一种双作业机器人袋装物料智能装车系统的制作方法

本发明属于建材、冶金、化工等细小物料袋装的自动码垛技术领域，具体涉及一种双作业机器人袋装物料智能装车系统。

背景技术：

建材、冶金、化工等行业中通常将细小物料进行袋装包装后再进行装车发运，在产品发货时基本还是要依靠人力进行袋装物料的装车作业。特别是水泥行业，采用的是高台式半自动装车机，这种高台式半自动装车机将水泥包从包装机输送到装运货车的车厢上方之后，至少需要1-2名装车工人通过人力改变其掉落轨迹，从而掉落到车厢里预期位置进行装车。

使用上述这种装车方式，装车效率低，人工劳动强度大，而且水泥飞尘较大，装运工人容易得尘肺病。随着社会的发展，越来越少的人愿意去从事水泥包装车这类工作环境恶劣的工作岗位，对企业生产造成了困难。此外，由于中国袋装物料的发运没有统一的标准，运输车型多变且车厢大小不同，也是目前导致袋装物料装车自动化程度不高的重要因素，为此，我们提出了一种双作业机器人袋装物料智能装车系统。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种双作业机器人袋装物料智能装车系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种双作业机器人袋装物料智能装车系统，包括行走机构、设于行走机构上的机架、设于机架上的检修平台、抓取平台以及设于检修平台上的主控电气箱、车辆探测系统及双抓手机构；

所述行走机构内侧设有物料输送系统，通过物料输送系统将袋装物料输送至抓取平台，所述车辆探测系统探测进入装车位置的车辆的外形尺寸信息，根据主控电气箱系统预置信息控制双抓手机构抓取袋装物料代替人工执行装车作业。

作为本发明的进一步优化方案，所述行走机构包括一对地轨以及设于该对地轨上的第三直线电机，所述机架安装在第三直线电机上。

作为本发明的进一步优化方案，所述车辆探测系统包括设于检修平台上的回转台、设于回转台上的第一直线电机、设于第一直线电机外侧的基座和拖链电缆以及设于基座外部的测距组件，所述测距组件由四个水平测距仪和一个垂直测距仪组成。

作为本发明的进一步优化方案，所述双抓手机构包括设于检修平台上的安装架、设于安装架上的第二直线电机，所述第二直线电机上设有两个六轴机械手，所述六轴机械手的端部设有气动抓料架。

作为本发明的进一步优化方案，还包括粉尘回收系统，所述粉尘回收系统包括设于检修平台前侧的龙门架以及设于龙门架上的收尘器，所述龙门架上设有一对支撑架，且支撑架上设有伸缩套管，所述伸缩套管的一端连接有弯管，且弯管的一端与收尘器相连接，所述伸缩套管的另一端连接有第一收尘罩，且收尘罩的外部四角处均连接有钢索，所述龙门架上设有驱动钢索升降的升降机构。

作为本发明的进一步优化方案，所述物料输送系统由一对水平输送架以及设于水平输送架上的水平输送履带组成，所述水平输送履带由驱动电机驱动。

作为本发明的进一步优化方案，所述抓取平台的一端呈折线状倾斜向下并与水平输送履带的上表面呈对接设置，且抓取平台的倾斜面前端靠近水平输送履带处设有一对收紧板。

作为本发明的进一步优化方案，所述物料输送系统的起始端设有物料吸尘系统，所述物料吸尘系统包括设于水平输送架上的吸尘机及侧架，所述侧架上设有转轴，且转轴的外部套设有第二收尘罩，所述第二收尘罩通过管路与吸尘机相连接，所述侧架的外部设有气缸，且气缸的活塞杆端铰接有连杆，所述连杆的一端与转轴相连接。

本发明的有益效果在于：

本发明是专门针对水泥行业装车设计的智能无人装车系统，使工人从繁重的劳动力中解放出来，提高生产效率和实现智能化生产，整套系统结构合理、技术先进、运行稳定、操作简便，对水泥厂各种类型的运输车辆有良好的适应性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的粉尘回收系统的结构示意图；

图5是本发明的双抓手机构的结构示意图；

图6是本发明的车辆探测系统的结构示意图；

图中：1、机架；2、检修平台；3、主控电气箱；4、车辆探测系统；41、第一直线电机；42、回转台；43、基座；44、测距组件；45、拖链电缆；5、粉尘回收系统；51、龙门架；52、支撑架；53、伸缩套管；54、第一收尘罩；55、钢索；56、升降机构；57、弯管；58、收尘器；6、双抓手机构；61、安装架；62、第二直线电机；63、六轴机械手；64、气动抓料架；7、抓取平台；8、水平输送架；9、水平输送履带；10、地轨；11、第三直线电机；12、物料吸尘系统；121、吸尘机；122、侧架；123、第二收尘罩；124、转轴；125、连杆；126、气缸；13、收紧板。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1-6所示，一种双作业机器人袋装物料智能装车系统，包括行走机构、设于行走机构上的机架1、设于机架1上的检修平台2、抓取平台7以及设于检修平台2上的主控电气箱3、车辆探测系统4及双抓手机构6；

所述行走机构内侧设有物料输送系统，通过物料输送系统将袋装物料输送至抓取平台7，所述车辆探测系统4探测进入装车位置的车辆的外形尺寸信息，根据主控电气箱3系统预置信息控制双抓手机构6抓取袋装物料代替人工执行装车作业。

主控电气箱3的系统主机采用德国西门子公司simatics7系列plc，该cpu带有24个di和16个do、4个ai和1个ao，16k的eprom和eeprom，可实现系统的逻辑连锁、状态反馈、多路高速计数以及系统的掉电保护和过程参数的在线设定、修改、自动补偿等功能，主控电气箱3内设模拟量扩展模块(将远程现场的模拟量信号采集到计算机的设备)采用该公司配套的12位ai/ao模块，通过它实现对现场信号的采集与控制输出，实现远程对作业现场的操控，还包括与中央控制室(dcs系统)的标准信号(4-20ma)通讯，实现远程数据传输，另外，根据用户的需要，可实现profibus-dp和工业以太网等多种总线通讯；

实际装车过程为，首先，袋装物料(例如水泥物料)经整形成标准一致的形状，可以防止卡包现象，经压包整形好的水泥包通过物料输送系统到达抓取平台7，与此同时，车辆到达装车位置后，车辆位置探测系统4探测车辆外形尺寸信息，根据车辆位置信息、外形尺寸信息和系统预置信息，根据主控电气箱3内系统内置的水泥码垛软件根据以上车辆探测的信息进行计算，自动选择码垛方式，例如，采用叠包码垛方式，顶部码放骑缝水泥包，有效的防止水泥包结合处经路途颠簸后缝隙变大，造成半路“丢包”或发生翻车现象；

同时，整个装车系统通过行走机构配合码垛装车过程，根据车辆长度实现边移动边装车的过程，双抓手机构6根据选定的码垛方式抓取水泥物料代替人工执行装车作业，将抓取的水泥物料依次码放在车辆车厢内，即可完成装车过程

此外，在设置好装车参数后，可实现一键启动全自动装车，在正常装车没有报警的情况下，装车完成后机构自动回初始位置，此外，在装车过程中发生故障时，系统自动暂停，可通过平板电脑查看故障原因，排除故障后，系统可继续装车；

本发明是专门针对水泥行业装车设计的智能无人装车系统，使工人从繁重的劳动力中解放出来，提高生产效率和实现智能化生产，整套系统结构合理、技术先进、运行稳定、操作简便，对水泥厂各种类型的运输车辆有良好的适应性。

所述行走机构包括一对地轨10以及设于该对地轨10上的第三直线电机11，所述机架1安装在第三直线电机11上，采用直接落地在地轨10上行走，因此可适用超长车辆的装车。

车辆探测系统4，对车辆的尺寸及位置实现自动测量，并对位置偏差进行报警，所述车辆探测系统4包括设于检修平台2上的回转台42、设于回转台42上的第一直线电机41、设于第一直线电机41外侧的基座43和拖链电缆45以及设于基座43外部的测距组件44，所述测距组件44由四个水平测距仪和一个垂直测距仪组成，车辆进入机器人装车预定位置，测距组件44下降进入车厢内，在此过程实现车厢底板距地面高度及车帮高度测量，随后，利用回转台42使得测距组件44在车厢内预定位置开始旋转扫描，采集数据，根据算法规则得到车厢的长宽尺寸，为了提高测量精度，可以进行多点测量；在此测量过程中，车厢四帮与多线定位系统回转中心的坐标关系得以确定，车厢与工作场所的位置姿态(倾斜角)同时计算得出，将数据传输至主控电气箱3，实现码垛策略自动生成。

所述双抓手机构6包括设于检修平台2上的安装架61、设于安装架61上的第二直线电机62，所述第二直线电机62上设有两个六轴机械手63，所述六轴机械手63的端部设有气动抓料架64，根据选定的码垛方式，在第二直线电机62的驱动下，两个六轴机械手63调整相应的位置，随后，六轴机械手63转动使其前端的气动抓料架64转动至抓取平台7后下降，气动抓料架64在气力驱动下展开对抓取平台7上的水泥物料进行抓取,自由度非常高，适应装车车型的种类非常广泛，码垛的形状也可自由选择。

还包括粉尘回收系统5，所述粉尘回收系统5包括设于检修平台2前侧的龙门架51以及设于龙门架51上的收尘器58，所述龙门架51上设有一对支撑架52，且支撑架52上设有伸缩套管53，所述伸缩套管53的一端连接有弯管57，且弯管57的一端与收尘器58相连接，所述伸缩套管53的另一端连接有第一收尘罩54，且第一收尘罩54的外部四角处均连接有钢索55，所述龙门架51上设有驱动钢索55升降的升降机构56，通过升降机构56驱动第一收尘罩54下降至合适的位置，在码垛的过程中，开启收尘器58，收尘器58通过弯管57与伸缩套管53相连接，形成收尘的通路，实现边码垛边收尘，使装车现场实现无人、无尘装车，有效的达到环保要求。

所述物料输送系统由一对水平输送架8以及设于水平输送架8上的水平输送履带9组成，所述水平输送履带9由驱动电机驱动，驱动电机驱动水平输送履带9在水平输送架8上水平输送以实现将水泥物料输送抓取平台7的操作过程。

所述抓取平台7的一端呈折线状倾斜向下并与水平输送履带9的上表面呈对接设置，保证在水平输送履带9上输送的水泥物料能够能够倾斜面移动至抓取平台7上，且抓取平台7的倾斜面前端靠近水平输送履带9处设有一对收紧板13，对水泥物料进入抓取平台7前进行收紧定位，使其靠近抓取平台7的水平中轴线上，方便后续的抓取操作。

如图2-3所示，所述物料输送系统的起始端设有物料吸尘系统12，所述物料吸尘系统12包括设于水平输送架8上的吸尘机121及侧架122，所述侧架122上设有转轴124，且转轴124的外部套设有第二收尘罩123，所述第二收尘罩123通过管路与吸尘机121相连接，所述侧架122的外部设有气缸126，且气缸126的活塞杆端铰接有连杆125，所述连杆125的一端与转轴124相连接，在水泥物料刚进入水平输送履带9上时，气缸126推动连杆125转动带动连杆125连接的转轴124转动后，带动第二收尘罩123与侧架122之间的夹角缩小，随后，启动吸尘机121，通过第二收尘罩123将进入水平输送履带9上的水泥物料进行初次的吸尘处理，与粉尘回收系统实现首尾配合吸尘操作，照顾到工作环境中可能出现粉尘的每个环节，使得工作环境中的粉尘污染降到最低。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。