一種柔性旋蓋爪具、視覺引導關蓋裝置及關蓋方法
2023-07-07 13:33:31
一種柔性旋蓋爪具、視覺引導關蓋裝置及關蓋方法
【專利摘要】本發明公開了一種柔性旋蓋爪、視覺引導關蓋裝置及關蓋方法，其中柔性旋蓋爪具包括柔性旋蓋爪，柔性旋蓋爪包括：轉動體、彈簧座、彈簧、壓緊座、旋蓋爪。當桶口面與旋蓋爪面不平行時，由於轉動體下端為球面、壓緊座與轉動體之間是靠彈簧的彈力連接的，在桶蓋和桶口的壓力作用下壓緊座向上壓縮彈簧並且與桶面形成一定的角度使桶蓋與桶口平行，在彈簧的作用下壓緊座把桶蓋緊緊的壓在桶口上。並且在氣動馬達帶動轉動體轉動時，轉動體可以始終與桶蓋成一個角度把桶蓋旋進桶口，從而在桶口不平時完成關蓋工作。本發明實現了桶面不平的情況下的自動關蓋，提高了關蓋機械的智能化和關蓋工作效率，保證了工人的人身安全。
【專利說明】一種柔性旋蓋爪具、視覺引導關蓋裝置及關蓋方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明適用於液態標準200L物料桶的關蓋裝置。尤其涉及化工產業中強腐蝕、劇毒物料標準200L物料桶灌裝後的自動關蓋裝置。
【背景技術】
[0002]目前廣泛使用的關蓋裝置為手動關蓋。手動關蓋裝置採用一種市場可買到的關蓋扳手(也可自制簡易關蓋扳手)。純依靠人力關蓋，以上方式的自動化程度不強，完全依賴人工來尋找桶口，在劇毒強腐蝕的環境中對人體會有一定的危害。但是手動關蓋適應性強，在桶面不平的情況下仍然可以順利的完成關蓋工作。而目前存在的機械關蓋裝置關蓋效率低、自動化到程度不高，並且在桶面不平的情況下很難完成關蓋工作。因此，解決機械關蓋裝置在桶面不平情況下不能準確完成關蓋工作的問題是當務之急。
【發明內容】
[0003]在灌裝領域，每一次灌裝結束後，都要把標準200L物料桶的桶蓋關好，在以往的工作過程中多採用人工關蓋的方式。有些強腐蝕、劇毒的環境中人工關蓋會對人體帶來危害。自動化的程度不高。本發明的目的在於提供一種柔性旋蓋爪、視覺引導關蓋裝置及關蓋方法，解決了上述問題，同時實現桶面不平情況下的自動關蓋，自動化程度高。
[0004]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:
一種柔性旋蓋爪具包括:柔性旋蓋爪、氣缸、氣動馬達、雙軸氣缸。柔性旋蓋爪包括:連接座、轉動體、計數板、彈簧座、彈簧、壓緊座、旋蓋爪。連接座與雙軸氣缸相連，連杆與連接座連接，旋蓋爪分別與連杆、上蓋相連，上蓋安裝在轉動體上。連接座、旋蓋爪、連杆組成的連杆機構，在雙軸氣缸的帶動下完成旋蓋爪的張開與關閉動作即對桶蓋的夾緊與鬆開。彈簧座、彈簧、壓緊座安裝在轉動體上，在彈簧的作用下彈簧座與上蓋接觸，壓緊座與轉動體接觸。
[0005]當桶口面與旋蓋爪面不平行時，在桶蓋與桶口接觸後，由於轉動體下端為球面、壓緊座與轉動體之間是靠彈簧的彈力連接的。在桶蓋和桶口的壓力作用下壓緊座向上壓縮彈簧並且與桶面形成一定的角度(與桶面與桶口之間的角度相同< 10° )。使桶蓋與桶口平行。在彈簧的作用下壓緊座把桶蓋緊緊的壓在桶口上。轉動體與氣動馬達相連，由於轉動體下端是球面，這樣可以保證在氣動馬達帶動轉動體轉動時，轉動體可以始終與桶蓋成一個角度把桶蓋旋進桶口，從而在桶口不平時完成關蓋工作。
[0006]視覺引導關蓋機械手，包括:視覺尋址裝置、關蓋機構、機體。關蓋機構包括:二維行走小車、柔性旋蓋爪具；其徵是:視覺尋址裝置固定在機體頂部；2)關蓋機構與機體固定，二維行走小車安裝在關蓋機構上，柔性旋蓋爪具安裝在二維行走小車上。
[0007]視覺引導關蓋機械手關蓋方法:主要包括取蓋和關蓋兩個過程，具體包括如下步驟:1)利用視覺尋址裝置找到桶蓋，並計算出桶蓋與柔性旋蓋爪的相對位置；2)柔性旋蓋爪具通過二維行走小車把柔性旋蓋爪運行到桶蓋的正上方；3)氣缸工作帶動柔性旋蓋爪具向下運行，柔性旋蓋爪與桶蓋接觸，並夾緊桶蓋，氣缸工作帶動柔性旋蓋爪具升起；4)視覺尋址裝置找到桶口，並計算出桶口與柔性旋蓋爪的相對位置；5)柔性旋蓋爪具通過二維行走小車把柔性旋蓋爪運行到桶口的正上方；6)柔性旋蓋爪具向下運行，並把桶蓋緊緊的壓在桶口上；7)氣動馬達通過轉動體帶動桶蓋、計數板轉動。如圖4所示接近開關記錄計數板旋轉的圈數，當記錄的圈數與預設圈數相同時，完成關蓋工作。
[0008]其中，步驟3)中夾緊桶蓋是通過下述過程實現的:雙軸氣缸工作，通過連接座、旋蓋爪、連杆組成的連杆機構把桶蓋夾緊。
[0009]其中，步驟6)中關蓋機械臂的具體工作過程為:氣缸工作帶動柔性旋蓋爪具向下運行，柔性旋蓋爪夾住桶蓋與桶口接觸，雙軸氣缸工作通過連接座、旋蓋爪、連杆組成的連杆機構把桶蓋鬆開，此時關蓋機械臂把桶蓋緊緊的壓在桶口上。
[0010]採用上述結構和方法後，本發明的有益效果為:
1.採用視覺尋址裝置:保證自動尋找桶口的精度，提高了自動化的程度。實現現場無人工操作。
2.柔性旋蓋爪:柔性旋蓋爪的使用保證了關蓋的成功率，在自動關蓋過程中，不再要求標準200L物料桶的桶口與桶面平行，即使桶口與桶面有一定的角度(< 10° )，也可以保證關蓋工作的完成。
[0011]3.視覺導引關蓋機械臂的柔性爪具可作為石油、化工、燃料、醫藥等行也的自動灌裝成產線的配套設備，對易燃易爆、劇毒、強腐蝕的液態產品可實現灌裝現場無人操作，提高勞動生產效率，降低勞動強度，安全，無汙染環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]此處所說明的附圖是用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，但並不構成對本發明的不當限定，在附圖中:
圖1為視覺引導關蓋機械手主視圖；
圖2為視覺引導關蓋機械手俯視圖；
圖3為柔性旋蓋爪具；
圖4為柔性旋蓋爪；
附圖標記說明:
1-關蓋機構，2-視覺尋址裝置，3-機體，4-柔性旋蓋爪具，5- 二維行走小車，6-雙軸氣缸，7-氣動馬達，8-柔性旋蓋爪，9-氣缸，10-接近開關，11-轉動體，12-計數板，13-彈簧座，14-彈簧，15-連杆，16-壓緊座，17-柔性旋蓋爪，18-上蓋，19-連接座。
【具體實施方式】
[0013]本發明提供了一種同時更換物料軟管與充料槍的快換結構及快換方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0014]如圖1所視視覺尋址裝置2固定在機體頂部3，當灌裝結束後標準200L物料桶運行到關蓋機構I的工作區域時，視覺尋址裝置2能夠拍攝到足夠的圖像來進行分析確定桶蓋和桶口的位置。
[0015]關蓋機構I與機體固定3，二維行走小車5安裝在關蓋機構I上，柔性旋蓋爪具4安裝在二維行走小車5上，以保證視覺尋址裝置2找到桶蓋、桶口，並計算出桶蓋、桶口與柔性旋蓋爪8的相對位置後，柔性旋蓋爪具4可以通過二維行走小車5把柔性旋蓋爪8運行到桶蓋、桶口的正上方。
[0016]視覺尋址裝置找到桶蓋，並計算出桶蓋與柔性旋蓋爪8的相對位置後，柔性旋蓋爪具4可以通過二維行走小車5把柔性旋蓋爪8運行到桶蓋的正上方。氣缸9工作帶動柔性旋蓋爪具4向下運行柔性旋蓋爪8與桶蓋接觸，雙軸氣缸6工作通過連接座19、柔性旋蓋爪17、連杆15組成的連杆機構把桶蓋加緊。氣缸9工作帶動柔性旋蓋爪具4升起。視覺尋址裝置2找到桶口，並計算出桶口與柔性旋蓋爪8的相對位置後，柔性旋蓋爪具4可以通過二維行走小車5把柔性旋蓋爪8運行到桶口的正上方。氣缸9工作帶動柔性旋蓋爪具4向下運行柔性旋蓋爪8夾住桶蓋與桶口接觸，雙軸氣缸6工作通過連接座19、柔性旋蓋爪17、連杆15組成的連杆機構把桶蓋鬆開，此時柔性旋蓋爪具4把桶蓋緊緊的壓在桶口上。
[0017]柔性旋蓋爪具4把桶蓋緊緊的壓在桶口上後，當桶面與桶口有一定的角度時?10° )時。由於桶蓋和桶口的壓力作用壓緊座16向上壓縮彈簧並且與桶面形成一定的角度(與桶面與桶口之間的角度相同< 10° )。使桶蓋與桶口平行。氣動馬達7通過轉動體11帶動桶蓋轉動，此時計數板12工作，通過接近開關10計數桶蓋旋緊的圈數，當計數板12記錄的圈數與預設圈數相同時，氣動馬達7停止，氣缸9工作帶動柔性旋蓋爪具4升起，二維行走小車5帶動柔性旋蓋爪具4返回初始位置。關蓋工作完成。
【權利要求】
1.一種柔性旋蓋爪具，包括:柔性旋蓋爪、氣缸、氣動馬達、雙軸氣缸；柔性旋蓋爪包括；連接座、轉動體、彈簧座、彈簧、壓緊座、旋蓋爪；連接座與雙軸氣缸相連，連杆與連接座連接，旋蓋爪分別與連杆、上蓋相連，上蓋安裝在轉動體上；連接座、旋蓋爪、連杆組成的連杆機構，在雙軸氣缸的帶動下完成旋蓋爪的張開與關閉動作即對桶蓋的夾緊與鬆開；彈簧座、彈簧、壓緊座安裝在轉動體上，在彈簧的作用下彈簧座與上蓋接觸，壓緊座與轉動體接觸。
2.根據權利要求1所述的一種柔性旋蓋爪具，其特徵在於，所述柔性旋蓋爪還包括計數板和接近開關。
3.根據權利要求1所述的一種柔性旋蓋爪具，其特徵在於，所述轉動體下端為球面。
4.一種視覺引導關蓋機械手，包括:視覺尋址裝置、關蓋機構和機體；關蓋機構包括二維行走小車和柔性旋蓋爪具；其特徵是:1)視覺尋址裝置固定在機體頂部；2)關蓋機構與機體固定，二維行走小車安裝在關蓋機構上，柔性旋蓋爪具安裝在二維行走小車上。
5.一種關蓋方法，主要包括取蓋和關蓋兩個過程，具體包括如下步驟:1)利用視覺尋址裝置找到桶蓋，並計算出桶蓋與柔性旋蓋爪的相對位置；2)柔性旋蓋爪具通過二維行走小車把柔性旋蓋爪運行到桶蓋的正上方；3)氣缸工作帶動柔性旋蓋爪具向下運行，柔性旋蓋爪與桶蓋接觸，並夾緊桶蓋，氣缸工作帶動柔性旋蓋爪具升起；4)視覺尋址裝置找到桶口，並計算出桶口與柔性旋蓋爪的相對位置；5)柔性旋蓋爪具通過二維行走小車把柔性旋蓋爪運行到桶口的正上方；6)柔性旋蓋爪具向下運行，並把桶蓋壓緊在桶口上；7)氣動馬達通過轉動體帶動桶蓋、計數板轉動，接近開關記錄計數板旋轉的圈數，當記錄的圈數與預設圈數相同時，完成關蓋工作。
6.根據權利要求5所述的一種關蓋方法，其特徵在於，步驟3)中夾緊桶蓋是通過下述過程實現的:雙軸氣缸工作，通過連接座、旋蓋爪、連杆組成的連杆機構把桶蓋加緊。
7.根據權利要求5所述的一種關蓋方法，其特徵在於，步驟6)中關蓋機械臂的具體工作過程為:氣缸工作帶動柔性旋蓋爪具向下運行，柔性旋蓋爪夾住桶蓋與桶口接觸，雙軸氣缸工作通過連接座、旋蓋爪、連杆組成的連杆機構把桶蓋鬆開，此時關蓋機械臂把桶蓋緊緊的壓在桶口上。
【文檔編號】B67B3/00GK104229694SQ201410395452
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】曹井龍, 金英淑, 王忠鵬, 李光遠, 高陽, 姜有銳, 康振國, 張宇航, 王鑫, 李志慧, 楊鵬凌, 王慶旭, 蔣世財, 李建民 申請人:長春北方化工灌裝設備有限公司