CN105881517A - 一种行走码垛机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行走码垛机器人系统，包括坐标定位型产品输送系统和三轴码垛机器人，所述三轴码垛机器人与坐标定位型产品输送系统连接，所述坐标定位型产品输送系统包括龙门航架、过渡输送线、横向输送线、斜坡输送线、轴移动坐标定位系统、截流导向装置和动力系统，所述三轴码垛机器人包括横移轴、竖直方向移动轴和法兰旋转轴，所述横移轴设置在移动坐标定位系统上。包装袋自始端经灌装封袋后，由输送流水线将包装袋输送送至龙门航架搭载的过渡输送线上；在龙门航架搭载的过渡输送线上的包装袋被截流导向装置在任意位置拦截并顺利引导至横向输送线上；并最终被输送至待码机中的代码位置，由三轴码垛机器人执行装车或者码垛的自动化作业。

Description

一种行走码垛机器人系统

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体是一种行走码垛机器人系统。

背景技术

在现在的面粉、化工粉等生产行业的仓储、码垛、装车等作业中已经有了一种多点定位的码垛输送系统（就是说通过这一个系统便可实现将产品从始端输送至多个不同的目的位置，末端的定为是手动移动确定的）。现在的做法是通过输送系统将产品输送到一个固定位置之后，后面的仓储、码垛、或者装车等作业的堆叠工作全部是由人工完成，这项工作的工作环境极其恶劣，对人的伤害十分严重。具有以下缺点：其一：由于产品的物质特性，导致工作空间布满飞尘，不管是对作业人员的皮肤还是呼吸系统，都有莫大的损伤；第二，通常的这类包装都是25KG或者50KG每袋，全是由人工通过肩扛手抱的方式完成堆叠工作，人工劳动强度极大。在现有多点型产品输送系统，但不是多点定位传输系统。现有的其驱动是选择普通电机驱动，移动装置由普通导轨与普通滚轮组合作为运动支持条件。系统驱动方式与航车驱动类似，采用按键手动。现有技术方案产品，由于采用普通电机加普通导轨滚轮作为动力。且动作方式为航车那样子的手动按钮控制，所以这样的系统只能用作一般的多位置输送，定位全凭操作人员经验用手调整，不能准确定位。

在现有的替代人工作业的产品中，以关节式工业机器人（例如ABB、库卡、COMAU等品牌的机器人产品）和注塑行业常用的机械手为主流，关节式工业机器人由于柔性强，所以TCP（末端法兰）的移动速度受到限制，且肢体动作的占用空间较大，可以用于空间不受限制的码垛作业，但是不利于集成于坐标定位型产品输送系统实现整车件无人化。由于动作空间的限制这样的机器人不适用于自动装车，而且由于关节式减速机要求特殊的原因导致制造成本非常昂贵。

对于机械手产品：机械手很多地方均采用气动驱动，不能实现机器人最基本的坐标定位要求，并且机械手程序固定，不能实现智能化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种行走码垛机器人系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种行走码垛机器人系统，包括坐标定位型产品输送系统和三轴码垛机器人，所述三轴码垛机器人与坐标定位型产品输送系统连接，所述坐标定位型产品输送系统包括龙门航架、过渡输送线、横向输送线、斜坡输送线、轴移动坐标定位系统、截流导向装置和动力系统，所述轴移动坐标定位系统设置在龙门航架上，所述龙门航架的一侧边上设有与龙门航架平行的过渡输送线，所述轴移动坐标定位系统上设有横向输送线和与斜坡输送线，所述横向输送线与龙门航架垂直，所述斜坡输送线的一端与横向输送线连接，所述横向输送线的一端与过渡输送线连接；所述三轴码垛机器人包括横移轴、竖直方向移动轴和法兰旋转轴，所述横移轴设于竖直方向移动轴的前侧，通过齿轮齿条传动装置与竖直方向移动轴连接，该齿轮齿条传动装置连接横移伺服电机，通过横移伺服电机驱动横移轴在水平方向的横移；所述竖直方向移动轴设于法兰旋转轴的前侧，竖直方向移动轴通过齿轮齿条传动装置与法兰旋转轴连接，该齿轮齿条传动装置连接竖移伺服电机，通过竖移伺服电机驱动竖直方向移动轴在竖直方向上的上下移动；所述法兰旋转轴底部通过法兰轴承安装在固定平台上，法兰旋转轴连接旋转伺服电机，通过旋转伺服电机驱动转动；所述横移轴上安装抓具；所述横移轴设置在移动坐标定位系统上。

作为本发明进一步的方案：所述斜坡输送线与横向输送线连接处设有截流导向装置。

作为本发明再进一步的方案：所述横向输送线与过渡输送线连接处设有截流导向装置。

作为本发明再进一步的方案：所述动力系统步进电机配合同步带传动方式，或者伺服电机配置齿轮传动方式，采用齿轮齿条作为运动执行机构；

作为本发明再进一步的方案：所述横移轴与竖直方向移动轴垂直设置。

作为本发明再进一步的方案：所述竖直方向移动轴与法兰旋转轴平行设置。

作为本发明再进一步的方案：所述的行走码垛机器人系统的使用方法，包括以下步骤：包装袋自始端经灌装封袋后，由输送流水线将包装袋输送送至龙门航架搭载的过渡输送线上；在龙门航架搭载的过渡输送线上的包装袋被截流导向装置在任意位置拦截并顺利引导至横向输送线上；并最终被输送至待码机中的代码位置，由三轴码垛机器人执行装车或者码垛的自动化作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：三轴码垛机器人与坐标定位型产品输送系统集成，组建面粉生产、大米、饲料以及化工等产业袋装产品码垛、仓储、装车等作业的完全自动化系统，可实现码垛、仓储、装车一系列的无人化作业，解放劳动力，避免工作环境侵蚀工作人员健康，响应速度快，动作迅速，与人工相较工作效率高，值得大力推广。

附图说明

图1为行走码垛机器人系统的结构示意图。

图2为行走码垛机器人系统中三轴码垛机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种行走码垛机器人系统，包括坐标定位型产品输送系统1和三轴码垛机器人2，所述坐标定位型产品输送系统1包括龙门航架11、过渡输送线12、横向输送线13、斜坡输送线14、轴移动坐标定位系统15、截流导向装置16和动力系统，所述轴移动坐标定位系统15设置在龙门航架11上，所述龙门航架11的一侧边上设有与龙门航架11平行的过渡输送线12，所述轴移动坐标定位系统15上设有横向输送线13和与斜坡输送线14，所述横向输送线13与龙门航架11垂直，所述斜坡输送线14的一端与横向输送线13连接，所述横向输送线13的一端与过渡输送线12连接，所述斜坡输送线14与横向输送线13连接处设有截流导向装置16，所述横向输送线13与过渡输送线12连接处设有截流导向装置16，截流导向装置16的功能装置是导向护板和导向滚筒，在输送线上快速输送过来的包装袋撞击到拦截导向护板上，在其惯性作用下顺利完成传输方向改变，此时的导向滚筒可保证完成转向后对接传输时包装袋不受护板摩擦力的影响；所述动力系统步进电机配合同步带传动方式，或者伺服电机配置齿轮传动方式，采用齿轮齿条作为运动执行机构，保证运动执行精度；所述三轴码垛机器人2包括横移轴21、竖直方向移动轴22和法兰旋转轴23，所述横移轴21设于竖直方向移动轴22的前侧，所述横移轴21与竖直方向移动轴22垂直设置，通过齿轮齿条传动装置与竖直方向移动轴22连接，该齿轮齿条传动装置连接横移伺服电机，通过横移伺服电机驱动横移轴21在水平方向的横移；所述竖直方向移动轴22设于法兰旋转轴23的前侧，所述竖直方向移动轴22与法兰旋转轴23平行设置，竖直方向移动轴22通过齿轮齿条传动装置与法兰旋转轴23连接，该齿轮齿条传动装置连接竖移伺服电机，通过竖移伺服电机驱动竖直方向移动轴22在竖直方向上的上下移动；所述法兰旋转轴23底部通过法兰轴承安装在固定平台上，法兰旋转轴23连接旋转伺服电机，通过旋转伺服电机驱动转动；所述横移轴21上安装抓具；所述横移轴21设置在移动坐标定位系统15上。

所述龙门航架11用于支撑整个系统，搭载过渡输送线12（在特殊情况下，行架可以附墙建设或一边靠墙）；根据需要过渡输送线12（亦可靠左或靠右，在车间靠墙布局系统时，通常让过渡输送线12设置在靠墙面；轴移动坐标定位系统15搭载横向输送线13和斜坡输送线14，动力系统采用步进电机配合同步带传动方式，在使用导轨和滚轮作为运动受力的情况下配合齿轮齿条保证精度；横向输送线13和斜坡输送线14随轴移动坐标定位系统15可前后以需要的位移精确移动，斜坡输送线14可相对于轴移动坐标定位系统15左右移动和上下摆动，可实现自动化空间坐标定位。亦可手动调整位置。

所述横移轴21、竖直方向移动轴22的移动可定为TCP的位置，法兰旋转轴23的转动则用于调整产品抓具的姿势，可更好地完成堆叠时的包装袋交错放置，也为了更好地避免空间干涉，所述坐标定位型产品输送系统1控制精度高，实用性强，应用于大型袋装产品码垛车间的产品运输，能够根据不同需求实时将包装袋运输至设定目的位置，在系统的输送末端配置特殊装置，可实现整车间装仓、码垛的无人化作业。所述三轴码垛机器人2与坐标定位型产品输送系统1集成，组建面粉生产、大米、饲料以及化工等产业袋装产品码垛、仓储、装车等作业的完全自动化系统，可实现码垛、仓储、装车一系列的无人化作业，解放劳动力，避免工作环境侵蚀工作人员健康。本发明响应速度快，动作迅速，与人工相较工作效率高。

本发明的工艺流程：包装袋自始端经灌装封袋后，由输送流水线将包装袋输送送至龙门航架搭载的过渡输送线上；在龙门航架搭载的过渡输送线上的包装袋可被截流导向装置在意位置拦截并顺利引导至横向输送线上；并最终被输送至待码机中的代码位置，由三轴码垛机器人执行装车或者码垛的自动化作业。

本发明主要针对码垛、装仓、装柜、普通装车的自动化系统研发，本系统的传输末端能够实现大范围内的准确坐标定位传输，且定位精度高，在进行袋装产品传输时（如大袋面粉、大袋饲料），可以根据每一袋产品需要码垛的实际位置准确传输过去。工作效率高，这样可省去诸如传统码垛方式所需要的叉车、开叉车的技术员等等系列的成本，最主要的是方通常的面粉、饲料、大米、化工粉等生产车间都是大量扬尘，工作环境非常恶劣，工作人员即使带着口罩工作也不能避免工作环境的伤害。在配置本系统之后便可解放部分劳动力，也省去了其他的设备成本和高额技术人员成本。在公司带来经济效益的同时也具有良好社会效益。

本发明可解放部分劳动力，避免工人在恶劣环境下工作伤害健康，对使用公司而言可降低人工成本、提高生产效率、增加经济效益，对社会而言可解放部分劳动生产力，促进我国工业自动化的发展水平。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种行走码垛机器人系统，包括坐标定位型产品输送系统（1）和三轴码垛机器人（2），其特征在于，所述三轴码垛机器人（2）与坐标定位型产品输送系统（1）连接，所述坐标定位型产品输送系统（1）包括龙门航架（11）、过渡输送线（12）、横向输送线（13）、斜坡输送线（14）、轴移动坐标定位系统（15）、截流导向装置（16）和动力系统，所述轴移动坐标定位系统（15）设置在龙门航架（11）上，所述龙门航架（11）的一侧边上设有与龙门航架（11）平行的过渡输送线（12），所述轴移动坐标定位系统（15）上设有横向输送线（13）和与斜坡输送线（14），所述横向输送线（13）与龙门航架（11）垂直，所述斜坡输送线（14）的一端与横向输送线（13）连接，所述横向输送线（13）的一端与过渡输送线（12）连接；所述三轴码垛机器人（2）包括横移轴（21）、竖直方向移动轴（22）和法兰旋转轴（23），所述横移轴（21）设于竖直方向移动轴（22）的前侧，通过齿轮齿条传动装置与竖直方向移动轴（22）连接，该齿轮齿条传动装置连接横移伺服电机，通过横移伺服电机驱动横移轴（21）在水平方向的横移；所述竖直方向移动轴（22）设于法兰旋转轴（23）的前侧，竖直方向移动轴（22）通过齿轮齿条传动装置与法兰旋转轴（23）连接，该齿轮齿条传动装置连接竖移伺服电机，通过竖移伺服电机驱动竖直方向移动轴（22）在竖直方向上的上下移动；所述法兰旋转轴（23）底部通过法兰轴承安装在固定平台上，法兰旋转轴（23）连接旋转伺服电机，通过旋转伺服电机驱动转动；所述横移轴（21）上安装抓具；所述横移轴（21）设置在移动坐标定位系统（15）上。

2.根据权利要求1所述的行走码垛机器人系统，其特征在于，所述斜坡输送线（14）与横向输送线（13）连接处设有截流导向装置（16）。

3.根据权利要求1所述的行走码垛机器人系统，其特征在于，所述横向输送线（13）与过渡输送线（12）连接处设有截流导向装置（16）。

4.根据权利要求1所述的行走码垛机器人系统，其特征在于，所述动力系统步进电机配合同步带传动方式，或者伺服电机配置齿轮传动方式，采用齿轮齿条作为运动执行机构。

5.根据权利要求1所述的行走码垛机器人系统，其特征在于，所述横移轴（21）与竖直方向移动轴（22）垂直设置。

6.根据权利要求1所述的行走码垛机器人系统，其特征在于，所述竖直方向移动轴（22）与法兰旋转轴（23）平行设置。

7.一种如权利要求1-6任一所述的行走码垛机器人系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：包装袋自始端经灌装封袋后，由输送流水线将包装袋输送送至龙门航架（11）搭载的过渡输送线（12）上；在龙门航架（11）搭载的过渡输送线（12）上的包装袋被截流导向装置（16）在任意位置拦截并顺利引导至横向输送线（13）上；并最终被输送至待码机中的代码位置，由三轴码垛机器人（2）执行装车或者码垛的自动化作业。