[01190654]一种桶面的摆放与装箱装置

①课题来源与背景 桶面生产完成后要进行装箱,在进入装箱生产线之前,桶面均为口端朝上,装箱过程中,三个桶面装一排,每个箱子装三排;第一排、第三排的三个桶面中间的一个需为底端朝上,两边的为口端朝上;第二排中间的桶面为口端朝上,两边的为底端朝上。现有桶面装箱生产线上桶面的翻转,装箱均由人工完成,工作过于循环往复,因桶面生产车间有较高的卫生要求,人流过多会影响桶面生产的环境卫生,故需要用自动化桶面翻转来代替人工翻转。 ②技术原理及性能指标 一种桶面的摆放与装箱装置,该装置包括桶面摆放线、SCARA搬运机器人及桶面装箱线;SCARA搬运机器人设置在桶面摆放线与桶面装箱线连接处的正上方;桶面摆放线中光电传感器、第一挡板设置在第一传送带的中部左侧,光电传感器会对桶面进行记数,第一挡板位于光电传感器的下游;第一挡板在气缸驱动下能够左右移动,第一挡板用于暂时阻挡物料随第一输送带运动;桶面翻转机器人通过桶面翻转机器人安装台设置在第一传送带的右侧且处于第一传送带的起始端与第一挡板之间;用于防止桶脱离桶面摆放线的第二挡板设置在桶面摆放线的末端,桶面装箱线包括第二传送带、第三传送带及第三挡板;第三挡板通过第六气缸安装台设置在第二传送带与第三传送带之间,第六气缸安装台安置在第二传送带与第三传送带之间;第六气缸通过第六气缸安装座固定连接在第六气缸安装台上;第三挡板由第六气缸驱动,第三挡板与第六气缸导杆通过螺钉固连;第三挡板能够通过第二传送带与第三传送带的间距空间进行上升与下降;第二传送带负责运输空箱子,第三传送带负责运输装箱完成后的箱子。 桶面装箱线上运载空箱且具有定位机构用于对待装箱的空箱进行定位,从而确定装箱位置,桶面摆放线包括桶面翻转机器人,当桶面生产完成,三个桶面排成一排进入桶面摆放线,光电传感器的采集位置后,光电传感器会对桶面进行记数,三个桶面中第二桶面待翻转位置,输送线停止转动,挡板伸出对待翻转的桶进行定位,桶面翻转机器人采用三个气缸驱动使得末端抓手具有竖直平面内的两个移动自由度和绕水平轴线的转动自由度,末端抓手采用气动手指来驱动抓手夹紧与放松桶面,从而能够实现桶的上下翻转,SCARA搬运机器人翻转后的桶放置到待装箱的空箱中。 该桶面翻转机器人的驱动装置均采用气缸驱动,反应速度快,单位时间的翻转次数多。 ③技术的创造性与先进性 桶面摆放线与桶面装箱线的各个部件之间需采用统一的控制系统,从而实现各个部件协调作业,该装置能够代替人工实现桶面的自动翻转,减少人工参与,降低成本,优化生产环境,提高产品质量。 该桶面翻转机器人的驱动装置均采用气缸驱动,该机器人具有制造成本低、结构轻便、运动过程安全可靠、运行噪声小等特点,尤其适应不能产生电光花的易燃易爆等工作环境。 本技术中桶面翻转机器人的末端为偏置式曲柄滑块机构,滑块（即本技术中第四气缸的输出端）作为驱动部分,偏置曲柄滑块机构的滑块具有急回特性,从而可以实现曲柄（即本技术中连杆33）在装载状态下翻转的较慢翻转与空载状态下较快回转,合理分布单个翻转循环中装载和空载时间。 本技术中桶面翻转机器人均采用模块化设计,系统结构紧凑,便于拓展;稳定性好、重量轻,保证机械手臂的速度和快速启停。 桶面翻转机器人具有四个自由度,串联结构,操作步骤易于控制。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 该技术涉及的用于桶面的摆放与装箱装置已经制造出了样机,通过更换抓手能够对多种外形的物料进行翻转,对桶面翻转机器人的各个运动部件进行受力分析,对桶面翻转机器人中部件尺寸采用遗传算法进行优化,实验效果良好,技术成熟可靠。该用于桶面的摆放与装箱装置通过切换SCARA机器人及桶面翻转机器人中的抓手结构能够对外形规则的物料进行搬运及翻转,例如玻璃酒瓶、陶瓷酒瓶、塑料瓶子等,能够适应于食品、药品、化学、化工等多种领域,具有极好的市场前景,采用桶面翻转装箱装置代替人工作业提高了生产效率,简单人工操作失误造成的人身和设备伤害,减少人工参与从而减少对加工后桶面的损伤。 ⑤应用情况及存在的问题 该种技术能够适应于对多种物料进行翻转,在实际应用过程可以根据现场实际环境对驱动电机进行具体选型,对SCARA机器人及桶面翻转机器人中的抓手的尺寸及结构进行优化设计,该装置正在积极开展应用于医药制品、化妆品等行业的小型瓶装物料的翻转的研究。 存在的问题：桶来料时,物料间隔较小,需要输送带多次停机进行翻转,翻转效率有待进一步提高。