適用於易變形物料的取料機械手控制系統的製作方法
2023-09-21 22:49:50 1
本發明涉及傳統機械製造的智能控制領域，特別是涉及一種適用於易變形物料的取料機械手控制系統。
背景技術：
隨著現代工業的發展，自動化流水線生產設備已經廣泛用於各生產領域中，比如能夠進行抓取和搬運的機械手，可按照預設的軌跡運動，按固定程序抓取、搬運物料，它可代替人工的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用於機械製造、食品加工、電子、輕工和原子能等領域。
在麵包、蛋糕等軟質食品的生產流水線中，需要對產品包裝進行打碼，現有的生產流水線適用於易變形物料的取料機械手控制系統多為日本、歐洲或臺灣的進口設備，結構複雜，成本較高。而且，機械手運動控制的精度不夠，無法有效控制機械手的抓取壓力，壓力過大容易造成軟質食品的變形甚至損壞。
此外，現有適用於易變形物料的取料機械手控制系統還存在以下問題：（1）只能實現抓取和旋轉換位，在抓取物料後未對其進行抬升操作，使得抓手旋轉換位時容易刮擦到傳送帶，設備運行穩定性較差，且容易損壞物料。（2）機械手結構複雜，維修和更換不方便，且抓取效果不理想。（3）抓持力度控制不好，力度太輕物料容易從機械手的兩手臂之間掉落。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種新型的結構簡單，製造和維護成本低的適用於易變形物料的取料機械手控制系統，將抓取、升降和旋轉換位機構集成到一起，能夠傳感並控制機械手內側的壓力，保持合適的抓取壓力，不易脫落，且可避免壓力過大造成物料變形。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：適用於易變形物料的取料機械手控制系統，包括水平支架、豎直支架、控制機櫃、縱向升降驅動裝置、承載件、橫向抓取驅動裝置和機械手，控制機櫃固定安裝在豎直支架上，豎直支架上固定安裝有移位電機，水平支架的一端固定安裝在移位電機的輸出轉軸上；
所述的縱向升降驅動裝置包括升降驅動氣缸，升降驅動氣缸由升降驅動氣缸缸體和升降驅動氣缸活塞杆組成，升降驅動氣缸缸體固定安裝在水平支架上，承載件固定安裝在升降驅動氣缸活塞杆的頂端；
所述的橫向抓取驅動裝置包括抓取驅動氣缸，抓取驅動氣缸由抓取驅動氣缸缸體和抓取驅動氣缸活塞杆組成，抓取驅動氣缸缸體固定安裝在承載件上；升降驅動氣缸缸體、抓取驅動氣缸缸體和移位電機均與控制機櫃電連接；機械手包括兩個相互對稱設置的L型機械手臂，兩個L型機械手臂的頂端均通過鉸接軸a鉸接在抓取驅動氣缸活塞杆上，兩個L型機械手臂的轉角端均通過鉸接軸b鉸接在支撐凸塊上，支撐凸塊固定安裝在承載件的下方，支撐凸塊對稱設置於抓取驅動氣缸活塞杆的兩側；
所述L型機械手臂的內側設置有壓力傳感器，壓力傳感器與控制機櫃的信號輸入端相連，控制機櫃的信號輸出端與抓取驅動氣缸缸體相連。
本發明的有益效果是：
1）將抓取、升降和旋轉換位機構集成到一起，抓取物料並抬升後送遞至打碼機進行打碼，大大提高了生產效率。
2）通過氣缸實現機械手的升降和抓取控制，設計巧妙，控制精度高。
3）機械手結構設計巧妙，通過抓取驅動氣缸活塞杆的伸縮即可實現機械手的抓取和卸料動作，結構簡單，拆卸和更換方便，且使用效果良好。
4）在抓取物料時，能夠傳感並控制機械手內側的壓力，保持合適的抓取壓力，具有自適應調整抓取力的功能，能夠適用於不同尺寸大小的物料，物料抓持效果良好，不易脫落，且可避免壓力過大造成物料變形，特別適用於麵包、蛋糕等軟質食品或極易變形不易恢復類產品的取料。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖；
圖中，1-水平支架，2-控制機櫃，3-升降驅動氣缸缸體，4-升降驅動氣缸活塞杆，5-承載件，6-抓取驅動氣缸缸體，7-抓取驅動氣缸活塞杆，8-L型機械手臂，9-鉸接軸a，10-鉸接軸b，11-支撐凸塊，12-壓力傳感器，13-豎直支架，14-輸出轉軸。
具體實施方式
下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
如圖1所示，適用於易變形物料的取料機械手控制系統，包括水平支架1、豎直支架13、控制機櫃2、縱向升降驅動裝置、承載件5、橫向抓取驅動裝置和機械手，控制機櫃2固定安裝在豎直支架13上，豎直支架13上固定安裝有移位電機，水平支架1的一端固定安裝在移位電機的輸出轉軸14上；
所述的縱向升降驅動裝置包括升降驅動氣缸，升降驅動氣缸由升降驅動氣缸缸體3和升降驅動氣缸活塞杆4組成，升降驅動氣缸缸體3固定安裝在水平支架1上，承載件5固定安裝在升降驅動氣缸活塞杆4的頂端；
所述的橫向抓取驅動裝置包括抓取驅動氣缸，抓取驅動氣缸由抓取驅動氣缸缸體6和抓取驅動氣缸活塞杆7組成，抓取驅動氣缸缸體6固定安裝在承載件5上；升降驅動氣缸缸體3、抓取驅動氣缸缸體6和移位電機均與控制機櫃2電連接；機械手包括兩個相互對稱設置的L型機械手臂8，兩個L型機械手臂8的頂端均通過鉸接軸a9鉸接在抓取驅動氣缸活塞杆7上，兩個L型機械手臂8的轉角端均通過鉸接軸b10鉸接在支撐凸塊11上，支撐凸塊11固定安裝在承載件5的下方，支撐凸塊11對稱設置於抓取驅動氣缸活塞杆7的兩側；
所述L型機械手臂8的內側設置有壓力傳感器12，壓力傳感器12與控制機櫃2的信號輸入端相連，控制機櫃2的信號輸出端與抓取驅動氣缸缸體6相連。
取料機械手的工作過程如下：
S1：物料傳輸到傳送帶上的取料位；
S2：控制機櫃2輸出信號控制升降驅動氣缸活塞杆4伸出指定距離，直到L型機械手臂8的下端接近傳送帶；
S3：控制機櫃2輸出信號控制抓取驅動氣缸活塞杆7收縮，拖拽L型機械手臂8以鉸接軸b10為中心向內收攏，直到兩個L型機械手臂8夾緊物料；
S4：壓力傳感器12檢測到壓力值隨兩個L型機械手臂8的夾緊而變大，當壓力值達到預設值時，控制機櫃2輸出信號控制抓取驅動氣缸活塞杆7停止收縮，保持該預設壓力抓緊物料；
S5：控制機櫃2輸出信號控制升降驅動氣缸活塞杆4收縮抬起物料；
S6：控制機櫃2輸出信號控制移位電機工作，輸出轉軸14轉動，帶動水平支架1轉動，從而帶動抓持有物料的機械手進行旋轉；
S7：控制機櫃2輸出信號控制抓取驅動氣缸活塞杆7伸出，推動L型機械手臂8以鉸接軸b10為中心向外鬆開，物料從兩個L型機械手臂8之間落下。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。