CN107717966A - 一种取筒机器人及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种取筒机器人及其操作方法，升降机立柱前方设置有沿着垂直方向平行布置的导轨A，导轨A的前方设置有滑块固定板，升降机立柱右端设置有人机控制箱；滑块固定板的前方设置有横臂组件，横臂组件的前方设置有称重组件；包括以下操作步骤：A）、运行准备；B）、初次取三分纱筒；C）、称重后二次取三分纱筒；D）、放三分纱筒；E）、滑块固定板沿着X轴移动下一个料位；F）、当30秒内有叫车，就开始重新运行步骤A）到步骤E）的过程；当30秒内无叫车，则设备进行重新复位。本发明的设备通用性强，制造成本低，对各种重量不同，厚度不同的料筒实现了自动取出与摆放。

Description

一种取筒机器人及其操作方法

技术领域

本发明属于机械自动化技术领域，特别涉及一种取筒机器人及其操作方法。

背景技术

现有技术的纱筒虽然通过电机定位运行取料，但生产线针对的是某一种型号的纱筒；如果要换型重量不同，生产厚度不同的产品，则整条生产线需要停工调试及试运行调整，耗费时间长，制造成本高，生产效率低，设备的通用性差。

如何提高设备的通用性，如何解决在生产过程中针对各种重量不同，厚度不同的料筒实现自动取出与摆放，成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的要解决上述技术问题。

本发明的目的是这样实现的：一种取筒机器人，包括升降机立柱，其特征在于：所述的升降机立柱顶部设置有沿着前后方向布置的减速轴，减速轴为R轴；升降机立柱前方设置有沿着垂直方向平行布置的导轨A，垂直方向为X轴，导轨A的前方设置有滑块固定板，滑块固定板的后方通过两组平行布置的滑块A安装在导轨A上，右侧滑块A的右端面上设置有限位开关，两组平行布置的滑块A之间设置有两个等距布置的连接块；升降机立柱的上方设置有沿着左右方向布置的主动轴，主动轴为航车行走轴，主动轴上设置有两个等距布置的链轮，链轮上均设置有链条，链条的一端均与升降机立柱底部连接，链条的另一端均与连接块连接；升降机立柱右端设置有人机控制箱；滑块固定板的前方设置有横臂组件，横臂组件的前方设置有称重组件，称重组件包括托臂支撑板；横臂组件包括横臂安装板，横臂安装板的右端设置有割纱固定架，割纱固定架上设置有割刀；横臂安装板的左部前方从上到下依次设置有支撑座、沿着左右方向平行布置的导轨B，平行布置的导轨B之间设置有环形布置的同步带A，同步带A的左端安装在主动轮A上，同步带A的右端安装在从动轮A上，主动轮A内设置有内伸缩轴；导轨B的前方设置有横臂固定板，横臂固定板的后方通过两组平行布置的滑块B安装在导轨B上，横臂固定板的前方通过横臂加强块与横臂机身连接，横臂机身的前方设置有沿着左右方向平行布置的导轨C，平行布置的导轨C之间设置有齿条，导轨C的前方设置有横臂托臂支撑板，横臂托臂支撑板的后方通过两组平行布置的滑块C安装在导轨C上，横臂托臂支撑板的前方与托臂支撑板连接，托臂支撑板的前方从左到右依次设置有沿着前后方向布置的外伸缩轴、外称重组件、中称重组件、内称重组件，外伸缩轴上的齿轮与齿条啮合。

所述的外称重组件、中称重组件、内称重组件均包括螺母安装座，螺母安装座的中部从前到后依次设置有沿着垂直方向布置的导正轴、与导正轴平行布置的滚珠丝杠；滚珠丝杠朝下的一端安装在称重组件底板的轴承座上且向下伸出轴承座的一端设置有传动轮B，传动轮B与一侧的主动轮B通过同步带B连接，主动轮B均由称重伺服电机驱动；滚珠丝杠与导正轴向上的一端均安装在上轴承座内，上轴承座通过侧板与称重组件的底板连接，螺母安装座的左右两侧均设置有支撑板A，两侧的支撑板A同时位于上轴承座的左右两侧，支撑板A的中心与滚珠丝杠的轴心线在同一个垂直面上；两侧的支撑板A顶部设置有称重安装板，称重安装板通过顶部沿着前后方向对称布置单点式传感器A分别与取筒臂组件连接，取筒臂组件包括沿着前后方向对称布置的弧形板，对称布置的弧形板的凹面相对且组成倒八字型结构。

所述的支撑座内设置有沿着左右方向布置的支撑轴，支撑轴的中部设置有等距布置的两个抱箍，两个抱箍与其上方的料承接板A连接；支撑轴的右端通过相机支架与单点式传感器B连接，单点式传感器B的上方设置有称重负载板，称重负载板通过顶部前后两侧的支撑板B与料承接板B连接，两侧的支撑板B的中间设置有CCD固定架，CCD固定架内设置有相机,相机右侧设置有光源；料承接板A和料承接板B的外圈均设置有三分纱筒，三分纱筒的底部两侧安放在取筒臂组件上。

所述的料承接板A为劣弧结构，劣弧结构的两个端点内侧均设置有水平且对称布置的连接板A，连接板A上设置有与抱箍连接的通孔。

所述的料承接板B为劣弧结构，劣弧结构的两个端点内侧均设置有水平且对称布置的连接板B，连接板B上设置有与支撑板B连接的通孔。

一种取筒机器人的操作方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

A）、运行准备：

①、设备动作初始化复位；

②、在人机控制箱的控制面板上点“叫车”；

③、滑块固定板带动航车运行到当前叫车位；

④、R轴旋转带动机构定位；

⑤、打开相机拍照，工控机软体确定复位点并算出偏移量；

B）、初次取三分纱筒：

①、滑块固定板根据工控机软体算出的偏移量沿着X轴精确定位；

②、内伸缩轴带动横臂机身、外伸缩轴带动称重组件运行到取三分纱筒位置；

③、外称重组件、中称重组件、内称重组件均通过各自的滚珠丝杠带动称重安装板上升，称重安装板带动取筒臂组件托住三分纱筒；

④、三分纱筒同时位于料承接板A、料承接板B上；

C）、称重后二次取三分纱筒：

①、当单点式传感器A、单点式传感器B的压力值达到设定的称重重量时，称重伺服电机停止运行；

②、内伸缩轴带动横臂机身、外伸缩轴带动称重组件向左退回，将三分纱筒从机器中取出；

D）、放三分纱筒：

①、R轴旋转带动机构旋转；

②、滑块固定板运行到设定的放料车位置；

③、相机对料车瓦片进行拍照，工控机软体算出偏移量进行精确定位；

④、R轴旋转带动机构到达放料位；

⑤、外称重组件、中称重组件、内称重组件均通过各自的滚珠丝杠带动称重安装板上升，称重伺服电机根据当前的物体重量控制称重安装板上升到对应高度；

⑥、内伸缩轴带动横臂机身、外伸缩轴带动称重组件向右前进，将三分纱筒送到对应的料车瓦片位置；

⑦、外称重组件、中称重组件、内称重组件均通过各自的滚珠丝杠带动称重安装板下降；

⑧、内伸缩轴带动横臂机身、外伸缩轴带动称重组件向左退回，叫车循环结束；

E）、滑块固定板沿着X轴移动下一个料位；

F）、当30秒内有叫车，就开始重新运行步骤A）到步骤E）的过程。

所述的步骤F）中，当30秒内无叫车，则内伸缩轴带动横臂机身、外伸缩轴带动称重组件、滑块固定板沿着X轴退回原点，设备进行重新复位。

本发明的设备通用性强，制造成本低，代替了人工作业，降低了员工作业强度，提高了生产效率，对各种重量不同，厚度不同的料筒实现了自动取出与摆放，推广应用具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的横臂安装板和横臂加强块的连接结构示意图。

图3是本发明的横臂安装板和横臂机身的连接结构示意图。

图4是本发明的横臂机身和称重组件的连接结构示意图。

图5是本发明的称重组件的下部结构示意图。

图6是本发明的横臂机身和称重组件的连接结构左视图。

图7是本发明的横臂机身和称重组件的连接结构主视图。

图8是本发明的横臂机身结构示意图。

图中：1.主动轴；2.R轴；3.链条；4.滑块固定板；5.导轨A；6.人机控制箱；7.横臂安装板；8.割纱固定架；9.光源；10.三分纱筒；11.称重组件；12.支撑座；13.导轨B；14.横臂固定板；15.横臂加强块；16.同步带A；17.横臂机身；18.导轨C；19.齿条；20.横臂托臂支撑板；21.螺母安装座；22.支撑板A；23.滚珠丝杠；24.上轴承座；25.导正轴；26.取筒臂组件；27.单点式传感器A；28.称重安装板；29.料承接板A；30.相机支架；31.支撑板B；32.料承接板B；33.CCD固定架；34.称重负载板；1101.托臂支撑板；1102.外伸缩轴；1103.外称重组件；1104.中称重组件；1105.内称重组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制：

一种取筒机器人，包括升降机立柱，所述的升降机立柱顶部设置有沿着前后方向布置的减速轴，减速轴为R轴2；升降机立柱前方设置有沿着垂直方向平行布置的导轨A5，垂直方向为X轴，导轨A5的前方设置有滑块固定板4，滑块固定板4的后方通过两组平行布置的滑块A安装在导轨A5上，右侧滑块A的右端面上设置有限位开关，两组平行布置的滑块A之间设置有两个等距布置的连接块；升降机立柱的上方设置有沿着左右方向布置的主动轴1，主动轴1为航车行走轴，主动轴1上设置有两个等距布置的链轮，链轮上均设置有链条3，链条3的一端均与升降机立柱底部连接，链条3的另一端均与连接块连接；升降机立柱右端设置有人机控制箱6；滑块固定板4的前方设置有横臂组件，横臂组件的前方设置有称重组件11，称重组件11包括托臂支撑板1101；横臂组件包括横臂安装板7，横臂安装板7的右端设置有割纱固定架8，割纱固定架8上设置有割刀；横臂安装板7的左部前方从上到下依次设置有支撑座12、沿着左右方向平行布置的导轨B13，平行布置的导轨B13之间设置有环形布置的同步带A16，同步带A16的左端安装在主动轮A上，同步带A16的右端安装在从动轮A上，主动轮A内设置有内伸缩轴；导轨B13的前方设置有横臂固定板14，横臂固定板14的后方通过两组平行布置的滑块B安装在导轨B13上，横臂固定板14的前方通过横臂加强块15与横臂机身17连接，横臂机身17的前方设置有沿着左右方向平行布置的导轨C18，平行布置的导轨C18之间设置有齿条19，导轨C18的前方设置有横臂托臂支撑板20，横臂托臂支撑板20的后方通过两组平行布置的滑块C安装在导轨C18上，横臂托臂支撑板20的前方与托臂支撑板1101连接，托臂支撑板1101的前方从左到右依次设置有沿着前后方向布置的外伸缩轴1102、外称重组件1103、中称重组件1104、内称重组件1105，外伸缩轴1102上的齿轮与齿条19啮合；所述的外称重组件1103、中称重组件1104、内称重组件1105均包括螺母安装座21，螺母安装座21的中部从前到后依次设置有沿着垂直方向布置的导正轴25、与导正轴25平行布置的滚珠丝杠23；滚珠丝杠23朝下的一端安装在称重组件11底板的轴承座上且向下伸出轴承座的一端设置有传动轮B，传动轮B与一侧的主动轮B通过同步带B连接，主动轮B均由称重伺服电机驱动；滚珠丝杠23与导正轴25向上的一端均安装在上轴承座24内，上轴承座24通过侧板与称重组件11的底板连接，螺母安装座21的左右两侧均设置有支撑板A22，两侧的支撑板A22同时位于上轴承座24的左右两侧，支撑板A22的中心与滚珠丝杠23的轴心线在同一个垂直面上；两侧的支撑板A22顶部设置有称重安装板28，称重安装板28通过顶部沿着前后方向对称布置单点式传感器A27分别与取筒臂组件26连接，取筒臂组件26包括沿着前后方向对称布置的弧形板，对称布置的弧形板的凹面相对且组成倒八字型结构；所述的支撑座12内设置有沿着左右方向布置的支撑轴，支撑轴的中部设置有等距布置的两个抱箍，两个抱箍与其上方的料承接板A29连接；支撑轴的右端通过相机支架30与单点式传感器B连接，单点式传感器B的上方设置有称重负载板34，称重负载板34通过顶部前后两侧的支撑板B31与料承接板B32连接，两侧的支撑板B31的中间设置有CCD固定架33，CCD固定架33内设置有相机,相机右侧设置有光源9；料承接板A29和料承接板B32的外圈均设置有三分纱筒10，三分纱筒10的底部两侧安放在取筒臂组件26上；所述的料承接板A29为劣弧结构，劣弧结构的两个端点内侧均设置有水平且对称布置的连接板A，连接板A上设置有与抱箍连接的通孔；所述的料承接板B32为劣弧结构，劣弧结构的两个端点内侧均设置有水平且对称布置的连接板B，连接板B上设置有与支撑板B31连接的通孔。

一种取筒机器人的操作方法，包括以下操作步骤：

A）、运行准备：

①、设备动作初始化复位；

②、在人机控制箱6的控制面板上点“叫车”；

③、滑块固定板4带动航车运行到当前叫车位；

④、R轴2旋转带动机构定位；

⑤、打开相机拍照，工控机软体确定复位点并算出偏移量；

B）、初次取三分纱筒10：

①、滑块固定板4根据工控机软体算出的偏移量沿着X轴精确定位；

②、内伸缩轴带动横臂机身17、外伸缩轴1102带动称重组件11运行到取三分纱筒10位置；

③、外称重组件1103、中称重组件1104、内称重组件1105均通过各自的滚珠丝杠23带动称重安装板28上升，称重安装板28带动取筒臂组件26托住三分纱筒10；

④、三分纱筒10同时位于料承接板A29、料承接板B32上；

C）、称重后二次取三分纱筒10：

①、当单点式传感器A27、单点式传感器B的压力值达到设定的称重重量时，称重伺服电机停止运行；

②、内伸缩轴带动横臂机身17、外伸缩轴1102带动称重组件11向左退回，将三分纱筒10从机器中取出；

D）、放三分纱筒10：

①、R轴2旋转带动机构旋转；

②、滑块固定板4运行到设定的放料车位置；

③、相机对料车瓦片进行拍照，工控机软体算出偏移量进行精确定位；

④、R轴2旋转带动机构到达放料位；

⑤、外称重组件1103、中称重组件1104、内称重组件1105均通过各自的滚珠丝杠23带动称重安装板28上升，称重伺服电机根据当前的物体重量控制称重安装板28上升到对应高度；

⑥、内伸缩轴带动横臂机身17、外伸缩轴1102带动称重组件11向右前进，将三分纱筒10送到对应的料车瓦片位置；

⑦、外称重组件1103、中称重组件1104、内称重组件1105均通过各自的滚珠丝杠23带动称重安装板28下降；

⑧、内伸缩轴带动横臂机身17、外伸缩轴1102带动称重组件11向左退回，叫车循环结束；

E）、滑块固定板4沿着X轴移动下一个料位；

F）、当30秒内有叫车，就开始重新运行步骤A）到步骤E）的过程；

所述的步骤F）中，当30秒内无叫车，则内伸缩轴带动横臂机身17、外伸缩轴1102带动称重组件11、滑块固定板4沿着X轴退回原点，设备进行重新复位。

具体实施时，本发明的设备采用称重伺服电机带动压力传感器升降，通过压力传感器压力值的大小控制称重伺服电机升降高度，从而达到托盘的摩擦力大于料筒下压的摩擦力，实现自动搬运与摆放。

本发明的上述实施例，仅仅是清楚地说明本发明所做的举例，但不用来限制本发明的保护范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。

Claims (7)

1.一种取筒机器人，包括升降机立柱，其特征在于：所述的升降机立柱顶部设置有沿着前后方向布置的减速轴，减速轴为R轴（2）；升降机立柱前方设置有沿着垂直方向平行布置的导轨A（5），垂直方向为X轴，导轨A（5）的前方设置有滑块固定板（4），滑块固定板（4）的后方通过两组平行布置的滑块A安装在导轨A（5）上，右侧滑块A的右端面上设置有限位开关，两组平行布置的滑块A之间设置有两个等距布置的连接块；升降机立柱的上方设置有沿着左右方向布置的主动轴（1），主动轴（1）为航车行走轴，主动轴（1）上设置有两个等距布置的链轮，链轮上均设置有链条（3），链条（3）的一端均与升降机立柱底部连接，链条（3）的另一端均与连接块连接；升降机立柱右端设置有人机控制箱（6）；滑块固定板（4）的前方设置有横臂组件，横臂组件的前方设置有称重组件（11），称重组件（11）包括托臂支撑板（1101）；横臂组件包括横臂安装板（7），横臂安装板（7）的右端设置有割纱固定架（8），割纱固定架（8）上设置有割刀；横臂安装板（7）的左部前方从上到下依次设置有支撑座（12）、沿着左右方向平行布置的导轨B（13），平行布置的导轨B（13）之间设置有环形布置的同步带A（16），同步带A（16）的左端安装在主动轮A上，同步带A（16）的右端安装在从动轮A上，主动轮A内设置有内伸缩轴；导轨B（13）的前方设置有横臂固定板（14），横臂固定板（14）的后方通过两组平行布置的滑块B安装在导轨B（13）上，横臂固定板（14）的前方通过横臂加强块（15）与横臂机身（17）连接，横臂机身（17）的前方设置有沿着左右方向平行布置的导轨C（18），平行布置的导轨C（18）之间设置有齿条（19），导轨C（18）的前方设置有横臂托臂支撑板（20），横臂托臂支撑板（20）的后方通过两组平行布置的滑块C安装在导轨C（18）上，横臂托臂支撑板（20）的前方与托臂支撑板（1101）连接，托臂支撑板（1101）的前方从左到右依次设置有沿着前后方向布置的外伸缩轴（1102）、外称重组件（1103）、中称重组件（1104）、内称重组件（1105），外伸缩轴（1102）上的齿轮与齿条（19）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种取筒机器人，其特征在于：所述的外称重组件（1103）、中称重组件（1104）、内称重组件（1105）均包括螺母安装座（21），螺母安装座（21）的中部从前到后依次设置有沿着垂直方向布置的导正轴（25）、与导正轴（25）平行布置的滚珠丝杠（23）；滚珠丝杠（23）朝下的一端安装在称重组件（11）底板的轴承座上且向下伸出轴承座的一端设置有传动轮B，传动轮B与一侧的主动轮B通过同步带B连接，主动轮B均由称重伺服电机驱动；滚珠丝杠（23）与导正轴（25）向上的一端均安装在上轴承座（24）内，上轴承座（24）通过侧板与称重组件（11）的底板连接，螺母安装座（21）的左右两侧均设置有支撑板A（22），两侧的支撑板A（22）同时位于上轴承座（24）的左右两侧，支撑板A（22）的中心与滚珠丝杠（23）的轴心线在同一个垂直面上；两侧的支撑板A（22）顶部设置有称重安装板（28），称重安装板（28）通过顶部沿着前后方向对称布置单点式传感器A（27）分别与取筒臂组件（26）连接，取筒臂组件（26）包括沿着前后方向对称布置的弧形板，对称布置的弧形板的凹面相对且组成倒八字型结构。

3.根据权利要求1所述的一种取筒机器人，其特征在于：所述的支撑座（12）内设置有沿着左右方向布置的支撑轴，支撑轴的中部设置有等距布置的两个抱箍，两个抱箍与其上方的料承接板A（29）连接；支撑轴的右端通过相机支架（30）与单点式传感器B连接，单点式传感器B的上方设置有称重负载板（34），称重负载板（34）通过顶部前后两侧的支撑板B（31）与料承接板B（32）连接，两侧的支撑板B（31）的中间设置有CCD固定架（33），CCD固定架（33）内设置有相机,相机右侧设置有光源（9）；料承接板A（29）和料承接板B（32）的外圈均设置有三分纱筒（10），三分纱筒（10）的底部两侧安放在取筒臂组件（26）上。

4.根据权利要求3所述的一种取筒机器人，其特征在于：所述的料承接板A（29）为劣弧结构，劣弧结构的两个端点内侧均设置有水平且对称布置的连接板A，连接板A上设置有与抱箍连接的通孔。

5.根据权利要求3所述的一种取筒机器人，其特征在于：所述的料承接板B（32）为劣弧结构，劣弧结构的两个端点内侧均设置有水平且对称布置的连接板B，连接板B上设置有与支撑板B（31）连接的通孔。

6.一种取筒机器人的操作方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

A）、运行准备：

①、设备动作初始化复位；

②、在人机控制箱（6）的控制面板上点“叫车”；

③、滑块固定板（4）带动航车运行到当前叫车位；

④、R轴（2）旋转带动机构定位；

⑤、打开相机拍照，工控机软体确定复位点并算出偏移量；

B）、初次取三分纱筒（10）：

①、滑块固定板（4）根据工控机软体算出的偏移量沿着X轴精确定位；

②、内伸缩轴带动横臂机身（17）、外伸缩轴（1102）带动称重组件（11）运行到取三分纱筒（10）位置；

③、外称重组件（1103）、中称重组件（1104）、内称重组件（1105）均通过各自的滚珠丝杠（23）带动称重安装板（28）上升，称重安装板（28）带动取筒臂组件（26）托住三分纱筒（10）；

④、三分纱筒（10）同时位于料承接板A（29）、料承接板B（32）上；

C）、称重后二次取三分纱筒（10）：

①、当单点式传感器A（27）、单点式传感器B的压力值达到设定的称重重量时，称重伺服电机停止运行；

②、内伸缩轴带动横臂机身（17）、外伸缩轴（1102）带动称重组件（11）向左退回，将三分纱筒（10）从机器中取出；

D）、放三分纱筒（10）：

①、R轴（2）旋转带动机构旋转；

②、滑块固定板（4）运行到设定的放料车位置；

③、相机对料车瓦片进行拍照，工控机软体算出偏移量进行精确定位；

④、R轴（2）旋转带动机构到达放料位；

⑤、外称重组件（1103）、中称重组件（1104）、内称重组件（1105）均通过各自的滚珠丝杠（23）带动称重安装板（28）上升，称重伺服电机根据当前的物体重量控制称重安装板（28）上升到对应高度；

⑥、内伸缩轴带动横臂机身（17）、外伸缩轴（1102）带动称重组件（11）向右前进，将三分纱筒（10）送到对应的料车瓦片位置；

⑦、外称重组件（1103）、中称重组件（1104）、内称重组件（1105）均通过各自的滚珠丝杠（23）带动称重安装板（28）下降；

⑧、内伸缩轴带动横臂机身（17）、外伸缩轴（1102）带动称重组件（11）向左退回，叫车循环结束；

E）、滑块固定板（4）沿着X轴移动下一个料位；

F）、当30秒内有叫车，就开始重新运行步骤A）到步骤E）的过程。

7.根据权利要求6所述的一种取筒机器人的操作方法，其特征在于：所述的步骤F）中，当30秒内无叫车，则内伸缩轴带动横臂机身（17）、外伸缩轴（1102）带动称重组件（11）、滑块固定板（4）沿着X轴退回原点，设备进行重新复位。