CN105173764A - 一种用于矿物棉制品自动码垛的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于矿物棉制品自动码垛的装置，包括自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线、第二辊筒输送线和中央控制器；自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线和第二辊筒输送线均分别与中央控制器通讯连接；自动称重输送线布置在四轴自动码垛机器人的前一道工序，第一辊筒输送线和第二辊筒输送线布置在四轴自动码垛机器人的后一道工序、并分别设置在四轴自动码垛机器人的两侧。本发明用于矿物棉制品自动码垛的装置结构简单，精简了机器人码垛系统中的辅助设备，减低了制造成本；可以实现自动检测、处理、码垛、运输等功能，做到全自动化作业；可以对矿物棉制品进行质量检测，检测出不合格品后码垛机器人可以自动剔出。

Description

一种用于矿物棉制品自动码垛的装置

技术领域

本发明涉及一种用于矿物棉制品自动码垛的装置，属于设备领域。

背景技术

随着人们环保意识和消防意识的不断增强，岩棉和矿物棉作为一种高强度、耐高温的环保保温材料在建筑和化工行业得到了广泛的应用。在岩棉和矿物棉的自动化生产线中，诸如叠板、包装、码垛等作业劳动强度大、工作时间长，需要自动化的码垛机器人装置来完成。在岩棉和矿物棉制品的自动化生产线上，由于摆锤系统中的摆锤在布棉过程中做类间歇运动其速度不断变化；所以导致棉絮在后续的输送带上横向密度不均匀，具体表现在靠近中间区域的棉板密度小，远离中间区域的棉板密度大。当二者的密度差超过一定范围时就会产生不合格品。为避免误把不合格品当作合格品装进合格产品的垛堆中，就要在码垛之前设置检测工序。

如公开号为CN102616578A的专利公开了一种多功能机器人码垛系统，其包括码垛机器人、码垛输送机、码垛托盘、输送缓冲机构、筛选机构、称重机构、金属异物检测机构、压包输送机、电气控制系统和光电传感器等，码垛托盘位于码垛机器人的两侧，光电传感器用于检测码垛托盘上码垛的高度，码垛输送机用于将物料运送至码垛机器人抓取的固定位置，输送缓冲机构用于缓冲物料，筛选机构位于缓冲机构和称重机构之间，用于把不合格的物料从中间拣出，压包输送机用于把不规则的物料压平整型，便于码垛机器人抓取；上述机构由电气控制系统统一协调完成整个码垛流程。上述多功能机器人码垛系统机构复杂、流程繁琐；且占地面积大，运行成本高、生产效率低。

发明内容

为了解决现有技术中多功能机器人码垛系统机构复杂、流程繁琐、且占地面积大，运行成本高、生产效率低等缺陷，本发明提供一种用于矿物棉制品自动码垛的装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于矿物棉制品自动码垛的装置，包括自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线、第二辊筒输送线和中央控制器；自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线和第二辊筒输送线均分别与中央控制器通讯连接，并接受中央控制器发出的运动指令和向中央控制器反馈信号；自动称重输送线布置在四轴自动码垛机器人的前一道工序，第一辊筒输送线和第二辊筒输送线布置在四轴自动码垛机器人的后一道工序、并分别设置在四轴自动码垛机器人的两侧。

自动称重输送线的作用是把物料输送至待装区，并称重；四轴码垛机器人可以根据自动称重输送线的称重结果，自动拣出质量不合格的物料并分开放置和运输，实现自动检测、码垛和运输功能，四轴码垛机器人的码垛夹具由气缸驱动，可以实现抓取和放置的自动控制；第一辊筒输送线、第二辊筒输送线共同接受来自中央控制器的控制指令，其不同之处在于第一辊筒输送线输送质量合格的垛堆，而第二辊筒输送线输送质量不合格的垛堆；中央控制器负责接收所有的状态信号，并经过逻辑运算得出相应的指令信号，最后再把所得的控制指令发送给各个设备，实现对所有设备的运动控制，从而实现整条生产线有条不紊地工作。具体过程根据本申请内容结合现有技术可顺利实现。

用于矿物棉制品自动码垛的装置具体工作过程为：称重输送线布置在所述的码垛机器人前一道工序处，其作用就是把物料输送至码垛机器人待装区域，除此之外，输送线还要通过称重传感器来判断所经过的矿物棉制品是否满足重量要求，并把判断结果以信号的方式反馈至中央控制器；中央控制器根据接收到信号，再经过逻辑运算，最后向四轴码垛机器人发出相应的码垛指令，四轴码垛机器人布置在第一辊筒输送线和第二辊筒输送线的中心，负责把待装区域的物料码装到第一、第二辊筒输送线上，码垛机器人根据控制程序和系统指令完成相应的码垛，并计数，第一辊筒输送线输送质量合格的垛堆，而第二辊筒输送线输送质量不合格的垛堆；计数完成后向所述的中央控制器发送码垛完成的信号，中央控制器根据信号，指令相应的辊筒输送线动作；第一、第二辊筒输送线布置在码垛机器人的两侧，根据所述的中央控制器的指令，把码完的成品垛运至下一道工序。

为了提高分检的精准性，上述自动称重输送线包括自动输送装置、自动升降的挡板和称重部分；自动输送装置、自动升降的挡板和称重部分均与中央控制器连接；称重部分设在自动输送装置上；自动升降的挡板设在自动输送装置上称重部分前的位置，自动升降的挡板由气缸驱动升降，自动输送装置上由前到后的方向与物料输送方向一致。自动升降的挡板的作用是确保物料有序进入称重区域，同时确保进入称重区域的物料不受后续物料的干扰，防止物品堆积，保证称重精度；自动输送装置负责把物料输送至码垛待装区，称重部分负责检测所经过物料的重量，并给中央控制器传输相应的判断信号，自动输送装置、自动升降的挡板和称重部分在中央控制器连接的控制下运作。

为了简化装置，同时确保分检的精准性，上述自动称重输送线包括第一机架、第一辊筒、第一传动装置、第一驱动装置和压力传感器；第一辊筒有两个以上、依次安装在第一机架的上部；第一传动装置设在辊筒端部、并与第一驱动装置通讯连接，第一驱动装置装设在辊筒底部的第一机架上；压力传感器安装在第一机架上；第一驱动装置和压力传感器均与中央控制器连接。上述第一传动装置在第一驱动装置的驱动下，带动第一辊筒转动，从而实现物料的输送；压力传感器实现对物料的称重，并将结果反馈给中央处理器；第一驱动装置和压力传感器均由中央处理器控制。

为了方便自动称重输送线的调平，第一机架的底部设有第一调整座。第一调整座用来调整第一机架的高度和水平度。

上述第一驱动装置为变频电机，变频电机可配设相应的减速机，第一传动装置为链条，可以实现多辊筒的联动。在第一驱动装置的驱使下，第一传动装置通过链条带动第一辊筒转动，从而实现物料的传输。

为了提高分检的精准性，称重输送线还包括自动升降的挡板，自动升降的挡板与中央控制器连接、并设在压力传感器前的第一机架上，自动输送装置上由前到后的方向与物料输送方向一致。

作为本申请的一种方案，四轴自动码垛机器人包括依次相连的上位机、机器人本体和码垛夹具；上位机包含控制机器人动作的程序代码，并通过该程序控制机器人动作，上位机与中央控制器连接；机器人本体包括依次相连的腰座、大臂、小臂和腕关节，腰座、大臂、小臂和腕关节分别由四个与上位机通讯连接的伺服电机驱动；码垛夹具安装在腕关节上，码垛夹具包括夹具架、档架和活动叉架，活动叉架设在夹具架上，档架设在活动叉架内、用于物料的限位，活动叉架由与上位机连接的气缸驱动，实现抓取和放置。上述伺服电机可根据需要配置相应的减速机。

上述机器人本体中，腰座转动连接在底座，可以绕底座转动；大臂转动连接腰座上，可以绕腰座作倾覆运动；小臂转动连接大臂上，可以绕大臂上下摆动；腕关节滑动安装在小臂上，可以往复转运动，其作用就是确定末端执行器的姿态。上述腰座、大臂和小臂确定了末端执行器在空间中的位置；码垛夹具即末端执行器，安装在腕关节上，负责矿物棉制品的抓取和码放。

为了简化装置，同时确保分检的精准性，第一辊筒输送线和第二辊筒输送线结构相同，均包括第二机架、第二辊筒、第二驱动装置、第二传动装置和光电传感器；第二辊筒有两个以上、并依次设在第二机架的上部；第二驱动装置设在第二辊筒端部、并与第二传动装置连接，第二传动装置安装在第二辊筒底部的机架上；光电传感器设在第二机架上；第二驱动装置和光电传感器均与中央控制器连接。第二传动装置在第二驱动装置的作用下带动第二辊筒转动；光电传感器用于判断辊筒输送线上的货物状态；第二驱动装置和光电传感器均由中央控制器控制。本申请中连接优选为通讯连接。

上述第二驱动装置为变频电机，可以实现辊筒的速度控制，变频电机可配设相应的减速机，第二传动装置为链条，可以实现多辊筒的联动；第二机架的底部设有第二调整座。第二调整座用来调整第二机架的高度和水平度。

上述装置可通过电气控制系统构成一个统一的整体，各自配合完成码垛流程。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

本发明用于矿物棉制品自动码垛的装置结构简单，精简了机器人码垛系统中的辅助设备，减低了制造成本；用于矿物棉制品自动码垛的装置为自动化码垛设施，可以实现自动检测、处理、码垛、运输等功能，做到全自动化作业；在码垛前的区域设有重量检测装置，可以对矿物棉制品进行质量检测，检测出不合格品后码垛机器人可以自动剔出；采用四轴码垛机器人，具有很高定位精度和重复定位精度，确保了成品垛的强度和质量。

附图说明

图1为本发明用于矿物棉制品自动码垛的装置的结构示意图；

图2为本发明称重输送线的结构示意图；

图3为本发明中四轴自动码垛机器人的结构示意图；

图4为本发明第一或第二辊筒输送线的结构示意图；

图中，1：称重输送线，2：四轴自动码垛机器人，3：第一辊筒输送线，4：第二辊筒输送线，5：中央控制器，1.1：第一机架，1.2：第一调整座，1.3：第一辊筒，1.4：第一驱动装置，1.5：压力传感器，2.1：底座，2.2：腰座，2.3：大臂，2.4：小臂，2.5：腕关节，2.6：码垛夹具，3.1：第二机架，3.2：第二调整座，3.3：第二辊筒，3.4：第二驱动装置。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1所示，用于矿物棉制品自动码垛的装置，包括自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线、第二辊筒输送线和中央控制器；自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线和第二辊筒输送线均分别与中央控制器通讯连接；自动称重输送线布置在四轴自动码垛机器人的前一道工序，第一辊筒输送线和第二辊筒输送线布置在四轴自动码垛机器人的后一道工序、并分别设置在四轴自动码垛机器人的两侧。

如图2所示，自动称重输送线包括第一机架、第一调整座、第一辊筒、第一传动装置、第一驱动装置、压力传感器和自动升降的挡板；第一调整座设在第一机架的底部，用来调整第一机架的高度和水平度；第一辊筒有两个以上、依次安装在第一机架的上部；第一传动装置设在辊筒端部、并与第一驱动装置连接，第一驱动装置装设在辊筒底部的第一机架上；压力传感器安装在机架上；自动升降的挡板与中央控制器连接、并设在压力传感器前的第一机架上，自动输送装置上由前到后的方向与物料输送方向一致；第一驱动装置和压力传感器均与中央控制器连接。第一驱动装置为变频电机，变频电机可配设相应的减速机，第一传动装置为链条，可以实现多辊筒的联动。在第一驱动装置的驱使下，第一传动装置通过链条带动第一辊筒转动，从而实现物料的传输。

如图3所示，四轴自动码垛机器人包括依次相连的上位机、机器人本体和码垛夹具；上位机包含控制机器人动作的程序代码，并通过该程序控制机器人动作，上位机与中央控制器连接；机器人本体包括依次相连的腰座、大臂、小臂和腕关节，分别对应机器人的1、2、3、6轴，腰座、大臂、小臂和腕关节分别由四个与上位机连接的伺服电机驱动；码垛夹具包括夹具架、档架和活动叉架，夹具架安装在腕关节上，活动叉架设在夹具架上，档架设在活动叉架内、用于物料的限位，活动叉架由与上位机连接的气缸驱动，实现抓取和放置。依次相连的腰座、大臂、小臂和腕关节具体为，腰座转动连接在底座，可以绕底座转动；大臂转动连接腰座上，可以绕腰座作倾覆运动；小臂转动连接大臂上，可以绕大臂上下摆动；腕关节滑动安装在小臂上，可以往复转运动，其作用就是确定末端执行器的姿态。上述腰座、大臂和小臂确定了末端执行器在空间中的位置；码垛夹具即末端执行器，安装在腕关节上，负责矿物棉制品的抓取和码放。

如图4所示，第一辊筒输送线和第二辊筒输送线结构相同，均包括第二机架、第二辊筒、第二驱动装置、第二传动装置和光电传感器；第二辊筒有两个以上、并依次设在第二机架的上部；第二驱动装置设在第二辊筒端部、并与第二传动装置连接，第二传动装置安装在第二辊筒底部的机架上；光电传感器设在第二机架上；第二驱动装置和光电传感器均与中央控制器连接。第二驱动装置为变频电机，可以实现辊筒的速度控制，变频电机可配设相应的减速机，传动装置为链条，可以实现多辊筒的联动；第二机架的底部设有第二调整座，用来调整第二机架的高度和水平度。

自动称重输送线(第一道工序)的作用是把物料输送至待装区，并称重；四轴码垛机器人(第二道工序)可以根据自动称重输送线的称重结果，自动拣出质量不合格的物料并分开放置和运输，实现自动检测、码垛和运输功能，四轴码垛机器人的码垛夹具由气缸驱动，可以实现抓取和放置的自动控制；第一辊筒输送线、第二辊筒输送线(第三道工序)共同接受来自中央控制器的控制指令，其不同之处在于第一辊筒输送线输送质量合格的垛堆，而第二辊筒输送线输送质量不合格的垛堆；中央控制器负责接收所有的状态信号，并经过逻辑运算得出相应的指令信号，最后再把所得的控制指令发送给各个设备，实现对所有设备的运动控制，从而实现整条生产线有条不紊地工作。上述装置可通过电气控制系统构成一个统一的整体，各自配合完成码垛流程。

用于矿物棉制品自动码垛的装置具体工作过程为：称重输送线布置在所述的码垛机器人前一道工序处，其作用就是把物料输送至码垛机器人待装区域，除此之外，输送线还要通过称重传感器来判断所经过的矿物棉制品是否满足重量要求，并把判断结果以信号的方式反馈至中央控制器；中央控制器根据接收到信号，再经过逻辑运算，最后向四轴码垛机器人发出相应的码垛指令，四轴码垛机器人布置在第一辊筒输送线和第二辊筒输送线的中心，负责把待装区域的物料码装到第一、第二辊筒输送线上，四轴码垛机器人根据控制程序和系统指令完成相应的码垛，并计数，第一辊筒输送线输送质量合格的垛堆，而第二辊筒输送线输送质量不合格的垛堆；计数完成后向所述的中央控制器发送码垛完成的信号，中央控制器根据信号，指令相应的辊筒输送线动作；第一、第二辊筒输送线布置在码垛机器人的两侧，根据所述的中央控制器的指令，把码完的成品垛运至下一道工序。

Claims (10)

1.一种用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：包括自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线、第二辊筒输送线和中央控制器；自动称重输送线、四轴自动码垛机器人、第一辊筒输送线和第二辊筒输送线均分别与中央控制器通讯连接；自动称重输送线布置在四轴自动码垛机器人的前一道工序，第一辊筒输送线和第二辊筒输送线布置在四轴自动码垛机器人的后一道工序、并分别设置在四轴自动码垛机器人的两侧。

2.如权利要求1所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：自动称重输送线包括自动输送装置、自动升降的挡板和称重部分；自动输送装置、自动升降的挡板和称重部分均分别与中央控制器连接；称重部分设在自动输送装置上；自动升降的挡板设在自动输送装置上称重部分前的位置，自动升降的挡板由气缸驱动升降，自动输送装置上由前到后的方向与物料输送方向一致。

3.如权利要求1所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：自动称重输送线包括第一机架、第一辊筒、第一传动装置、第一驱动装置和压力传感器；第一辊筒有两个以上、依次安装在第一机架的上部；第一传动装置设在辊筒端部、并与第一驱动装置通讯连接，第一驱动装置装设在辊筒底部的第一机架上；压力传感器安装在第一机架上；第一驱动装置和压力传感器均与中央控制器连接。

4.如权利要求3所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：第一机架的底部设有第一调整座。

5.如权利要求3所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：第一驱动装置为变频电机，第一传动装置为链条。

6.如权利要求3所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：称重输送线还包括自动升降的挡板，自动升降的挡板与中央控制器连接、并设在压力传感器前的第一机架上，自动输送装置上由前到后的方向与物料输送方向一致。

7.如权利要求1-6任意一项所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：四轴自动码垛机器人包括依次相连的上位机、机器人本体和码垛夹具；上位机包含控制四轴自动码垛机器人动作的程序代码，上位机与中央控制器连接；机器人本体包括依次相连的腰座、大臂、小臂和腕关节，腰座、大臂、小臂和腕关节分别由四个与上位机通讯连接的伺服电机驱动；码垛夹具包括夹具架、档架和活动叉架，夹具架安装在腕关节上，活动叉架设在夹具架上，档架设在活动叉架内、用于物料的限位，活动叉架由与上位机连接的气缸驱动，实现抓取和放置。

8.如权利要求7所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：上述机器人本体中，腰座转动连接在底座上；大臂转动连接腰座上；小臂转动连接大臂上；腕关节滑动安装在小臂上。

9.如权利要求1-6任意一项所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：第一辊筒输送线和第二辊筒输送线结构相同，均包括第二机架、第二辊筒、第二驱动装置、第二传动装置和光电传感器；第二辊筒有两个以上、并依次设在第二机架的上部；第二驱动装置设在第二辊筒端部、并与第二传动装置连接，第二传动装置安装在第二辊筒底部的机架上；光电传感器设在第二机架上；第二驱动装置和光电传感器均与中央控制器连接。

10.如权利要求9所述的用于矿物棉制品自动码垛的装置，其特征在于：第二驱动装置为变频电机，第二传动装置为链条；第二机架的底部设有第二调整座。