一种机器人抓钩投料装置

技术领域

本发明涉及塑料粒子投料领域，具体涉及一种机器人抓钩投料装置。

背景技术

根据车间生产工艺需要，塑料粒子投料到料仓通过负压吸至生产车间，人工投料，一个车间每天约用料120吨左右，投料工人三人每班，120吨换算成包计算为4800包，每包25公斤，按照三个人三班运转计算，共需要9人，每天每人要投料533包，八小时上班时间，每小时投料66包，每分钟投料1.1包，其中包括取料就位、搬料、用刀具划开包装、倒料、废袋收回送到指定地点等。由于工艺复杂，每托盘料的高度约1.6米，当使用到最后三到四层时，高度约0.5米左右，这时候需要人弯腰搬料，腰部受力严重，每天重复该动作，工人腰肌劳损，做三个月后都发现腰酸腰痛现象，后面无法继续做该项工作。

另外，现有仅采用吸盘进行码垛方式机器人，需要较大功率的负压泵工作，同时在吸到包装袋表面进行旋转移动改变方向的那一刻，由于包装袋自身惯性作用，包装袋很容易掉落下来，且机器人的手臂移动速度越快，包装袋掉落的概率越大；同时，在吸附包装袋时，由于吸盘下面采用海绵进行气体密封，装有原材料的包装袋表面若不干净也会影响吸盘的吸附作用效果，且包装袋吸附表面杂质越多，海绵层损坏的越快，进而会在工作后期出现包装袋掉落概率越大的情景。经试验测定，若采用带有新海绵的吸盘进行包装袋吸附转运工作，包装袋掉落概率达到5‰，一个吸盘海绵价格几百元，一个月需要更换两个，机器人在工作时，每天转运5000包，每包原料价值300元，因此，采用海绵吸盘进行转运内装有原材料的包装袋时，长时间运行会造成很大的经济损失。

鉴于上述实际情况，亟需一种自动化的抓包、破包、投料的转运设备，替代人工工作，降低物料损失、人工劳动强度及成本的装备。

发明内容

本发明为了解决人工投料劳动强度、成本高及效率低，现有机械手转运损失大的现实技术问题，为此，本发明提供了一种机器人抓钩投料装置。

本发明采用如下技术方案：

一种机器人抓钩投料装置，其包括吸盘和负压泵，所述吸盘安装于机器人的手臂顶端，所述负压泵与所述吸盘通过管路连接，所述吸盘的两侧支架上还设有防掉落的旋转托钩组件，所述吸盘将包装袋吸起的同时，控制所述旋转托钩组件上的托钩将包装袋环抱住。

进一步地，所述旋转托钩组件包括托钩和旋转气缸，所述旋转气缸固定于所述吸盘两侧的支架上，所述托钩的一端与所述旋转气缸的旋转转盘形成固定连接，所述托钩在所述旋转转盘的带动下在竖直面上做正反向往复旋转。

进一步优选地，两所述托钩所形成的环抱间距为包装袋长度的1/2-2/3，其旋转角度为180°。

优选地，所述吸盘执行抓袋时，位于其两侧的两所述托钩分别从包装袋的两侧将其同时环抱住。

优选地，所述托钩呈镰刀形。

进一步地，所述装置还包括投料筒，所述投料筒的上部安装有与其内壁固定连接的水平支架，所述水平支架上设有尖锐的破包器。

优选地，所述破包器为多道呈交错竖直安装于所述水平支架上的锯齿条。

进一步地，所述水平支架上还安装有过滤网，所述破包器设置于所述过滤网上。

本发明技术方案，具有如下优点：

A.本发明提供的带有旋转托钩组件的吸盘装置，吸盘下端面不设置海绵层，只依靠铁吸盘进行包装袋的负压吸气，同时旋转托钩组件上的两托钩从包装袋的两端形成对掐将其抱起，抓取作用更加牢固，在机器人手臂快速移动时，不会产生包装袋掉落问题，大大提高了工作效率，降低了人工成本，减少经济损失。

B.本发明采用旋转气缸与托钩结合形成的旋转托钩组件，两托钩类似人的双手，需要抓取包装袋时，只需吸盘将包装袋稍微抬起一定高度，以供两托钩从包装袋的两侧同时托起包装袋，最后再将包装袋抓住，使其牢固实现转移，与人工破包投料方式相比每年可以节省52万元成本，经济效益显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提供的投料装置处于待抓取状态示意图；

图2是本发明所提供的投料装置处于破包状态示意图；

图3是图1中位于吸盘一侧的旋转托钩组件结构示意图(抓取状态)；

图4是图1中位于吸盘另一侧的旋转托钩组件结构示意图(抓取状态)；

图5是图4所示旋转托钩组件旋转180度时的示意图；

图6是投料筒俯视图；

图7是图6中的破包器结构示意图。

图中标识如下：

1-吸盘；2-负压泵

3-机器人

31-手臂

4-旋转托钩组件

41-托钩，42-旋转气缸，421-旋转转盘

5-包装袋，6-投料筒；7-水平支架；8-破包器；9-过滤网；10-托盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明提供了一种机器人抓钩投料装置，其包括吸盘1和负压泵2，吸盘1安装于机器人3的手臂31顶端，负压泵2设置在机器人的底座上，负压泵2与吸盘1通过管路连接，这里的吸盘1为现有技术，可以通过控制装置控制吸盘旋转，在吸盘1的两侧支架上还设有防掉落的旋转托钩组件4，吸盘1将包装袋5吸起的同时，控制旋转托钩组件4上的托钩41将包装袋5环抱住。

如图3、图4和图5所示，本发明优选地旋转托钩组件4包括托钩41和旋转气缸42，旋转气缸42固定于吸盘1两侧的支架上，二者形成一个整体，托钩41的一端与旋转气缸42的旋转转盘421形成固定连接，托钩41在旋转转盘421的带动下在竖直面上做正反向往复旋转。其中两托钩41所形成的环抱间距为包装袋5长度的1/2-2/3，其旋转角度为180°，两托钩41沿着包装袋的长度方向上，分别沿着其长边托住包装袋，由于本发明采用具有圆弧状的镰刀形结构，在控制包装袋快速移位时，不会造成包装袋的脱落问题。当然，本发明优选的将两托钩分别从包装袋的两侧进行对掐式环抱，更增加了快速移动的稳定性，吸盘仅起到竖直吸起包装袋的作用，一旦两托钩将包装袋完全抱住时，在快速移动时，吸盘的吸力作用不明显，此时凸显两托钩的作用。

另外，如图1和2所示，在投料装置中还设置了投料筒6，投料筒6的上部安装有与其内壁固定连接的水平支架7，水平支架7上设有尖锐的破包器8，如图6和图7所示，破包器8优选为多道呈交错竖直安装于水平支架7上的锯齿条，无论包装袋放置在哪个位置，包装袋的下部都可以接触到锯齿条，锋利的锯齿会将包装袋下部戳穿，使得物料流出。同时，为了放置袋空的包装袋掉入投料筒中，本发明还在水平支架7上安装有过滤网9，破包器8设置于过滤网9上，完成投料的空包装袋被吸盘吸起，然后放置在回收输送带上集中处理。

本发明所采用的包装袋盛状有25公斤的物料，通过负压吸力来抓取25公斤的包装袋；防掉落托钩是在吸盘吸住包装袋的同时，旋转气缸执行动作，使托钩旋转下来并勾住包装袋的两端，确保吸住的包装物料不掉落，通过机器人把一包25公斤物料吸住并勾住的同时，将其送到投料筒上部的破包器上方，同时托钩放开，机器人手臂往下方下压约3厘米，此时包装袋下方的锯齿型的破包器会多方向划开包装袋，物料自然落到投料筒；机器人把每包物料倒干净后，把空袋吸回放在空袋运输带上，运输带再把空袋送到目的地回收加工再利用。按照以上工艺，每台机器人每分钟可破包3包。

采用本发明投料装置与人工投料对比如下表所示：

从上表中可以看出，一种机器人破包及防掉落托钩使用比人工投料每年可以节约费用52.1万元，每台装置购置费用约40万元，若使用两台，购置费用80万元，按照每年节约52.1万元来计算，1.5年(18个月)可以收回购置成本，而且不会发生人员职业健康危害。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。