本發(fā)明屬于機械設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)形工件快速裝箱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

裝箱、碼垛工序在自動化生產(chǎn)流水線中非常普遍，但針對不同的產(chǎn)品形式其裝箱的方式也不同，對于體積較大、裝箱要求不高的產(chǎn)品可通過裝有專門治具的機械手或機器人實現(xiàn)，如面粉袋、化肥袋、水泥袋等；而對于體積小、裝箱整齊度要求高且對成本嚴(yán)格控制等的產(chǎn)品，實現(xiàn)自動化裝箱存在著一定困難；隨著自動化行業(yè)的發(fā)展，企業(yè)對快速、自動化裝箱的需求越來越迫切，因此，近幾年對于體積小、要求嚴(yán)格的裝箱技術(shù)和應(yīng)用逐漸成為自動化生產(chǎn)線中必要環(huán)節(jié)和必須解決的問題。

目前針對環(huán)形工件的碼垛與裝箱技術(shù)，已有部分技術(shù)人員進行了相關(guān)的研究，但大部分僅針對碼垛節(jié)拍要求不高、工件尺寸較大等現(xiàn)場技術(shù)要求進行研究，下面針對三種現(xiàn)有的不同形式的環(huán)形工件的碼垛與裝箱技術(shù)進行介紹：

第一種形式：

中國專利，專利號：cn106395403a提出一種針對環(huán)形線纜自動裝箱系統(tǒng)，即通過輸送機構(gòu)114將環(huán)形線纜輸送到待裝箱位置，采用末端安裝專用治具的三軸機械手臂將環(huán)形線纜裝入固定位置的箱體，具體示意圖如圖1所示，該種方式具有以下幾個方面的缺點：

①該方式的裝箱節(jié)拍取決于機械手臂的速度，且往往大于30s；

②該方式無法對環(huán)形線纜進行檢測；

③該方式無法對外形不合格品進行剔除；

④該方式無法實現(xiàn)對滿箱與空箱的自動換箱；

⑤該方式每次裝箱僅能完成對單個環(huán)形工件的裝箱；

⑥該方式無法實現(xiàn)多種規(guī)格產(chǎn)品的裝箱工作；

第二種形式：

另外，如中國專利，專利名稱為《一種外墻瓷磚碼垛裝箱裝置》，專利號：cn205471693u，本發(fā)明通過輸送單元221與碼垛機械手單元213集合完成瓷磚的碼垛，通過成品輸送單元222與裝箱機械手212結(jié)合完成產(chǎn)品的裝箱。具體示意圖如圖2所示，該種方式具有以下幾個方面的缺點：

①無法對不合格的產(chǎn)品進行剔除；

②碼垛與裝箱工作通過兩套獨立的裝置進行完成，增加了設(shè)備的復(fù)雜性與成本；

③碼垛機械手單元單次僅能完成單個產(chǎn)品的碼垛工作，在一定程度上限制了設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍；

④該裝箱裝置并未考慮多種規(guī)格產(chǎn)品的兼容問題；

第三種形式

針對環(huán)形工件碼垛設(shè)備，還有一種比較新型的采用了機器人末端安裝專用的治具與視覺識別系統(tǒng)，通過視覺識別系統(tǒng)完成輸送裝置上環(huán)形工件的位置識別，其后機器人帶動治具實現(xiàn)對環(huán)形工件的夾取與裝箱或碼垛。

該方式的優(yōu)點是通過視覺識別系統(tǒng)可完成工件在輸送裝置上的定位與產(chǎn)品的檢測。

該方式的缺點如下：

①碼垛節(jié)拍完全依靠于機器人的運動速度以及視覺識別的速度；

②該方式通過視覺識別的方式檢測，成本較高，且天氣、光線等外界條件對定位、檢測的效果也有影響；

③該方式無法實現(xiàn)滿箱與空箱的自動化換箱；

④每次裝箱或碼垛僅能完成對單個環(huán)形工件的裝箱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明提供了一種針對環(huán)形工件裝箱過程可實現(xiàn)產(chǎn)品自動剔除、自動檢驗，自動換箱等一系列動作并且生產(chǎn)成本低的一種環(huán)形工件快速裝箱系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種環(huán)形工件快速裝箱系統(tǒng)，其特殊之處在于：包含過濾機構(gòu)、定位輸送機構(gòu)、手臂機構(gòu)、單層式換箱機構(gòu)、基體框架及控制系統(tǒng)。

基體框架包括左側(cè)架、右側(cè)架、上部框體、中部框體以及下部框體；左側(cè)架和右側(cè)架相互平行，上部框體、中部框體以及下部框體自上而下依次固定安裝在左側(cè)架和右側(cè)架之間；

過濾機構(gòu)用于對環(huán)形工件輸送至定位傳輸機構(gòu)并且將不合格的環(huán)形工件進行剔除；

所述定位輸送機構(gòu)和單層式換箱機構(gòu)并排固定安裝于基體框架的中部框體上；定位輸送機構(gòu)用于實現(xiàn)對環(huán)形工件的導(dǎo)向及定位；單層式換箱機構(gòu)用于實現(xiàn)滿箱與空箱之間的換箱；

所述手臂機構(gòu)固定安裝于基體框架的上部框體上用于實現(xiàn)對環(huán)形工件的夾取與裝箱；

過濾機構(gòu)的工作面高于定位輸送機構(gòu)的工作面；

所述控制系統(tǒng)分別用于控制手臂機構(gòu)、過濾機構(gòu)、單層式換箱機構(gòu)以及定位輸送帶工作。

進一步的，本發(fā)明中過濾機構(gòu)基本結(jié)構(gòu)包括輸送裝置、剔除組件、支撐架、過濾基板以及過濾廢品箱；

過濾機構(gòu)傳送帶套裝在主動輥和從動輥之間，第一驅(qū)動電機固定安裝在支撐架上并通過皮帶傳動機構(gòu)與主動輥連接；其中，支撐架的底部設(shè)置有高度調(diào)整機構(gòu)(本發(fā)明實例中采用可調(diào)式地腳螺栓)，其高度可根據(jù)具體需求進行調(diào)整，增強高度適用的范圍；輸送裝置采用皮帶輸送；

剔除組件包括左側(cè)固定組件以及右側(cè)活動組件；

左側(cè)固定組件包括安裝在過濾基板上的活動板以及安裝在活動板上的l型加持板；l型加持板采用彈性較小的非金屬材料；

右側(cè)活動組件包括同步帶主動輪、同步帶、同步帶支撐板、同步帶漲緊板、減速電機以及同步帶從動輪；

減速電機安裝在過濾基板上，減速電機的輸出軸穿過過濾基板后安裝同步帶主動輪；同步帶漲緊板安裝在過濾基板上，同步帶從動輪安裝在同步帶漲緊板上，同步帶套裝在同步帶主動輪和同步帶從動輪之間；同步帶支撐板為l形，同步帶支撐板中一個側(cè)板安裝在過濾基板上，另一個側(cè)板壓在同步帶傳送面的背面；(本發(fā)明實例中采用帶有彈性的同步帶)

l型加持板與同步帶傳送面之間的距離可根據(jù)實際環(huán)形工件的直徑進行調(diào)整(一般小于環(huán)形工件的直徑)，當(dāng)環(huán)形工件在傳送帶的作用下進入過濾機構(gòu)后，若環(huán)形工件有破損，將在重力的作用下滑落，若環(huán)形工件無破損，將在活動組件的作用一直輸送至過濾裝置的出口處。

進一步的，多個合格的環(huán)形工件由過濾裝置出口進入定位輸送機構(gòu)；通過兩側(cè)的導(dǎo)向槽實現(xiàn)對工件左右方向的定位，通過尾部的定位氣缸實現(xiàn)多個環(huán)形工件前后定位，其中兩側(cè)的導(dǎo)向槽和定位槽的寬度及定位組件的安裝位置可根據(jù)環(huán)形工件的外形尺寸進行調(diào)整，提高定位輸送帶的兼容性；針對定位輸送帶出現(xiàn)定位失誤導(dǎo)致多個環(huán)形工件位置不符合定位要求、過濾機構(gòu)未過濾干凈會導(dǎo)致環(huán)形工件夾取失敗的現(xiàn)象，設(shè)計有檢測組件；檢測組件主要通過安裝在定位槽前端的兩個對射式光電眼，進行定位槽中前端第一個環(huán)形工件的位置是否在誤差范圍之內(nèi)，如若定位成功，則反饋信號手臂機構(gòu)進行夾取，如若定位失敗，則反饋信號，定位機構(gòu)中定位氣缸縮回，定位槽中的環(huán)形工件在輸送帶的作用下排放入廢料倉。

定位輸送機構(gòu)的基本機構(gòu)是：包括輸送組件以及沿著環(huán)形工件在輸送組件上的行進方向依次設(shè)置的導(dǎo)向槽、擋料組件、檢測組件、定位槽、定位組件；

輸送組件包括兩個側(cè)梁、第一皮帶、第一滾筒以及第二驅(qū)動電機；兩個側(cè)梁固定安裝在基體框架的中部框體上且兩個側(cè)梁相互平行；兩個側(cè)梁的前、后端均安裝有第一滾筒，第一皮帶套裝兩個第一滾筒之間，第二驅(qū)動電機的輸出端與其中一個第一滾筒連接；

進一步的，依據(jù)實際要求，為方便現(xiàn)場操作人員能夠及時介入環(huán)形工件裝箱工作中，在定位輸送結(jié)構(gòu)上設(shè)置有環(huán)形工件擋料組件，該擋料組件主要通過料道開閉機構(gòu)來實現(xiàn)料道的打開與關(guān)閉；

擋料組件包括第一l型支架、氣缸以及擋塊；第一l型支架的一個側(cè)板與所述側(cè)梁固定連接，另一個側(cè)板上安裝氣缸，氣缸的活動端安裝擋塊；實際上擋塊設(shè)計為三角形，當(dāng)氣缸縮回狀態(tài)下，保證能夠關(guān)閉定位槽，同時在第一皮帶的傳送作用與擋塊的三角形斜邊導(dǎo)向作用下，環(huán)形工件順利的運動到備用料道中。

檢測組件包括第二l型支架以及兩對對射式光電眼；第二l型支架的一個側(cè)板與所述側(cè)梁固定連接，另一個側(cè)板上沿環(huán)形工件行進的方向上安裝兩對對射式光電眼；兩組對射式光電眼前后的距離應(yīng)小于環(huán)形工件的定位誤差要求的尺寸；

定位組件包括兩個立柱、兩個滑塊、連接板以及定位氣缸；兩個立柱分別安裝在兩個所述側(cè)梁上；兩個滑塊分別卡裝在兩個立柱上；連接板固定安裝兩個滑塊之間；定位氣缸安裝在連接板的中部，定位氣缸的活動端朝向定位槽的出料端。

進一步的，本發(fā)明中單層式換箱機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)是：

固定框架、箱體、活動框架、伺服減速電機、皮帶傳動機構(gòu)、滾筒、箱體定位氣缸、換箱直線導(dǎo)軌以及換箱導(dǎo)軌滑塊；

固定框架安裝在中部框體上，固定框架上安裝換箱直線導(dǎo)軌，活動框架通過換箱導(dǎo)軌滑塊卡裝在所述換箱直線導(dǎo)軌上；

伺服減速電機通過皮帶傳動機構(gòu)驅(qū)動活動框架在固定框架上移動；

活動框架內(nèi)安裝有多個滾筒；箱體通過多個滾筒支承在活動框架上；

為了便于箱體在活動框架上的定位，箱體定位氣缸數(shù)量為2，兩個箱體定位氣缸分別安裝在活動框架的前端和后端用于對箱體進行前后定位。通過伺服減速電機帶動活動框架移動，進而實現(xiàn)滿箱與空箱的更換，當(dāng)然本發(fā)明中的單層式換箱機構(gòu)中的皮帶傳動機構(gòu)也可通過齒輪傳動、滾珠絲杠傳動、鏈傳動三種形式實現(xiàn)，其中齒輪傳動是電機減速機輸出端小齒輪轉(zhuǎn)動，通過小齒輪與齒條的嚙合實現(xiàn)換箱機構(gòu)的移動；滾珠絲杠傳動方式中，電機、減速機輸出軸與絲杠通過聯(lián)軸器連接，實現(xiàn)絲杠螺母的移動，進一步驅(qū)動換箱機構(gòu)的移動；鏈傳動與同步帶傳動方式類似，電機輸出軸驅(qū)動主動鏈輪轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)與鏈輪固定連接的換箱機構(gòu)移動。

進一步的，本發(fā)明中手臂機構(gòu)手臂機構(gòu)包括左右移動組件、垂直移動組件以及裝箱治具；

左右移動組件安裝在上部框體上，垂直移動組件安裝在左右移動組件上，裝箱治具安裝在垂直組件上；

左右移動組件帶動垂直移動組件在定位導(dǎo)向機構(gòu)和單層式換箱機構(gòu)之間移動，垂直移動組件帶動裝箱治具在上部框體和中部框體之間移動；

裝箱治具末端安裝有多個環(huán)形工件拾取組件，且所述多個環(huán)形工件拾取組件的數(shù)量、間距與定位輸送機構(gòu)中定位槽內(nèi)環(huán)形工件的數(shù)量、間距相適配。

具體來說，左右移動組件包括手臂左右減速電機、皮帶傳動機構(gòu)、手臂左右直線導(dǎo)軌、手臂左右直線滑塊以及手臂左右滑板；

手臂左右直線導(dǎo)軌安裝在上部框體上，手臂左右滑板通過手臂左右直線滑塊卡裝在手臂左右直線導(dǎo)軌上；皮帶傳動機構(gòu)安裝在上部框架內(nèi)；

皮帶傳動機構(gòu)中的皮帶與手臂左右滑板固定連接；手臂左右減速電機通過皮帶傳動機構(gòu)驅(qū)動手臂左右滑板在水平方向上移動。

垂直移動組件包括手臂上下減速電機、齒輪、齒條傳動機構(gòu)、手臂上下固定箱體、手臂上下導(dǎo)軌、手臂上下滑槽以及連接塊；；

手臂上下固定箱體與手臂左右滑板固定連接；手臂上下滑槽固定安裝在手臂上下固定箱體內(nèi)；手臂上下導(dǎo)軌自上而下從手臂上下固定箱體的上端面貫穿至下端面并且位于手臂上下固定箱體內(nèi)部的手臂上下導(dǎo)軌卡裝在手臂上下滑槽內(nèi)；手臂上下導(dǎo)軌伸出手臂上下固定箱體下端面的部分安裝連接塊。

裝箱治具包括上連接板、連接螺釘、下連接板以及拾取組件；上連接板與下連接板通過連接螺釘固定成一個整體；

上連接板的上端面與所述連接塊連接；

拾取組件包括氣爪固定螺釘、手指以及氣爪；手指固定安裝于氣爪上，氣爪通過氣爪固定螺釘固定安裝于下連接板上。

其中，實現(xiàn)手臂機構(gòu)在水平面上左右方向的移動的皮帶傳動機構(gòu)，同單層式換箱機構(gòu)類似，也可通過齒輪傳動、滾珠絲杠傳動、鏈傳動三種形式實現(xiàn)。

同理，手臂機構(gòu)在垂直方向移動的齒輪、齒條傳動機構(gòu)也可以通過滾珠絲杠傳動、鏈傳動或皮帶傳動三種形式實現(xiàn)

進一步的，本發(fā)明中的控制系統(tǒng)采用上位機-下位機體系結(jié)構(gòu)，上位機采用windowxp+qt系統(tǒng)，下位機采用stm8s208為核心soc芯片的嵌入式系統(tǒng)；上位機和下位機之間采用232串行通信，通信協(xié)議采用modbus-rtu；

上位機負責(zé)提供用戶操作界面，用于對環(huán)形工件的厚度、直徑以及裝箱的層數(shù)參數(shù)進行設(shè)置，接收定位成功、箱體滿載、換箱機構(gòu)定位、擋料組件啟動信號并發(fā)送至下位機；下位機負責(zé)驅(qū)動手臂機構(gòu)的垂直、水平運動和單層式換箱機構(gòu)中活動框架在固定框架上移動，同時用于啟動擋料組件的氣缸、定位組件中定位氣缸的伸出與縮回。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明采用自動化方式實現(xiàn)了對環(huán)形工件進行剔除、檢測、裝箱、碼垛等一體化的操作，大大降低了人力成本和操作人員的勞動強度。

2、本發(fā)明設(shè)置有專用的機械式過濾裝置，且過濾裝置可依據(jù)工件的大小進行調(diào)整，實現(xiàn)了對廢料的剔除，增加了生產(chǎn)的可靠性；

3、本發(fā)明在采用定位輸送機構(gòu)，該機構(gòu)具備了環(huán)形工件的定位，導(dǎo)向、檢測等功能，自動化程度高的同時還保證了整個作業(yè)的可靠性。

4、本發(fā)明裝箱節(jié)拍可通過控制系統(tǒng)對各個減速電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，提高了對生產(chǎn)節(jié)拍需求的適應(yīng)能力；

5、本發(fā)明采用張開、閉合的機械氣動結(jié)構(gòu)對工件進行夾取，替代了目前大部分采用真空吸盤的夾取方式，拓寬使用環(huán)境，如粉塵較大等，且采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)環(huán)形工件的直徑進行調(diào)整，增強了裝箱系統(tǒng)的適用性；

6、本發(fā)明的裝箱治具中可對氣爪的數(shù)量、排布方式進行調(diào)整(如兩排、三排與多列組合的方式)，進一步增加單次裝箱的效率，提高工作效率，如本發(fā)明中的實例最高裝箱節(jié)拍可達到0.6s/個。

7、本發(fā)明采用的采用windowxp+qt系統(tǒng)上位機以及stm8s208為核心soc芯片的嵌入式系統(tǒng)的下位機進行通訊，實現(xiàn)各個部件的控制，保證了控制系統(tǒng)正常實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，進一步擴大了擴展性與兼容性。

附圖說明

圖1為背景技術(shù)中提出的第一種現(xiàn)有形式的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2為背景技術(shù)中提出的第二種現(xiàn)有形式的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖1和圖2的附圖標(biāo)記如下：

114-輸送機構(gòu)、221-輸送單元、212-裝箱機械手、213-碼垛機械手單元；

圖3為本發(fā)明的主視圖。

圖4為本發(fā)明的俯視圖。

圖5為本發(fā)明的側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明的過濾機構(gòu)的俯視圖。

圖7為本發(fā)明的過濾機構(gòu)的正視圖。

圖8為本發(fā)明的定位輸送機構(gòu)的俯視圖。

圖9為本發(fā)明的手臂機構(gòu)的側(cè)視圖。

圖10為本發(fā)明的手臂機構(gòu)的俯視圖。

圖11為本發(fā)明的裝箱治具的正視圖。

圖12為本發(fā)明的裝箱治具軸向爆炸圖。

圖13為本發(fā)明的單層式換箱機構(gòu)的正視圖。

圖14為本發(fā)明的單層式換箱機構(gòu)的俯視圖。

圖15為本發(fā)明中控制系統(tǒng)的原理圖。

圖3至圖14的附圖標(biāo)記如下：

1-過濾機構(gòu)、2-定位輸送機構(gòu)、3-手臂機構(gòu)、4-單層式換箱機構(gòu)、5-基體框架、6-控制系統(tǒng)、7-定位失誤廢料箱、8-過濾廢品箱、9-過濾機構(gòu)傳送帶、10-l型加持板、11-活動墊板、12-同步帶主動輪、13-同步帶、14-同步帶支撐板、15-同步帶漲緊板、16-過濾基板、17-減速電機、18-可調(diào)式地腳螺栓、19-同步帶從動輪、20-第二驅(qū)動電機、21-導(dǎo)向槽、22-第二l型支架、23-定位槽、24-連接板、25-定位氣缸、26-環(huán)形工件、27-對射式光電眼、28-第一l型支架、29-氣缸、30-擋板、31-定位傳送皮帶、32-手臂左右電機減速機、33-手臂同步帶主動輪、34-手臂同步帶、35-手臂左右直線導(dǎo)軌、36-手臂左右直線滑塊、37-手臂同步帶漲緊板、38-手臂同步帶從動輪、39-手臂上下減速電機、40-齒輪、齒條傳動機構(gòu)、41-手臂上下固定箱體、42-裝箱治具、43-手臂上下導(dǎo)軌滑槽、44-手臂左右滑板、45-上連接板、46-氣爪、47-手指、48-連接螺釘、49-下連接板、50-氣爪固定螺釘、51-固定框架、52-箱體、53-活動框架、54-伺服減速電機、55-換箱電機減速機安裝板、56-換箱同步帶主動輪、57-換箱同步帶、58-換箱同步帶漲緊板、59-換箱同步帶從動輪、60-滾筒、61-箱體定位氣缸、62-定位確認按鈕、63-換箱導(dǎo)軌滑塊、66-支撐架、67-過濾機構(gòu)傳送帶、68-主動輥、69-從動輥、70第一驅(qū)動電機、71-皮帶傳動機構(gòu)、72-左側(cè)固定組件、73-右側(cè)活動組件、74-擋料組件、75-檢測組件、76-定位組件、77-左側(cè)架、78-右側(cè)架、79-上部框體、80-中部框體、81-下部框體、82-側(cè)梁、83-第一滾筒、84-立柱、85-滑塊、86-左右移動組件、87-垂直移動組件、88-拾取組件、89-手臂上下導(dǎo)軌、90-連接塊、91-換箱直線導(dǎo)軌、92-輸送裝置、93-剔除組件、94-備用料道。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種優(yōu)選方式進行說明。

如圖3至圖5所示，本發(fā)明提出的環(huán)形工件快速裝箱系統(tǒng)，包括過濾機構(gòu)1、定位輸送機構(gòu)2、手臂機構(gòu)3、單層式換箱機構(gòu)4、基體框架5、控制系統(tǒng)6；過濾機構(gòu)1固定于地面或其他支撐之上，用于實現(xiàn)環(huán)形工件成型設(shè)備出料后對環(huán)形工件26有缺口、破裂等不合格品的剔除；定位輸送機構(gòu)2固定安裝于基體框架5之上，用于實現(xiàn)對環(huán)形工件26的導(dǎo)向及定位；手臂機構(gòu)3固定安裝于基體框架5之上，用于實現(xiàn)對環(huán)形工件26的夾取與裝箱；單層式換箱機構(gòu)4固定安裝于基體框架5之上，用于實現(xiàn)滿箱與空箱之間的換箱；手臂機構(gòu)3上下、左右運動實現(xiàn)環(huán)形工件的抓取，手臂機構(gòu)3上下、左右運動的距離可根據(jù)環(huán)形工件26的厚度、裝箱的層數(shù)、直徑等參數(shù)，并通過控制系統(tǒng)6進行調(diào)整；

控制系統(tǒng)6分別用于控制手臂機構(gòu)、過濾機構(gòu)、單層式換箱機構(gòu)以及定位輸送帶工作。

基體框架5包括左側(cè)架77、右側(cè)架78、上部框體79、中部框體80以及下部框體81；左側(cè)架77和右側(cè)架78相互平行，上部框體79、中部框體80以及下部框體81自上而下依次固定安裝在左側(cè)架77和右側(cè)架78之間；

如圖6和7所示，其中，過濾機構(gòu)1包括輸送裝置92、剔除組件93、支撐架66、過濾基板16、過濾廢品箱8；

輸送裝置92包括過濾機構(gòu)傳送帶67、主動輥68、從動輥69、第一驅(qū)動電機70、皮帶傳動機構(gòu)71；

過濾機構(gòu)傳送帶67套裝在主動輥68和從動輥69之間，第一驅(qū)動電機70固定安裝在支撐架66上并通過皮帶傳動機構(gòu)71與主動輥68連接；

剔除組件93包括左側(cè)固定組件72以及右側(cè)活動組件73；

左側(cè)固定組件由活動板11與l型加持板10組成，相互固定，且共同安裝于過濾基板16上，左右可以根據(jù)環(huán)形工件的直徑調(diào)整；右側(cè)活動組件由同步帶主動輪12、同步帶13、同步帶支撐板14、同步帶漲緊板15、減速電機17、同步帶從動輪19等組成，減速電機17固定安裝于過濾基板16上，同步帶主動輪12安裝于過濾機構(gòu)電機減速機17的輸出軸端，同步帶從動輪19安裝于同步帶漲緊板15上，同步帶漲緊板15上安裝于過濾基板16上，且同步帶漲緊板15可根據(jù)同步帶13的松緊程度進行前后調(diào)整，同步帶支撐板14固定安裝于過濾基板16上，避免同步帶中心位置由于漲緊度不夠?qū)е潞细竦沫h(huán)形工件掉落至過濾廢品箱8；通過支撐架底部的可調(diào)式地腳螺栓18調(diào)整過濾機構(gòu)1的整體高度。

如圖8所示，定位輸送機構(gòu)2包括輸送組件以及沿著環(huán)形工件在輸送組件上的行進方向依次設(shè)置的導(dǎo)向槽21、擋料組件74、檢測組件75、定位槽23、定位組件76；

輸送組件包括兩個側(cè)梁82、第一皮帶31、第一滾筒83以及第二驅(qū)動電機20；兩個側(cè)梁82固定安裝在基體框架的中部框體80上且兩個側(cè)梁82相互平行；兩個側(cè)梁82的前、后端均安裝有第一滾筒83，第一皮帶31套裝兩個第一滾筒83之間，第二驅(qū)動電機20的輸出端與其中一個第一滾筒83連接；

擋料組件包括第一l型支架28、氣缸29以及擋塊30；第一l型支架28的一個側(cè)板與所述側(cè)梁82固定連接，另一個側(cè)板上安裝氣缸29，氣缸29的活動端安裝擋塊30；實際生產(chǎn)中將擋塊設(shè)計為三角形，

實際工作時，氣缸29伸出時導(dǎo)向槽21內(nèi)的環(huán)形工件26可進入定位槽23內(nèi)，當(dāng)氣缸29縮回時，導(dǎo)向槽21內(nèi)的環(huán)形工件26被阻擋，無法進入定位槽23內(nèi)，并且擋塊30的作用下，環(huán)形工件能夠進入備用料道94中，并落入定位失誤箱7。

檢測組件包括第二l型支架22以及兩對對射式光電眼27；第二l型支架22的一個側(cè)板與所述側(cè)梁固定連接，另一個側(cè)板上沿環(huán)形工件行進的方向上安裝兩對對射式光電眼27；兩組對射式光電眼27前后的距離應(yīng)小于環(huán)形工件26的定位誤差要求的尺寸；(定位正確的狀態(tài)是：第一對射光電眼的對射光被環(huán)形工件擋住，第二對的對射光沒有被環(huán)形工件擋住，兩對對射式光電眼27前后的距離應(yīng)小于環(huán)形工件的定位誤差要求，具體原因為：當(dāng)靠近定位槽23的對射式光電眼27沒有被擋住，則說明定位槽23中的環(huán)形工件數(shù)量不夠或定位過于靠近尾部定位組件76，定位失?。蝗艨拷鼘?dǎo)向槽21的對射式光電眼27也被擋住，則說明定位槽23中的環(huán)形工件過于靠近導(dǎo)向槽，超出定位誤差要求，定位亦失敗。)

定位組件包括兩個立柱84、兩個滑塊85、連接板24以及定位氣缸25；兩個立柱84分別安裝在兩個所述側(cè)梁82上；兩個滑塊85分別卡裝在兩個立柱84上；連接板24固定安裝兩個滑塊85之間；定位氣缸25安裝在連接板24的中部，定位氣缸25的活動端朝向?qū)虿?1的出料端。

導(dǎo)向槽21安裝于定位輸送機構(gòu)2的前端(實際上就是有兩塊折彎后的l型板材制作，兩塊l型板之間形成定位空間)，且左右可調(diào)整，用于實現(xiàn)對從過濾機構(gòu)1出口環(huán)形工件的定位；定位槽23安裝于擋料組件的后端(其結(jié)構(gòu)與導(dǎo)向槽相似，長度可根據(jù)實際需要制作，定位槽的入口處為喇叭狀，目的是方便環(huán)形工件的進入)，且左右可根據(jù)環(huán)形工件26的直徑進行調(diào)整，用于實現(xiàn)對多個環(huán)形工件26左右的定位；

如圖9和10所示，手臂機構(gòu)3的基本結(jié)構(gòu)包括左右移動組件86、垂直移動組件87以及裝箱治具42；

左右移動組件86安裝在上部框體79上，垂直移動組件87安裝在左右移動組件86上，裝箱治具42安裝在垂直移動組件87上；

左右移動組件86帶動垂直移動組件87在定位輸送機構(gòu)2和單層式換箱機構(gòu)4之間移動，垂直移動組件87帶動裝箱治具42在上部框體79和中部框體80之間移動；

裝箱治具42末端安裝有多個環(huán)形工件拾取組件88，且所述多個環(huán)形工件拾取組件88的數(shù)量、間距與定位輸送機構(gòu)2中定位槽23內(nèi)環(huán)形工件的數(shù)量、間距相適配。

具體的：左右移動組件包括手臂左右減速電機32、皮帶傳動機構(gòu)、手臂左右直線導(dǎo)軌35、手臂左右直線滑塊36以及手臂左右滑板44；

手臂左右直線導(dǎo)軌35安裝在上部框體79上，手臂左右滑板44通過手臂左右直線滑塊36卡裝在手臂左右直線導(dǎo)軌35上；皮帶傳動機構(gòu)安裝在上部框架79內(nèi)；

皮帶傳動機構(gòu)71中的皮帶與手臂左右滑板44固定連接；手臂左右減速電機32通過皮帶傳動機構(gòu)驅(qū)動手臂左右滑板44在水平方向上移動。

此處皮帶傳動機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖9所示：

皮帶傳動機構(gòu)包括手臂同步帶主動輪33、手臂同步帶34、手臂同步帶漲緊板37、手臂同步帶從動輪38。

手臂同步帶34套裝在手臂同步帶主動輪33和手臂同步帶從動輪38之間，手臂左右減速電機32通過同步帶漲緊板37與手臂同步帶主動輪33連接從而提供驅(qū)動力，通過調(diào)整同步帶漲緊板37可實現(xiàn)手臂同步帶34的張緊度。

垂直移動組件87包括手臂上下減速電機39、齒輪、齒條傳動機構(gòu)40、手臂上下固定箱體41、手臂上下導(dǎo)軌89、手臂上下滑槽43以及連接塊90；

手臂上下固定箱體41與手臂左右滑板44固定連接；手臂上下滑槽43固定安裝在手臂上下固定箱體41內(nèi)；手臂上下導(dǎo)軌89自上而下從手臂上下固定箱體41的上端面貫穿至下端面并且位于手臂上下固定箱體71內(nèi)部的手臂上下導(dǎo)軌89卡裝在手臂上下滑槽43內(nèi)；手臂上下導(dǎo)軌89伸出手臂上下固定箱體41下端面的部分安裝連接塊90。

通過手臂上下電機減速機39與齒輪、齒條傳動機構(gòu)40相配合通過手臂上下導(dǎo)軌滑槽43對手臂上下導(dǎo)軌89上下運動的導(dǎo)向，進而實現(xiàn)裝箱治具42的上下運動。

如圖11和12所示，裝箱治具42包括上連接板45、連接螺釘48、下連接板49以及拾取組件88；上連接板45與下連接板49通過連接螺釘48固定成一個整體；

上連接板45的上端面與所述連接塊90連接；

拾取組件88包括氣爪固定螺釘50、手指47以及氣爪46；手指47固定安裝于氣爪46上，氣爪46通過氣爪固定螺釘50固定安裝于下連接板49上。

此處拾取組件88可以根據(jù)工件的實際形狀進行改變，不僅僅限于上述方式，上述拾取組件88的方式僅僅針對內(nèi)部有通孔的環(huán)形工件。

如圖13所示，單層式換箱機構(gòu)4包括固定框架51、箱體50、活動框架53、伺服減速電機54、皮帶傳動機構(gòu)71、滾筒60、箱體定位氣缸61、換箱直線導(dǎo)軌91以及換箱導(dǎo)軌滑塊63；

固定框架51安裝在中部框體80上，固定框架51上安裝換箱直線導(dǎo)軌91，活動框架53通過換箱導(dǎo)軌滑塊63卡裝在所述換箱直線導(dǎo)軌上；

伺服減速電機54通過皮帶傳動機構(gòu)驅(qū)動活動框架53在固定框架51上移動；

活動框架53內(nèi)安裝有多個滾筒60；箱體52通過多個滾筒60支承在活動框架53上；

箱體定位氣缸61數(shù)量為2，兩個箱體定位氣缸61分別安裝在活動框架53的前端和后端。

如圖13和圖14所示，此處的皮帶傳動機構(gòu)71包括換箱同步帶主動輪56、換箱同步帶57、換箱同步帶漲緊板58、換箱同步帶從動輪59，此處的皮帶傳動機構(gòu)連接方式與左右移動組件中的結(jié)構(gòu)相似，此處不再贅述。當(dāng)操作人員將箱體52放入單層式換箱機構(gòu)活動節(jié)框架53上后，控制箱體定位氣缸61伸出，并在滾筒60的作用下實現(xiàn)對箱體52的定位。

為了增強本發(fā)明的適應(yīng)性，環(huán)形工件26的裝箱層數(shù)可通過修改控制系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。

參見圖15，本發(fā)明控制本發(fā)明中的控制系統(tǒng)6采用上位機-下位機體系結(jié)構(gòu)，上位機采用windowxp+qt系統(tǒng)，下位機采用stm8s208為核心soc芯片的嵌入式系統(tǒng)；上位機和下位機之間采用232串行通信，通信協(xié)議采用modbus-rtu；

上位機負責(zé)提供用戶操作界面，用于對環(huán)形工件的厚度、直徑以及裝箱的層數(shù)參數(shù)進行設(shè)置，接收定位成功、箱體滿載、換箱機構(gòu)定位、擋料組件啟動信號并發(fā)送至下位機；下位機負責(zé)驅(qū)動手臂機構(gòu)的垂直、水平運動和單層式換箱機構(gòu)中活動框架在固定框架上移動，同時用于啟動擋料組件的氣缸、定位組件中定位氣缸的伸出與縮回。

通過上述對本發(fā)明結(jié)構(gòu)的介紹本發(fā)明的原理是：

設(shè)備上電后，擋料組件中的氣缸29伸出帶動擋板30伸出，定位槽23入口被擋住；定位氣缸25伸出，開始對進入定位槽23的環(huán)形工件26進行定位；手臂機構(gòu)3運動至定位槽23上方，處于夾取環(huán)形工件26的待機位置，氣爪46處于縮回狀態(tài)，等待夾取；操作人員對單層式換箱機構(gòu)4進行人工上箱體52，并按定位確認按鈕62，箱體定位氣缸61伸出，完成對箱體的定位。

環(huán)形工件26由環(huán)形成型機成型后，在第一皮帶9的作用下進入剔除組件，剔除組件對于有破損或破裂的環(huán)形工件進行過濾、剔除；完好的環(huán)形工件26進入定位輸送機構(gòu)2，并在導(dǎo)向槽21中調(diào)整好位置后進入定位槽23，當(dāng)定位槽23滿載后，檢測組件檢測定位槽23中的第一個環(huán)形工件26的定位是否準(zhǔn)確，若不準(zhǔn)確，則反饋于控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，定位氣缸25縮回，擋料組件中的氣缸29縮回，通過導(dǎo)向槽21的環(huán)形工件26在三角形擋塊30的作用下，進入備用料道94，并流入定位失誤箱7中，同時定位槽23中的多個環(huán)形工件26流入定位失誤廢料箱7，然后定位氣缸25伸出，重新開始對進入定位槽23的環(huán)形工件26進行定位，此時擋料組件中氣缸29伸出，定位槽23入口再次被打開；若定位準(zhǔn)確，則控制系統(tǒng)發(fā)出指令，手臂機構(gòu)3向下運動到位后，氣爪46伸出，夾取環(huán)形工件26，然后運動至箱體52上方，氣爪46伸出，將環(huán)形工件26放入箱體52；如此進行往復(fù)運動，等箱體52滿載后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，單層式換箱機構(gòu)4運動，活動框架帶動箱體52移動出固定框架5，并運動到位后，箱體定位氣缸61縮回，取消對箱體的定位，操作人員對滿載的箱體52進行下料，然后再次進行對空的箱體52進行上料，并按定位確認按鈕62，箱體定位氣缸61伸出，完成對箱體的定位；如此往復(fù)循環(huán)。

為了節(jié)約成本，降低設(shè)備重量，本發(fā)明的實例中基體框架5采用鋁型材相互連接而成，也可采用型鋼焊接或連接，且基體框架5底部安裝有可調(diào)整高度的地腳螺栓，進一步增強設(shè)備的適應(yīng)性。