一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，多自由度机械臂带动多功能抓手机构能够完成柔性集装袋的自动取袋和自动套袋工作，同时与开袋口平台配合完成集装袋袋口的自动开口工作，自动灌料装置完成柔性集装袋的自动鼓袋和物料的自动灌装、满包输出工作，称重机构完成物料的计量工作，喂料机构按照称重机构的指令控制物料的流速。本发明专利技术柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统设计合理、结构简单、工作可靠、故障率低、占地面积小，能够满足柔性集装袋的自动包装需求。能够满足柔性集装袋的自动包装需求。能够满足柔性集装袋的自动包装需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统


[0001]本专利技术属于包装设备
，具体涉及一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统。

技术介绍

[0002]柔性集装袋作为大宗散状粉粒物料运输的包装容器，广泛应用于水泥、化肥、化工原料、矿石等各类物品的包装。
[0003]国内常用的柔性集装袋，通常在袋口的四角设置四个小吊环，对于有密封要求的包装物料，还需在常规的集装袋内部套设一个密封性更好的内膜袋，集装袋出厂时，制袋厂由人工将若干袋子按特定叠法叠放成垛，并经液压设备将成垛袋子压实运输。在进行物料包装时，需由人工逐个拣取集装袋，并将集装袋袋口套在包装机的下料管上，并将四个小吊环分别挂在包装机的四个挂钩上，待称重灌装完成后，四个挂钩自动打开将小吊环释放出。
[0004]因此，为满足国内柔性集装袋的包装需求，亟待开发一种用于散袋叠放成垛柔性集装袋的自动包装系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，多自由度机械臂带动多功能抓手机构能够完成柔性集装袋的自动取袋和自动套袋工作，同时与开袋口平台配合完成集装袋袋口的自动开口工作，自动灌料装置完成柔性集装袋的自动鼓袋和物料的自动灌装、满包输出工作，称重机构完成物料的计量工作，喂料机构按照称重机构的指令控制物料的流速。本专利技术柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统设计合理、结构简单、工作可靠、故障率低、占地面积小，能够满足柔性集装袋的自动包装需求。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，包括缓冲料仓，喂料机构，称重机构，自动灌料装置，多自由度机械臂，多功能抓手机构，开袋口平台和袋仓机构；
[0008]缓冲料仓用于缓冲物料；
[0009]喂料机构设于缓冲料仓下方，喂料机构的进料口连接缓冲料仓的出料口，用于根据由称重机构传来的控制指令控制物料的下料速度；
[0010]袋仓机构用于存放成垛集装袋；
[0011]多功能抓手机构固定于多自由度机械臂末端；多功能抓手机构抓取成垛集装袋中的单个集装袋，多自由度机械臂带动多功能抓手机构将单个集装袋由袋仓机构输送至开袋口平台；
[0012]开袋口平台用于与多功能抓手机构配合，对集装袋进行开口；
[0013]多功能抓手机构抓取开口后的集装袋，多自由度机械臂带动多功能抓手机构将开口后的集装袋由开袋口平台输送至自动灌料装置；
[0014]自动灌料装置设于喂料机构下方，自动灌料装置对集装袋进行鼓袋后，接收由喂料机构输出的物料，并将物料灌装入集装袋中，对灌装完成后的集装袋袋口进行整形，将整形完成后的集装袋满包输出至后续封口工位；
[0015]称重机构用于得到灌装过程中的实际物料量，并根据灌注目标物料量和灌装实际物料量的差值生成控制指令，将控制指令发送至喂料机构。
[0016]进一步的，喂料机构为重力弧板喂料机构，螺旋输送喂料机构或重力和螺旋输送组合喂料机构中的一种；称重机构的进料口连接喂料机构的出料口，称重机构的出料口连接自动灌料装置的进料口，称重机构获取实际物料量后将物料灌入集装袋；或，称重机构为设于自动灌料装置底部的传感装置，自动灌料装置的进料口连接喂料机构的出料口，自动灌料装置将物料灌装入集装袋中后，称重机构对自动灌料装置和包含物料的集装袋整体称重，得到集装袋中的实际物料量；袋仓机构为固定平台或输送机。
[0017]自动灌料装置，包括鼓袋落料筒，升降机构，自动夹袋机构，自动挂钩器，定位机构和输送机；鼓袋落料筒上方连接喂料机构和供气装置；自动夹袋机构包括出料管，夹臂组件和撑袋组件；自动夹袋机构和四个自动挂钩器通过升降机构安装于鼓袋落料筒下方，四个自动挂钩器分布于自动夹袋机构周围；升降机构带动自动夹袋机构和自动挂钩器上下运动至高位或低位；定位机构设于自动夹袋机构和四个自动挂钩器下方；输送机设于定位机构下方；
[0018]灌装前：自动夹袋机构和自动挂钩器处于高位，自动夹袋机构的夹臂组件将集装袋袋口压紧于出料管下端外侧，自动挂钩器脱离集装袋吊环，鼓袋落料筒通过自动夹袋机构的出料管对集装袋进行鼓袋；定位机构对鼓袋完成后的集装袋袋体进行定位；
[0019]进行灌装时：自动挂钩器钩住集装袋吊环，鼓袋落料筒通过自动夹袋机构的出料管对集装袋进行灌装；
[0020]灌装后：自动夹袋机构和自动挂钩器由高位运动至低位，自动夹袋机构和自动挂钩器带动灌装完成后的集装袋下降至输送机上；自动挂钩器脱离集装袋吊环，自动夹袋机构的夹臂组件放开集装袋袋口，自动夹袋机构的撑袋组件将集装袋袋口撑成线型；输送机将袋口撑成线型的集装袋输出至封口工位。
[0021]进一步的，鼓袋落料筒包括外筒和设于外筒内部的内筒，所述喂料机构与内筒内部形成的灌料通道连接，外部供气装置与内筒与外筒之间形成的鼓袋通道连接。
[0022]进一步的，进一步的，升降机构通过机架进行支撑；
[0023]升降机构包括升降驱动伺服电机、从动链轮、升降架、配重块、主动链轮、第一链条、第二链条、第三链条、第四链条和主动轴；
[0024]主动轴通过轴承固定于机架上，两个主动链轮分别设于主动轴两端，两个从动链轮支撑于机架上；
[0025]升降架包括主框梁和与主框梁连接的四个吊臂，升降架的主框梁与自动夹袋机构固定连接，升降架的四个吊臂分别与四个自动挂钩器固定连接，配重块与升降架分别设于主动轴两侧；
[0026]将四个吊臂分别记为第一吊臂，第二吊臂，第三吊臂和第四吊臂，第一链条、第二链条、第三链条和第四链条的第一端均连接配重块，第一链条和第二链条的第二端分别通过两个主动链轮连接第一吊臂和第二吊臂，第三链条的第二端依次通过一个主动链轮和一
个从动链轮连接第三吊臂，第四链条的第二端依次通过另一个主动链轮和另一个从动链轮连接第四吊臂，升降驱动伺服电机驱动主动轴转动，进而带动主动链轮转动，主动链轮通过第一链条和第二链条带动第一吊臂和第二吊臂上下运动，同时通过第三链条和第四链条带动第三吊臂和第四吊臂同方向运动，实现自动夹袋机构和自动挂钩器的上下运动；
[0027]两个从动链轮与两个主动链轮呈矩形排布。
[0028]进一步的，自动夹袋机构中的夹臂组件和撑袋组件均为两组，自动夹袋机构还包括两组夹臂支撑组件和两组撑袋支撑组件；
[0029]两组夹臂支撑组件和两组撑袋支撑组件固定安装于出料管外表面，两组夹臂支撑组件和两组撑袋支撑组件分别关于出料管的轴线对称；出料管竖直设置，出料管的轴线与鼓袋落料筒轴线共线；
[0030]夹臂组件包括夹臂驱动传动机构和夹臂；夹臂驱动传动机构固定于夹臂支撑组件上，夹臂驱动传动机构驱动夹臂将集装袋袋口压紧于出料管下端外侧或放开集装袋袋口；
[0031]撑袋组件包括竖直设置的撑袋杆和撑袋杆驱动传动机构；撑袋杆驱动传动机构固定于撑袋支撑组件上，撑袋杆驱动传动机构驱动撑袋杆向靠近或远本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，其特征在于，包括缓冲料仓(1)，喂料机构(2)，称重机构(3)，自动灌料装置(4)，多自由度机械臂(5)，多功能抓手机构(6)，开袋口平台(7)和袋仓机构(8)；缓冲料仓(1)用于缓冲物料；喂料机构(2)设于缓冲料仓(1)下方，喂料机构(2)的进料口连接缓冲料仓(1)的出料口，用于根据由称重机构(3)传来的控制指令控制物料的下料速度；袋仓机构(8)用于存放成垛集装袋；多功能抓手机构(6)固定于多自由度机械臂(5)末端；多功能抓手机构(6)抓取成垛集装袋中的单个集装袋，多自由度机械臂(5)带动多功能抓手机构(6)将单个集装袋由袋仓机构(8)输送至开袋口平台(7)；开袋口平台(7)用于与多功能抓手机构(6)配合，对集装袋进行开口；多功能抓手机构(6)抓取开口后的集装袋，多自由度机械臂(5)带动多功能抓手机构(6)将开口后的集装袋由开袋口平台(7)输送至自动灌料装置(4)；自动灌料装置(4)设于喂料机构(2)下方，自动灌料装置(4)对集装袋进行鼓袋后，接收由喂料机构(2)输出的物料，并将物料灌装入集装袋中，对灌装完成后的集装袋袋口进行整形，将整形完成后的集装袋满包输出至后续封口工位；称重机构(3)用于得到灌装过程中的实际物料量，并根据灌注目标物料量和灌装实际物料量的差值生成控制指令，将控制指令发送至喂料机构(2)。2.根据权利要求1所述的一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，其特征在于，喂料机构(2)为重力弧板喂料机构，螺旋输送喂料机构或重力和螺旋输送组合喂料机构中的一种；称重机构(3)的进料口连接喂料机构(2)的出料口，称重机构(3)的出料口连接自动灌料装置(4)的进料口，称重机构(3)获取实际物料量后将物料灌入集装袋；或，称重机构(3)为设于自动灌料装置(4)底部的传感装置，自动灌料装置(4)的进料口连接喂料机构(2)的出料口，自动灌料装置(4)将物料灌装入集装袋中后，称重机构(3)对自动灌料装置(4)和包含物料的集装袋整体称重，得到集装袋中的实际物料量；袋仓机构(8)为固定平台或输送机。3.根据权利要求1所述的一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，其特征在于，自动灌料装置(4)包括鼓袋落料筒(41)，升降机构(43)，自动夹袋机构(44)，自动挂钩器(45)，定位机构(46)和输送机(47)；鼓袋落料筒(41)上方连接喂料机构(2)和供气装置，鼓袋落料筒(41)通过自动夹袋机构(44)的出料管(441)对集装袋进行鼓袋和灌装；自动夹袋机构(44)和四个自动挂钩器(45)通过升降机构(43)安装于鼓袋落料筒(41)下方，四个自动挂钩器(45)分布于自动夹袋机构(44)周围；升降机构(43)带动自动夹袋机构(44)和自动挂钩器(45)上下运动至高位或低位；灌装前和进行灌装时，自动夹袋机构(44)和自动挂钩器(45)处于高位，灌装后自动夹袋机构(44)和自动挂钩器(45)由高位运动至低位，自动夹袋机构(44)和自动挂钩器(45)带动灌装完成后的集装袋下降至输送机(47)上；自动夹袋机构(44)包括出料管(441)，夹臂组件和撑袋组件，所述夹臂组件将集装袋袋口压紧于出料管(441)下端外侧或放开集装袋袋口，撑袋组件用于将集装袋袋口撑成线型；
自动挂钩器(45)用于在进行灌装时钩住集装袋吊环，在灌装前和灌装后脱离集装袋吊环；定位机构(46)设于自动夹袋机构(44)和四个自动挂钩器(45)下方，对鼓袋完成后的集装袋袋体进行定位；输送机(47)设于定位机构(46)下方，，用于将袋口撑成线型的集装袋输出至封口工位。4.根据权利要求3所述的一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，其特征在于，鼓袋落料筒(41)包括外筒和设于外筒内部的内筒，所述喂料机构(2)与内筒内部形成的灌料通道连接，外部供气装置与内筒与外筒之间形成的鼓袋通道连接；升降机构(43)通过机架(42)进行支撑；升降机构(43)包括升降驱动伺服电机(431)、从动链轮(432)、升降架(433)、配重块(434)、主动链轮(435)、第一链条、第二链条、第三链条、第四链条和主动轴(436)；主动轴(436)通过轴承固定于机架(42)上，两个主动链轮(435)分别设于主动轴(436)两端，两个从动链轮(432)支撑于机架(42)上；升降架(433)包括主框梁和与主框梁连接的四个吊臂，升降架(433)的主框梁与自动夹袋机构(44)固定连接，升降架(433)的四个吊臂分别与四个自动挂钩器(45)固定连接，配重块(434)与升降架(433)分别设于主动轴(436)两侧；将四个吊臂分别记为第一吊臂，第二吊臂，第三吊臂和第四吊臂，第一链条、第二链条、第三链条和第四链条的第一端均连接配重块(434)，第一链条和第二链条的第二端分别通过两个主动链轮(435)连接第一吊臂和第二吊臂，第三链条的第二端依次通过一个主动链轮(435)和一个从动链轮(432)连接第三吊臂，第四链条的第二端依次通过另一个主动链轮(435)和另一个从动链轮(432)连接第四吊臂，升降驱动伺服电机(431)驱动主动轴(436)转动，进而带动主动链轮(435)转动，主动链轮(435)通过第一链条和第二链条带动第一吊臂和第二吊臂上下运动，同时通过第三链条和第四链条带动第三吊臂和第四吊臂同方向运动，实现自动夹袋机构(44)和自动挂钩器(45)的上下运动；两个从动链轮(432)与两个主动链轮(435)呈矩形排布。5.根据权利要求3所述的一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，其特征在于，自动夹袋机构(44)中的夹臂组件和撑袋组件均为两组，自动夹袋机构(44)还包括两组夹臂支撑组件和两组撑袋支撑组件；两组夹臂支撑组件和两组撑袋支撑组件固定安装于出料管(441)外表面，两组夹臂支撑组件和两组撑袋支撑组件分别关于出料管(441)的轴线对称；出料管(441)竖直设置，出料管(441)的轴线与鼓袋落料筒(41)轴线共线；夹臂组件包括夹臂驱动传动机构和夹臂(442)；夹臂驱动传动机构固定于夹臂支撑组件上，夹臂驱动传动机构驱动夹臂(442)将集装袋袋口压紧于出料管(441)下端外侧或放开集装袋袋口；撑袋组件包括竖直设置的撑袋杆(446)和撑袋杆驱动传动机构；撑袋杆驱动传动机构固定于撑袋支撑组件上，撑袋杆驱动传动机构驱动撑袋杆(446)向靠近或远离出料管(441)外表面的方向平移，同时沿竖直方向移动，实现对袋口的线型撑袋；夹臂驱动传动机构包括夹臂驱动气缸(445)，第一摆杆(444)，第一连杆(443)和第一曲柄；夹臂(442)上端通过第一转轴与夹臂支撑组件连接；第一曲柄一端安装于第一转轴上，
另一端与第一连杆(443)一端通过第二转轴连接；第一连杆(443)另一端通过第三转轴与第一摆杆(444)一端连接，第一摆杆(444)另一端通过第四转轴与夹臂支撑组件连接；夹臂驱动气缸(445)驱动第一摆杆(444)绕第四转轴旋转，第一摆杆(444)依次通过第一连杆(443)和第一曲柄带动夹臂(442)绕第一转轴旋转，使夹臂(442)下端靠近或远离出料管(441)外表面；撑袋杆驱动传动机构包括撑袋杆驱动气缸(449)，第二连杆(448)，第二摆杆(447)，第二曲柄和连接杆(4410)；连接杆(4410)与撑袋杆(446)上端固定连接；连接杆(4410)沿竖直方向设置；第二连杆(448)一端与撑袋支撑组件通过第五转轴连接，第二连杆(448)另一端通过第六转轴与连接杆(4410)第一端连接，连接杆(4410)第二端通过第七转轴与第二摆杆(447)一端连接，第二摆杆(447)另一端通过第八转轴与撑袋支撑组件连接；撑袋杆驱动气缸(449)活塞杆与第二曲柄一端连接，第二曲柄另一端连接第五转轴；第五转轴、第六转轴、第七转轴和第八转轴的连线呈平行四边形；撑袋杆驱动气缸(449)通过第二曲柄驱动第二连杆(448)绕第五转轴旋转，第二连杆(448)经第二摆杆(447)和连接杆(4410)带动撑袋杆(446)向靠近或远离出料管外表面的方向平移，同时沿竖直方向移动；夹臂(442)包括杆状结构和三角型结构；杆状结构上端与夹臂驱动传动机构连接，杆状结构下端与三角型结构的一角连接，三角型结构中另外两个角中靠近出料管(441)外表面的一角外部设有夹爪，所述夹爪将袋口压在出料管(441)外表面；夹爪由上到下依次包括夹爪架，压板，压紧于爪架和压板之间的软密封，以及紧固件；夹爪架，软密封和压板均为半圆环形；夹爪架与夹臂(442)固定连接，紧固件依次穿过夹爪架和软密封后与压板固定连接；所述夹臂(442)中的三角型结构为镂空结构；所述出料管(441)下端管壁的两侧向下延伸，形成套袋部分，夹臂驱动传动机构驱动夹臂(442)将集装袋袋口压紧于出料管(441)下端外表面时，所述两侧的套袋部分插入集装袋内部；套袋部分的下端边缘为向下凸起的弧形；出料管(441)的第一外径不变，出料管(441)的第二外径由下至上逐渐增大，第一外径为平行于两侧套袋部分连线方向上的外径，第二外径为与第一外径垂直的外径；出料管(441)上端通过法兰与升降机构(43)固定连接；所述每组夹臂支撑组件和每组撑袋支撑组件各包含两块相互平行的支撑板，所述支撑板与出料管(441)外表面垂直。6.根据权利要求3所述的一种用于柔性集装袋的机械臂上袋式自动包装系统，其特征在于，自动挂钩器(45)包括固定架(451)，钩杆(452)，钩体(453)，带检测叉(455)和复位弹簧(459)；固定架(451)固定安装于升降机构(43)上；钩杆(452)上端通过第九转轴与固定架(451)连接，下端通过第十转轴与钩体(453)连接，钩杆(452)绕第九转轴转动带动钩体(453)靠近或远离吊环，钩体(453)绕第十转轴转动
钩住或脱离吊环；带检测叉(455)安装于第十转轴上，带检测叉(455)与第十转轴的安装点位于带检测叉(455)的上端和下端之间，以所述安装点为界将带检测叉(455)分为上段和下段；复位弹簧(459)套于第十转轴上，复位弹簧(45...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东升，马振中，裴农，郭衍臣，高翠芝，李建峰，王鹏宇，刘占斌，
申请(专利权)人：北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：