一种棉花离线打包系统及打包方法技术方案

本发明专利技术涉及一种棉花离线打包系统及打包方法，在打包机与压缩包裹机构之间布设棉布吸附机构和运输机械手，此棉布吸附机构将底层棉布铺设至压缩包裹机构内指定位置，打包机在运输机械手辅助下，将棉花压缩形成原棉层叠体后将其夹取放置铺设底层棉布的压缩包裹机构内；在压缩包裹机构和捆扎机之间同样布设一个棉布吸附机构，其将顶层棉布铺设至压缩包裹机构内指定位置，压缩包裹机构启动后，同时进行压缩与包裹操作；其中，打包机向棉花施加的力与运输机械手辅助时施加的力形成垂直关系；且运输机械手的施力端与打包机压缩端结构匹配；本发明专利技术满足了棉花离线打包过程中的夹持、转向、运输、包覆以及捆扎等一系列工序需求。包覆以及捆扎等一系列工序需求。包覆以及捆扎等一系列工序需求。

【技术实现步骤摘要】
一种棉花离线打包系统及打包方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及一种棉花离线打包系统及打包方法，属于棉花自动化加工


技术介绍

[0003]随着我国棉花产量的逐年增加，特别是在新疆地区，棉花种植的规模较大，传统农业的人工采摘，人工包装已经远远无法满足社会发展的需要，目前，棉花打包机主要应用将棉花快速打包，大大提高了棉花的包装效率。国标最新要求，打包标准为捆扎带在外，包装在内。这种棉包，在行业内称为“包裹包”。在传统的棉花打包捆扎加工过程中，打包和捆扎两项工作均在打包机上完成。捆扎头安装在打包机前后两侧，打包完成后，套箱上升到原位，前后两侧捆扎头横向移动到打包机工作台，贴紧棉包进行捆扎，捆扎完成后，通过打包机底座上的翻转机构将棉包移动到后续生产线。这种打包捆扎加工工艺存在两点缺陷：一、当捆扎棉包出现故障时，例如捆扎带崩断等，打包机则无法立刻开始下一道打包工作，这就得需要将生产线全部暂停用于排除故障，从而影响棉花加工生产效率；二、由于打包和捆扎在同一台设备上进行，则会导致捆扎时无法同时进行打包，从而降低了打包机的工作效率。
[0004]当前棉花打包的主要流程分为线上打包和离线打包两种，针对离线打包的难题，一是压缩原棉层叠体的运输问题目前不能比较准确地计算出棉包松压过程中的膨胀力，只能大致估算。在离线捆扎时，将棉包从第一打包机抓取出来，如果让棉包的高度从0.5米膨胀到0.53米，估计棉包的膨胀力为250吨。抓取棉包的抓臂必须要承受250吨的膨胀力。二是棉布包需要人工铺设至指定位置。
[0005]在纺织生产过程中，人们常使用搬运机器人进行棉包的自动搬运，但是现有的搬运机器人的抓取机构在使用时虽然可以满足正常使用，但仍存在许多不足。如专利技术专利CN 113104575 A公开了一种智能单棉包搬运机器人，其包含棉包抓取机构，把仓库的棉包运输到抓棉机上包台上，其通过深度工业相机，快速定位棉包，但其无法抓取正在压缩过程中的棉块，不能满足现有棉花打包标准中离线捆扎的要求。专利技术专利CN202010858323.X公开了一种直线型棉花打包捆扎系统及方法，在棉花打包机和捆扎机之间，增加了两个棉包运送小车用于棉包中转，在不同工位上分别实现棉花打包和捆扎加工，有效节省了打包机的打包时间，但是其无法完成先打包后捆扎的行业标准，并不适用于当前的生产流程。
[0006]因此亟需设计一种棉花离线打包系统，以克服上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种棉花离线打包系统及打包方法，满足了棉花离线打包过程中的夹持、转向、运输、包覆以及捆扎等一系列工序需求。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种棉花离线打包系统，包括沿着流水线工位顺次排布的打包机、压缩包裹机构、
捆扎机以及接包小车；在打包机与压缩包裹机构之间布设棉布吸附机构和运输机械手，位于打包机与压缩包裹机构之间的棉布吸附机构将底层棉布铺设至压缩包裹机构内指定位置，打包机在运输机械手辅助下，将棉花压缩形成原棉层叠体后将其夹取放置铺设底层棉布的压缩包裹机构内；在压缩包裹机构和捆扎机之间同样布设一个棉布吸附机构，其将顶层棉布铺设至压缩包裹机构内指定位置，压缩包裹机构启动后，同时进行压缩与包裹操作；其中，打包机向棉花施加的力与运输机械手辅助时施加的力形成垂直关系；且运输机械手的施力端与打包机压缩端结构匹配；作为本专利技术的进一步优选，所述打包机包括打包机本体，打包机本体的主压压头中，上压头盖和下压头盖用于施压的端部开设若干圆拱形槽口；作为本专利技术的进一步优选，所述运输机械手包括底座、第一转动机构、躯干、手臂、楔形滑块外框、第一气缸、楔形滑块机构、夹持机构、夹持爪齿以及滑槽，第一转动机构安装在底座表面，且第一转动机构在底座表面能够进行平行于地面的360
°
自旋转，躯干通过轴连接在第一转动机构顶端，手臂同样通过轴安装躯干顶端，手臂相对躯干形成折弯角度，折弯方向垂直于地面，折弯角度为0
‑
180
°
；在手臂的顶部通过手部关节连接楔形滑块外框，在楔形滑块外框内靠近手部关节的内侧壁安装第一气缸，所述楔形滑块机构同样设置在楔形滑块外框内，其一端与第一气缸的第一第一气缸轴固定，楔形滑块机构的另一端连接夹持机构，启动第一气缸，其驱动楔形滑块机构实现夹持机构夹持间距的变化；作为本专利技术的进一步优选，所述楔形滑块机构包括一个等腰梯形滑块和两个直角梯形滑块，等腰梯形滑块的长底边中心位置垂直固定第一第一气缸轴，两个直角梯形滑块分别位于等腰梯形滑块腰部两侧，在每个直角梯形滑块的斜边侧壁开设燕尾槽，等腰梯形滑块的腰部可移动连接在匹配的燕尾槽内，在楔形滑块外框远离手部关节的端部在垂直方向对称开设两条滑槽，直角梯形滑块的直角部分滑动连接在滑槽内；所述夹持机构包括两个夹持器，每个直角梯形滑块位于楔形滑块外框端部的直角侧壁上安装一个夹持器，等腰梯形滑块相对两侧直角梯形滑块的运动带动直角梯形滑块在滑槽内的滑移，进而实现两个夹持器之间夹持距离的改变；作为本专利技术的进一步优选，所述夹持器包括夹持架，其呈U型结构设置，在U型结构的两个横向部分分别均匀安装多个夹持爪齿，且夹持爪齿位于每个夹持架相对另一个夹持架的内侧；夹持爪齿的个数与打包机本体中圆拱形槽口的个数匹配，夹持爪齿的形状同样与圆拱形槽口的形状匹配；作为本专利技术的进一步优选，所述棉布吸附机构包括运动部分和吸附部分，吸附部分通过运动部分安装在第一机座上，所述吸附部分包括外壳、安装法兰、高压端子以及透明缓冲垫，在外壳的顶部贴合设置安装法兰，外壳顶部还架设高压端子，高压端子的一侧设置高压连接线，其另一端设置释放连接线，高压连接线与释放连接线还分别连接高压控制器；在外壳朝向地面的内侧设置透明缓冲垫，透明缓冲垫朝向地面的垫面设置用于吸附棉布的静电吸盘；所述运动部分包括第二转动机构，在第二转动机构的顶部安装第一手臂，第一手
臂的顶部通过转动轴可旋转连接第二手臂，第二手臂的顶部通过转动轴可旋转连接第三手臂，第三手臂的顶部固定外壳；第三手臂相对第二手臂形成折弯角度，折弯方向垂直于地面，折弯角度为0
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；作为本专利技术的进一步优选，所述压缩包裹机构包括第二气缸、第二气缸轴、下包覆辊子、下压头、翻包机构、上包覆辊子、上压头以及支柱，两根支柱垂直安装在第二机座表面形成支架，在支架上垂直方向安装上压头和下压头，且上压头和下压头相对布设，在垂直地面的直线方向上，上压头位于下压头的上方；上压头相对下压头的端部压头盖板上安装若干上包覆辊子，上包覆辊子伸出对应的压头盖板端部，上压头的另一个端部固定第二气缸的第二气缸轴，下压头相对上压头的端部压头盖板上安装若干下包覆辊子，下包覆辊子伸出对应的压头盖板端部，下压头的另一个端部同样固定另一个第二气缸的第二气缸轴，其中，若干上包覆辊子以及若干下包覆辊子均垂直于地面且互相之间平行布设，上包裹辊子的长度大于下包裹辊子的长度；上压头的压头盖板朝向下压头的端部开设若干凹槽，同样的，下压头的压头盖板朝向上压头的端部开设若干凹槽，凹槽的个数与夹持爪齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉花离线打包系统，其特征在于：包括沿着流水线工位顺次排布的打包机（1）、压缩包裹机构（3）、捆扎机（5）以及接包小车（6）；在打包机（1）与压缩包裹机构（3）之间布设棉布吸附机构（2）和运输机械手（4），位于打包机（1）与压缩包裹机构（3）之间的棉布吸附机构（2）将底层棉布铺设至压缩包裹机构（3）内指定位置，打包机（1）在运输机械手（4）辅助下，将棉花压缩形成原棉层叠体后将其夹取放置铺设底层棉布的压缩包裹机构（3）内；在压缩包裹机构（3）和捆扎机（5）之间同样布设一个棉布吸附机构（2），其将顶层棉布铺设至压缩包裹机构（3）内指定位置，压缩包裹机构（3）启动后，同时进行压缩与包裹操作；其中，打包机（1）向棉花施加的力与运输机械手（4）辅助时施加的力形成垂直关系；且运输机械手（4）的施力端与打包机（1）压缩端结构匹配。2.根据权利要求1所述的棉花离线打包系统，其特征在于：所述打包机（1）包括打包机本体，打包机本体的主压压头中，上压头（307）盖和下压头（304）盖用于施压的端部开设若干圆拱形槽口（7）。3.根据权利要求2所述的棉花离线打包系统，其特征在于：所述运输机械手（4）包括底座（401）、第一转动机构（402）、躯干（403）、手臂（404）、楔形滑块外框（406）、第一气缸（407）、楔形滑块机构、夹持机构（410）、夹持爪齿（104）以及滑槽（411），第一转动机构（402）安装在底座表面，且第一转动机构（402）在底座表面能够进行平行于地面的360
°
自旋转，躯干（403）通过轴连接在第一转动机构（402）顶端，手臂（404）同样通过轴安装躯干（403）顶端，手臂（404）相对躯干（403）形成折弯角度，折弯方向垂直于地面，折弯角度为0
‑
180
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；在手臂（404）的顶部通过手部关节（405）连接楔形滑块外框（406），在楔形滑块外框（406）内靠近手部关节（405）的内侧壁安装第一气缸（407），所述楔形滑块机构同样设置在楔形滑块外框（406）内，其一端与第一气缸（407）的第一气缸轴固定，楔形滑块机构的另一端连接夹持机构（410），启动第一气缸（407），其驱动楔形滑块机构实现夹持机构（410）夹持间距的变化。4.根据权利要求3所述的棉花离线打包系统，其特征在于：所述楔形滑块机构包括一个等腰梯形滑块（409）和两个直角梯形滑块（408），等腰梯形滑块（409）的长底边中心位置垂直固定第一气缸轴，两个直角梯形滑块（408）分别位于等腰梯形滑块（409）腰部两侧，在每个直角梯形滑块（408）的斜边侧壁开设燕尾槽，等腰梯形滑块（409）的腰部可移动连接在匹配的燕尾槽内，在楔形滑块外框（406）远离手部关节（405）的端部在垂直方向对称开设两条滑槽（411），直角梯形滑块（408）的直角部分滑动连接在滑槽（411）内；所述夹持机构（410）包括两个夹持器（102），每个直角梯形滑块（408）位于楔形滑块外框（406）端部的直角侧壁上安装一个夹持器（102），等腰梯形滑块（409）相对两侧直角梯形滑块（408）的运动带动直角梯形滑块（408）在滑槽（411）内的滑移，进而实现两个夹持器（102）之间夹持距离的改变。5.根据权利要求4所述的棉花离线打包系统，其特征在于：所述夹持器（102）包括夹持架，其呈U型结构设置，在U型结构的两个横向部分分别均匀安装多个夹持爪齿（104），且夹持爪齿（104）位于每个夹持架相对另一个夹持架的内侧；夹持爪齿（104）的个数与打包机本体中圆拱形槽口（7）的个数匹配，夹持爪齿（104）的
形状同样与圆拱形槽口（7）的形状匹配。6.根据权利要求5所述的棉花离线打包系统，其特征在于：所述棉布吸附机构（2）包括运动部分和吸附部分，吸附部分通过运动部分安装在第一机座（201）上，所述吸附部分包括外壳（208）、安装法兰（209）、高压端子（210）以及透明缓冲垫（207），在外壳（208）的顶部贴合设置安装法兰（209），外壳（208）顶部还架设高压端子（210），高压端子（210）的一侧设置高压连接线，其另一端设置释放连接线，高压连接线与释放连接线还分别连接高压控制器；在外壳（208）朝向地面的内侧设置透明缓冲垫（207），透明缓冲垫（207）朝向地面的垫面设置用于吸附棉布的静电吸盘（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚庆，季宏斌，王匀，赵子豪，蒋浩浩，钱欣，刘红梅，倪红军，朱昱，张福豹，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：