一种瓶胚的机器人分拣整理装箱系统的制作方法

本实用新型涉及包装装箱技术领域，具体涉及一种瓶胚的机器人分拣整理装箱系统。

背景技术：

在瓶胚的包装自动化技术领域，瓶胚是通过注塑机的模具生产出来。模具一次成型生产几十甚至上百个瓶胚，产量大。当瓶胚成型后注塑机将瓶胚释放到输送带上输送到后端进行后续工序处理。后续处理有两种情况：

①直接吹瓶：通过设备将散乱的瓶胚整理成列，进入吹瓶机吹瓶；

②装箱转运：通过设备将散乱的瓶胚整理成列，通过设备装箱入库。

目前这两种处理方法通常的做法都是通过机械料斗设备将散乱的瓶胚进行分拣、整理成列，以便后续处理。其原理如附图12～图13所示：提升皮带机将散乱的瓶胚提升输送至整列斗，整列斗结构呈倒八字形式；整列斗下方设有两组相向转动的滚筒。利用瓶胚的瓶颈直径大于瓶身直径，瓶颈挂于滚筒的外圆面瓶身依靠自重翻落向下，从而瓶胚垂直成列输出。该方法很大程度上解决了散乱瓶胚的整理问题，但同时也存在如下新的问题亟待解决：

⑴伤瓶问题：在输送、整理的过程当中，瓶胚经常跌落、磕碰，对瓶口乃至瓶身造成损伤从而形成不合格品和废品，给企业造成不必要的损失。

⑵产量问题：目前这种整理方法24小时的产量一般在20万至25万支之间，无法适应更高产量的要求。

⑶规格适应问题：瓶胚的规格样式多种多样，目前这种整理方法无法适应更多的瓶胚规格。如附图14～图15所示，瓶胚有直颈瓶和窄颈瓶之分。对于窄颈瓶，悬挂的搭接距离s＝(D-d)/2偏小，整理时瓶胚容易倾斜跑偏；对于32g及更小的小规格瓶胚，由于瓶胚自重较轻，瓶身尺寸较短无法及时正常的翻落下来，瓶胚经常横在滚筒表面从而无法整理成列输出。

所以行业需求一种新的瓶胚整理技术，在满足瓶胚整理要求的同时，解决传统方式带来的以上问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种瓶胚的机器人分拣整理装箱系统，实现对大量瓶胚的自动分拣、连续整理和装箱一系列连续的功能，结构简单，减少了中间环节，失误率小，提高了效率，维护方便，操作容易，成本较低，实现对小件物品的快速精确分拣，避免了瓶胚通过传统机械斗分拣带来的磕碰和损伤，能够在分拣、整理过程中有效的保护瓶胚。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种瓶胚的机器人分拣整理装箱系统，包括机器人分拣单元、排列整理单元、装箱单元和箱笼输送单元，机器人分拣单元的输出口与排列整理单元的输入口衔接，排列整理单元的输出口与装箱单元的输入口衔接，装箱单元的输出口与箱笼输送单元衔接。

按照上述技术方案，机器人分拣单元包括瓶胚输送带、视觉检测系统和分拣机器人，视觉检测系统和分拣机器人沿瓶胚输送带的输送方向依次分布于瓶胚输送带的上方，分拣机器人的基座上连接有机器人安装架，通过机器人安装架固定连接，分拣机器人的末端设有分拣吸具，瓶胚输送带将前端注塑机环节输出的散乱瓶胚传递到后端，视觉检测系统对瓶胚输送带上瓶胚进行快速拍照并进行形状位置的计算分析，将分析结果以信号的形式传递给分拣机器人，分拣机器人依据信号对瓶胚输送带上的瓶胚进行分拣。

按照上述技术方案，分拣吸具包括安装板、真空吸盘和护板，真空吸盘的上端与安装板连接，护板连接设置于真空吸盘的两侧，真空吸盘利用产生的真空吸取和放置瓶胚，护板从两侧对瓶胚进行限定和保护，防止瓶胚在吸取和放置过程中发生偏转。

按照上述技术方案，视觉检测系统包括视觉相机、对比光源和控制系统，控制系统分别与视觉相机和对比光源连接。

按照上述技术方案，排列整理单元包括排列皮带机，排列皮带机的皮带表面横向等距分布有多个柔性挡条，两个相邻的柔性挡条在排列皮带机的输送带表面形成均匀分布的小格，分拣机器人将瓶胚输送带上散乱的瓶胚分拣到排列皮带机上柔性挡条形成的小格内，将瓶胚由散乱堆放转变成规则码放。

按照上述技术方案，排列皮带机的个数有多个，并排排列布置，分拣机器人的个数与排列皮带机的个数一致，排列皮带机与分拣机器人形成一一对应的关系，每个排列皮带对应一个分拣机器人，分拣机器人将瓶胚规则地放置在柔性挡条之间的小格里，分拣机器人每放置一个瓶胚，则对应的排列皮带机向前运行一小格的距离，从而实现将散乱的瓶胚整齐排列成两列的目的。

按照上述技术方案，装箱单元包括大机架、水平运动机构、垂直运动机构和装箱吸具，水平运动机构设置于大机架上，垂直运动机构设置于水平运动机构上，装箱吸具设置于垂直运动机构上，水平运动机构带动垂直运动机构和装箱吸具水平移动，垂直运动机构带动装箱吸具垂直移动。

按照上述技术方案，水平运动机构包括水平梁，水平梁设置于大机架上，水平梁上设有导轨，水平梁的端面设有伺服电机，伺服电机通过同步带与垂直运动机构连接，伺服电机带动同步带转动，从而带动垂直运动机构水平往复移动；

垂直运动机构包括垂直粱，垂直梁设置于水平运动机构上，垂直梁上设有滚珠丝杠，垂直梁的端部设有伺服电机，伺服电机通过滚珠丝杠与装箱吸具连接，伺服电机通过滚珠丝杠带动装箱吸具垂直上下往复升降；

装箱吸具包括法兰连接板、吸盘安装板、真空吸盘和真空发生器，吸盘安装板设置于法兰连接板的下端，真空吸盘成列分布于吸盘安装板的下端，真空发生器与真空吸盘连接，真空发生器使真空吸盘产生负压，从而吸取瓶胚，法兰连接板的上端与垂直运动机构连接。

按照上述技术方案，箱笼输送单元包括依次连接的空箱输送机构、装箱输送机构和满箱输送机构，装箱输送机构上设有阻挡定位机构，所述的空箱输送机构将空的箱笼输送至装箱输送机构，阻挡定位机构将箱笼定位于装箱输送机构的指定位置，等待装箱单元将排列整齐的瓶胚装入箱笼，待箱笼装入程序设定数量的瓶胚后，装箱输送机构将满的箱笼输出至满箱输送机构，等待后续转运入库。

按照上述技术方案，空箱输送机构为链条输送机，装箱输送机构和满箱输送机构均辊道输送机。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过机器人分拣单元、排列整理单元、装箱单元和箱笼输送单元的组合，将散乱的瓶胚经过分拣和排列整理，最后装入指定箱笼中，实现对大量瓶胚的自动分拣、连续整理和装箱一系列连续的功能，结构简单，可直接与生产瓶胚的注塑机的输出口对接，减少了中间其他环节，失误率小，提高了效率，维护方便，操作容易，成本较低，尤其通过机器人分拣单元分拣，实现对小件物品的快速精确分拣，避免了瓶胚通过传统机械斗分拣带来的磕碰和损伤，能够在分拣、整理过程中有效的保护瓶胚。

2、通过分拣吸具和装箱吸具来完成吸取和放置过程，通过真空吸盘的柔软特性，进一步减小了器具对瓶胚的外力损伤，另外真空吸盘对瓶胚的规格、结构样式、尺寸大小和重量无额外要求，适应性广，便于维护。

3、由于瓶胚本身材质透明特性，通过单纯的视觉相机不易识别，通过对比光源使瓶胚与环境产生色差，更容易被识别，提高分拣的准确率和效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中瓶胚的机器人分拣整理装箱系统的立面布置图；

图2是本实用新型实施例中瓶胚的机器人分拣整理装箱系统的俯视图；

图3是本实用新型实施例中机器人分拣单元的立面布置图；

图4是本实用新型实施例中排列整理单元的立面布置图；

图5是图4的A局部示意图；

图6是本实用新型实施例中装箱单元的立面布置图；

图7是本实用新型实施例中装箱单元的主视图；

图8是本实用新型实施例中箱笼输送单元的立面图；

图9是本实用新型实施例中箱笼输送单元的主视图；

图10是本实用新型实施例中分拣吸具的立面图；

图11是本实用新型实施例中装箱吸具的立面图；

图12是传统机械斗分拣的主视图；

图13是图12的B-B剖视图；

图14是瓶胚中的直颈瓶的结构示意图；

图15是瓶胚中的窄颈瓶的结构示意图；

图中，1-机器人分拣单元，1-1-瓶胚输送带，1-1-1-第一输送带，1-1-2-第一电机，1-1-3-第一脚架，1-1-4-第一脚杯，1-2-视觉检测系统，1-3-机器人安装架，1-4-分拣机器人，1-5-分拣吸具，1-5-1-第一安装板，1-5-2-第一真空吸盘，1-5-3-护板，2-排列整理单元，2-1-排列皮带机，2-1-1-第二输送带，2-1-2-柔性挡条，2-1-3-皮带机架，2-1-4-第一伺服电机，2-2-第二脚架，2-3-第二脚杯，3-装箱单元，3-1-大机架，3-2-水平运动机构，3-2-1-第二伺服电机，3-2-2-导轨，3-2-3-同步带，3-3-垂直运动机构，3-3-1-第三伺服电机，3-3-2-垂直梁，3-3-3-滚珠丝杠，3-4-装箱吸具，3-4-1-法兰连接板，3-4-2-第二安装板，3-4-3-第二真空吸盘，3-4-4-真空发生器，4-箱笼输送单元，4-1-空箱输送机构，4-1-1-第一输送机架，4-1-2-链轮，4-1-3-链条，4-1-4-第二电机，4-2-装箱输送机构，4-2-1-第二输送机架，4-2-2-双链滚筒，4-2-3-第三电机，4-2-4-气缸，4-2-5-阻挡定位板，4-3-满箱输送机构，4-4-箱笼，5-整列斗，6-提升皮带机，7-相向转动滚筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参照图1～图15所示，本实用新型提供的一个实施例中的瓶胚的机器人分拣整理装箱系统，包括机器人分拣单元1、排列整理单元2、装箱单元3和箱笼输送单元4，机器人分拣单元1的输入口与生产瓶胚的注塑机的输出口衔接，机器人分拣单元1的输出口与排列整理单元2的输入口衔接，排列整理单元2的输出口与装箱单元3的输入口衔接，装箱单元3的输出口与箱笼输送单元4衔接；通过机器人分拣单元1、排列整理单元2、装箱单元3和箱笼输送单元4的组合，将散乱的瓶胚经过分拣和排列整理，最后装入指定箱笼4-4中，实现对大量瓶胚的自动分拣、连续整理和装箱一系列连续的功能，结构简单，可直接与生产瓶胚的注塑机的输出口对接，减少了中间其他环节，失误率小，提高了效率，维护方便，操作容易，成本较低，尤其通过机器人分拣单元4分拣，实现对小件物品的快速精确分拣，避免了瓶胚通过传统机械斗分拣带来的磕碰和损伤，能够在分拣、整理过程中有效的保护瓶胚。

进一步地，机器人分拣单元1包括瓶胚输送带1-1、视觉检测系统1-2和分拣机器人1-4，视觉检测系统1-2和分拣机器人1-4沿瓶胚输送带1-1的输送方向依次分布于瓶胚输送带1-1的上方，分拣机器人1-4的基座上连接有机器人安装架1-3，通过机器人安装架1-3与地面固定连接，分拣机器人1-4的末端设有分拣吸具1-5，瓶胚输送带1-1将前端注塑机环节输出的散乱瓶胚传递到后端，视觉检测系统1-2对瓶胚输送带1-1上瓶胚进行快速拍照并进行形状位置的计算分析，将分析结果以信号的形式传递给分拣机器人1-4，分拣机器人1-4依据信号对瓶胚输送带1-1上的瓶胚进行分拣。

进一步地，机器人安装架1-3可设置有多个分拣机器人1-4，依次沿瓶胚输送带1-1的输送方向设置，每台分拣机器人1-4的末端均设有分拣吸具1-5，分拣吸具1-5采用真空吸盘吸取瓶胚，分拣机器人1-4接收到视觉检测系统1-2发送过来的信号指令后对过来的瓶胚进行快速吸取分拣。

进一步地，分拣机器人1-4的型号为SCARA机器人；单台SCARA机器人一分钟排列105支，两台机器人24小时排列30万支瓶胚，从而提高了产量。

进一步地，所述的瓶胚输送带1-1包括第一输送带1-1-1、第一电机1-1-2、多个第一脚架1-1-3和第一脚杯1-1-4，第一输送带1-1-1将注塑机出来的散乱的瓶胚传递到后端，第一电机1-1-2带动输送运转，第一脚架1-1-3的上端与第一输送带1-1-1连接，第一脚杯1-1-4通过螺杆与第一脚架1-1-3连接，旋转螺杆可调节瓶胚输送带1-1的高度和角度。

进一步地，分拣吸具1-5包括第一安装板1-5-1、第一真空吸盘1-5-2和护板1-5-3，第一真空吸盘1-5-2的上端与第一安装板1-5-1连接，护板1-5-3连接设置于第一真空吸盘1-5-2的两侧，第一真空吸盘1-5-2利用产生的真空吸取和放置瓶胚，护板1-5-3从两侧对瓶胚进行限定和保护，防止瓶胚在吸取和放置过程中发生偏转；通过分拣吸具1-5来完成分拣和整理排列过程，通过真空吸盘的柔软特性，进一步减小了器具对瓶胚的外力损伤，另外真空吸盘对瓶胚的规格、结构样式、尺寸大小和重量无额外要求，适应性广，便于维护。

进一步地，分拣吸具1-5包括两个并排设置的第一真空吸盘1-5-2，第一真空吸盘1-5-2均为小型吸嘴，两个第一真空吸盘1-5-2通过小型吸嘴同时吸取瓶胚，能够很稳定的吸取，两个第一真空吸盘1-5-2分担了重量，提高了承载能力，同时小型吸嘴不易漏气，从而造成真空泄露，出现漏吸瓶胚情况。

进一步地，所述护板1-5-3的截面为C形，真空吸盘设置于护板1-5-3的C形开口内。

进一步地，视觉检测系统1-2包括视觉相机、对比光源和控制系统，控制系统分别与视觉相机和对比光源连接；视觉相机对过往的瓶胚进行快速拍照，并以信号的形式传输给控制系统进行形状位置计算分析，控制系统将分析结果以信号的形式传递给分拣机器人1-4，对比光源对过往瓶胚打光照射使得瓶胚与周围环境的对比反差明显，便于控制系统对瓶胚进行识别分析；由于瓶胚本身材质透明特性，通过单纯的视觉相机不易识别，通过对比光源使瓶胚与环境产生色差，更容易被识别，提高分拣的准确率和效率。

进一步地，排列整理单元2包括排列皮带机2-1，排列皮带机2-1的皮带表面横向等距分布有多个柔性挡条2-1-2，两个相邻的柔性挡条2-1-2在排列皮带机2-1的第二输送带2-1-1表面形成均匀分布的小格，分拣机器人1-4将瓶胚输送带1-1上散乱的瓶胚分拣到排列皮带机2-1上柔性挡条2-1-2形成的小格内，将瓶胚由散乱堆放转变成规则码放。

进一步地，排列皮带机2-1有多个，并排排列布置，分拣机器人1-4的个数与排列皮带机2-1的个数一致，排列皮带机2-1与分拣机器人1-4形成一一对应的关系，每个排列皮带对应一个分拣机器人1-4，分拣机器人1-4将瓶胚规则地放置在柔性挡条2-1-2之间的小格里，分拣机器人1-4每放置一个瓶胚，则对应的排列皮带机2-1向前运行一小格的距离，从而实现将散乱的瓶胚整齐排列成两列的目的。

进一步地，排列皮带机2-1的个数为两个，两个排列皮带机2-1并排排列布置，分拣机器人1-4个数为2个。

进一步地，排列皮带机2-1上设有第一伺服电机2-1-4，第一伺服电机2-1-4驱动排列皮带机2-1运转，排列皮带机2-1的皮带机架2-1-3连接有有第二脚架2-2，第二脚架2-2底部设有第二脚杯2-3，第二脚杯2-3通过螺杆与第二脚架2-2连接，旋转螺杆可调节瓶胚输送带1-1的高度和角度。

进一步地，装箱单元3包括大机架3-1、水平运动机构3-2、垂直运动机构3-3和装箱吸具3-4，水平运动机构3-2设置于大机架3-1上，垂直运动机构3-3设置于水平运动机构3-2上，装箱吸具3-4设置于垂直运动机构3-3上，水平运动机构3-2带动垂直运动机构3-3和装箱吸具3-4水平移动，垂直运动机构3-3带动装箱吸具3-4垂直移动；装箱吸具3-4将排列整理单元2上排列整齐的瓶胚吸取，垂直运动机构3-3带动装箱吸具3-4上升，与此同时，水平运动机构3-2带动垂直运动机构3-3和装箱吸具3-4水平运动至箱笼输送单元4的箱笼4-4的上方，垂直运动机构3-3带动装箱吸具3-4下降一定高度后，释放真空将瓶胚整齐的放置在箱笼输送单元4的箱笼4-4内部，垂直运动机构3-3带动装箱吸具3-4上升，水平运动机构3-2带动垂直运动机构3-3和装箱吸具3-4水平反向运动至排列整理单元2的上方，等待吸取排列整理完毕的瓶胚，如此循环往复。

进一步地，所述的大机架3-1设置于排列整理单元2和箱笼输送单元4上方，分别与排列整理单元22和箱笼输送单元4相衔接。

进一步地，水平运动机构3-2包括水平梁，水平梁设置于大机架3-1上，水平梁上设有导轨3-2-2，水平梁的端面设有第二伺服电机3-2-1，第二伺服电机3-2-1通过同步带3-2-3与垂直运动机构3-3连接，第二伺服电机3-2-1带动同步带3-2-3转动，从而带动垂直运动机构3-3水平往复移动；

垂直运动机构3-3包括垂直粱，垂直梁3-3-2设置于水平运动机构3-2上，垂直梁3-3-2上设有滚珠丝杠3-3-3，垂直梁3-3-2的端部设有第三伺服电机3-3-1，第三伺服电机3-3-1通过滚珠丝杠3-3-3与装箱吸具3-4连接，第三伺服电机3-3-1通过滚珠丝杠3-3-3带动装箱吸具3-4垂直上下往复升降；

装箱吸具3-4包括法兰连接板3-4-1、第二安装板3-4-2、第二真空吸盘3-4-3和真空发生器3-4-4，第二安装板3-4-2设置于法兰连接板3-4-1的下端，第二真空吸盘3-4-3成列分布于第二安装板3-4-2的下端，真空发生器3-4-4与第二真空吸盘3-4-3连接，真空发生器3-4-4使第二真空吸盘3-4-3产生负压，从而吸取瓶胚，法兰连接板3-4-1的上端与垂直运动机构3-3连接。

进一步地，真空吸盘成列分布，与排列皮带机2-1上均匀分布的小格相对应。

进一步地，真空吸盘排列成两排。

进一步地，箱笼输送单元4包括依次连接的空箱输送机构4-1、装箱输送机构4-2和满箱输送机构4-3，装箱输送机构4-2上设有阻挡定位机构，所述的空箱输送机构4-1将空的箱笼4-4输送至装箱输送机构4-2，阻挡定位机构将箱笼4-4定位于装箱输送机构4-2的指定位置，等待装箱单元3将排列整齐的瓶胚装入箱笼4-4，待箱笼4-4装入程序设定数量的瓶胚后，装箱输送机构4-2将满的箱笼4-4输出至满箱输送机构4-3，等待后续转运入库。

进一步地，空箱输送机构4-1为链条输送机，链条输送机包括第一输送机架4-1-1和第二电机4-1-4，第一输送机架4-1-1的头尾两端设有多组链轮4-1-2，头尾两端的链轮4-1-2之间连接多组链条4-1-3，第二电机4-1-4与链轮4-1-2连接，第二电机4-1-4驱动链轮4-1-2带动链条4-1-3运转，进而带动放置于链条4-1-3上的空箱移动；

装箱输送机构4-2和满箱输送机构4-3均为辊道输送机，辊道输送机包括第二输送机架4-2-1，第二输送机架4-2-1的侧面设有第三电机4-2-3，第二输送机架4-2-1上设有多组双链滚筒4-2-2，相邻的双链滚筒4-2-2之间通过链条连接，第三电机4-2-3通过链条与其中一个双链滚筒4-2-2连接，进而带动多个双链滚筒4-2-2一起转动；

阻挡定位机构包括阻挡定位板4-2-5和气缸4-2-4，气缸4-2-4设置于装箱输送机构4-2的第二输送机架4-2-1底部，阻挡定位板4-2-5设置于两个双链滚筒4-2-2之间，阻挡定位板4-2-5与气缸4-2-4连接，气缸4-2-4带动阻挡定位板4-2-5升降，当阻挡定位板4-2-5升起时，高于双链滚筒4-2-2的辊面，当阻挡定位板4-2-5，下降时低于双链滚筒4-2-2的辊面。

以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。