專利名稱：一種機器人自動上箱機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機器人自動上箱機，特別是一種用在裝封箱機上的機器人自 動上箱機，屬于卷煙生產設備的設計與制造技術領域。
背景技術：
在卷煙生產尤其是卷煙包裝生產作業中，需將包裝成條的卷煙裝入箱內，而在裝 箱前先要將紙箱置于裝封箱機的紙箱庫上。現有技術是通過人工將AGV小車送來的托盤上 的紙箱立放或平放在裝封箱機的紙箱庫上的，不僅勞動強度大，工作效率低，而且難于實現 卷煙包裝的全自動化作業。因此，研制并開發機器人自動上箱機已成為實現全自動化卷煙 包裝生產進程的重要環節。
發明內容為降低工人勞動強度，提高生產效率，促進全自動化卷煙包裝生產，本實用新型提 供一種機器人自動上箱機。本實用新型通過下列技術方案完成一種機器人自動上箱機，包括紙箱輸送機及 裝封箱機，其特征在于還包括紙箱升降輸送機——位于紙箱輸送機與裝封箱機之間，由底部的座體，頂部的輸 送機，以及設于其間的升降器及驅動器構成，其輸入端與紙箱輸送機輸出端相接，以在完成 紙箱水平輸送的同時，完成紙箱的垂直升降輸送；機器人——位于紙箱升降輸送機與裝封箱機之間，由底部的座體，設于座體上的 旋轉體，設于旋轉體端部的旋轉吸盤構成，通過旋轉體及吸盤的旋轉和擺動，將紙箱升降輸 送機上的紙箱吸取、位移至裝封箱機的紙箱庫內存放，以向裝封箱機提供包裝成條卷煙用 紙箱；圖像識別系統——位于紙箱升降輸送機上方，安裝在固定支架或機器人旋轉體上 端的吸盤座上，并通過以太網與自動上箱控制系統電聯接，以自動識別輸送到紙箱升降輸 送機上的機器人要抓取的紙箱的放置位置、歪斜及紙箱規格品牌，并通過圖像識別系統內 的控制器，將圖像識別系統照相采集來的信號及數據與控制器內預先設定的紙箱正確位置 的數據進行比較，得出紙箱位置的歪斜偏移值及紙箱規格品牌的正確與否，通過以太網接 口，傳入自動上箱控制系統，自動上箱控制系統的PLC控制器向機器人控制器發出紙箱位 置的歪斜、偏移值及紙箱規格品牌正確與否的指令，機器人控制器根據圖像識別系統所發 出的指令，控制機器人在抓取、放置紙箱的過程中完成移動及旋轉，從而將紙箱正確地放置 在裝封箱機的紙箱庫上；對于紙箱規格品牌錯誤的紙箱，圖像識別系統通知機器人不抓取， 并發出聲光報警信號；控制系統——包括自動上箱控制系統的PLC控制器及觸摸屏顯示器，通過 PR0FIBUS-DP總線與該控制器電聯接的裝封箱機的PLC控制器和機器人控制器，通過以太 網與該控制器電聯接的圖像識別系統的控制器，安裝在紙箱輸送機、紙箱升降輸送機上的與該控制器電聯接的電動開關、光電檢測開光、傳感器，以向各執行機構提供可靠的控制信號和數據，使各執行機構達到所需的動作要求；同時通過顯示器全中文顯示設備運行情況、 故障、紙箱數量統計。所述控制系統預留profinet總線接口，可以和中控室通訊。所述紙箱升降輸送機的升降器包括分別設置在底部座體和頂部輸送機上的上、下導軌，分別安裝在底部座體和頂部輸送機上且中部通過鉸軸相鉸接的交叉連桿，且交叉連 桿的另一端設置在底部座體和頂部輸送機對應的上、下導軌上，其中一連桿與驅動器相連， 以便在驅動器帶動下，使相互鉸接的兩交叉連桿一端沿導軌移動，從而使輸送機做垂直上 升或下降運動。所述驅動器為驅動鏈及驅動電機，或者為驅動油缸。所述輸送機為輸送皮帶，或輸送鏈，或輸送輥，以及與之相連的驅動減速電機。所述機器人旋轉體包括四 六軸轉動關節以及設于兩兩軸轉動關節之間的轉動 臂，以便根據需要使其中一個或幾個轉動臂繞與其對應的軸轉動關節轉動，以完成旋轉體 上垂直方向的伸直或彎曲。所述旋轉體下端通過軸承轉盤或齒輪轉盤與底部的座體相連，軸承轉盤或齒輪轉 盤與驅動電機相連，以便驅動旋轉體在水平面上完成360°的轉動。所述旋轉體上端通過軸承轉盤與吸盤座相連，軸承轉盤與驅動電機相連，吸盤座 上間隔設有與氣源連通的吸盤，以便通過電機驅動吸盤座在水平面上完成360°的轉動，再 通過吸盤吸取或放下紙箱。所述紙箱輸送機包括機架，設于機架上的上、下層輸送機及輸送驅動減速電機，其 中輸送機為輸送帶或輸送鏈或輸送輥，以便通過上層輸送機送入帶紙箱的托盤，再通過下 層輸送機送出空托盤。本實用新型具有下列優點和效果采用上述方案，可完全實現自動上箱，從根本上 解決現有技術中用人工上箱而帶來的勞動強度大，工作效率低等不足，且本實用新型結構 緊湊，布局合理，自動上箱準確、快速，不占用更多的生產空間，可根據現有技術中不同的裝 封箱機布局，選擇適宜的機器人自動上箱機機型，適應范圍較廣，安裝方便，投資省，能為卷 煙包裝實現全自動化作業提供保障。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1的俯視結構示意圖；圖3是圖1的左視結構示意圖；圖4是本實用新型的紙箱輸送機結構示意圖；圖5是本實用新型的紙箱升降輸送機結構示意圖；圖6是本實用新型的機器人結構示意圖。圖7是本實用新型的另一結構示意圖；圖8是圖7的俯視結構示意圖；圖9是圖7的左視結構示意圖；圖10是本實用新型的又一結構示意圖；[0028]圖11是圖10的俯視結構示意圖；圖12是圖10的左視結構示意圖；圖13是本實用新型的圖像識別系統及控制系統的控制方框示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步描述，但本實用新型之內容并不局限于此。圖1 圖6，圖13構成本實用新型的實施例1 本實用新型提供的機器人自動上箱機包括紙箱輸送機(1)及裝封箱機(3)，同時 還包括紙箱升降輸送機(2)——位于紙箱輸送機(1)與裝封箱機(3)之間，且其輸入端 與紙箱輸送機(1)輸出端相接，以在完成紙箱水平輸送的同時，完成紙箱的垂直升降輸送； 紙箱升降輸送機(2)由底部的座體(223)，頂部的輸送機(21)，以及設于其間的升降器及驅 動器構成，其中，升降器包括分別設置在底部座體(223)和頂部輸送機(21)上的上、下導 軌(221)、(224)，以及其中部通過鉸軸(226)相鉸接的兩交叉連桿(222)，兩連桿(222)的 一端分別固定在底部座體(223)和頂部輸送機(21)上，另一端通過滑輪滑動設置在底部 座體(223)和頂部輸送機(21)對應的上、下導軌(221)、(224)上，其中一連桿上設有鏈輪 (227)，并通過鏈條225與驅動電機相連，以便在驅動電機帶動下，使相互鉸接的兩交叉連 桿(222) —端沿導軌(221)、(224)移動，從而使輸送機(21)做垂直上升或下降運動，輸送 機(21)為常規輸送輥，如圖1、圖2、圖5 ；機器人(4)——位于紙箱升降輸送機(2)與裝封箱機(3)之間，該機器人為市購產 品，其由底部的座體(41)，設于座體(41)上的旋轉體(42)，設于旋轉體(42)端部的旋轉吸 盤(43)構成，其中，旋轉體(42)包括四軸轉動關節(424)以及設于兩兩軸轉動關節(424) 之間的轉動臂(422)，以便根據需要使其中一個或幾個轉動臂(422)繞與其對應的軸轉動 關節(424)轉動，以完成旋轉體(42)上垂直方向的伸直或彎曲；旋轉體(42)下端通過軸 承轉盤(421)與底部的座體(41)相連，軸承轉盤(421)與驅動電機相連，以便驅動旋轉體 (42)在水平面上完成360°的轉動；旋轉體(42)上端通過軸承轉盤(423)與吸盤座(431) 相連，軸承轉盤(423)與驅動電機相連，以便通過電機驅動吸盤座(431)在水平面上完成 360°的轉動，吸盤座(431)上間隔設有與氣源連通的吸盤(432)，以通過吸盤(432)吸取或 放下紙箱；通過該機器人(4)的水平旋轉、垂直伸展或彎曲、擺動及吸盤的旋轉和擺動，將 紙箱升降輸送機(2)上的紙箱吸取、位移至裝封箱機(3)的紙箱庫(31)內存放，以向裝封 箱機(3)提供包裝成條卷煙用紙箱，如圖1、圖2、圖3、圖6 ；圖像識別系統(6)——位于紙箱升降輸送機(2)上方，具體是安裝在固定支架(5) 上，其為市購產品，以便自動識別輸送到紙箱升降輸送機⑵上的機器人⑷要抓取的紙箱 的放置位置、歪斜及紙箱規格品牌，通過圖像識別系統(6)的PLC控制器統，將圖像識別系 統(6)照相采集來的信號及數據與圖像識別系統(6)的控制器內預先設定的紙箱正確位 置、紙箱規格品牌的數據進行比較，得出紙箱位置的歪斜、偏移值及紙箱規格品牌正確與否 的數據，并將這些數據通過圖像識別系統(6)的PLC控制器的PR0FIBUS-DP接口，傳入自動 上箱系統PR0FIBUS-DP總線，向機器人(4)的PLC控制器發出紙箱位置的歪斜偏移值及紙 箱規格品牌的正確與否指令，機器人⑷的PLC控制器根據圖像識別系統(6)所發出指令，控制機器人(4)在抓取、放置紙箱過程中完成移動及旋轉，使紙箱能夠正確地放置在裝封 箱機⑶的紙箱庫(31)內；當紙箱規格品牌錯誤時，圖像識別系統(6)則通知機器人(4) 不抓取錯誤的紙箱，并發出聲光報警信號，如圖1、圖2、圖3、圖13 ； 控制系統——包括安裝在電控柜(71)中的自動上箱控制系統的常規PLC控制器 及常規觸摸屏顯示器(72)，通過PR0FIBUS-DP總線與所述控制器電聯接的裝封箱機的PLC 控制器和市購機器人PLC控制器，通過以太網與所述控制器電聯接的圖像識別系統的控制 器，安裝在紙箱輸送機(1)、紙箱升降輸送機(2)上的與所述控制器電聯接的電動開關、光 電檢測開光、傳感器，以向各執行機構提供可靠的控制信號和數據，使各執行機構達到所需 的動作要求；同時通過顯示器(72)全中文顯示設備運行情況、故障、紙箱數量統計，所述控 制系統預留有與中控室、在AGV小車通訊的profinet總線接口，如圖1、圖2、圖3、圖13。所述紙箱輸送機(1)為常規輸送輥，包括機架(10)，設于機架(10)上的上層輸 送輥(11)、下層輸送輥(12)及輸送驅動減速電機(13)，如圖1、圖4，以便通過上層輸送機 (11)送入帶紙箱的托盤，再通過下層輸送機(12)送出空托盤。圖7 圖9、圖13構成本實用新型的實施例2 本實用新型提供的另一機器人自動上箱機，包括紙箱輸送機(1)，與之相連的紙箱 升降輸送機(2)，裝封箱機(3)，以及位于紙箱升降輸送機(2)和裝封箱機(3)之間的機器 人(4)，由圖7 圖9可知，除布局與實施例1不同外，其余所有結構均與實施例1相同。圖10 圖12、圖13構成本實用新型的實施例3 本實用新型提供的又一機器人自動上箱機，包括紙箱輸送機(1)，與之相連的紙箱 升降輸送機(2)，裝封箱機(3)，以及位于紙箱升降輸送機(2)和裝封箱機(3)之間的機器 人(4)，由圖10 圖12可知，除布局與實施例1不同外，其余所有結構均與實施例1相同。
權利要求一種機器人自動上箱機，包括紙箱輸送機及裝封箱機，其特征在于還包括紙箱升降輸送機——位于紙箱輸送機與裝封箱機之間，由底部的座體，頂部的輸送機，以及設于其間的升降器及驅動器構成，其輸入端與紙箱輸送機輸出端相接；機器人——位于紙箱升降輸送機與裝封箱機之間，由底部的座體，設于座體上的旋轉體，設于旋轉體端部的旋轉吸盤構成；圖像識別系統——位于紙箱升降輸送機上方，安裝在固定支架或機器人旋轉體上端的吸盤座上，并通過以太網與自動上箱控制系統電聯接；控制系統——包括自動上箱控制系統的PLC控制器及觸摸屏顯示器，通過PROFIBUS-DP總線與該控制器電聯接的裝封箱機的PLC控制器和機器人控制器，通過以太網與該控制器電聯接的圖像識別系統的控制器，安裝在紙箱輸送機、紙箱升降輸送機上的與該控制器電聯接的電動開關、光電檢測開光、傳感器。
2.如權利要求1所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述紙箱升降輸送機的升降器 包括分別設置在底部座體和頂部輸送機上的上、下導軌，分別安裝在底部座體和頂部輸送 機上且中部通過鉸軸相鉸接的交叉連桿，且交叉連桿的另一端設置在底部座體和頂部輸送 機對應的上、下導軌上，其中一連桿與驅動器相連。
3.如權利要求2所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述驅動器為驅動鏈及驅動電 機，或者為驅動油缸。
4.如權利要求2所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述輸送機為輸送皮帶，或輸 送鏈，或輸送輥，以及與之相連的驅動減速電機。
5.如權利要求1所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述機器人旋轉體包括4 6 軸轉動關節以及設于兩兩軸轉動關節之間的轉動臂。
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7.如權利要求5所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述旋轉體下端通過軸承轉盤 或齒輪轉盤與底部的座體相連，軸承轉盤或齒輪轉盤與驅動電機相連。
8.如權利要求5所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述旋轉體上端通過軸承轉盤 與吸盤座相連，軸承轉盤與驅動電機相連，吸盤座上間隔設有與氣源連通的吸盤。
9.如權利要求1所述的機器人自動上箱機，其特征在于所述紙箱輸送機包括機架，設 于機架上的上、下層輸送機及輸送驅動減速電機，其中輸送機為輸送帶或輸送鏈或輸送輥。
專利摘要本實用新型提供一種機器人自動上箱機，包括紙箱輸送機及裝封箱機，其還包括位于紙箱輸送機與裝封箱機之間的紙箱升降輸送機，以及位于紙箱升降輸送機與裝封箱機之間的機器人。可完全實現自動上箱，從根本上解決現有技術中用人工上箱而帶來的勞動強度大，工作效率低等不足，且本專利結構緊湊，布局合理，自動上箱準確、快速，不占用更多的生產空間，可根據現有技術中不同的裝封箱機布局選擇適宜的機器人自動上箱機機型，適應范圍廣，安裝方便，投資省，能為卷煙包裝實現全自動化作業提供保障。
文檔編號B25J15/06GK201553314SQ20092025374
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者馮義雁, 唐啟嫻, 徐智勇, 揚勇, 李仲陽, 楊劍鋒, 畢昆義, 沙應杰, 游葵, 王洪忠, 鄒建康, 鄭森, 郭躍, 陳剛 申請人:東方機器制造(昆明)有限公司