套箱系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種套箱系統，適合向設備上外套包裝箱，套箱過程快速、準確且高效。該套箱系統包括輸送帶、設置在輸送帶外側的機械手以及與機械手相連的控制系統，還包括操作手，操作手包括主架和兩個與主架垂直設置的側架，兩個側架分別設置在主架的兩端且與主架鉸接，主架的內側設置有與主架相連的真空吸盤，側架的內側設置有與側架相連的真空吸盤，側架與主架之間還設置有用于驅動側架朝側架的外側翻轉的側架驅動機構；機械手設置在主架的外側并與主架相連。
【專利說明】套箱系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于向設備上外套包裝箱的套箱系統。
【背景技術】
[0002]機械手已成為現代自動化系統的一個重要組成部分，在各個領域都有應用。目前的機械手一般包括多個關節，各個關節可實現一定角度的旋轉，機械手的前端關節上連接有具有一定功能的操作手，例如操作手可為焊接頭、卡爪等等。利用機械手可實現24小時不間斷操作，可按照預先設定的程序精確的完成每一個操作步驟。可節省勞動力，提高工作效率。雖然機械手有上述眾多優點，但目前的機械手不適合向設備上進行套箱作業，且目前沒有完整的、效率高的、通用性好的套箱系統。
實用新型內容
[0003]本實用新型解決的技術問題是提供一種適合向設備上外套包裝箱的套箱系統。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:套箱系統，包括輸送帶、設置在輸送帶外側的機械手以及與機械手相連的控制系統，還包括操作手，操作手包括主架和兩個與主架垂直設置的側架，兩個側架分別設置在主架的兩端且與主架鉸接，主架的內側設置有與主架相連的真空吸盤，側架的內側設置有與側架相連的真空吸盤，側架與主架之間還設置有用于驅動側架朝側架的外側翻轉的側架驅動機構；機械手設置在主架的外側并與主架相連。
[0005]進一步的是:主架包括基架，基架內側的一端設置有固定架，基架內側的另一端設置有軌道，軌道上設置有與軌道滑動配合的朝固定架方向移動的活動架，主架上設置的真空吸盤分別設置在固定架和活動架上，其中一個側架設置在固定架上，另一個側架設置在活動架上，基架上還設置有用于驅動活動架沿軌道移動的活動架驅動機構。活動架驅動機構可為絲杠機構等。
[0006]進一步的是:側架驅動機構包括齒條、與齒條嚙合的齒輪以及用于驅動齒條移動的氣缸，齒輪與安裝在主架上的側架驅動軸相連，側架驅動軸與側架相連。
[0007]進一步的是:輸送帶外側位于機械手的上游設置有對中定位裝置，對中定位裝置包括兩個對稱設置在輸送帶的兩側的同步運動的推臂，推臂的一端為驅動端，另一端為用于推動輸送帶上的設備的工作端，推臂的驅動端與底座上的導軌滑動配合，底座上還設置有用于驅動推臂沿導軌移動的推臂驅動機構，推臂在導軌上的移動方向與輸送帶垂直。
[0008]進一步的是:輸送帶的外側位于機械手的上游設置有掃碼器，掃碼器與控制系統相連。
[0009]進一步的是:還包括設置在機械手外側的多個紙箱堆垛臺，紙箱堆垛臺包括堆垛板以及與堆垛板相連的堆垛板升降驅動裝置。
[0010]進一步的是:各個紙箱堆垛臺的外側分別設置有攝像頭支架，攝像頭支架上設置有與控制系統相連的攝像頭，攝像頭位于對應的紙箱堆垛臺的上方并朝向對應的紙箱堆垛臺。
[0011]進一步的是:攝像頭支架上設置有朝向紙箱堆垛臺的照明燈。
[0012]進一步的是:機械手包括多個活動關節，與操作手相連的活動關節的轉動角度為-360度?360度。
[0013]本實用新型的有益效果是:適合向設備上外套包裝箱，套箱過程快速、準確且高效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的套箱系統的示意圖；
[0015]圖2為圖1中A區域的放大圖；
[0016]圖3為操作手的示意圖；
[0017]圖4為對中定位裝置的示意圖；
[0018]圖中標記為:設備1，掃碼器2，輸送帶3，對中定位裝置4，攝像頭支架5，堆垛板升降驅動裝置7，堆垛板8，攝像頭10，主架14，側架15，包裝箱16，真空吸盤17，固定架18，活動架19，氣缸20，軌道21，齒輪22，齒條23，側架驅動軸24，推臂25，工作端26，導軌27，底座28。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0020]如圖1至圖3所示，本實用新型的套箱系統，包括輸送帶3、設置在輸送帶外側的機械手以及與機械手相連的控制系統，還包括操作手，操作手包括主架14和兩個與主架垂直設置的側架15，兩個側架分別設置在主架14的兩端且與主架14鉸接，主架14的內側設置有與主架14相連的真空吸盤17，側架15的內側設置有與側架15相連的真空吸盤17，側架15與主架14之間還設置有用于驅動側架朝側架的外側翻轉的側架驅動機構；機械手設置在主架14的外側并與主架14相連。上述側架的外側也就是與側架上的真空吸盤相對的另一側，上述主架的外側也就是與主架上的真空吸盤相對的另一側。上述機械手可應用現有技術中的機械手。
[0021]多個包裝箱可預先壓平并堆疊在機械手的外側，當需要套箱時，通過側架驅動機構使各個側架朝側架的外側翻轉，讓出主架14的操作空間。接著通過機械手將操作手移動至包裝箱上方，通過操作手的主架14可將堆疊平放的包裝箱16的主面吸附，接著機械手上提主架，包裝箱16隨之上移并在重力作用下開口，此時，包裝箱16雖然開口，但還不是一個規則的形狀，這就需要通過兩個側架15來對包裝箱16進一步整形，具體就是通過側架驅動機構將側架15翻轉至與主架14垂直，此時，兩個側架15與主架14之間形成一個規則的限位空間，而包裝箱16恰好位于該空間內，包裝箱16的兩個側面分別被兩個側架15的真空吸盤吸附，如圖2所示，這樣就可將壓平的包裝箱16展開成如圖2所示的規則形狀，也就是包裝箱的開口為矩形。接著通過機械手將包裝箱移動至輸送帶3上的設備I的上方，輸送帶3上的設備I可以是洗衣機、電視機等。然后下放包裝箱16將包裝箱16套在設備I上，操作手與包裝箱16分離。這樣就完成了將一個設備外套包裝箱的任務。然后重復上述步驟，可依次將各個設備外套包裝箱。[0022]由于不同設備的尺寸不同，使得不同設備使用的包裝箱的尺寸也不同，為了使本實用新型的套箱系統可適應不同尺寸的包裝箱，在上述基礎上，如圖3所示，主架14包括基架，基架內側的一端設置有固定架18，基架內側的另一端設置有軌道21，軌道21上設置有與軌道滑動配合的朝固定架18方向移動的活動架19，主架上設置的真空吸盤分別設置在固定架18和活動架19上，其中一個側架設置在固定架18上，另一個側架設置在活動架19上，基架上還設置有用于驅動活動架19沿軌道21移動的活動架驅動機構。由于活動架19可朝固定架18移動，使得活動架19與固定架18之間的距離可調，進而使得兩個側架之間的距離可調。從而可根據包裝箱的尺寸來及時調整兩個側架之間的距離，以此來適應不同尺寸的設備。
[0023]上述活動架驅動機構可以為常用的直線驅動機構，例如氣缸，液壓系統等。當為了能在簡化結構的基礎上實現比較精確的調控，活動架驅動機構為絲杠機構。絲杠機構可包括絲杠和與絲杠配合的螺母，螺母與活動架19相連，絲杠由電機系統帶動轉動，電機系統與控制系統相連。通過控制系統來控制電機系統進而控制活動架19的移動。
[0024]上述側架驅動機構的實施方式也有多種，例如可為曲柄連桿機構等，但為了簡化結構并實現比較精確的控制，如圖3所示，側架驅動機構包括齒條23、與齒條23嚙合的齒輪22以及用于驅動齒條移動的氣缸20，齒輪22與安裝在主架上的側架驅動軸24相連，側架驅動軸24與側架15相連。通過氣缸20可控制齒條23移動，齒條23的移動可促使齒輪22的滾動，進而可通過側架驅動軸24帶動側架15翻轉。通過上述結構，可使側架15與主架14之間的夾角發生變化，當側架15朝外側翻轉時，側架15與主架14之間的夾角變大，當側架15復位后，側架15與主架14之間垂直。
[0025]如圖1和圖4所示，由于輸送帶上的設備在放置時有時會發生偏移，在套箱時，就需要將機械手的移動路徑進行調整，這樣會給套箱過程帶來一定的不便，影響套箱效率。為了克服上述不足，輸送帶外側位于機械手的上游設置有對中定位裝置4，對中定位裝置4包括兩個對稱設置在輸送帶3的兩側的同步運動的推臂25，推臂25的一端為驅動端，另一端為用于推動輸送帶上的設備的工作端26，推臂25的驅動端與底座28上的導軌27滑動配合，底座28上還設置有用于驅動推臂沿導軌移動的推臂驅動機構，推臂25在導軌27上的移動方向與輸送帶3垂直。使用時，由于在機械手的上游側設置有對中定位裝置4，可在設備移動到套箱位置前先被對中定位，也就是通過推臂25的工作端26將設備推至輸送帶上的指定位置，這樣，在機械手每次向設備上套箱時，設備在輸送帶上的位置是固定的，機械手可快速準確的將包裝箱外套在設備上。可有效保證較高的套箱效率。
[0026]由于輸送帶3上有時需要對不同種類的設備進行套箱。這就使得機械手在每次套箱時，需要將對應的包裝箱套在對應的設備上。為了達到上述目的，如圖1所示，
[0027]輸送帶3的外側位于機械手的上游設置有掃碼器2，掃碼器2與控制系統相連。掃碼器2可掃描設備上的編碼，并將信號傳遞給控制系統，控制系統與機械手相連并可控制機械手移動至對應包裝箱的位置，然后將包裝箱吸取并打開，接著可將該包裝箱外套在對應的設備上。其中，機械手周圍可預先放置多堆不同種類的包裝箱，每疊對應一種設備，這樣就可實現在同一輸送帶3上對多種設備進行套箱。
[0028]在上述基礎上，為了使機械手每次取箱的高度保持一定，如圖1所示，還包括設置在機械手外側的多個紙箱堆垛臺，紙箱堆垛臺包括堆垛板8以及與堆垛板8相連的堆垛板升降驅動裝置7。機械手每次取箱的高度保持一定有利于簡化機械手的控制程序，而且可使每次取箱所用時間固定，這樣有利于對輸送帶3的移動速率進行設定，有利于套箱過程連續快速的進行。使用時，包裝箱放置在堆垛板8上，每取走一個包裝箱，堆垛板升降驅動裝置7上升固定的高度，這樣就可保證機械手每次取箱的高度一定。上述堆垛板升降驅動裝置7可為氣缸、液壓缸等驅動機構。
[0029]進一步的是，在上述紙箱堆垛臺上放置的一疊包裝箱內，各個包裝箱的位置有時會發生一定偏移，這時需要根據包裝箱的位置來及時對機械手的取箱位置進行調整。為了實現上述目的，如圖1所示，各個紙箱堆垛臺的外側分別設置有攝像頭支架5，攝像頭支架5上設置有與控制系統相連的攝像頭10，攝像頭10位于對應的紙箱堆垛臺的上方并朝向對應的紙箱堆垛臺。通過攝像頭10可取得最上方一個包裝箱的視圖并將該視圖傳遞給控制系統，然后根據預先設定好的視圖進行比對可知道該包裝箱的偏移量，進而可及時調整機械手的取箱位置，保證包裝箱可快速平穩牢靠的吸取、打開、整形并外套在設備上。而且，由于上述設置有紙箱堆垛臺，該紙箱堆垛臺的高度可在堆垛板升降驅動裝置7作用下保持恒定，因此攝像頭10的焦距可保持恒定，這樣可降低對攝像頭10的性能要求，便于快速對焦和獲取圖像信息。
[0030]在上述基礎上，由于包裝箱在擺放時，可能某些包裝箱的上下位置需要調整180度后再套在設備上，例如某些包裝箱在通過操作手吸取并打開后，其字體是朝下的，這時就需要將包裝箱旋轉180度，使字體朝上，然后再套在設備上。為了實現上述目的，機械手包括多個活動關節，與操作手相連的活動關節的轉動角度為-360度?360度。現有技術中，機械手一般都包括多個活動關節，設置時，要求與操作手相連的那個活動關節的旋轉角度為-360度?360度。這樣就可實現將包裝箱按照需求進行旋轉的目的。而且，由于設置有攝像頭10，可通過攝像頭10獲取的圖像判斷包裝箱是否需要旋轉，當控制系統判斷需要旋轉包裝箱后，可控制機械手將包裝箱旋轉180度。
[0031]由于某些廠房的燈光不夠充足，可能會影響攝像頭10獲取圖像的清晰度。為了彌補上述不足，攝像頭支架5上設置有朝向紙箱堆垛臺的照明燈。
【權利要求】
1.套箱系統，包括輸送帶(3)、設置在輸送帶外側的機械手以及與機械手相連的控制系統，其特征是:還包括操作手，操作手包括主架(14)和兩個與主架垂直設置的側架(15)，兩個側架分別設置在主架(14)的兩端且與主架(14)鉸接，主架(14)的內側設置有與主架(14)相連的真空吸盤(17)，側架(15)的內側設置有與側架(15)相連的真空吸盤(17)，側架(15)與主架(14)之間還設置有用于驅動側架朝側架的外側翻轉的側架驅動機構；機械手設置在主架(14)的外側并與主架(14)相連。
2.如權利要求1所述的套箱系統，其特征是:主架(14)包括基架，基架內側的一端設置有固定架(18)，基架內側的另一端設置有軌道(21)，軌道(21)上設置有與軌道滑動配合的朝固定架(18)方向移動的活動架(19)，主架上設置的真空吸盤分別設置在固定架(18)和活動架(19)上，其中一個側架設置在固定架(18)上，另一個側架設置在活動架(19)上，基架上還設置有用于驅動活動架(19)沿軌道(21)移動的活動架驅動機構。
3.如權利要求1所述的套箱系統，其特征是:側架驅動機構包括齒條(23)、與齒條(23)嚙合的齒輪(22)以及用于驅動齒條移動的氣缸(20)，齒輪(22)與安裝在主架上的側架驅動軸(24)相連，側架驅動軸(24)與側架(15)相連。
4.如權利要求1所述的套箱系統，其特征是:輸送帶外側位于機械手的上游設置有對中定位裝置(4 )，對中定位裝置(4 )包括兩個對稱設置在輸送帶(3 )的兩側的同步運動的推臂(25)，推臂(25)的一端為驅動端，另一端為用于推動輸送帶上的設備的工作端(26)，推臂(25)的驅動端與底座(28)上的導軌(27)滑動配合，底座(28)上還設置有用于驅動推臂沿導軌移動的推臂驅動機構，推臂(25)在導軌(27)上的移動方向與輸送帶(3)垂直。
5.如權利要求1所述的套箱系統，其特征是:輸送帶(3)的外側位于機械手的上游設置有掃碼器(2)，掃碼器(2)與控制系統相連。
6.如權利要求1所述的套箱系統，其特征是:還包括設置在機械手外側的多個紙箱堆垛臺，紙箱堆垛臺包括堆垛板(8)以及與堆垛板(8)相連的堆垛板升降驅動裝置(7)。
7.如權利要求6所述的套箱系統，其特征是:各個紙箱堆垛臺的外側分別設置有攝像頭支架(5)，攝像頭支架(5)上設置有與控制系統相連的攝像頭(10)，攝像頭(10)位于對應的紙箱堆垛臺的上方并朝向對應的紙箱堆垛臺。
8.如權利要求7所述的套箱系統，其特征是:攝像頭支架(5)上設置有朝向紙箱堆垛臺的照明燈。
9.如權利要求7所述的套箱系統，其特征是:機械手包括多個活動關節，與操作手相連的活動關節的轉動角度為-360度?360度。
【文檔編號】B65B43/46GK203652173SQ201320697870
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】南軍, 趙凱, 肖丹亞 申請人:四川豪特電氣有限公司