自动撕膜落料及多样性搅拌的机构和控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种自动撕膜落料及多样性搅拌的机构和控制装置，由机械结构系统和控制系统组成，机械结构系统主要由机架、自动定位撕膜和退膜机构、自动送料和搅拌的机械手、容器取放自定位的旋转支撑机构、盖翻转机构和连接固定梁组成；控制系统主要包括多轴运动控制卡、接口板、控制电机、电机驱动器、直流电机、传感器、继电器、计算机；本实用新型专利技术可用于物料搅拌，其电气连接简单可靠，实现自动送料，自动落料、自动撕膜、自动退膜和自动翻搅的所有功能，具有人工智能的特点；在执行过程中不需要人工干预，能够自动回位，确保运动轨迹的精确性；具备柔性的特点，即使运动有干涉也可以避免执行机构的损坏。能够模拟各种不同复杂动作。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械及控制技术，具体是自动撕膜落料及多样性搅拌的机构和控制装置。
技术介绍
物料的取放和运送活动在人们的日常生活和生产当中是发生的最频繁的活动，尤其是对于一些必须的周期性的物料取放和运送活动，往往使人容易产生疲劳，在生产活动中，物料取放和运送都是连续的大量的，同时还有定时、定点、定速和定量的周期性要求，操作者要集中注意力并且有足够的体力，当然这种有确定规律的活动可以由机械控制装置来代替。但是物料取放、运送和搅拌不但要求定时、定点、定速和定量，而且是根据现场条件来确定，这对操作者个人的经验和技能就要求很高，使用机械控制装置来替代这些操作的技术复杂，难度较高，不适合家庭个人使用。对于膜封装的盒子，要根据现场外部条件将其准确运送到规定位置，撕开薄膜并将盒子内的物料自动落入指定位置，有时操作者有不同需求，希望根据自己的要求随时改变撕膜的方式、次数等，这就要求机构运行的控制具有很好的开放性，而目前市场上还没有出现此类装置。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述技术问题，提供一种进行物料搅拌时，可以自动撕膜，自动送料，和自动搅拌的自动撕膜落料及多样性搅拌的机构和控制装置。此装置可以根据操作者的要求，可以很方便地设计自己想要的控制方式，实现运动机构的开放性控制。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是总体系统由机械结构系统和控制系统组成。机械结构系统主要由机架、自动定位撕膜和退膜机构、自动送料和搅拌的机械手、容器取放自定位的旋转支撑机构、盖翻转机构和连接固定梁组成；机架用于整个系统的安装与固定，连接固定梁通过焊接或螺钉固定在机架上，自动送料和搅拌的机械手通过导轨的定位安装块与连接固定梁的联接使其与机架连为一体；容器取放自定位的旋转支撑机构和盖翻转机构同样通过连接固定梁使它们水平固定在机架上；自动定位撕膜和退膜机构则通过滚珠滑套与自动送料和搅拌的机械手的导轨配合联接，且可以在导轨上自由滑动；对于自动送料和搅拌的机械手则分别由导轨，运动小车，悬臂盒，机械手组成，运动小车与两个滚珠滑套用螺钉连接并通过导轨联接后可以自由滑动，悬臂盒则通过盒体与运动小车的悬臂安装滑块螺钉连接使悬臂盒可以在运动小车的竖直导轨上自由滑动，机械手通过机械手臂的固定安装孔与电机安装板固接与悬臂盒结为一体，机械手的旋转臂直接安装在悬臂盒的电机轴上。控制系统由多轴运动控制卡、接口板、控制电机、电机驱动器、直流电机、传感器、继电器、计算机等相互连接组成。多轴运动控制卡通过计算机总线插槽插入计算机内，用电缆将多轴运动控制卡和接口板连接起来；多个控制电机分别连接各自电机驱动器的脉冲输出端，电机驱动器的脉冲输入端通过电线连接到接口板上，自动送料和搅拌的机械手的极限开关和原点开关通过信号线分别连接到接口板相应的输入端口；多个直流电机的电源端接到继电器上，每个电机对应接2个继电器(2组以上)，继电器的信号输入端通过信号线连接到接口板的相应信号输出端自动定位撕膜和退膜机构上的传感器通过信号线连接到接口板的信号输入端。运动控制说明利用计算机对多轴运动控制卡进行应用程序编制；应用程序实现对电机的控制，并对输入信号进行采集，自动送料和搅拌的机械手的运动包括水平轴运动(即沿导轨的运动，以Y轴运动表示)、与导轨垂直的轴运动(即悬臂盒的运动，以Z轴运动表示)和绕由此两个轴确定的平面(以YZ平面表示)的法线运动(即机械手的旋转运动，以A轴运动表示)。初始化时各机构回原点；当需要将物料落入指定位置时，Z轴运动升高悬臂盒，然后Y轴运动将运动小车靠向自动定位撕膜和退膜机构，自动定位撕膜和退膜机构碰到Y轴极限开关后停止运动(在Y轴导轨上有一个圆弹簧，保证自动定位撕膜和退膜机构在没有外力作用时不会碰到此极限开关)；编程指定Z轴向下运动一定距离，此距离使悬臂盒上的配合物件能与自动定位撕膜和退膜机构的过渡连接架上的连接件恰好相配合，Y轴运动小车再拖动自动定位撕膜和退膜机构到指定位置；计算机应用程序发出指令，通过多轴运动控制卡送出信号使自动定位撕膜和退膜机构的卷膜电机运转开始卷膜；传感器遇到定位板上的定位件后产生信号，通知计算机停止卷膜电机旋转；Y轴控制电机回原点运动，当运动小车碰到原点开关时停止运动，自动定位撕膜和退膜机构也被推到Y轴端部；Z轴向上做回原点运动，同时使悬臂盒上的配合物件脱离自动定位撕膜和退膜机构上的过渡连接架上的连接件，此时Y轴、Z轴和A轴执行机构恰好都处于原点位置；通过Y轴、Z轴和A轴的单独运动或联动，就可以将机械手送到YZ平面内的任何位置(在各轴行程范围内)，可以使机械手掌拟合容器内表面的中截面曲线，也能够做出各种搅拌翻抛等动作，以适应不同的物料属性状态；计算机给出控制指令，使两个相应继电器吸合，旋转支撑机构的电机带动齿轮旋转，从而驱动齿轮转盘上的容器旋转，机械手掌就可以完全覆盖到容器的整个内表面；当容器需要盖上盖时，需要使Y轴、Z轴和A轴先做回原点运动，将容器上方的空间完全空出，计算机给出控制指令，使另两个相应继电器吸合，合盖电机旋转可以实现自动翻、合盖动作；当机械手与容器发生干涉时，由于卷绳的柔性可以避免运动卡死现象，从而避免电机和执行机构的损坏；卷筒上的压轮保证卷绳有序不散乱，Z轴回原点运动时就可以自动消除运动中出现的干涉现象。本技术的有益效果是本技术机械结构和电气连接简单可靠，实现自动送料，自动落料、自动撕膜、自动退膜和自动翻搅的所有功能，具有人工智能的特点。在执行过程中不需要人工干预，能够自动回位，确保运动轨迹的精确性。具备柔性的特点，即使运动有干涉也可以避免执行机构的损坏。撕膜的长度和次数可以根据需要调节，因此极大地满足了不同的撕膜要求。翻搅功能可以根据需要编程实现，能够模拟各种不同复杂动作。附图说明图1是本技术实施例的系统总体结构框图；图2是本技术实施例的总体装配示意图；图中1-机架，2-自动定位撕膜和退膜机构，3-自动送料和搅拌的机械手，4-容器取放自定位的旋转支撑机构，5-盖翻转机构，6-连接固定梁。图3是自动定位撕膜和退膜机构装配示意图；图中2-1-支撑架，2-2-电机，2-3-压板，2-4-定位板，2-5-安装板，2-6-滚珠滑套，2-7-过渡连接架的连接板，2-8-过渡连接架的竖直板，2-9-过渡连接架上的连接件，2-10-传感器，2-11-定滑轮，2-12-定滑轮架，2-13-膜封盒子，2-14-轴支撑座，2-15-支撑架前端“L”形支架，2-16-盒子定位架的框架结构，2-17-盒子定位架的平面结构和铰链，2-18-加强筋，2-19-卷轴，2-20-联轴器。(其中2-7、2-8、2-9组成过渡连接架)图4是容器取放自定位的旋转支撑机构装配示意图；图中4-1-支撑圆盘，4-2-滚珠(在支撑圆盘的安装孔内，被遮挡)，4-3-滚珠固定片，4-4-齿轮转盘，4-5-滚轮，4-6-限位轮架，4-7-支架，4-8-电机，4-9-动齿轮，4-10-定位卡槽，4-11-容器把手。图5是自动送料和搅拌的机械手装配示意图；图中3-1-导轨，3-2-运动小车，3-3-悬臂盒，3-4-机械手；图6是图5中的导轨的结构示意图；图中3-1-1定位安装块，3-1-2水平导轨，3-1-3滚珠滑套，3-1-4同步带轮安装板，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动撕膜落料及多样性搅拌的机构和控制装置，其特征在于由机械结构系统和控制系统组成，机械结构系统主要由机架、自动定位撕膜和退膜机构、自动送料和搅拌的机械手、容器取放自定位的旋转支撑机构、盖翻转机构和连接固定梁组成；机架用于整个系统的安装与固定，连接固定梁通过焊接或螺钉固定在机架上，自动送料和搅拌的机械手通过导轨的定位安装块与连接固定梁的联接使其与机架连为一体；容器取放自定位的旋转支撑机构和盖翻转机构同样通过连接固定梁使它们水平固定在机架上；自动定位撕膜和退膜机构则通过滚珠滑套与自动送料和搅拌的机械手的导轨配合联接；控制系统主要包括多轴运动控制卡、接口板、控制电机、电机驱动器、直流电机、传感器、继电器、计算机；多轴运动控制卡通过计算机总线插槽插入计算机内，用电缆将多轴运动控制卡和接口板连接起来；多个控制电机分别连接各自电机驱动器的脉冲输出端，电机驱动器的脉冲输入端通过电线连接到接口板上，自动送料和搅拌的机械手的极限开关和原点开关通过信号线分别连接到接口板相应的输入端口；多个直流电机的电源端接到继电器上，每个电机对应接２个继电器，继电器的信号输入端通过信号线连接到接口板的相应信号输出端自动定位撕膜和退膜机构上的传感器通过信号线连接到接口板的信号输入端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟光，林颖，李勇，黄文波，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]