一种多感知生胶叠片机器人装置 |
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| 申请号 | CN201510925121.1 | 申请日 | 2015-12-14 | 公开(公告)号 | CN105480729A | 公开(公告)日 | 2016-04-13 |
| 申请人 | 东南大学; | 发明人 | 崔建伟; 李程程; 胡静; 陈盼; 蔡岩松; 宗玉杰; 桑鹏程; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种多 感知 生胶叠片 机器人 装置，该装置包括缓冲机构、切割机构、叠片机构、装载机构和 支架 ，缓冲机构布设在支架的一端，切割机构、叠片机构和装载机构布设在支架的另一端，且切割机构、叠片机构和装载机构从上向下依次布设。该装置可以实现自动化叠片，并提高了叠片效率和 质量 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多感知生胶叠片机器人装置，其特征在于，该装置包括缓冲机构（1）、切割机构（2）、叠片机构（3）、装载机构（4）和支架（5），缓冲机构（1）布设在支架（5）的一端，切割机构（2）、叠片机构（3）和装载机构（4）布设在支架（5）的另一端，且切割机构（2）、叠片机构（3）和装载机构（4）从上向下依次布设。 |
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| 说明书全文 | 一种多感知生胶叠片机器人装置技术领域[0001] 本发明涉及一种机器人，具体来说，涉及一种多感知生胶叠片机器人装置。 背景技术[0002] 目前，生胶叠片的主要工艺是：叉车将叠片载车叉到位，生胶从胶片生产线上挤出，挤出装置位于叠片区上方，人工叠片，至一定高度，将胶片割断，叉车将胶片垛叉走，开始下一循环。此种方法存在的主要问题有，胶片叠放不整齐，较乱；工人简单重复劳动，并且工作环境因温度较高、有气味影响健康等。因此有必要改进生产条件，实现自动化或无人化生产。 发明内容[0003] 技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种多感知生胶叠片机器人装置，可以实现自动化叠片，并提高了叠片效率和质量。 [0004] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多感知生胶叠片机器人装置，该装置包括缓冲机构、切割机构、叠片机构、装载机构和支架，缓冲机构布设在支架的一端，切割机构、叠片机构和装载机构布设在支架的另一端，且切割机构、叠片机构和装载机构从上向下依次布设。 [0005] 作为优选方案，所述的缓冲机构包括成对设置的第一供料辊组、测距传感器和缓冲控制系统，第一供料辊组通过连接件连接在支架的顶端，每对第一供料辊组包括动力辊、测速辊和第一驱动电机，动力辊和测速辊之间有间隙，该间隙的宽度大于或等于胶带的厚度，第一驱动电机的动力输出轴与动力辊连接；测距传感器固定连接在支架的底部；测距传感器的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接，缓冲控制系统的动力信号输出端与第一驱动电机信号输入端连接，测速辊的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接。 [0006] 作为优选方案，所述的第一供料辊组为n组，n组第一供料辊组相互平行布设在支架顶部；所述的测距传感器为n-1个；每个测距传感器与相邻两组第一供料辊组之间的空隙相对；n为大于1的整数。 [0007] 作为优选方案，所述的切割机构包括第二供料辊组、夹紧组件、第一导轨、切割头、第二驱动电机和第三驱动电机；第二供料辊组固定连接在支架的顶端，且与第一供料辊组平行，夹紧组件固定连接在支架上，且位于第二供料辊组下方；切割头通过第一滑块连接在第一导轨上，第二驱动电机固定连接在第一滑块上，且第二驱动电机与切割头连接，带动切割头旋转；第三驱动电机连接在支架上，第三驱动电机与第一滑块连接，带动第一滑块沿导轨移动；切割头的一边缘位于夹紧组件中或穿过夹紧组件。 [0008] 作为优选方案，所述的夹紧组件包括分别固定连接在支架上的第一定位板、第二定位板和第三定位板，第二定位板和第三定位板位于第一定位板的同一侧，且第二定位板和第三定位板之间有间隙，切割头的一边缘穿过第二定位板和第三定位板之间的间隙。 [0009] 作为优选方案，所述的第二供料辊组包括第二动力辊、第二测速辊和第四驱动电机，第二动力辊和第二测速辊之间有间隙，该间隙的宽度大于或等于胶带的厚度，第四驱动电机的动力输出轴与第二动力辊连接；第二测速辊的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接；缓冲控制系统的动力信号输出端与第四驱动电机信号输入端连接。 [0010] 作为优选方案，所述的叠片机构包括第二导轨、第三导轨、铅垂移动框架、第五驱动电机、第六驱动电机和第三供料辊组；第二导轨竖直连接在支架上，铅垂移动框架通过第二滑块连接在第二导轨上，第五驱动电机固定连接在支架上，且第五驱动电机与第二滑块连接，带动第二滑块上下移动；第三导轨固定连接在铅垂移动框架上，第三供料辊组通过第三滑块与第三导轨连接，第六驱动电机固定连接在支架上，且第六驱动电机与第三滑块连接，带动第三滑块水平移动。 [0011] 作为优选方案，所述的第三供料辊组包括第三动力辊、第三测速辊和第七驱动电机，第三动力辊、第三测速辊之间有间隙，该间隙的宽度大于或等于胶带的厚度，第七驱动电机的动力输出轴与第三动力辊连接；第三测速辊的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接；缓冲控制系统的动力信号输出端与第七驱动电机信号输入端连接。 [0012] 作为优选方案，所述的装载机构包括辊式输送机和胶带架，胶带架位于辊式输送机上，且胶带架位于铅垂移动框架下方。 [0013] 有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：（1）实现叠片工序的自动化，并提高叠层质量。本发明实施例的装置为多感知叠片装置，具有直角坐标机器人的特点，通过精确控制三自由度（即上下升降、左右的平移、供料辊的翻转）直角坐标机器人的运动位置和速度，实现叠片工序的自动化，并提高叠层质量。 [0014] （2）本发明的装置增加了人工叠层条件下所没有的叠层机构和缓冲机构，实现两个叠层码垛间的炼胶设备与叠层机器人的连续作业，可提高产量。 [0016] 图1是本发明实施例的结构示意图；图2是本发明实施例中缓冲机构的结构示意图； 图3是本发明实施例中切割机构的结构示意图； 图4是本发明实施例中叠片机构的结构示意图； 图5是本发明实施例中装载机构的结构示意图。 [0017] 图中有：缓冲机构1、切割机构2、叠片机构3、装载机构4、支架5、第一供料辊组101、测距传感器102、第一动力辊103、第一测速辊104、第二供料辊组201、夹紧组件202、第一导轨203、切割头204、第二动力辊2011、第二测速辊2012、第一定位板2021、第二定位板2022、第三定位板2023、第二导轨301、第三导轨302、铅垂移动框架303、第三供料辊组304、第三动力辊3041、第三测速辊3042、辊式输送机401、胶带架402。 具体实施方式[0018] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。 [0019] 如图1所示，本发明实施例的一种多感知生胶叠片机器人装置，该装置包括缓冲机构1、切割机构2、叠片机构3、装载机构4和支架5，缓冲机构1布设在支架5的一端，切割机构2、叠片机构3和装载机构4布设在支架5的另一端，且切割机构2、叠片机构3和装载机构4从上向下依次布设。 [0020] 生胶从胶片生产线上挤出，成胶带。然后利用上述结构的多感知生胶叠片机器人装置，将胶带叠加后运出。缓冲机构1用于梳理胶带。叠片机构3用于对胶带进行叠加整理。切割机构2用于切割胶带。当胶带叠加完毕后，用切割机构2切割胶带。装载机构4用于将叠加后的胶带运出。整个工作过程中，不需要人工操作，利用该机器人装置即可完成，大大提高了工作效率。 [0021] 在上述实施例中，作为一种优选结构，如图2所示，所述的缓冲机构1包括成对设置的第一供料辊组101、测距传感器102和缓冲控制系统。第一供料辊组101通过连接件连接在支架5的顶端。每对第一供料辊组101包括第一动力辊103、第一测速辊104和第一驱动电机。第一动力辊103和第一测速辊104之间有间隙，该间隙的宽度大于或等于胶带的厚度。胶带从第一动力辊103和第一测速辊104之间的间隙穿过。第一驱动电机的动力输出轴与第一动力辊103连接。第一驱动电机用于控制动力辊103的旋转速度，进而控制胶带的进给量。测距传感器102固定连接在支架5的底部。测距传感器102的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接，缓冲控制系统的动力信号输出端与第一驱动电机信号输入端连接，测速辊104的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接。缓冲控制系统是整个装置的唯一的控制中心，控制着整个叠片的速度和进度。 [0022] 在上述实施例中，所述的第一供料辊组101为n组，n组第一供料辊组101相互平行布设在支架5顶部；所述的测距传感器102为n-1个；每个测距传感器102与相邻两组第一供料辊组101之间的空隙相对；n为大于1的整数。作为优选，n等于4。 [0023] 将胶带置入缓冲机构1中时，胶带首先从第一组第一供料辊组101的空隙中向下穿出，当胶带接近支架底部时，弯向第二组第一供料辊组101，并从上向下穿过第二组第一供料辊组101的空隙，同时，胶带搭在动力辊103上，依靠动力辊103提供动力，带动胶带向下移动；当胶带接近支架底部时，胶带弯向第三组第一供料辊组101，并从上向下穿过第三组第一供料辊组101的空隙，同时，胶带搭在动力辊103上，依靠动力辊103提供动力，带动胶带向下移动；依次布设，直至胶带弯向最后一组第一供料辊组101，并从最后一组第一供料辊组101的顶部穿过，依靠最后一组第一供料辊组101中的动力辊103提供动力，带动胶带水平移动。 [0024] 第一供料辊组101为胶带的移动提供了动力，同时对胶带进行叠层之前进行整理。整理后的胶带在缓冲机构1中呈连续的S形。测距传感器102用于测量胶带最底部到地面的距离。测速辊104用于测得进入供料辊胶带的速度。测距传感器102和测速辊104所测得的信号输入到缓冲控制系统中，缓冲控制系统分析计算后，控制第一驱动电机的运转功率，进而控制动力辊103的转速，最终调整胶带的进给量。 [0025] 测距传感器102将采集的信息传给缓冲控制系统，缓冲控制系统分析该信息后，计算合适的速度，调整第一驱动电机的运转速度，进而控制第一动力辊103的转动速度。测速辊104将采集的速度信息传给缓冲控制系统，缓冲控制系统对该信息进行分析监测，以控制缓冲机构1的胶带量。 [0026] 作为优选方案，如图3所示，所述的切割机构2包括第二供料辊组201、夹紧组件202、第一导轨203、切割头204、第二驱动电机和第三驱动电机。第二供料辊组201固定连接在支架5的顶端，且与第一供料辊组101平行，夹紧组件202固定连接在支架5上，且位于第二供料辊组201下方。切割头204通过第一滑块连接在第一导轨203上，第二驱动电机固定连接在第一滑块上，且第二驱动电机与切割头204连接，带动切割头204旋转。第三驱动电机连接在支架上，第三驱动电机与第一滑块连接，带动第一滑块沿导轨203移动。切割头204的一边缘位于夹紧组件202中或穿过夹紧组件202。 [0027] 从缓冲机构1过来的胶带，穿过第二供料辊组201中的间隙。在第二供料辊组201中的第二动力辊2011的作用下，胶带继续向下移动，进入夹紧组件202中。当需要切割胶带时，利用第三驱动电机驱动第一滑块，带动第一滑块沿导轨203移动，同时利用第二驱动电机带动切割头204旋转，从而将胶带隔断。当不需要切割胶带时，胶带仅仅从夹紧组件202中穿过，切割头204不对胶带进行切割操作。第二驱动电机和第三驱动电机的运行可由缓冲控制系统控制。 [0028] 作为优选结构，在切割机构2中，所述的夹紧组件202包括分别固定连接在支架5上的第一定位板2021、第二定位板2022和第三定位板2023，第二定位板2022和第三定位板2023位于第一定位板2021的同一侧，且第二定位板2022和第三定位板2023之间有间隙，切割头204的一边缘穿过第二定位板2022和第三定位板2023之间的间隙。第二定位板2022和第三定位板2023上下布设。在第二定位板2022和第三定位板2023之间设有间隙，是为了给切割头204的给进提供空间，使得切割头204能够接触到胶带，进而对胶带进行切割。第一定位板2021和第二定位板2022之间的间隙宽度大于或等于胶带的厚度，使得胶带可以穿过夹紧组件202。 [0029] 在切割机构2中，所述的第二供料辊组201包括第二动力辊2011、第二测速辊2012和第四驱动电机，第二动力辊2011和第二测速辊2012之间有间隙，该间隙的宽度大于或等于胶带的厚度，第四驱动电机的动力输出轴与第二动力辊2011连接。第二测速辊2012的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接；缓冲控制系统的动力信号输出端与第四驱动电机信号输入端连接。 [0030] 第二测速辊2012将采集的速度传给缓冲控制系统，缓冲控制系统对该信息进行分析监测，以控制缓冲区的胶带量，缓冲控制系统调整第四驱动电机的运转速度，进而控制第二动力辊2011的转动速度。 [0031] 作为优选结构，如图4所示，所述的叠片机构3包括第二导轨301、第三导轨302、铅垂移动框架303、第五驱动电机、第六驱动电机和第三供料辊组304；第二导轨301竖直连接在支架5上，铅垂移动框架303通过第二滑块连接在第二导轨301上，第五驱动电机固定连接在支架5上，且第五驱动电机与第二滑块连接，带动第二滑块上下移动；第三导轨302固定连接在铅垂移动框架303上，第三供料辊组304通过第三滑块与第三导轨302连接，第六驱动电机固定连接在支架5上，且第六驱动电机与第三滑块连接，带动第三滑块水平移动。 [0032] 从切割机构2中夹紧组件202穿过的胶带，进入叠片机构3中，并穿过第三供料辊组304中的间隙。叠片机构3中，铅垂移动框架303可以沿第二导轨301上下移动。当胶带叠层结束，需要新一轮的叠层时，铅垂移动框架303沿第二导轨301向上移动到最高位置，将从夹紧组件202中穿出的胶带穿入第三供料辊组304的间隙中，然后铅垂移动框架303沿第二导轨 301向下移动到最低位置，启动第六驱动电机，第六驱动电机带动第三供料辊组304沿水平方向左右移动，从而实现胶带的叠层。当铅垂移动框架303沿第二导轨301向下移动到最低位置时，启动第六驱动电机，有利于降低胶带叠层时摆动的幅度。当然，铅垂移动框架303可以在第二导轨301的最高位置处，启动第六驱动电机，实现胶带的叠层。第五驱动电机和第六驱动电机的运行可由缓冲控制系统控制。 [0033] 在叠片机构3中，所述的第三供料辊组304包括第三动力辊3041、第三测速辊3042和第七驱动电机，第三动力辊3041、第三测速辊3042之间有间隙，该间隙的宽度大于或等于胶带的厚度，第七驱动电机的动力输出轴与第三动力辊2011连接。第三测速辊3042的信号输出端与缓冲控制系统的信号输入端连接；缓冲控制系统的动力信号输出端与第七驱动电机信号输入端连接。 [0034] 第三测速辊3042将采集的速度信息传给缓冲控制系统，缓冲控制系统对该信息进行分析监测，以控制缓冲区的胶带量，缓冲控制系统调整第七驱动电机的运转速度，进而控制第三动力辊3041的转动速度。 [0035] 作为优选结构，如图5所示，所述的装载机构4包括辊式输送机401和胶带架402，胶带架402位于辊式输送机401上，且胶带架402位于铅垂移动框架303下方。胶带架402用于盛放叠层后的胶带。当胶带叠层到一定厚度时，利用切割机构2将胶带剪断。辊式输送机401将胶带架402运输到下一工位。 [0036] 本发明实施例的多感知生胶叠片机器人装置，缓冲机构1中存放胶带，起物料缓冲作用。切割机构2夹紧和释放胶带，切割头204对胶带进行切割。如图4所示，已经装满的胶带架402由辊式输送机401移出。每个运动部件都含有伺服电机控制器及测速编码器，对叠片进行自动化控制，提高了叠片质量。 [0037] 本发明实施例的多感知生胶叠片机器人装置，缓冲机构中的第一供料辊组101对存放的胶带进行缓冲作用，胶带进入切割机构的夹紧组件202中。当需要切割时，由第一导轨带动切割头9对胶带进行切割，切割后的胶带进入叠层机构中。当不需要切割时，胶带从夹紧组件202进入叠层机构中。第三供料辊组304沿第三导轨302左右移动，对胶带在胶带架上进行叠层。叠层完成后，由辊式输送机401移出。 |
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