑軌35滑動的移動臺34構(gòu)成了 Y軸方向上的移動，電機(jī)33通過雙同步帶連接帶動移動支架32在X軸方向上移動。旋轉(zhuǎn)定位裝置2包括第一旋轉(zhuǎn)軸21以及與第一旋轉(zhuǎn)軸21平行的第二旋轉(zhuǎn)軸22，第一旋轉(zhuǎn)軸21與第二旋轉(zhuǎn)軸22通過齒輪23嚙合連接，第一旋轉(zhuǎn)軸21 —端貫穿連接在移動臺34上，第一旋轉(zhuǎn)軸21可在單同步帶的帶動下在移動臺34上上下運(yùn)動，形成了 Z軸方向上的移動，第二旋轉(zhuǎn)軸22與機(jī)械手裝置4固定連接。本專利中，平移定位系統(tǒng)是整臺設(shè)備的核心，必須具有運(yùn)動速度快，重復(fù)精度高的特點(diǎn)，作為優(yōu)選實(shí)施例，X，Y, Z三坐標(biāo)均選擇為同步齒形帶傳動，單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為O. 05mm,最快直線運(yùn)動速度達(dá)到1000mm/s。其中X坐標(biāo)軸為兩根長度為3000mm，跨度為IOOOmm的定位導(dǎo)軌，由同步傳輸器保證兩根定位導(dǎo)軌上移動支架運(yùn)動的同步，并由一臺1500W伺服電機(jī)驅(qū)動，出于驅(qū)動扭矩及慣量的匹配，還可再配置一臺蝸輪蝸桿減速機(jī)。Y軸選用雙定位系統(tǒng)，之所以選擇如此大截面的定位單元，主要是因?yàn)閅軸為雙端支撐，中間懸空結(jié)構(gòu)，如果選擇的截面不夠，碼垛機(jī)在高速運(yùn)動時(shí)容易發(fā)生振顫，將不能保證碼垛機(jī)運(yùn)動的平穩(wěn)性。本專利中采用移動臺34作為定位系統(tǒng)，移動臺34由兩根定位單元并排支撐在滑軌35上，將Z軸(第一旋轉(zhuǎn)軸21)夾在中間，能夠很好的平衡負(fù)載，這種安裝方式具有非常好的穩(wěn)定性。兩根定位單元由一臺1000W伺服電機(jī)驅(qū)動，出于驅(qū)動扭矩及慣量的匹配，也可以配一臺蝸輪蝸桿減速機(jī)。Z軸定位裝置需要牢固穩(wěn)定，因?yàn)樾枰惺茌^大的重力與加速力，需要較大的功率才可以。作為優(yōu)選實(shí)施例，可以采用一臺3000W帶抱閘的伺服電機(jī)，匹配一臺蝸輪蝸桿減速機(jī)來進(jìn)行驅(qū)動。本專利系統(tǒng)還包括用于故障提示及報(bào)警的安全防護(hù)裝置(圖中未示出)，所述安全防護(hù)裝置安裝在主框架I內(nèi)。安全防護(hù)裝置具有故障提示及報(bào)警功能，并且每次出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)確的反映出故障具體位置，便于迅速排除故障，主要包括受到意外碰撞時(shí)的碰撞保護(hù)裝置；工件安裝到位的檢測裝置；光幕安全保護(hù)或加裝防護(hù)帶防護(hù)門，這些裝置都是本領(lǐng)域通用的現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以顯而易見的進(jìn)行裝配，在此不再贅述。本專利系統(tǒng)中，控制裝置包括用于編程的PLC裝置以及用于輸入操作指令的觸摸屏。該系統(tǒng)擁有強(qiáng)大編程功能。適應(yīng)不同產(chǎn)品型號裝箱。該系統(tǒng)可預(yù)置多種工件的程序，更換品種時(shí)可在觸摸屏上調(diào)用相應(yīng)程序。由于PLC裝置(工業(yè)可編程控制器)是本領(lǐng)域通用的現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以顯而易見的進(jìn)行裝配，在此不再贅述。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
僅限于此，在本實(shí)用新型的上述指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，其特征在于所述碼垛機(jī)包括 一主框架； 一用于抓取待碼垛產(chǎn)品的機(jī)械手裝置； 一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行水平移動的平移定位裝置； 一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動的旋轉(zhuǎn)定位裝置； 一用于控制所述機(jī)械手裝置、所述平移定位裝置、所述旋轉(zhuǎn)定位裝置的控制裝置；所述平移定位裝置設(shè)置在所述主框架上端，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置連接在所述平移定位裝置的下方，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置與所述機(jī)械手裝置固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，其特征在于 所述系統(tǒng)還包括用于故障提示及報(bào)警的安全防護(hù)裝置，所述安全防護(hù)裝置安裝在所述主框架內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，其特征在于 所述機(jī)械手裝置包括兩個(gè)夾箱氣缸，每個(gè)夾箱氣缸設(shè)置有一由所述夾箱氣缸控制的抓手。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，其特征在于 所述平移定位裝置包括架設(shè)在所述主框架兩側(cè)邊導(dǎo)軌上的移動支架，設(shè)置在所述主框架上兩端的伺服電機(jī)；設(shè)置在所述移動支架上可沿著所述移動支架兩側(cè)滑軌滑動的移動臺，所述電機(jī)通過雙同步帶連接所述移動支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括第一旋轉(zhuǎn)軸以及與第一旋轉(zhuǎn)軸平行的第二旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸通過齒輪嚙合連接，所述第一旋轉(zhuǎn)軸一端貫穿連接在所述移動臺上，所述第二旋轉(zhuǎn)軸與所述機(jī)械手裝置固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，其特征在于 所述控制裝置包括用于編程的PLC裝置以及用于輸入操作指令的觸摸屏。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)，所述碼垛機(jī)包括一主框架；一用于抓取待碼垛產(chǎn)品的機(jī)械手裝置；一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行水平移動的平移定位裝置；一用于將待碼垛產(chǎn)品進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動的旋轉(zhuǎn)定位裝置；一用于控制所述機(jī)械手裝置、所述平移定位裝置、所述旋轉(zhuǎn)定位裝置的控制裝置；所述平移定位裝置設(shè)置在所述主框架上端，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置連接在所述平移定位裝置的下方，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置與所述機(jī)械手裝置固定連接。本專利三坐標(biāo)機(jī)器人碼垛機(jī)通過三維坐標(biāo)進(jìn)行定位碼垛產(chǎn)品，定位精度高，操作簡單可靠。
文檔編號B65G61/00GK202897557SQ201220610639
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者龔方奎, 金鑫 申請人:上海宗義自動化設(shè)備制造有限公司