基於機器人的煙包包裝方形輔料自動上料系統的製作方法

2023-05-30 09:17:46

本實用新型屬於輔料自動上料系統，具體涉及一種機器人拆垛的煙包包裝方形輔料自動上料系統,尤其適用於菸草生產行業中卷包車間的輔料自動上料系統。

背景技術：

目前，包裝機廣泛應用於全國各個煙廠的卷包車間，大部分為人工上料。現有大部分包裝機效率為400張/分鐘，其單個輔料包有625張輔料，一個包裝箱內有4包輔料共2500張散狀輔料包裝紙，這意味著工人每小時需完成10箱輔料包的拆包、拆袋，同時完成40包輔料包的搬運，工人勞動強度大。若採用全自動的上料方式可很大程度上減輕人員的勞動強度。

散裝輔料不具備機器搬運的條件，為了實現機器搬運，可先用散狀輔料包裝紙將輔料包裹成包，機器人將包裝好的輔料包搬運至特殊平臺，割斷散狀輔料包裝紙，並將之抽離，然後由推桿將散狀物料推至輸送機上，散狀物料由水平輸送機或垂直輸送機平緩輸送至包裝機入料口。

目前，國內針對菸草行業卷包車間的自動上料設備較少，少有的進口設備技術複雜，價格昂貴，維護維修成本高，維修耗時長。為此，研究一種能夠實現菸草卷包機自動上料的系統可填補國內現在的技術空白。

技術實現要素：

本實用新型的目的旨在於克服國內現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本較低，能夠完成自動上料的煙包包裝方形輔料自動上料系統。

本實用新型的目的通過如下技術方案實現。

基於機器人的煙包包裝方形輔料自動上料系統，本實用新型特徵在於：

1.1)包括有設置在龍門式主支架上的散狀輔料輸送機系統、設置在靠龍門式主支架右側的機器人夾具、固定在龍門式主支架右側的散狀輔料包裝紙回收裝置、與散狀輔料包裝紙回收裝置靠接的散狀輔料廢料自動回收裝置、設在散狀輔料傳送機架上的散狀輔料包裝紙抽離輔助機構、連接在龍門式主支架左側的同步帶輸送機、設在機器人夾具上的關節機器人和分別為物料搬運系統、物料輸送系統、刀具切割系統提供動力的氣壓系統九部分構成；其中：

1.2)所述散狀輔料輸送機系統，由龍門式主支架、右輸送裝置、水平輸送裝置、左輸送裝置、水平通道和整形機構組成；所述的右輸送裝置通過連接軸固定於龍門式主支架右側；所述的水平輸送裝置通過連接軸固定於龍門式主支架中上方；所述的左輸送裝置通過連接軸固定於龍門式主支架左側；所述的水平通道通過連接軸固定於龍門式主支架中部與水平輸送裝置相適應；所述的整形機構通過連接軸固定於龍門式主支架(1)左側與左輸送裝置相適應；

1.3)所述機器人夾具，由上安裝板、下安裝板、連接塊、包裝紙吸盤、分隔紙板吸盤、雷射測距儀、壓紙缸、平移缸、旋轉式割紙機構、裁紙刀式割紙機構、電磁閥島、真空發生器組成；其中，上安裝板通過螺釘固定於機器人安裝法蘭處從而將整個夾具與機器人連接；下安裝板通過連接塊與上安裝板連接；割紙機構、電磁閥島、真空發生器安裝於上安裝板上；包裝紙吸盤、分隔紙板吸盤、雷射測距儀安裝於下安裝板上；

1.4)所述散狀輔料包裝紙回收裝置，包括倒立的錐形導向槽、U形槽、蓋板、門板、L形固定板、連接元件、鉸鏈組合、門鎖組合、把手、螺釘、接料箱組成；U形槽、蓋板、門板、L形固定板、連接元件、鉸鏈組合、門鎖組合共同構成散狀輔料包裝紙回收裝置的主通道；錐形導向槽通過扁平頭螺釘固定在U形槽的頂部；接料箱位於整個裝置的底部；

1.5)所述散狀輔料廢料自動回收裝置，包括推料機構、接料導軌、接料桌面、接料桌焊接支架、氣缸、直線導軌、浮動接頭、以及尼龍蹄腳；

其中推料機構是整個裝置的執行元件，氣缸是整個裝置的動力元件，直線導軌是整個裝置的導向元件，尼龍蹄腳是整個裝置的支撐元件；氣缸通過浮動接頭的兩個螺母與推料機構的浮動接頭連接板連接，進而與推料機構構成主從動關係；直線導軌通過螺釘將左側連接件和右側連接件與直線導軌的滑塊連接，進而將直線導軌與推料機構連在一起；當氣缸左右運動時，帶動推料機構在直線導軌上左右運動；四個尼龍蹄腳與接料桌焊接支架的四個堵頭連接，達到支撐散狀輔料廢料自動回收裝置的作用；

1.6)所述散狀輔料包裝紙抽離輔助機構，由缸體IV、右託盤、支架組成；其中缸體IV、右託盤分別通過連接機構Ⅰ與缸體Ⅰ的活動端固聯，支架與缸體IV活塞杆端頭的連接板固定連接；

1.7)所述基於機器人的煙包包裝方形輔料自動上料系統氣壓系統，其包括物料輸送系統、物料搬運及刀具切割系統,分別與氣壓驅動裝置相連,由氣壓驅動裝置給壓縮機提供驅動動力；

在本實用新型輸送裝置中：

2.1)所述的右輸送裝置由缸體Ⅰ和右託盤組合組成；

2.2)所述的水平輸送裝置由缸體Ⅱ、水平推桿組合組成；

2.3)所述的左輸送裝置由缸體Ⅲ和左託盤組合組成；

2.4)所述的水平通道由前擋板、前連接板、後擋板、後連接板組成；前擋板和後擋板的間距與通過的物料寬度相適應，前擋板與前連接板通過螺栓固聯，後擋板與後連接板通過螺栓固聯；

2.5)所述的整形機構由整形條和連接機構組成；

2.6)所述的右託盤組合由右託盤、連接機構Ⅰ、缸體Ⅳ組成，並通過連接結構Ⅰ將右託盤與缸體Ⅰ的活動端固聯；

2.7)所述的水平推桿組合由推桿和連接機構Ⅱ組成，並通過連接機構Ⅱ將推桿與缸體Ⅱ的活動端固聯；

2.8)所述的左託盤組合由左託盤和連接機構Ⅲ組成；並通過連接機構Ⅲ將左託盤與缸體Ⅲ的活動端固聯；

2.9)所述的缸體Ⅰ、缸體Ⅱ和缸體Ⅲ和缸體Ⅳ為氣動或液動或電動缸體；

2.10)所述的連接軸為金屬或高分子材料加工而成。

在本實用新型機器人夾具中：

3.1)機器人夾具由小馬達、刀座伸縮缸、圓形刀片組件、包裝紙引導杆、及馬達固定板組成；其中，小馬達為帶動圓形刀片組件旋轉的動力裝置；

3.2)裁紙刀式割紙機構由安裝板、壓板、刀座伸縮缸、刀片、割刀機構安裝板、包裝紙引導板組成；

3.3)旋轉式割紙機構與裁紙刀式割紙機構採用可互換式結構；

3.4)壓紙缸缸杆的頭部上安裝有緩衝頭，緩衝頭的材質採用矽橡膠。

刀座伸縮缸在夾具搬運物料的過程中始終處於縮回狀態，當割紙機構啟動時伸出，割紙工作完成後再縮回；

本實用新型的機器人夾具，當其割紙機構為旋轉式割紙機構時，其工作流程為：機器人啟動後，帶動夾具移動至物料上方，真空發生器啟動，使得包裝紙吸盤與分隔紙板吸盤產生負壓，之後機器人帶動夾具向下運動，使得包裝紙吸盤與分隔紙板吸盤吸住分隔紙板，然後機器人帶動夾具上移，將紙板放到指定回收區域後，真空發生器停止工作，分隔紙板落入回收區域內；機器人再次帶動夾具移動至物料上方，利用雷射測距儀找到物料的中心後，機器人帶動夾具開始下降，此時控制包裝紙吸盤的真空發生器開始工作，使得包裝紙吸盤產生負壓，吸住物料的包裝紙，機器人得到真空度信號之後，向上提升物料，提升的同時，兩個壓紙缸伸出，防止物料在搬運過程中晃動，然後機器人繼續移動，將物料放置於指定地點；物料到位之後，割紙機構啟動，首先割紙機構中的刀座伸縮缸伸出，小馬達開始轉動，進而平移缸開始移動，帶動刀片切割包裝紙，此時包裝紙吸盤一直吸著包裝紙。切割完成後，機器人帶動夾具移動，到達回收籃上方時，真空發生器停止工作，包裝紙與物料完成分離，將包裝紙放入回收籃中。

本實用新型在散狀輔料包裝紙回收裝置中:

4.1)倒立的錐形導向槽由大折彎板、小折彎板和扁平頭螺釘組成，兩個大折彎板與兩個小折彎板通過焊接，形成錐形導向槽焊接件，扁平頭螺釘用於將倒立的錐形導向槽連接在U形槽的頂部。蓋板通過連接元件與U形槽連接；門板通過鉸鏈組合與U形槽連接。L形固定板通過螺釘將整個散狀輔料包裝紙回收裝置固定在相應的基礎上；門鎖組合由鎖扣、搭接件和螺釘組成，鎖扣通過螺釘固定在門板上，搭接件通過螺釘固定在U形槽上，當門板合上時，鎖扣與搭接件扣合，將門板鎖住。把手通過螺釘固定在門板上；

4.2)散狀輔料包裝紙回收裝置的U形槽、蓋板和門板的材料採用透明亞克力板；(這使得可以直觀地觀測散狀輔料包裝紙在通道中下落過程中的狀態，並可及時發現散狀輔料包裝紙在主通道中是否堵料。)

4.3)散狀輔料包裝紙回收裝置的倒立的錐形導向槽採用錐形收口結構；設計既可以增大散狀輔料包裝紙落入下面主通道的概率，又可以減小主通道的結構尺寸，節約了空間。

本實用新型在散狀輔料廢料自動回收裝置中：

5.1推料機構由插接板、側邊連接板、中間連接板、大加固件、左側連接件、氣缸連接件、浮動接頭連接板、小加固件、右側連接件和螺釘組成，兩個插接板通過螺釘分別與兩個側邊連接板連接，左右兩側的側邊連接板、大加固件、左側連接件以及右側連接件通過螺釘連接在左右兩側的大加固件上，氣缸連接件以及小加固件通過螺釘連接在左側連接件和右側連接件上，浮動接頭連接板通過螺釘連接在氣缸連接件上；接料導軌通過螺釘與接料桌面連接；接料桌面由桌面和螺釘組成，桌面通過螺釘連接在接料桌焊接支架的方管上。接料桌焊接支架由方管、方管、方管、方管、方管、方管、堵頭、堵板和氣缸支撐板焊接而成；氣缸通過螺釘連在氣缸支撐板上；直線導軌由導軌、滑塊和螺釘組成，通過螺釘將導軌固定在接料桌焊接支架的方管上；浮動接頭由接頭和螺母組成；

本實用新型散狀輔料廢料自動回收裝置工作原理是，當散狀輔料廢料被送到推料機構的插接板右側指定位置時，傳感器檢測裝置將散狀輔料廢料到位的信號傳給控制中心，控制中心給氣缸吸氣的信號，氣缸吸氣並帶動推料機構向右運動，推料機構向右運動的過程中，推料機構的插接板將散狀輔料廢料插接住並一起向右運動，當推料機構在氣缸的帶動下向右運動到極限位置時，散狀輔料廢料同時被完全送到接料導軌上面，完成散狀輔料廢料的回收工作，之後，氣缸進氣，推料機構在氣缸的推動下向左運動到初始位置，等待下一件散狀輔料廢料到達推料機構的插接板右側指定位置後重複上述動作。

本實用新型在散狀輔料包裝紙抽離輔助機構中：

6.1)所述的缸體IV，由缸體和2個活塞杆組成，兩活塞杆端頭由一連接板連接，活塞可沿缸體往復直線運動；

6.2)所述的右託盤，為一個方形板，中間開有滿足支架縱向穿過的異形孔，橫向開有水平槽；

6.3)所述的支架，為一「」形折彎件，「」形底部開有安裝孔，用於與缸體IV的活塞端頭的連接板連接；

本實用新型所述的散狀輔料包裝紙抽離輔助機構，其初始狀態為：缸體IV活塞伸出，支架上端位於右託盤上表面以上；機器人夾具上的吸盤吸住散狀輔料包裝紙將輔料包放置於支架上後，吸盤繼續吸住散狀輔料包裝紙，機器人夾具上的刀具將散狀輔料包裝紙切開，機器吸盤吸住散狀輔料包裝紙移開，散狀輔料包裝紙經過「U」形支架中間的空隙被抽離出輔料包，抽散狀輔料包裝紙過程中不會拉扯到散狀輔料。隨後，缸體IV收回，帶動支架一起移動至右託盤水平槽底面以下的位置。然後，推桿可在移動裝置的帶動下經右託盤的水平槽將輔料推至水平通道上。

本實用新型在氣壓系統中:

7.1)物料輸送系統和物料搬運及刀具切割系統經過第一四通、第二三通、第一三通、過濾減壓閥、壓縮機與氣壓驅動裝置相連；

7.2)所述的物料輸送系統包括物料左側升降氣路、物料水平輸送氣路、物料右側升降氣路、物料支撐氣路和故障物料推出氣路，各氣路通過匯流板I和第一三通、第二三通與驅動裝置連接構成氣路；

7.3)物料支撐氣路的氣壓缸安裝在物料右側升降氣路的氣壓缸上，隨著物料右側升降氣路的氣壓缸的升降而升降；

7.4)物料左/右側升降氣路由電磁換向閥、兩個雙向調速閥和氣壓缸相連組成，高壓氣體通過氣壓缸，氣壓缸上的滑塊帶著物料在電磁換向閥和調速閥的控制下做上下或高低速運動；

7.5)物料水平輸送氣路由一個電磁換向閥、兩個雙向調速閥和一個氣壓缸相連組成，高壓氣體通過氣壓缸，氣壓缸上的滑塊帶著物料在電磁換向閥和調速閥的控制下做水平或高低速運動；

7.6)物料支撐氣路由一個電磁換向閥、兩個雙向調速閥和一個氣壓缸相連組成，高壓氣體通過氣壓缸，氣壓缸上的滑塊帶著物料在電磁換向閥和調速閥的控制下做推高、收回或高低速運動；

7.7)故障物料推出氣路由一個電磁換向閥、兩個雙向調速閥和一個氣壓缸相連組成，高壓氣體通過氣壓缸，氣壓缸在電磁換向閥和調速閥的控制下推著物料做水平或高、低速運動；

7.8)所述的物料搬運系統包括物料分隔紙板搬運氣路、物料搬運氣路，各氣路通過四通與驅動裝置相連組成閉合氣路，各氣路通過夾具連接在機器手上，能夠隨著機器手做運動，從而實現將物料搬運到制指定的位置；

7.9)所述的刀具切割系統包括物料包裝紙切割氣路、物料壓杆氣路和刀具伸縮氣路，各氣路通過匯流板II、第一四通與驅動裝置相連組成氣路，各氣路通過夾具連接在機器手上，能夠隨著機器手做運動；

7.10)刀具伸縮氣路的氣壓缸安裝在包裝紙切割氣路上，隨著包裝紙切割氣路的氣壓缸來回做往復運動；

7.11)所述的物料輸送系統、料搬運系統和刀具切割系統可通過增加不同的執行元件及控制元件形成氣路，來增加新的操作動作,使設備可擴展新的功能；

7.12)所述的物料分隔紙板搬運氣路由一個真空發生器和一個或多個吸盤相連組成，吸盤通過真空發生器的控制來實現分隔紙板的吸、放功能，在通過機器人將分割紙板放在指定的位置；

7.13)所述的物料搬運氣路由一個真空發生器和三個吸盤相連組成氣路，吸盤通過真空發生器的控制來實現物料的吸、放功能，在通過機器人將物料放在指定的位置；

7.14)所述的物料包裝紙切割氣路由一個電磁換向閥、兩個雙向調速閥和一個氣壓缸相連組成，高壓氣體通過氣壓缸，氣壓缸在電磁換向閥和調速閥的控制下帶著刀具做往復運動,從而實現對包裝紙的切割；

7.15)所述的刀具伸縮氣路由一個電磁換向閥、兩個雙向調速閥和一個氣壓缸相連組成，高壓氣體通過氣壓缸，氣壓缸在電磁換向閥和調速閥的控制下推動刀具做往復伸縮運動；

7.16)所述的物料壓杆氣路由一個電磁換向閥、兩個雙向調速閥和兩個氣壓缸相連組成，高壓氣體通過兩個並聯的氣壓缸，氣壓缸在電磁換向閥和調速閥的控制下推動壓杆做往復伸縮運動，使壓杆實現對物料的壓緊與放鬆。

本實用新型的有益效果是，實現了輔料包的搬運；輔料包散狀輔料包裝紙的切割、回收；拆除散狀輔料包裝紙後的輔料包在輸送機上的輸送，保證了自動上料過程可靠性和穩定性。輔料輸送機架通過在自動上料系統和包裝機之間設置具有輸送及整形功能的輔料輸送輸龍門框架式機架，使散裝輔料通過該機架後保持固有狀態，使得整個物料輸送過程安全可靠。機器人夾具完成輔料包的搬運，輔料包散狀輔料包裝紙的切割、回收等工作，夾具結構尺寸合理，維護方便，輔料包散狀輔料包裝紙的切割刀具的特殊設計大大減小了換刀頻率，提高了生產效率。散狀輔料包裝紙回收裝置倒立的錐形導向槽的錐形收口結構設計既可以增大散狀輔料包裝紙落入下面主通道的概率，又可以減小主通道的結構尺寸，節約了空間。U形槽、 蓋板和門板的材料為透明亞克力板，這使得可以直觀地觀測散狀輔料包裝紙在通道中下落過程中的情況，並可及時發現散狀輔料包裝紙在主通道中是否堵料。將整體式門板改為蓋板和門板，避免了因門板過長引起的變形，並且降低了加工的難度。將內置的門吸式開關鎖合方式改為外置的鎖扣與搭接件鎖合方式，消除了散狀輔料包裝紙下落過程中的障礙。另外，整個散狀輔料包裝紙回收裝置外形美觀，也可適用於食品包裝、工業包裝等領域。散狀輔料廢料自動回收裝置不僅避免了因人工回收煙盒紙垛產生的安全隱患以及因停機造成整條生產線效率的降低帶來的經濟損失，而且結構新穎、緊湊、可靠、便於裝配和調節、製造成本低、佔用空間小等優點。另外，配合相應的傳感器檢測裝置，可作為整個煙盒包裝自動化生產線的一個組成部分，提高了整條煙盒包裝生產線的適應性和生產效率，實為一種值得推廣的散狀輔料廢料自動回收裝置。散狀輔料包裝紙抽離輔助機構輕鬆實現輔料包散狀輔料包裝紙的抽離，結構簡單，易於實現，實用性強。氣壓系統中的物料輸送系統、物料搬運及刀具切割系統各自相互獨立，整個液壓系統傳動平穩，性能可靠，不會相互幹擾造成系統動作延時，且調整方便、簡單，可根據實現情況時時調整各功能系統的速度，物料輸送系統、物料搬運系統可通過增加不同的執行元器件及控制元器件形成閥控氣路，來增加新的操作動作使設備可擴展新的功能。

本實用新型有效降低了生產成本，大大提高了生產效率。本實用新型結構簡單，具有較好的強度和剛度，工作穩定可靠，高效節能。

下面結合說明書附圖進一步闡述本

技術實現要素：
。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體圖結構示意圖；

圖2是散狀輔料傳送機架搭載各功能模塊後的整體組裝示意圖；

圖3是散狀輔料傳送機架主視圖；

圖4是散狀輔料傳送機架俯視圖；

圖5是散狀輔料傳送機架左視圖；

圖6是散狀輔料傳送機架右託盤組合結構示意圖；

圖7是散狀輔料傳送機架水平推桿組合結構示意圖；

圖8是散狀輔料傳送機架左託盤組合結構示意圖；

圖9是機器人夾具安裝旋轉式割紙機構的主視圖；

圖10是機器人夾具安裝旋轉式割紙機構左視圖；

圖11是機器人夾具的俯視圖；

圖12是機器人夾具安裝裁紙刀式割紙機構的主視圖；

圖13是機器人夾具安裝裁紙刀式割紙機構的左視圖；

圖14是機器人夾具旋轉式割紙機構的主視圖；

圖15是機器人夾具旋轉式割紙機構的左視圖；

圖16是機器人夾具裁紙刀式割紙機構的主視圖；

圖17是機器人夾具裁紙刀式割紙機構的左視圖；

圖18是散狀輔料包裝紙回收裝置的軸側圖；

圖19是散狀輔料包裝紙回收裝置去掉蓋板(51)的軸側圖；

圖20是散狀輔料包裝紙回收裝置去掉倒立的錐形導向槽(49)和接料箱(59)的俯視圖；

圖21是散狀輔料包裝紙回收裝置倒立的錐形導向槽(49)的示意圖；

圖22是散狀輔料包裝紙回收裝置連接元件(54)的示意圖；

圖23是散狀輔料包裝紙回收裝置鉸鏈組合(55)的示意圖；

圖24是散狀輔料包裝紙回收裝置門鎖組合(56)的示意圖；

圖25是散狀輔料廢料自動回收裝置的軸側圖；

圖26是散狀輔料廢料自動回收裝置去掉接料導軌(62)、接料桌面(63)、一根方管(64-2)、方管(64-3)、一根方管(64-5)、一個堵板(64-8)之後的軸側圖；

圖27是散狀輔料廢料自動回收裝置推料機構(61)在初始位置的正視圖；

圖28是散狀輔料廢料自動回收裝置推料機構(61)將散狀輔料廢料(69)送到接料導軌(62)上的正視圖；

圖29是散狀輔料廢料自動回收裝置去掉推料機構(61)、氣缸(65)、直線導軌(66)、浮動接頭(67)之後的爆炸圖；

圖30是散狀輔料廢料自動回收裝置推料機構(61)的軸側圖；

圖31是散狀輔料廢料自動回收裝置直線導軌(66)的軸側圖；

圖32是散狀輔料廢料自動回收裝置浮動接頭(67)的軸側圖；

圖33是散狀輔料包裝紙抽離輔助機構的立體示意圖；

圖34是散狀輔料包裝紙抽離輔助機構的工作狀態示意圖1；

圖35是散狀輔料包裝紙抽離輔助機構的工作狀態示意圖2；

圖36是圖35的左視圖；

圖37為氣壓系統的結構模塊圖；

圖38為氣壓系統的氣壓物料搬運系統結構示意圖；

圖39為氣壓系統的氣壓刀具切割系統結構示意圖；

圖40為氣壓系統的氣壓物料輸送系統結構示意圖；

圖中，1-龍門式主支架，2-右輸送裝置，3-水平輸送裝置，4-左輸送裝置，5-水平通道，6-整形機構，7-缸體Ⅰ，8-右託盤組合，9-缸體Ⅱ，10-水平推桿組合，11-缸體Ⅲ，12-左託盤組合，13-左側擋板，14-左側連接板，15-右側擋板，16-右側連接板，17-整形條，18-連接機構，19-右託盤，20-連接機構Ⅰ，21-氣缸Ⅳ，22-推桿，23-連接機構Ⅱ，24-左託盤，25-連接機構Ⅲ，26-連接軸，27-上安裝板，28-雷射測距儀，29-連接塊，30-下安裝板，31-壓紙缸，32-平移缸，33-包裝紙吸盤，34-旋轉式割紙機構，35-分隔紙板吸盤，36-電磁閥島，37-真空發生器，38-裁紙刀式割紙機構，39-安裝板，40-壓板，41-刀座伸縮缸，42-刀片，43-割刀機構安裝板，44-包裝紙引導板，45-包裝紙引導杆，46-馬達固定板，47-圓形刀片組件，48-小馬達，49-錐形導向槽，50-U形槽，51-蓋板，52-門板，53-L形固定板，54-連接元件，55-鉸鏈組合，56-門鎖組合，57-把手，58-螺釘，59-接料箱，60-散狀輔料包裝紙，61-推料機構，62-接料導軌，63-接料桌面，64-接料桌焊接支架，65-氣缸，66-直線導軌，67-浮動接頭，68-尼龍蹄腳，69-散狀輔料廢料，70-支架，71-輔料包，72-同步帶輸送機，73-關節機器人，74-氣壓驅動裝置，75-壓縮機，76-過濾器，77-第一三通，78-第二三通，79-第一電磁換向閥，80-第一、第二雙向調速閥，81-右側升降氣壓缸，82-匯流板I，83-第二電磁換向閥，84-故障推出氣壓缸，85-第三、第四雙向調速閥，86-支撐氣壓缸，87-第五、第六雙向調速閥，88-第三電磁換向閥，89-水平輸送氣壓缸，90-第七、第八雙向調速閥，91-第四電磁換向閥，92-左側升降氣壓缸，93-第九、第十雙向調速閥，94-第五電磁換向閥，95-第一四通，96-第二真空發生器，97-第二、三、四吸盤，98-第一真空發生器，99-第一吸盤，100-匯流板II，101-第八電磁換向閥，102-第十五、第十六雙向調速閥，103-包裝紙切割氣壓缸，104-第七電磁換向閥，105-第十三、第十四雙向調速閥，106-刀具伸縮氣壓缸，107-第六電磁換向閥，108-第十一、第十二雙向調速閥，109-壓杆氣壓缸，110-壓杆氣壓缸，111-第三三通，112-第四三通，113-第二四通。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的基於機器人的煙包包裝方形輔料自動上料系統，包括有散狀輔料輸送機架、機器人夾具、散狀輔料包裝紙回收裝置、散狀輔料廢料自動回收裝置、散狀輔料包裝紙抽離輔助機構、同步帶輸送機、關節機器人和氣壓系統。

如圖2所示，一種輔料輸送的龍門框架式機架，其特徵是：它由龍門式主支架1、右輸送裝置2、水平輸送裝置3、左輸送裝置4、水平通道5和整形機構6組成。右輸送裝置2通過連接軸26固定於龍門式主支架1右側；水平輸送裝置3通過連接軸26固定於龍門式主支架1中上方；左輸送裝置4通過連接軸26固定於龍門式主支架1左側；水平通道5通過連接軸26固定於龍門式主支架1中部與水平輸送裝置3相適應；整形機構6通過連接軸26固定 於龍門式主支架1左側與左輸送裝置相適應。所述的右輸送裝置2由缸體Ⅰ7和右託盤組合8組成；所述的水平輸送裝置3由缸體Ⅱ9、水平推桿組合10組成；所述的左輸送裝置4由缸體Ⅲ11和左託盤組合12組成；所述的水平通道5由前擋板13、前連接板14、後擋板15和後連接板16組成，前擋板和後擋板的間距與通過的物料寬度相適應，前擋板與前連接板通過螺栓固聯，後擋板與後連接板通過螺栓固聯；所述的整形機構6由整形條17和連接機構18組成。所述的右託盤組合8由右託盤19、連接機構Ⅰ20、缸體Ⅳ21組成，並通過連接結構Ⅰ20將右託盤19與缸體Ⅰ7的活動端固聯；所述的水平推桿組合10由推桿22和連接機構Ⅱ23組成，並通過連接機構Ⅱ將推桿22與缸體Ⅱ9的活動端固聯；所述的左託盤組合12由左託盤24和連接機構Ⅲ25組成，並通過連接機構Ⅲ25將左託盤24與缸體Ⅲ11的活動端固聯。所述的缸體Ⅰ7、缸體Ⅱ9和缸體Ⅲ11和缸體Ⅳ21為氣動、液動或電動缸體。輔料輸送的龍門框架式機架位於自動上料系統和包裝機之間，機器人夾具將散狀輔料放置於右輸送裝置的右託盤上,自動上料系統對散狀輔料包進行拆包處理；如果處理過程中出現故障，右託盤在缸體I的作用下向下運動至右輸送裝置下端，並通過散狀輔料廢料自動回收裝置處理。如果處理過程正常，與水平通道位置相適應水平推桿裝置上的推桿在缸體II的作用下將拆包的輔料推進水平通道沿水平方向向左運動至左輸送裝置上部；在運動過程中，水平通道的前擋板和後擋板對拆包的輔料進行前後整形；拆包的輔料落至左輸送裝置的左託盤上，左託盤在缸體Ⅲ的作用下向下運動至包裝機入料口；在運動過程中，拆包的物料左側靠近整形機構，完成對拆包輔料的整形。

如圖9—17所示，機器人夾具由上安裝板27、下安裝板30、連接塊29、包裝紙吸盤33、分隔紙板吸盤35、雷射測距儀28、壓紙缸31、平移缸32、旋轉式割紙機構34、裁紙刀式割紙機構48、電磁閥島36、真空發生器37組成；其中，上安裝板27通過螺釘固定於機器人安裝法蘭處從而將整個夾具與機器人連接；下安裝板30通過連接塊29與上安裝板27連接；割紙機構、電磁閥島36、真空發生器37安裝於上安裝板上27；包裝紙吸盤33、分隔紙板吸盤35、雷射測距儀28安裝於下安裝板上30。當其割紙機構為旋轉式割紙機構34時，其工作流程為：機器人啟動後，帶動夾具移動至物料上方，真空發生器37啟動，使得包裝紙吸盤33與分隔紙板吸盤35產生負壓，之後機器人帶動夾具向下運動，使得包裝紙吸盤33與分隔紙板吸盤35吸住分隔紙板，然後機器人帶動夾具上移，將紙板放到指定回收區域後，真空發生器停止工作，分隔紙板落入回收區域內。機器人再次帶動夾具移動至物料上方，利用雷射測距儀28找到物料的中心後，機器人帶動夾具開始下降，此時控制包裝紙吸盤35的真空發生器開始工作，使得包裝紙吸盤35產生負壓，吸住物料的包裝紙，機器人得到真空度信號之後，向上提升物料，提升的同時，兩個壓紙缸31伸出，防止物料在搬運過程中晃動，然後機器人 繼續移動，將物料放置於指定地點。物料到位之後，割紙機構啟動，首先割紙機構中的刀座伸縮缸4伸出，小馬達48開始轉動，進而平移缸開始移動，帶動刀片切割包裝紙，此時包裝紙吸盤一直吸著包裝紙。切割完成後，機器人帶動夾具移動，到達回收籃上方時，真空發生器停止工作，包裝紙與物料完成分離，將包裝紙放入回收籃中。當其割紙機構為裁紙刀式割紙機構38時，其工作流程為：機器人啟動後，帶動夾具移動至物料上方，真空發生器37啟動，使得包裝紙吸盤33與分隔紙板吸盤35產生負壓，之後機器人帶動夾具向下運動，使得包裝紙吸盤33與分隔紙板吸盤35吸住分隔紙板，然後機器人帶動夾具上移，將紙板放到指定回收區域後，真空發生器停止工作，分隔紙板落入回收區域內。機器人再次帶動夾具移動至物料上方，利用雷射測距儀28找到物料的中心後，機器人帶動夾具開始下降，此時控制包裝紙吸盤35的真空發生器開始工作，使得包裝紙吸盤35產生負壓，吸住物料的包裝紙，機器人得到真空度信號之後，向上提升物料，提升的同時，兩個壓紙缸31伸出，防止物料在搬運過程中晃動，然後機器人繼續移動，將物料放置於指定地點。物料到位之後，首先割紙機構中的刀座伸縮缸41伸出，進而平移缸開始移動，帶動刀片切割包裝紙，此時包裝紙吸盤一直吸著包裝紙。切割完成後，機器人帶動夾具移動，到達回收籃上方時，真空發生器停止工作，包裝紙與物料完成分離，將包裝紙放入回收籃中。

如圖18，一種散狀輔料包裝紙回收裝置，其特徵在於，包括倒立的錐形導向槽49、U形槽50、蓋板51、門板52、L形固定板53、連接元件54、鉸鏈組合55、門鎖組合56、把手57、螺釘58、接料箱59組成。倒立的錐形導向槽49由大折彎板49-1、小折彎板49-2和扁平頭螺釘49-3組成，兩個大折彎板49-1與兩個小折彎板49-2通過焊接，形成錐形導向槽焊接件，扁平頭螺釘49-3用於將倒立的錐形導向槽49連接在U形槽50的頂部。蓋板51通過連接元件54與U形槽50連接。門板52通過鉸鏈組合55與U形槽50連接。L形固定板53通過螺釘58將整個散狀輔料包裝紙回收裝置固定在相應的基礎上。門鎖組合56由鎖扣56-1、搭接件56-2和螺釘56-3組成，鎖扣56-1通過螺釘56-3固定在門板52上，搭接件56-2通過螺釘56-3固定在U形槽50上，當門板52合上時，鎖扣56-1與搭接件56-2扣合，將門板52鎖住。把手57通過螺釘56-3固定在門板52上。接料箱59位於散狀輔料包裝紙回收裝置的底部。U形槽50、蓋板51、門板52、L形固定板53、連接元件54、鉸鏈組合55、門鎖組合56共同構成散狀輔料包裝紙回收裝置的主通道。當散狀輔料包裝紙60被自動化割紙機構隔開後，首先落入倒立的錐形導向槽49中，然後經過由U形槽50、蓋板51、門板52、L形固定板53、連接元件54、鉸鏈組合55、門鎖組合56共同構成的主通道，最後落入位於散狀輔料包裝紙回收裝置底部的接料箱59中，完成散狀輔料包裝紙的回收工作。

如圖25，圖26，一種散狀輔料廢料自動回收裝置，其特徵在於，包括推料機構61、接料導軌62、接料桌面63、接料桌焊接支架64、氣缸65、直線導軌66、浮動接頭67、以及尼龍蹄腳68組成。推料機構61由插接板61-1、側邊連接板61-2、中間連接板61-3、大加固件61-4、左側連接件61-5、氣缸連接件61-6、浮動接頭連接板61-7、小加固件61-8、右側連接件61-9和螺釘61-10組成，兩個插接板61-1通過螺釘61-10分別與兩個側邊連接板61-2連接，左右兩側的側邊連接板61-2、大加固件61-4、左側連接件61-5以及右側連接件61-9通過螺釘61-10連接在左右兩側的大加固件61-4上，氣缸連接件61-6以及小加固件61-8通過螺釘61-10連接在左側連接件61-5和右側連接件61-9上，浮動接頭連接板61-7通過螺釘61-10連接在氣缸連接件61-6上。接料導軌62通過螺釘63-2與接料桌面63連接。接料桌面63由桌面63-1和螺釘63-2組成，桌面3-1通過螺釘63-2連接在接料桌焊接支架64的方管64-5上。接料桌焊接支架64由方管64-1、方管64-2、方管64-3、方管64-4、方管64-5、方管64-6、堵頭64-7、堵板64-8和氣缸支撐板64-9焊接而成。氣缸65通過螺釘61-10連接在氣缸支撐板64-9上。直線導軌66由導軌66-1、滑塊66-2和螺釘66-3組成，通過螺釘66-3將導軌66-1固定在接料桌焊接支架64的方管64-4上。浮動接頭67由接頭67-1和螺母67-2組成。氣缸65作為整個裝置的動力元件，通過浮動接頭67的兩個螺母67-2與推料機構61的浮動接頭連接板61-7連接，進而與推料機構61構成主從動關係；直線導軌66作為整個裝置的導向元件，通過螺釘61-10將左側連接件61-5和右側連接件61-9與直線導軌66的滑塊66-2連接，進而將直線導軌66與推料機構61連在一起；當氣缸65左右運動時，帶動推料機構61在直線導軌66上左右運動。尼龍蹄腳68是整個裝置的支撐元件，並與接料桌焊接支架64的堵頭64-7連接，達到支撐散狀輔料廢料回收裝置的作用。一種散狀輔料廢料自動回收裝置工作原理是，當散狀輔料廢料69被送到推料機構61的插接板61-1右側指定位置時，傳感器檢測裝置將散狀輔料廢料69到位的信號傳給控制中心，控制中心給氣缸65吸氣的信號，氣缸65吸氣並帶動推料機構61向右運動，推料機構61向右運動的過程中，推料機構61的插接板61-1將散狀輔料廢料69插接住並一起向右運動，當推料機構61在氣缸65的帶動下向右運動到極限位置時，散狀輔料廢料69同時被完全送到接料導軌62上面，完成散狀輔料廢料69的回收工作，之後，氣缸65進氣，推料機構61在氣缸65的推動下向左運動到初始位置，等待下一件散狀輔料廢料69到達推料機構61的插接板61-1右側指定位置後重複上述動作。

如圖33所示的散狀輔料包裝紙抽離輔助機構：由缸體IV21、右託盤19、支架70組成。其中缸體IV21缸體為長方形，缸體中部具有安裝孔，用於與固定機架連接，活塞杆可沿缸體在垂直方形往復直線運動；右託盤19為中間開有「□」形支架俯視形狀孔的方形厚板，厚 度為20mm，其厚度方向開有安裝孔，用於與固定機架連接，水平方向開有水平槽，便於將輔料推至輸送機上的推桿22通過；支架70除具有「□」形形狀外，還增加了折彎邊，可適量增大與輔料包的接觸面積，同時保證不與散狀輔料包裝紙60接觸。如圖34、圖35、圖36所示的散狀輔料包裝紙抽離輔助機構。工作時，其初始狀態為：缸體IV21活塞伸出，支架70上端位於右託盤19上表面以上。機器人夾具上的吸盤吸住散狀輔料包裝紙60將輔料包71放置於支架70上後，吸盤繼續吸住散狀輔料包裝紙60，機器人夾具上的刀具將散狀輔料包裝紙60切開，機器吸盤吸住散狀輔料包裝紙60移動，散狀輔料包裝紙60經過「□」形支架70中間的空隙被抽離出輔料包71，抽散狀輔料包裝紙60過程中不會拉扯到散狀輔料。隨後，缸體IV21收回，帶動支架70一起移動至右託盤19水平槽底面以下的位置。然後，推桿22在氣缸的帶動下經右託盤19的水平槽將輔料推至水平通道上。

如圖37所示，一種基於機器人的煙包包裝方形輔料自動上料氣壓系統，由發動機帶動壓縮機-整個氣壓系統提供動力。整個氣壓系統又分-物料搬運系統、刀具切割系統和物料輸送系統。如圖38所示，當機器人夾具移動到物料分割紙板上時，物料搬運系統中並聯了物料分隔紙板搬運氣路和物料搬運氣路；物料分隔紙板搬運氣路由第一真空發生器98和一個吸盤99相連，當真空發生器抽真空時，吸盤將物料分割紙板吸起，在由機器手將吸起的紙板放到指定位置後，真空發生器放氣，紙板失去吸力自動脫落，實現對分割紙板的搬運；物料搬運氣路由第二真空發生器96和吸盤97相連，機器手回到物料上，第二真空發生器96開始抽真空，吸97將物料吸起，在由機器手將吸起的物料搬運到伸出的支撐氣缸上。如圖39所示，刀具切割系統由壓縮機通過匯流板II100提供壓力氣源，刀具切割系統並聯了物料壓杆氣路、刀具伸縮氣路和包裝紙切割氣路。物料壓杆氣路由第六電磁換向閥107、第三三通111、第四三通112、雙向調速閥108和壓杆氣壓缸109、110連接而成，當機器手夾具上的吸盤97將物料吸起後，物料壓杆氣路導通，壓杆將物料壓緊；刀具伸縮氣路由第七電磁換向閥104、雙向調速閥105、刀具伸縮氣壓缸106相連而成，機器手將吸起的物料搬運到伸出的支撐氣缸上時，刀具伸縮氣路導通，刀具伸縮氣壓缸將刀具伸出到適當的位置；包裝紙切割氣路由第八電磁換向閥101、雙向調速閥102和包裝紙切割氣壓缸103相連而成，當刀具伸出到適當的位置時，包裝紙切割氣路導通，包裝紙切割氣壓缸帶著刀具運動將包裝紙切開，被切開的包裝紙隨著機器手的運動被運輸到包裝紙收集箱中。如圖40所示，物料輸送系統由壓縮機通過三通78和匯流板I提供動力來源，物料輸送系統並聯了物料左側升降氣路、物料水平輸送氣路、物料右側升降氣路、物料支撐氣路和故障物料推出氣路；物料支撐氣路由第三電磁換向閥88、雙向調速閥87和支撐氣壓缸86相連而成，且整個氣路安裝在物料右側升降氣路的右側升將剛上，隨著右側缸的運動而運動。在物料被機器手搬運到支撐氣壓缸上以前，支 撐氣壓缸伸出，而當機器手將物料包裝紙抽出、抽出不成功和物料包裝紙切割不成功後，支撐氣壓缸收回，這樣就保證了物料在抽紙過程中的塌落；物料右側升降氣路由第一電磁換向閥79、雙向調速閥80和右側升降氣壓缸81相連而成，在物料包裝紙沒有切割成功或者包裝紙抽紙不成功時，物料右側升降氣路導通，右側升降氣壓缸將帶動支撐氣缸一起將物料輸送給故障物料推出氣路,然後回到原位等待下一指令；故障物料推出氣路由第二電磁換向閥83、雙向調速閥85和故障推出氣壓缸84相連而成，當收到故障物料信息時，故障物料推出氣路導通，故障推出氣壓缸運動將故障物料推出，然後回到原位等待下一指令；物料水平輸送氣路由第四電磁換向閥91、雙向調速閥90和水平輸送氣缸89相連而成，當收到物料包裝紙切割成功的信息後，物料水平輸送氣路導通，水平輸送氣缸將物料輸送給左側升降氣路，然後快速回到原位等待下一指令；左側升降氣路由第五電磁換向閥94、雙向調速閥93和左側升降氣壓缸92相連而成，當收到水平輸送氣缸送來的物料後，氣路導通，左側升降氣壓缸將物料輸送到左側氣壓缸底部的輸送機構，由輸送機構將物料輸出，左側升降氣壓缸回到原位等待下一指令。