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啤酒自动装箱码垛机工作原理及设计
作者:至械智能设备  更新时间:2016-10-11 17:19:20

    码垛是连接啤酒包装和仓储的重要环节,无论是空瓶卸码垛还是成品堆垛,在啤酒生产物流中都有重要的地位,也是许多啤酒企业目前刚刚开始并亟待完善的地方。我国啤酒业自动装箱码垛现状并不令人满意,不仅最原始的人工卸码垛和搬运还普遍存在,普通的输送、卸垛、码垛机也未完全普及。至械设计制造的全自动啤酒装箱码垛机器人,可以完成48000瓶每小时到60000瓶每小时的码垛要求,大大提高了码垛效率。
    码垛机器人腰部设计
    机器人腰部结构的旋转主要靠克服负载的转动惯量,由电机和固定在底座上的齿轮传动来带动底盘转动,其结构见图1。

码垛机器人腰部结构

图1 码垛机器人腰部结构


    码垛机器人臂部设计
    码垛机器人的臂部均为旋转关节,前后臂都采用四杆机构,其特点是机器人在空间运动时,始终能保证被夹的酒箱与水平面保持平行,可减少酒箱的空间位置姿态控制自由度,从而降低了码垛机器人的控制难度。通过伺服电机经减速器实现传动,此结构还可以在意外发生时,如断电情况,起到自锁作用,防止酒箱掉落。臂部结构见图2。

码垛机器人臂部结构

图2 码垛机器人臂部结构


    码垛机器人的工作原理
    根据啤酒包装箱码垛的要求,码垛机器人主要采用平行四边形连杆机构,此结构具有稳定性好、承载能力大、结构紧凑等特点。机器人有4个自由度,4个自由度分别由4个伺服电机控制完成三维空间的作业任务。
    码垛的工作原理是机器人由初始位置转到工作点,手臂下降,抓取由传送带送入的酒箱,在托板上进行码垛。由于在实际情况下,码盘处的垛形会出现不同的情况,只靠末端执行器抓取或放下酒箱是满足不了实际需求的,因此就需要通过手腕部的电机驱动来调整末端执行器的位姿,使酒箱达到正确的位置,酒箱在空间中也是通过腕部的调整来实现正确的位姿。机器人的前后臂则是通过各个电机与减速器产生旋转角度,带动末端执行器转到目标点。最后臂部放下酒箱完成码垛。
    码垛机器人具体工作步骤:末端执行器抓取酒箱→臂部抬起→底座旋转到目标点→臂部放下→末端执行器松开酒箱。在进行上述工作步骤的时候,为了提高工作效率,各个动作可以实现联动。比如在臂部抬起和放下的过程中,底座就可以同时进行旋转操作,但要注意臂部抬起的动作一定要先于底座的旋转,这样可以避免因手臂靠下而使酒箱发成碰撞。在整个工作过程中,酒箱完成的是一个曲线的轨迹。见图3。

码垛机器人的运动轨迹

图3 码垛机器人的运动轨迹

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