一种纸箱供料装箱机器人及其供料装箱方法技术

本发明专利技术涉及一种纸箱供料装箱机器人及其供料装箱方法，包括供料机构、装箱排列机构、物联网控制模块三部分。供料机构包括纸箱移动机构、纸箱吸取机构、以及自动定位机构；装箱排列机构包括纸箱预折叠机构、自动排列机构、纸箱最终成型机构、以及纸箱推走机构。自动定位机构由多个光电传感器感应纸板与真空吸盘的距离，以反馈至伺服驱动机构和双出杆直线气缸，从而调节真空吸盘和纸板的横向距离和竖直距离，起到自动定位、主动补偿的功能，提高了吸盘吸起纸板的可靠性；将纸箱折叠分为预折叠和最终成型两部分，将预折叠后的纸箱作为基准面，将货物推入其中，保证货物与纸箱的边缘贴合，最终完成封箱操作，避免了货物在纸箱内晃动的问题出现。

A kind of carton feeding and packing robot and its feeding and packing method

The invention relates to a carton feeding and packing robot and a feeding and packing method thereof, which comprises a feeding mechanism, a packing arrangement mechanism and an Internet of things control module. The feeding mechanism includes a carton moving mechanism, a carton drawing mechanism, and an automatic positioning mechanism; the packing arrangement mechanism includes a carton pre folding mechanism, an automatic arrangement mechanism, a carton final forming mechanism, and a carton pushing mechanism. The automatic positioning mechanism uses multiple photoelectric sensors to sense the distance between the cardboard and the vacuum sucker to feed back to the servo drive mechanism and the straight-line cylinder with double output rods, so as to adjust the horizontal distance and vertical distance between the vacuum sucker and the cardboard, and play the function of automatic positioning and active compensation, thus improving the reliability of the cardboard sucked by the sucker; the folding of the cardboard is divided into two parts: pre folding and final forming, Take the pre folded carton as the reference plane, push the goods into it, ensure that the goods fit the edge of the carton, and finally complete the box sealing operation to avoid the problem of goods shaking in the carton.

【技术实现步骤摘要】
一种纸箱供料装箱机器人及其供料装箱方法
本专利技术涉及一种装箱设备，具体涉及一种纸箱供料装箱机器人及其供料装箱方法。
技术介绍
自动装箱机打包捆扎一体机是一款集封箱、打包为一体的自动化机器设备。随着工业化生产以及物料行业的不断发展，工厂生产出的产品会经过最终打包装箱再由物流交付至客户，对于打包装箱环节，纸箱的供料这一工序是必不可少的，纸箱的供料稳定性和效率直接影响到了最终装箱的结果。装箱和排列是最终工序，为了适应大规模的装箱需求量，用于自动装箱的自动化设备应运而生。现有技术中对于纸箱的供料折叠通常为如下方案：采用送纸辊送纸，将货物放入指定区域后，对纸箱的四个侧面和上盖进行翻折打包。上述方案存在如下弊端：送纸辊在送纸时，对于较厚的纸板，容易造成打滑现象；而上述折叠打包的方式由于缺少基准面，无法保证折叠后的纸箱和货物完美贴合。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种纸箱供料装箱机器人及其供料装箱方法，解决了现有技术存在的上述问题。技术方案：一种纸箱供料装箱机器人，包括供料机构、装箱排列机构、物联网控制模块三部分。其中，供料机构，包括机架，用于驱动纸箱沿水平和竖直方向移动的纸箱移动机构，设置在所述纸箱移动机构上方、且沿水平方向滑动的纸箱吸取机构，以及安装在所述纸箱吸取机构上预定位置处的自动定位机构；装箱排列机构，包括安装在所述机架内部预定位置处的纸箱预折叠机构，设置在所述机架内、且位于所述纸箱预折叠机构一侧、并可在水平方向滑动的自动排列机构，设置在所述机架内、沿水平方向滑动、且与所述自动排列机构呈预定夹角的纸箱最终成型机构，以及设置在所述机架内预定位置处的纸箱推走机构；物联网控制模块，包括安装在所述机架内部的可编程逻辑控制器，与所述可编程逻辑控制器通过数据线缆连接的传感器神经网络，与所述传感器神经网络通过数据线缆连接的工业网关模块，以及接入所述工业网关模块的USN接入网络。在进一步的实施例中，所述纸箱移动机构包括基座，沿水平方向滑动设置在所述基座上的水平位移机构，沿竖直方向滑动设置在所述水平位移机构上方的竖直位移机构，以及固定在所述竖直位移机构上的堆叠架；所述传感器神经网络包括用于感知机架内部设定区域温度的温度传感器，用于感知机架内部设定区域湿度的湿度传感器，以及用于感知纸箱所在工位的光电传感器。在进一步的实施例中，所述竖直位移机构包括第一伺服电机，竖直安装在所述第一伺服电机一侧的滚珠丝杆，分别固定在所述第一伺服电机的输出轴和所述滚珠丝杆一端的第一主动齿带轮和第一从动齿带轮，以及啮合套设在所述第一主动齿带轮和第一从动齿带轮上的第一齿形带；所述堆叠架的两侧设有用于限位的竖直滑动轨道组，所述竖直滑动轨道组包括竖直安装的竖直滑轨，通过多个滑块滑动设置在所述竖直滑轨上的第二滑动板，固定在所述堆叠架的两侧预定位置处的铰接板，以及铰接在所述第二滑动板和铰接板上的多组连杆。由第一伺服电机将动力输出至第一主动齿带轮，由第一主动齿带轮将动力通过第一齿形带传动至第一从动齿带轮，由第一从动齿带轮最终驱动滚珠丝杆，滚珠丝杆带动堆叠架升降。竖直滑动轨道组用于为堆叠架提供竖直方向的运动轨迹，铰接在第二滑动板和铰接板上的多组连杆用于减轻电机的输出功耗，起到省力费距离的效果。在进一步的实施例中，所述纸箱吸取机构包括设置在所述堆叠架上方、且沿水平方向滑动的伺服移动机构，以及设置在所述伺服移动机构上、且沿竖直方向滑动的吸盘组件；所述自动定位机构包括安装在所述纸箱吸取机构上预定位置处的多个视觉模块。伺服移动机构用于驱动吸盘组件沿水平方向伸出和缩回，以到达送料的目的。在进一步的实施例中，所述伺服移动机构包括由一组互相平行且水平搭建的型材构成的横梁，固定在所述横梁下部的导杆，固定在所述横梁一侧的第二伺服电机，固定在所述第二伺服电机的输出轴一端的第二主动齿带轮，通过轴承座转动设置在所述横梁远离所述第二伺服电机一端的第二从动齿带轮，啮合套设在所述第二主动齿带轮和第二从动齿带轮上的第二齿形带，以及通过多组滑块滑动设置在所述导杆上、且一端与所述第二齿形带固定连接的吸盘安装架；所述吸盘组件包括固定安装在所述吸盘安装架的下部的双出杆直线气缸，固定在所述双出杆直线气缸的活塞杆的一端的吸盘安装平板，以及以预定行数和列数排布安装在所述吸盘安装平板上的多个真空吸盘。双出杆直线气缸用于驱动吸盘安装平板升降，以控制真空吸盘接触并吸起纸板。在进一步的实施例中，所述视觉模块包括安装在所述吸盘安装平板的预定位置处的多个光电传感器；所述双出杆直线气缸分别设置在所述吸盘安装平板的四角和中心处，每个双出杆直线气缸的动力相互独立。光电传感器用于感应纸板与真空吸盘的距离，以反馈至伺服驱动机构和双出杆直线气缸，从而调节真空吸盘和纸板的横向距离和竖直距离。通过多个双出杆直线气缸伸出和缩回来对吸盘安装平板的水平面进行微调，以保证吸盘安装平板上的真空吸盘与纸板贴合紧密。在进一步的实施例中，所述机架内部设有工作台，所述工作台将所述机架分隔成上部区域和下部区域；所述纸箱预折叠机构包括固定在所述下部区域内预定位置处的多个推杆成型组件，以及安装在所述推杆成型组件上的L形推板；所述自动排列机构包括设置在所述上部区域内、且可沿所述工作台水平滑动的侧推模组；所述纸箱最终成型机构包括设置在所述上部区域内、且可沿所述工作台水平滑动、并与所述侧推模组互呈90度夹角的纸箱定形模组，以及水平滑动设置在所述上部区域内、且高于所述纸箱定形模组预定值的纸箱上盖封盖模组；所述纸箱推走机构包括安装在所述工作台上、且位于所述纸箱定形模组之间的直线气缸，以及安装在所述直线气缸的伸出杆一端的产品推头。在进一步的实施例中，所述工作台上设有预定宽度和长度的条型槽，所述条型槽的位置与被折叠纸箱的折痕位置对应，所述工作台的预定位置处设有夹板；所述推杆成型组件包括底板，固定在所述底板上的滑轨，滑动套设在所述滑轨上的滚珠滑块，固定在所述滚珠滑块上的气缸固定板，固定在所述气缸固定板两侧的第一双出杆气缸，以及固定在所述底板一侧、且与所述滑轨平行设置的第一电动缸；所述第一电动缸的螺母连接块与所述气缸固定板固定连接；所述L形推板固定在所述第一双出杆气缸的伸出杆一端；所述侧推模组包括固定在所述机架内上部的第二电动缸，安装在所述第二电动缸的螺母连接块上的产品推板，固定安装在所述产品推板下部、且与所述工作台平行的第三电动缸，固定在所述产品推板下部一侧的固定挡板，以及安装在所述第三电动缸的螺母连接块上的活动挡板；所述产品推板与所述活动挡板的对应位置处设有行程槽，所述活动挡板穿过所述行程槽。在进一步的实施例中，所述纸箱定形模组设置在纸箱的侧面处，包括一对相互平行固定在所述工作台上的第二双出杆气缸，以及固定在所述第二双出杆气缸的伸出杆一端的定型板；所述定型板的截面呈L形，所述定型板的一侧设有向其法向倾斜20度的切入板，相邻两个定型板的间距与纸箱的宽度匹配；所述纸箱上盖封盖模组包括固定在所述机架上部的第三双出杆气缸，固定在所述第三双出杆气缸的伸出杆一端的固定下压板，安装在所述下压板的下端面处的第四电动缸，以及安装在所述第四电动缸的螺母连接块上的活动下压板；所述固定下压板的截面呈L形，所述活动下压板的截面呈L形，所述固定下压板和活动下压板组合呈形。一种纸箱供料装箱机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纸箱供料装箱机器人，其特征是包括：供料机构，包括机架，用于驱动纸箱沿水平和竖直方向移动的纸箱移动机构，设置在所述纸箱移动机构上方、且沿水平方向滑动的纸箱吸取机构，以及安装在所述纸箱吸取机构上预定位置处的自动定位机构；装箱排列机构，包括安装在所述机架内部预定位置处的纸箱预折叠机构，设置在所述机架内、且位于所述纸箱预折叠机构一侧、并可在水平方向滑动的自动排列机构，设置在所述机架内、沿水平方向滑动、且与所述自动排列机构呈预定夹角的纸箱最终成型机构，以及设置在所述机架内预定位置处的纸箱推走机构；物联网控制模块，包括安装在所述机架内部的可编程逻辑控制器，与所述可编程逻辑控制器通过数据线缆连接的传感器神经网络，与所述传感器神经网络通过数据线缆连接的工业网关模块，以及接入所述工业网关模块的USN接入网络。

【技术特征摘要】
1.一种纸箱供料装箱机器人，其特征是包括：供料机构，包括机架，用于驱动纸箱沿水平和竖直方向移动的纸箱移动机构，设置在所述纸箱移动机构上方、且沿水平方向滑动的纸箱吸取机构，以及安装在所述纸箱吸取机构上预定位置处的自动定位机构；装箱排列机构，包括安装在所述机架内部预定位置处的纸箱预折叠机构，设置在所述机架内、且位于所述纸箱预折叠机构一侧、并可在水平方向滑动的自动排列机构，设置在所述机架内、沿水平方向滑动、且与所述自动排列机构呈预定夹角的纸箱最终成型机构，以及设置在所述机架内预定位置处的纸箱推走机构；物联网控制模块，包括安装在所述机架内部的可编程逻辑控制器，与所述可编程逻辑控制器通过数据线缆连接的传感器神经网络，与所述传感器神经网络通过数据线缆连接的工业网关模块，以及接入所述工业网关模块的USN接入网络。2.根据权利要求1所述的一种纸箱供料装箱机器人，其特征在于：所述纸箱移动机构包括基座，沿水平方向滑动设置在所述基座上的水平位移机构，沿竖直方向滑动设置在所述水平位移机构上方的竖直位移机构，以及固定在所述竖直位移机构上的堆叠架；所述传感器神经网络包括用于感知机架内部设定区域温度的温度传感器，用于感知机架内部设定区域湿度的湿度传感器，以及用于感知纸箱所在工位的光电传感器。3.根据权利要求2所述的一种纸箱供料装箱机器人，其特征在于：所述竖直位移机构包括第一伺服电机，竖直安装在所述第一伺服电机一侧的滚珠丝杆，分别固定在所述第一伺服电机的输出轴和所述滚珠丝杆一端的第一主动齿带轮和第一从动齿带轮，以及啮合套设在所述第一主动齿带轮和第一从动齿带轮上的第一齿形带；所述堆叠架的两侧设有用于限位的竖直滑动轨道组，所述竖直滑动轨道组包括竖直安装的竖直滑轨，通过多个滑块滑动设置在所述竖直滑轨上的第二滑动板，固定在所述堆叠架的两侧预定位置处的铰接板，以及铰接在所述第二滑动板和铰接板上的多组连杆。4.根据权利要求2所述的一种纸箱供料装箱机器人，其特征在于：所述纸箱吸取机构包括设置在所述堆叠架上方、且沿水平方向滑动的伺服移动机构，以及设置在所述伺服移动机构上、且沿竖直方向滑动的吸盘组件；所述自动定位机构包括安装在所述纸箱吸取机构上预定位置处的多个视觉模块。5.根据权利要求4所述的一种纸箱供料装箱机器人，其特征在于：所述伺服移动机构包括由一组互相平行且水平搭建的型材构成的横梁，固定在所述横梁下部的导杆，固定在所述横梁一侧的第二伺服电机，固定在所述第二伺服电机的输出轴一端的第二主动齿带轮，通过轴承座转动设置在所述横梁远离所述第二伺服电机一端的第二从动齿带轮，啮合套设在所述第二主动齿带轮和第二从动齿带轮上的第二齿形带，以及通过多组滑块滑动设置在所述导杆上、且一端与所述第二齿形带固定连接的吸盘安装架；所述吸盘组件包括固定安装在所述吸盘安装架的下部的双出杆直线气缸，固定在所述双出杆直线气缸的活塞杆的一端的吸盘安装平板，以及以预定行数和列数排布安装在所述吸盘安装平板上的多个真空吸盘。6.根据权利要求5所述的一种纸箱供料装箱机器人，其特征在于：所述视觉模块包括安装在所述吸盘安装平板的预定位置处的多个光电传感器；所述双出杆直线气缸分别设置在所述吸盘安装平板的四角和中心处，每个双出杆直线气缸的动力相互独立。7.根据权利要求1所述的一种纸箱供料装箱机器人，其特征在于：所述机架内部设有工作台，所述工作台将所述机架分隔成上部区域和下部区域；所述纸箱预折叠机构包括固定在所述下部区域内预定位置处的多个推杆成型组件，以及安装在所述推杆成型组件上的L形推板；所述自动排列机构包括设置在所述上部区域内、且可沿所述工作台水平滑动的侧推模组；所述纸箱最终成型机构包括设置在所述上部区域内、且可沿所述工作台水平滑动、并与所述侧推模组互呈90度夹角的纸箱定形模组，以及水平滑动设置在所述上部区域内、且高于所述纸箱定形模组预定值的纸箱上盖封盖模组；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢峻峰，彭宁，石致冰，陈新疆，杨忠，
申请(专利权)人：南京斯杩克机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32