粉体包装机器人智能装袋系统技术方案

粉体包装机器人智能装袋系统，由六轴工业机器人本体、抓取机械手机构、空袋库、送料小车、专用坐标点检测机构、控制柜六个部分组成，控制器控制六轴工业机器人实现在工作坐标内进行转动、上升、下降、平移动作，控制器控制抓取机械手机构能将包装空袋袋口套到包装机出料口上，控制空袋库能实现智能供袋，控制送料小车将装满物料的袋子沿轨道送到缝纫机入口，该系统能为10kg‑50kg通用型粉体包装机圆形出料口的包装设备自动套袋缝口，代替人工操作，实现全自动包装。

Intelligent Bagging System for Powder Packaging Robot

Intelligent bag-filling system of powder packaging robot consists of six parts: six-axis industrial robot body, grabbing mechanism, empty bag storehouse, feeding trolley, special coordinate point detection mechanism and control cabinet. The controller controls the six-axis industrial robot to rotate, rise, fall and move horizontally in working coordinates. The controller controls the grabbing mechanism to be able to pack empty bags. The bag mouth is set on the outlet of the packing machine, and the empty bag storehouse is controlled to realize intelligent bag supply. The feeding trolley is controlled to send the bags filled with materials along the track to the entrance of the sewing machine. The system can automatically cover the bag and sew the outlet of the round outlet of the 10kg to 50kg general powder packing machine, instead of manual operation, to realize full automatic packaging.

【技术实现步骤摘要】
粉体包装机器人智能装袋系统
本专利技术型专利涉及一种粉体包装机器人智能装袋系统,特别是用于10kg-50kg通用型粉体包装机具有圆形出料口设备的机器人全自动装袋设备。
技术介绍
目前国内10kg-50kg通用型粉体包装机包装出料口，根据包装物料不同，包装机出料口分为两种形状。即长方形出料口和圆形出料口。长方形出料口只适用于粉尘较小的颗粒物料；圆形出料口适用于粉体物料和颗粒物料，很多包装机厂家为了备件通用都将包装机出料口制作成圆形。包装机的空包装袋上(套)袋工作普遍都是由人工操作；上袋后按动下料开关；包装机自动将空包装袋夹紧后延时下料；下料结束后夹袋机构打开，装好物料的袋子落到包装机皮带输送机上；人工将皮带输送机上的包装袋袋口整理好，送入包装机缝纫机缝口。很多包装机的工作岗位都是一个人上套袋，一个人缝口。在包装易扬尘的粉体物料时(例如：面粉、淀粉、腻子)工作空间避免不了会扬尘。随着人们环保意识的提升，在有扬尘工作岗位上，雇工越来越难，加上几年人工成本上升。很多包装机使用企业对代替人工操作包装机的智能设备提出了强烈需求。国内外很多厂家针对国内形势，都先后开发了许多种智能设备代替人工。在长方形出料口包装机的智能组合机构方面基本成熟，但价格较高约为20-40万/套，且故障率高，对包装袋要求严格。在圆形出料口粉体包装机方面大规模应用的设备至今还未出现。因此研发智能设备代替粉体物料圆形出料口包装机人工是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种粉体包装机器人智能装袋系统，该机器人智能装袋系统能为10kg-50kg通用型粉体包装机圆形出料口的包装设备自动套袋缝口，代替人工操作，实现全自动包装。本专利技术的技术方案是：粉体包装机器人智能装袋系统，由以下几个部分组成：(1)六轴工业机器人本体：包括六个轴伺服电机、六个轴，第六轴上安装有抓取机械手机构，六个轴伺服电机与六个轴分别电连接，驱动六个轴在控制器操控下，沿着工作坐标进行给定的运动；(2)抓取机械手机构：包括五个电磁阀、开袋吸盘、两个开袋吸盘轨道气缸，空袋吸盘、两个夹袋气缸、两个气动夹手、其中四个电磁阀分别控制开袋吸盘、两个开袋吸盘轨道气缸、空袋吸盘、两个夹袋气缸，两个夹袋气缸驱动两个气动夹手开合，两个开袋吸盘轨道气缸驱动两个气动夹手的距离远近，空袋吸盘能吸附包装空袋、气动夹手能夹持包装空袋，并配合空袋吸盘、开袋吸盘，将包装空袋袋口套到包装机出料口上；(3)空袋库：包括电机、通过电机链条传动能升降的托板、调节空袋高度的上、下限位感应器、供袋感应传感器，所述的电机装在库体底部，上、下限位感应器分别安装在托板的上、下方，该感应器触发时，在控制器的操控下，系统报警停止工作，所述的供袋感应传感器，安装在库体上端，没有袋子时，该传感器能发出信号，在控制器的操控下，使电机转动带动托板上升到一个设定单位，实现智能供袋；(4)送料小车：包括小车伺服电机、小车夹紧电磁阀、2个气缸、夹袋夹手，所述的小车夹紧电磁阀与2个气缸气管连接，双驱动夹袋夹手夹紧或松开装满物料的袋子，小车伺服电机能驱动送料小车在缝纫机入口与包装机出料口之间沿轨道移动，将装满物料的袋子沿轨道送到缝纫机入口。(5)专用坐标点检测机构：包括坐标1传感器、坐标2传感器、坐标3传感器，所述的坐标1传感器是指空袋库指定坐标检测点的光传感器，装在空袋库靠近包装机一侧边框外的位置，坐标1传感器检测抓取空袋是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令抓取空袋继续移动到专用坐标2传感器附近进行包装前开袋工作；所述的坐标2传感器是指出料口外侧指定坐标检测点的光传感器，装在出料口下方的开袋吸盘平行支架上，坐标2传感器检测开袋工作是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令抓取开袋向上移动到坐标3传感器附近进行套袋工作；坐标3传感器是指料口中心指定坐标检测点的光传感器，安装在出料口下方5cm位置支架上，坐标3传感器检测套袋工作是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令包装机夹紧袋子、称重及下料、完成包装，松开袋子，由送料小车夹袋到缝纫机缝合；(6)控制柜：柜体内装有控制器、六个轴伺服电机控制模块，控制器外接示教器、包装机PLC，所述控制器是一台装有机器人CRP-ES80操作系统的微型计算机，控制器内存储有操作六轴工业机器人的专用指令程序，控制器与六个轴伺服电机控制模块通过总线连接双向传输信号，该六个轴伺服电机控制模块与六轴工业机器人的六个轴伺服电机分别通过总线连接双向传输信号，分别控制机器人的六个轴动作；控制器通过总线、PLC专用接口与包装机PLC电连接双向传输信号，包装机PLC具有控制包装机出料口夹手、包装机称重及下料、缝纫机启停、皮带输送机启停、包装机除尘风机启停等功能；控制器通过总线、I/O接口与抓取机械手机构的电磁阀连接双向传输信号，通过专用指令程序控制抓取机械手机构，将空袋口套到包装机出料口上；控制器通过总线、I/O接口与调节空袋高度的上、下限位感应器、供袋感应传感器电连接双向传输信号，通过专用指令程序控制空袋库的上、下限位感应器、供袋感应传感器、电机工作，实现智能供袋；控制器通过总线、I/O接口与坐标1传感器、坐标2传感器、坐标3传感器电连接双向传输信号，坐标1-3传感器用于检测指定坐标检测点的信号，通过专用指令程序控制机器人动作转换；控制器通过总线、I/O接口与送料小车的小车夹紧电磁阀、小车伺服电机分别电连接双向传输信号，控制器的专用指令程序通过控制小车夹紧电磁阀、2个气缸分别控制夹袋夹手工作，小车伺服电机能驱动送料小车在缝纫机入口与包装机出料口之间沿轨道移动，将装满物料的袋子沿轨道送到缝纫机入口。所述的轴伺服电机与六个轴伺服电机控制模块分别电连接，构成六个单独控制单元。所述的包装空袋袋口为圆形。所述空袋吸盘、开袋吸盘上设有空气清洁机构，空气清洁机构由清洁吸盘电磁阀与喷吹气管连接组成。所述的空袋库，其库体容量即待用包装袋堆积厚度为0.5-1m。本专利技术粉体包装机器人智能装袋系统的优点是：1)粉体包装机器人智能装袋系统，自动套袋、缝口，提高了工作效率，特别是为圆形出料口装袋、整理袋口的扬尘操作环境中，代替人工操作，减少了粉尘对操作工人健康造成的危害。2)控制柜将六轴工业机器人的每轴伺服电机设为单独控制单元，降低的机器人电气检修、维护工作量。控制器通过总线和I/O接口与外设连接，可方便扩展接入点。3)CRP操作系统操作程序编写专用指令，可随其工作环境变化以及加工件的变化进行再编程，现场微调成功后可设置一键复位点，程序可U盘备份。通信协议兼容性强，维护方便。4)空袋库内可装0.5-1m厚度的待用包装袋，空袋库容量大。空袋库设有空袋高度上、下限位感应器，库内袋子高于或低于警戒位置时触发感应，实现了智能检测和供袋。5)本专利技术的空气清洁机构对抓取机械手机构的吸盘自动喷吹，极大的增加了吸盘的工作寿命，降低了用户的使用成本；机械夹紧机构的主体材质为铝，机构的驱动为气缸驱动，减少了机构的重量，减少了工业机器人载荷又可满足系统工作强度。6)送料小车夹袋夹手由双气缸驱动，夹紧力大，比电机、液压夹紧驱动总量轻，使用寿命长。小车轨道送料，送料稳定性高，小车伺服电机轨道驱动，送料位置精确。附图说明图1是本专利技术粉体包装机器人智能装袋系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粉体包装机器人智能装袋系统，其特征在于：由以下几个部分组成：(1)六轴工业机器人本体：包括六个轴伺服电机、六个轴，第六轴上安装有抓取机械手机构，六个轴伺服电机与六个轴分别电连接，驱动六个轴在控制器操控下，沿着工作坐标进行给定的运动；(2)抓取机械手机构：包括五个电磁阀、开袋吸盘、两个开袋吸盘轨道气缸，空袋吸盘、两个夹袋气缸、两个气动夹手、其中四个电磁阀分别控制开袋吸盘、两个开袋吸盘轨道气缸、空袋吸盘、两个夹袋气缸，两个夹袋气缸驱动两个气动夹手开合，两个开袋吸盘轨道气缸驱动两个气动夹手的距离远近，空袋吸盘能吸附包装空袋、气动夹手能夹持包装空袋，并配合空袋吸盘、开袋吸盘，将包装空袋袋口套到包装机出料口上；(3)空袋库：包括电机、通过电机链条传动能升降的托板、调节空袋高度的上、下限位感应器、供袋感应传感器，所述的电机装在库体底部，上、下限位感应器分别安装在托板的上、下方，该感应器触发时，在控制器的操控下，系统报警停止工作，所述的供袋感应传感器，安装在库体上端，没有袋子时，该传感器能发出信号，在控制器的操控下，使电机转动带动托板上升到一个设定单位，实现智能供袋；(4)送料小车：包括小车伺服电机、小车夹紧电磁阀、2个气缸、夹袋夹手，所述的小车夹紧电磁阀与2个气缸气管连接，双驱动夹袋夹手夹紧或松开装满物料的袋子，小车伺服电机能驱动送料小车在缝纫机入口与包装机出料口之间沿轨道移动，将装满物料的袋子沿轨道送到缝纫机入口。(5)专用坐标点检测机构：包括坐标1传感器、坐标2传感器、坐标3传感器，所述的坐标1传感器是指空袋库指定坐标检测点的光传感器，装在空袋库靠近包装机一侧边框外约5cm位置，坐标1传感器检测抓取空袋是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令抓取空袋继续移动到专用坐标2传感器附近进行包装前开袋工作；所述的坐标2传感器是指出料口外侧指定坐标检测点的光传感器，装在出料口下方的开袋吸盘平行支架上，坐标2传感器检测开袋工作是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令抓取开袋向上移动到坐标3传感器附近进行套袋工作；坐标3传感器是指料口中心指定坐标检测点的光传感器，安装在出料口下方5cm位置支架上，坐标3传感器检测套袋工作是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令包装机夹紧袋子、称重及下料、完成包装，松开袋子，由送料小车夹袋到缝纫机缝合；(6)控制柜：柜体内装有控制器、六个轴伺服电机控制模块，控制器外接示教器、包装机PLC，所述控制器是一台装有机器人CRP‑ES80操作系统的微型计算机，控制器内存储有操作六轴工业机器人的专用指令程序，控制器与六个轴伺服电机控制模块通过总线连接双向传输信号，该六个轴伺服电机控制模块与六轴工业机器人的六个轴伺服电机分别通过总线连接双向传输信号，分别控制机器人的六个轴动作；控制器通过总线、PLC专用接口与包装机PLC电连接双向传输信号，包装机PLC具有控制包装机出料口夹手、包装机称重及下料、缝纫机启停、皮带输送机启停、包装机除尘风机启停等功能；控制器通过总线、I/O接口与抓取机械手机构的电磁阀连接双向传输信号，通过专用指令程序控制抓取机械手机构，将空袋口套到包装机出料口上；控制器通过总线、I/O接口与调节空袋高度的上、下限位感应器、供袋感应传感器电连接双向传输信号，通过专用指令程序控制空袋库的上、下限位感应器、供袋感应传感器、电机工作，实现智能供袋；控制器通过总线、I/O接口与坐标1传感器、坐标2传感器、坐标3传感器电连接双向传输信号，坐标1‑3传感器用于检测指定坐标检测点的信号，通过专用指令程序控制机器人动作转换；控制器通过总线、I/O接口与送料小车的小车夹紧电磁阀、小车伺服电机分别电连接双向传输信号，控制器的专用指令程序通过控制小车夹紧电磁阀、2个气缸分别控制夹袋夹手工作，小车伺服电机能驱动送料小车在缝纫机入口与包装机出料口之间沿轨道移动，将装满物料的袋子沿轨道送到缝纫机入口。...

【技术特征摘要】
1.粉体包装机器人智能装袋系统，其特征在于：由以下几个部分组成：(1)六轴工业机器人本体：包括六个轴伺服电机、六个轴，第六轴上安装有抓取机械手机构，六个轴伺服电机与六个轴分别电连接，驱动六个轴在控制器操控下，沿着工作坐标进行给定的运动；(2)抓取机械手机构：包括五个电磁阀、开袋吸盘、两个开袋吸盘轨道气缸，空袋吸盘、两个夹袋气缸、两个气动夹手、其中四个电磁阀分别控制开袋吸盘、两个开袋吸盘轨道气缸、空袋吸盘、两个夹袋气缸，两个夹袋气缸驱动两个气动夹手开合，两个开袋吸盘轨道气缸驱动两个气动夹手的距离远近，空袋吸盘能吸附包装空袋、气动夹手能夹持包装空袋，并配合空袋吸盘、开袋吸盘，将包装空袋袋口套到包装机出料口上；(3)空袋库：包括电机、通过电机链条传动能升降的托板、调节空袋高度的上、下限位感应器、供袋感应传感器，所述的电机装在库体底部，上、下限位感应器分别安装在托板的上、下方，该感应器触发时，在控制器的操控下，系统报警停止工作，所述的供袋感应传感器，安装在库体上端，没有袋子时，该传感器能发出信号，在控制器的操控下，使电机转动带动托板上升到一个设定单位，实现智能供袋；(4)送料小车：包括小车伺服电机、小车夹紧电磁阀、2个气缸、夹袋夹手，所述的小车夹紧电磁阀与2个气缸气管连接，双驱动夹袋夹手夹紧或松开装满物料的袋子，小车伺服电机能驱动送料小车在缝纫机入口与包装机出料口之间沿轨道移动，将装满物料的袋子沿轨道送到缝纫机入口。(5)专用坐标点检测机构：包括坐标1传感器、坐标2传感器、坐标3传感器，所述的坐标1传感器是指空袋库指定坐标检测点的光传感器，装在空袋库靠近包装机一侧边框外约5cm位置，坐标1传感器检测抓取空袋是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令抓取空袋继续移动到专用坐标2传感器附近进行包装前开袋工作；所述的坐标2传感器是指出料口外侧指定坐标检测点的光传感器，装在出料口下方的开袋吸盘平行支架上，坐标2传感器检测开袋工作是否合格，如果合格，信号反馈给控制器，控制器指令抓取开袋向上移动到坐标3传感器附近进行套袋工作；坐标3传感器是指料口中心指定坐标检测点的光传感器，安装在出料口下方5cm位置支架上，坐标3传感器检测套袋工作是否合格，如果合格，信号反馈给控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志宇，陈国飞，赵莲，
申请(专利权)人：孙志宇，
类型：发明
国别省市：吉林,22