本发明涉及纺织机器人技术领域，具体涉及一种高效、结构简单且便于控制的化纤丝饼机器人码垛工具。
背景技术：
化纤丝饼是纺织制造的原料，为防止在包装、储存、运输环节造成丝饼相互碰撞摩擦损伤丝卷表面造成毛丝而影响产品质量，对化纤丝饼包装码垛是一个必不可少的环节。目前码垛作业采用的搬运码垛方式有三种，分别为人工搬运、机械搬运和码垛机器人搬运。在纺丝企业中，对化纤丝饼的码垛大都采用人工搬运，人工搬运存在着自动化程度低、工人劳动强度大、生产效率低和安全性差的问题，而且容易造成丝饼之间的间距不一致，从而导致产品无辜碰毛的现象发生，影响化纤丝饼的质量；而机械搬运中采用的码垛机受结构形状影响因素，存在着占地面积大，操作程序更改麻烦、耗电量大等缺点。随着工业的发展，自动化设备已经广泛应用于各种生产领域中，为减轻劳动强度及保证产品质量，采用机器人进行化纤丝饼码垛成为趋势，码垛机器人对各种形状包装的货物都适用，且由于性能可靠，维护保养简单，得到越来越广泛的应用。码垛机器人的机械手抓适用于小尺寸块状物体的抓取和码垛，具体是通过夹取物体和释放物体，配合码垛机器臂实现物体的转运和码垛。然而目前的码垛机器人采用示教方式通过码垛算法进行自动码垛，但是由于货物到达固定工位的位置与事先设定的位置会有些许偏差，因此码垛机器人可能无法抓取到货物，无法精确定位。但由于在纺织行业，化纤丝饼之间的距离在抓取位和码垛位是不同的，抓取位为490mm，而在码垛位要求440mm，这就对夹具进行专门设计，以满足生产的特殊要求。
目前的码垛机器人在工作过程中，一次只能对一个产品进行抓取、搬运或一次抓取产品数量较少，因此工作效率低，生产周期长，已不能满足如今日益要求的高速生产的需求。如申请号为201410805485.1的发明专利公开了一种码垛机器人的搬运系统及码垛机器人的搬运方法，并公开了码垛机器人的搬运系统包括机器人单元、及与机器人单元连接的夹具单元、成像定位单元、及与成像定位单元电性连接的控制器，夹具单元包括夹具底座、及与夹具底座滑动连接的第一夹具、及使第一夹具转动的第一驱动装置、及使第一夹具滑动的第三驱动装置、及设置于夹具底座上的第二夹具、及使第二夹具转动的第二驱动装置，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置均与控制器电性连接。成像定位单元对两个工件的位置进行定位，并通过控制器同时驱动第一驱动装置使第一夹具转动、驱动第二驱动装置使第二夹具转动、驱动第三驱动装置使第一夹具进行平移，使码垛机器人能同时抓取或下料两个工件，实现定位。该发明专利虽然能实现对工件的定位，但是一次只能抓取两个工件，抓取数量受限，效率较低。
再如申请号为201510571748.1的发明专利公开一种码垛机器人夹具，包含侧支架、导轨板、滑块、导杆，滑块穿在导杆上，导杆两端连接在侧支架上；导轨板上设置至少三条导轨槽，三条导轨槽之间呈扇形排列设置；滑块的一端穿过导轨板上的导轨槽并嵌在导轨槽内使滑块沿着导轨槽滑动。该发明专利虽然可以使码垛机器人同时对很多产品进行码垛，且可以根据需要不断增加一次码垛的数量，灵活且结构简单，但是其实用性较差，仅适用于对果冻或者其他带有平面的物料进行码垛。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种化纤丝饼机器人码垛夹具，机器人连接板为碳钢材质保证了夹具的强度，移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板为铝合金材质减轻重量，机器人连接板、移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板均为镂空结构便于安装及维修，移动侧滑轨连接板在标准气缸的作用下可沿长直线滑轨水平移动实现夹具的y向运动，移动侧气爪连接板在薄型气缸的作用下可沿短直线滑轨水平移动实现夹具在x向运动，气爪爪体可在三爪气缸的作用下实现伸缩，在移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板之间连接有连接轴，并配备直线轴承及轴端挡片，提高了夹具的可靠性，气缸采用三位五通电磁阀控制，气爪爪体外侧设有摩擦纹以防化纤丝饼运动过程中掉落，且设有化纤丝饼是否掉落的检测器件，结构简单，可以有效节约成本，降低劳动强度，提高了化纤丝饼的质量。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种化纤丝饼机器人码垛夹具，包括机器人连接板、标准气缸、移动侧滑轨连接板、固定侧滑轨连接板、长直线滑轨、长直线滑块、移动侧气爪连接板、固定侧气爪连接板、三爪气缸和气爪爪体；
所述长直线滑轨设有两条，平行安装在机器人连接板下方两侧，所述标准气缸安装在两条长直线滑轨之间，且位于机器人连接板下方中间位置，与长直线导轨平行；
所述移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板平行设置且与长直线滑轨垂直，两者上方均安装长直线滑块，与长直线滑轨配合；
所述移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板下方分别安装移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板，所述移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板下方均安装三爪气缸，所述气爪爪体位于三爪气缸下方，其设有摩擦纹，且可在三爪气缸的作用下伸缩。
所述移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板上方均安装短直线滑块，所述短直线滑块与移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板之间均通过螺钉固定，且安装在移动侧气爪连接板上方的短直线滑块与移动侧滑轨连接板下方两端的短直线滑轨配合，安装在固定侧气爪连接板上方的短直线滑块与固定侧滑轨连接板下方两端的短直线滑轨配合。
所述固定侧滑轨连接板上方安装的长直线滑块与长直线滑轨用锁死装置限位，用于化纤丝饼的固定和调整；
所述移动侧滑轨连接板上方安装气缸连接块，所述气缸连接块通过标准气缸浮动接头与标准气缸连接，所述移动侧滑轨连接板可在标准气缸的作用下沿长直线滑轨水平移动；
所述长直线滑块与移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板之间均通过螺钉固定。
所述移动侧气爪连接板包括第一移动侧气爪连接板、第二移动侧气爪连接板和第三移动侧气爪连接板；
所述第二移动侧气爪连接板通过螺钉固定在移动侧滑轨连接板下方中间位置，所述第一移动侧气爪连接板和第三移动侧气爪连接板分别位于移动侧滑轨连接板下部的两端；
所述移动侧滑轨连接板两端位置分别通过螺钉固定安装短直线滑轨，所述短直线滑轨与安装在第一移动侧气爪连接板和第三移动侧气爪连接板上方的短直线滑块配合。
所述第一移动侧气爪连接板与第二移动侧气爪连接板之间、第三移动侧气爪连接板与第二移动侧气爪连接板之间分别安装第一薄型气缸和第二薄型气缸；
所述第一薄型气缸的尾端固定在第一移动侧气爪连接板的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二移动侧气爪连接板连接，使得第一移动侧气爪连接板可沿短直线滑轨水平移动；
所述第二薄型气缸的尾端固定在第三移动侧气爪连接板的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二移动侧气爪连接板连接，使得第三移动侧气爪连接板可沿短直线滑轨水平移动。
所述固定侧气爪连接板包括第一固定侧气爪连接板、第二固定侧气爪连接板和第三固定侧气爪连接板；
所述第二固定侧气爪连接板通过螺钉固定在固定侧滑轨连接板下方中间位置，所述第一固定侧气爪连接板和第三固定侧气爪连接板分别位于固定侧滑轨连接板下部的两端；
所述固定侧滑轨连接板两端位置分别通过螺钉固定安装短直线滑轨，所述短直线滑轨与安装在第一固定侧气爪连接板和第三固定侧气爪连接板上方的短直线滑块配合。
所述第一固定侧气爪连接板与第二固定侧气爪连接板之间、第三固定侧气爪连接板与第二固定侧气爪连接板之间分别安装第三薄型气缸和第四薄型气缸；
所述第三薄型气缸的尾端固定在第一固定侧气爪连接板的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二固定侧气爪连接板连接，使得第一固定侧气爪连接板可沿短直线滑轨水平移动；
所述第四薄型气缸的尾端固定在第三固定侧气爪连接板的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二固定侧气爪连接板连接，使得第三固定侧气爪连接板可沿短直线滑轨水平移动。
所述第一移动侧气爪连接板和第三移动侧气爪连接板下方分别通过螺钉安装第一直线轴承和第二直线轴承；
第一连接轴与长直线滑轨平行设置，其位于第一移动侧气爪连接板和第一固定侧气爪连接板之间，一端与第一直线轴承配合，另一端固定在第一固定侧气爪连接板下方；
第二连接轴与长直线滑轨平行设置，其位于第三移动侧气爪连接板和第三固定侧气爪连接板之间，一端与第二直线轴承配合，另一端固定在第三固定侧气爪连接板下方；
所述第一连接轴和第二连接轴两端分别设有轴端挡片。
所述机器人连接板与机器人法兰盘连接，其为镂空结构且采用碳钢材质；
所述移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板均为镂空结构且采用铝合金材质，均留有三个长方形孔，便于安装和维修。
所述气爪爪体等间距120度均匀布置在三爪气缸下部，其外侧设有摩擦纹；
所述三爪气缸通过三位五通电磁阀控制。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1)本发明提供的化纤丝饼机器人码垛夹具中的移动侧滑轨连接板在标准气缸的作用下可沿长直线滑轨水平移动实现夹具的y向运动，移动侧气爪连接板在薄型气缸的作用下可沿短直线滑轨水平移动实现夹具在x向运动，使夹具更加灵活；
2)本发明提供的化纤丝饼机器人码垛夹具设有机器人连接板和移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板，其中机器人连接板为碳钢材质保证了夹具的强度，移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板为铝合金材质减轻重量，机器人连接板、移动侧滑轨连接板和固定侧滑轨连接板均为镂空结构便于安装及维修；
3)气爪爪体为等间距120度均布在三爪气缸下部，气爪爪体可在三爪气缸的作用下实现伸缩，而且气爪爪体外侧设有摩擦纹，以防化纤丝饼运动过程中掉落；
4)在移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板之间连接有连接轴，并配备直线轴承及轴端挡片，提高了夹具的可靠性；
5)三爪气缸采用三位五通电磁阀控制，防止断电断气意外情况出现，保证安全；
6)本发明提供的化纤丝饼机器人码垛夹具还设有诸如传感器等检测化纤丝饼是否掉落的器件，安装在气爪爪体上，能够及时发现抓取和搬运过程中产品滑脱或掉落，及时报警，防止事故发生；
7)本发明提供的化纤丝饼机器人码垛夹具能够可靠连续地将化纤丝饼从包装线的丝饼托上按一定顺序码放到垛盘上，全程无人工干预，结构简单，可靠行高，可以有效节约成本，降低劳动强度，提高化纤丝饼的质量。
附图说明
图1是本发明实施例中化纤丝饼机器人码垛夹具的整体结构图；
图2是本发明实施例中化纤丝饼机器人码垛夹具的a向视图；
图3是本发明实施例中化纤丝饼机器人码垛夹具b向视图；
图4是本发明实施例中化纤丝饼机器人码垛夹具c向视图；
图5是本发明实施例中化纤丝饼机器人码垛夹具d向视图；
图6是本发明实施例中化纤丝饼示意图；
图中，1-机器人连接板，2-标准气缸，3-标准气缸浮动接头，4-长直线滑轨，5-移动侧滑轨连接板，6-短直线滑轨，7-三爪气缸，8-气爪爪体，9-固定侧滑轨连接板，10-第一移动侧气爪连接板，11-第一连接轴，12-第一直线轴承，13-第二移动侧气爪连接板，14-第一固定侧气爪连接板，15-轴端挡片，16-第三薄型气缸，17-薄形气缸浮动接头，18-第二固定侧气爪连接板，19-螺钉，20-短直线滑块，21-化纤丝饼，22-纸筒，23-长直线滑块，24-气缸连接块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本实施例提供一种化纤丝饼机器人码垛夹具，其具体结构如图1，包括机器人连接板1、标准气缸2、移动侧滑轨连接板5、固定侧滑轨连接板9、长直线滑轨4、长直线滑块23、移动侧气爪连接板、固定侧气爪连接板、三爪气缸7和气爪爪体8；
长直线滑轨4设有两条，平行安装在机器人连接板1下方的两侧位置，标准气缸2安装在两条长直线滑轨4之间，且位于机器人连接板1下方中间位置，与长直线导轨平行。移动侧滑轨连接板5上方安装气缸连接块24，气缸连接块24通过标准气缸浮动接头3与标准气缸2连接，图1中所示的a向视图如图2所示，图2即为该夹具的右视图，移动侧滑轨连接板5可在标准气缸2的作用下沿长直线滑轨4水平移动。
移动侧滑轨连接板5和固定侧滑轨连接板9平行设置，均与长直线滑轨4垂直，两者上方均安装长直线滑块23，由于长直线滑轨4设有两条，且因长直线滑块23与长直线滑轨4配合工作，所以长直线滑块23共设有4个，固定侧滑轨连接板9上方安装的长直线滑块23与长直线滑轨4用锁死装置限位，用于化纤丝饼的固定和调整；移动侧滑轨连接板5上方安装的长直线滑块23与长直线滑轨4配合工作，移动侧滑轨连接板5在标准气缸2的作用下可沿长直线滑轨4水平移动实现夹具的y向运动。长直线滑块23与移动侧滑轨连接板5和固定侧滑轨连接板9之间均通过螺钉19固定。
移动侧滑轨连接板5和固定侧滑轨连接板9下方分别安装移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板，移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板下方均安装三爪气缸7，气爪爪体8为等间距120度均布在三爪气缸7下部，气爪爪体8可在三爪气缸7的作用下实现伸缩，而且气爪爪体8外侧(即用于抓取化纤丝饼的一侧)设有摩擦纹，以防化纤丝饼运动过程中掉落。同时三爪气缸7通过三位五通电磁阀控制，以防止断电断气意外情况出现，保证安全。
移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板上方均安装短直线滑块20，短直线滑块20与移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板之间均通过螺钉19固定，且安装在移动侧气爪连接板上方的短直线滑块20与移动侧滑轨连接板5下方两端的短直线滑轨6配合，如图4，移动侧气爪连接板包括第一移动侧气爪连接板10、第二移动侧气爪连接板13和第三移动侧气爪连接板；安装在固定侧气爪连接板上方的短直线滑块20与固定侧滑轨连接板9下方两端的短直线滑轨6配合，由于固定侧气爪连接板包括第一固定侧气爪连接板14、第二固定侧气爪连接板18和第三固定侧气爪连接板；所以短直线滑块20共设有4个，分别位于第一移动侧气爪连接板10、第三移动侧气爪连接板、第一固定侧气爪连接板14以及第三固定侧气爪连接板上方。
移动侧滑轨连接板5两端位置分别通过螺钉19固定安装短直线滑轨6，短直线滑轨6与安装在第一移动侧气爪连接板10和第三移动侧气爪连接板上方的短直线滑块20配合。第二移动侧气爪连接板13通过螺钉19固定在移动侧滑轨连接板5下方中间位置，第一移动侧气爪连接板10和第三移动侧气爪连接板分别位于移动侧滑轨连接板5下部的两端。
固定侧滑轨连接板9两端位置分别通过螺钉19固定安装短直线滑轨6，短直线滑轨6与安装在第一固定侧气爪连接板14和第三固定侧气爪连接板上方的短直线滑块20配合。第二固定侧气爪连接板18通过螺钉19固定在固定侧滑轨连接板9下方中间位置，第一固定侧气爪连接板14和第三固定侧气爪连接板分别位于固定侧滑轨连接板9下部的两端。
图1中所示的b向视图如图3所示，即图3为该夹具的正视图，图3中所示的c向视图如图4，图4中，第一移动侧气爪连接板10与第二移动侧气爪连接板13之间、第三移动侧气爪连接板与第二移动侧气爪连接板13之间分别安装第一薄型气缸和第二薄型气缸；其中第一薄型气缸的尾端固定在第一移动侧气爪连接板10的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二移动侧气爪连接板13连接，使得第一移动侧气爪连接板10可沿短直线滑轨6水平移动；第二薄型气缸的尾端固定在第三移动侧气爪连接板的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二移动侧气爪连接板13连接，使得第三移动侧气爪连接板可沿短直线滑轨6水平移动。
第一固定侧气爪连接板14与第二固定侧气爪连接板18之间、第三固定侧气爪连接板与第二固定侧气爪连接板18之间分别安装第三薄型气缸16和第四薄型气缸；其中第三薄型气缸16的尾端固定在第一固定侧气爪连接板14的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头17与第二固定侧气爪连接板18连接，使得第一固定侧气爪连接板14可沿短直线滑轨6水平移动；其中第四薄型气缸的尾端固定在第三固定侧气爪连接板的底端，其首端通过薄形气缸浮动接头与第二固定侧气爪连接板18连接，使得第三固定侧气爪连接板可沿短直线滑轨6水平移动。
第一移动侧气爪连接板10和第三移动侧气爪连接板下方分别通过螺钉19安装第一直线轴承12和第二直线轴承；
第一连接轴12与长直线滑轨4平行设置，其位于第一移动侧气爪连接板10和第一固定侧气爪连接板14之间，一端与第一直线轴承12配合，另一端固定在第一固定侧气爪连接板14下方；
第二连接轴与长直线滑轨4平行设置，其位于第三移动侧气爪连接板和第三固定侧气爪连接板之间，一端与第二直线轴承配合，另一端固定在第三固定侧气爪连接板下方；
第一连接轴11和第二连接轴两端分别设有轴端挡片15，轴端挡片15共设4个，能够提高夹具的可靠性。
图3中所示的d向视图如图5，图5中机器人连接板1与机器人法兰盘连接，其为镂空结构且采用碳钢材质，保证了夹具的强度；移动侧滑轨连接板5和固定侧滑轨连接板9均为镂空结构且采用铝合金材质，减轻了重量，均留有三个长方形孔，便于安装和维修。
同时，本实施例提供的化纤丝饼机器人码垛夹具还设有诸如传感器等检测化纤丝饼是否掉落的器件，安装在气爪爪体8上，能够及时发现抓取和搬运过程中产品滑脱或掉落，及时报警，防止事故发生；
图6为化纤丝饼的结构图，其中化纤丝饼21缠绕在纸筒22外部。
本实施例提供的化纤丝饼机器人码垛夹具具有以下特点：
机器人连接板1为碳钢材质，保证了夹具的强度，移动侧滑轨连接板5和固定侧滑轨连接板9为铝合金材质，减轻了重量，机器人连接板1、移动侧滑轨连接板5和固定侧滑轨连接板9均为镂空结构便于安装及维修；移动侧滑轨连接板5在标准气缸2的作用下可沿长直线滑轨4水平移动实现夹具的y向运动，移动侧气爪连接板在薄型气缸的作用下可沿短直线滑轨6水平移动实现夹具在x向运动；气爪爪体8可在三爪气缸7的作用下实现伸缩，在移动侧气爪连接板和固定侧气爪连接板之间连接有连接轴，并配备直线轴承及轴端挡片15，提高了夹具的可靠性，气缸采用三位五通电磁阀控制，防止断电断气意外情况出现，保证安全；气爪爪体8外侧设有摩擦纹以防化纤丝饼运动过程中掉落，且设有化纤丝饼是否掉落的检测器件，结构简单，可以有效节约成本，降低劳动强度，提高了化纤丝饼的质量。
根据以上特点，通过化纤丝饼机器人码垛夹具抓取化纤丝饼的具体过程如下：
首先标准气缸2动作，移动侧滑轨连接板5与固定侧滑轨连接板9沿长直线滑轨4分开，薄形气缸动作，第一移动侧气爪连接板、第三移动侧气爪连接板均与第二移动侧气爪连接板沿短直线滑轨6分开，同时第一固定侧气爪连接板、第三固定侧气爪连接板均与第二固定侧气爪连接板沿短直线滑轨6分开，三爪气缸7动作将气爪爪体8收回，在机器人的作用下将气爪爪体8插入纸筒内，此时三爪气缸7复位将气爪爪体8撑开，在机器人的作用下夹具上升至设定高度，标准气缸2复位，移动侧滑轨连接板5与固定侧滑轨连接板9沿长直线滑轨4聚合，薄形气缸复位，第一移动侧气爪连接板、第三移动侧气爪连接板均与第二移动侧气爪连接板聚合，第一固定侧气爪连接板、第三固定侧气爪连接板均与第二固定侧气爪连接板沿短直线滑轨6聚合，之后将化纤丝饼码至码垛区，三爪气缸7动作将气爪爪体8收回，按一定顺序依次循环，实现批量化纤丝饼的码垛。
本发明实施例提供的化纤丝饼机器人码垛夹具能够可靠连续地将化纤丝饼从包装线的丝饼托上按一定顺序码放到垛盘上，不仅能够对化纤丝饼准确定位，且一次性抓取数量较多，大大提高了工作效率，且全程无人工干预，结构简单，可靠行高，可以有效节约成本，降低劳动强度，提高化纤丝饼的质量。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。