利用机械手臂叠布的高效制干豆腐机器人的制作方法

本实用新型涉及一种制作干豆腐的设备，特别是涉及一种利用机械手臂高速叠布的高效率制干豆腐机械设备。

背景技术：

目前市场上的干豆腐机分两大类五个系列产品，日产量最大的机型是伸缩折叠式长网干豆腐机。限制生产速度的部分并不是铺布、泼浆部分，而是折叠部分。传统长网式干豆腐机输送网带只转动不往复运动，将泼制好的制品叠在可往复运动的托板上，托板、豆腐制品、榨套一同往复运动折叠，总重量在140公斤以上，如果简单的依靠提高往复折叠速度，不但能耗大、设备易损，泼好的豆腐制品也被晃动坏了，所以最大小时产量在180公斤左右。最新型的伸缩折叠式长网干豆腐机，铺布、泼浆的起始端部分不往复运动，接豆腐制品的托板也不往复运动，而是泼浆终端的伸缩轴往复运动完成折叠过程，缺点是伸缩轴缩的速度必须是伸的速度的数倍，由于伸缩相关结构的重量的限制，每张干豆腐伸缩折叠速度不大于2.6秒，单个生产线最大小时产量只能在280公斤左右，为了提高生产率并进一步降低成本，急需一款高度自动化的产品。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种利用机械手臂叠布的高效制干豆腐设备，解决了现有技术中生产效率低的问题。

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型采用的技术方案如下：

利用机械手臂叠布的高效制干豆腐机器人，包括铺包部分、泼脑部分、升降平台及连续式压力机，所述的铺包部分的输送网带终端和升降平台之间安装有叠布的机械手臂，所述的机械手臂为平面直角坐标机械臂，具体结构为：平台上固定安装导轨，平行机体滑动安装在导轨上，导轨的两端分别安装伺服电机，伺服电机上设有同步轮I，平台上临近伺服电机的一端安装有跨梁，同步轮II通过轴、轴承安装在跨梁上，同步轮I和同步轮II之间通过同步带连接，同步带由固定销与平行机体相连，伺服电机正反转带动平行机体平行往复运动；平行机体上装有竖直滑轨和机械手臂升降电机，机械手臂升降电机输出轴上装有升降导轮I，竖直滑轨的上端安装有升降导轮II，升降导轮I和升降导轮II通过竖直同步带连接，竖置滑轨上滑动设置机械手安装轴，机械手安装轴在竖置滑轨上下滑动并随平行机体在滑轨上水平滑动，机械手安装在机械手安装轴上。

所述的平行机体通过8个滚珠滑块安装在导轨上，机械手安装轴通过滚珠滑块安装在竖置滑轨上。

所述的机械手臂采用关节式机械臂或仿形机械臂。

所述的关节式机械臂的结构为，主臂驱动电机连接主臂减速机，主臂减速机输出轴依次与主臂、副臂减速机连接，主臂减速机控制副臂减速机的位移，副臂减速机上设有副臂驱动电机，副臂减速机输出轴与减速机连接，副臂减速机控制减速机的位移，减速机上设有机械手平衡电机，机械手平衡电机通过调整机械手安装轴的角度来控制机械手的平衡。

所述的机械手包括固布的第一气缸、夹持的第二气缸、第一夹持杆及第二夹持杆，所述的第一气缸和第二气缸安装在机械手安装轴7上，两个第一气缸之间安装有第一夹持杆，两个第二气缸之间安装有第二夹持杆。

所述的机械手设有一个或多个，每个机械手对应一个输送网带。

所述的输送网带安装在机械臂上方或安装在机械臂两侧。

所述的铺包部分的输送网带的上方设有传感器II。

所述的泼脑部分的输脑管道上设有计量泵、电磁阀和传感器I。

所述的连续式压力机至少设置有三台。

本实用新型的优点效果是：

本实用新型的铺包部分、泼脑部分等结构与传统长网式干豆腐机相同，输送网带只转动不往复运动，在输送网带终端和升降平台之间，增加了负责往复叠布的机械手臂，这是目前干豆腐制作设备中没有的结构，也是本实用新型特有的结构，机械手臂可以采用平面直角坐标机器人，也可以采用关节机器人，或仿形机械臂，由于机械手臂重量轻惯性力小，所以适合高速运动，利用机械手臂高速往复叠布而实现高产、高效。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的俯视结构示意图。

图2a是本实用新型实施例1机械手臂的侧视图。

图2b是图2a图中机械手臂升降电机和竖直滑轨的局部示意图。

图3是本实用新型实施例1铺包及泼脑部分的侧视图。

图4是本实用新型实施例2 的俯视图。

图5是本实用新型实施例2机械臂部分的侧视图。

图6a是本实用新型泼脑部分的泼槽结构图。

图6b是图6a的侧面结构示意图。

图7是实施例1结构示意图。

图8是实施例2结构示意图。

图中，1、 输送网带，2、升降平台，3、液压机，4、第一气缸，5、第二气缸，6、第二夹持杆，7、机械手安装轴，8、减速板，9、卷包轴定位轴承，10、偏转电机，11、偏置滑轨，12、计量泵，13、泼槽，14、传感器I，15、传感器II，16、输送带驱动电机，17、升降导轮，18、机械手臂升降电机，19、导轨，20、竖直滑轨，21、同步带，22、固定销，23、竖直同步带，24、同步轮I，25、伺服电机，26、滚珠滑块，27、平行机体，28、头道平脑板，29、开闭闸板，30、二道平脑刮板，31、转轴销，32、刮板开启度调节螺母，33、主臂驱动电机，34、主臂减速机，35、主臂，36、副臂驱动电机，37、副臂减速机，38、副臂，39、机械手臂平衡电机，40、减速机，41、平台，42、跨梁，箭头43-44是机械手运动的方向，45、包布，46、控制柜，47、是机械手运动的轨迹。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明

实施例1

如图1-4、7所示，利用机械手臂叠布的高效制干豆腐设备，包括铺包部分、泼脑部分、升降平台及连续式压力机，铺包部分的包布放置在可移动的挂架上，挂架安装在输送网带旁的机体上，输送网带的上方设有传感器II 15；所述的泼脑部分的输脑管道上有计量泵12、电磁阀和传感器I 14，输脑管道出口和泼槽13在输送网带的起始端上方；所述的泼槽包含头道平脑板28、开闭闸板29及二道平脑刮板30；所述的开闭闸板可上下移动，向下时关闭，所述的二道平脑刮板向下移动量可通过刮板开启度调节螺母调整。

所述的铺包部分的输送网带终端和升降平台之间安装有叠布的机械手臂，所述的机械手臂为平面直角坐标机械臂。具体结构为：平台41上固定安装导轨19，平行机体27通过8个滚珠滑块26滑动安装在导轨上，导轨的两端分别安装伺服电机25，伺服电机上设有同步轮I24，平台上临近伺服电机的一端安装有跨梁42，同步轮II通过轴、轴承安装在跨梁上，同步轮I和同步轮II之间通过同步带21连接，同步带由固定销22与平行机体27相连，伺服电机正反转带动平行机体平行往复运动；平行机体27上装有竖直滑轨20和机械手臂升降电机18，机械手臂升降电机18输出轴上装有升降导轮I 17，竖直滑轨20的上端安装有升降导轮II，升降导轮I和升降导轮II通过竖直同步带23连接，提高机械手的精度，竖置滑轨20上通过滚珠滑块滑动设置机械手安装轴7，机械手安装轴7在竖置滑轨20 上下滑动并随平行机体27在滑轨19上水平滑动，但并不转动，机械手安装在机械手安装轴7上，机械手包括固布的第一气缸4、夹持的第二气缸5、第一夹持杆及第二夹持杆6，所述的第一气缸和第二气缸安装在机械手安装轴7上，两个第一气缸之间安装有第一夹持杆，两个第二气缸之间安装有第二夹持杆，机械手可采用气缸也可以用电动执行器，每个机械手由4个气缸组成，共有四个机械手八个气缸，如果采用气缸就要配套安装电磁换向阀。

所述的平台41部分在中间，平台41双侧各伸出机械手臂，每套机械手臂的一侧对应输送网带，另一侧安装连续式压力机。

在操作时首先将两卷包布分别放在两个卷包轴定位轴承9上，将两卷包布的头同时抻向输送网带1的终端方向一定长度，压下减速板8，首先开启输送网带驱动电机16，驱动输送网带1转动并带动包布向输送网带终端行进，然后开启计量泵12，将豆腐脑流进泼槽13，经过头道平脑板28和二道平脑刮板30将不规则流动的豆腐脑均匀的铺在包布上，二道平脑刮板30向下移动量可通过刮板开启度调节螺母32调整，开闭闸板29可上下移动，向下时关闭，开闭闸板29关闭时下面无缝隙，开闭闸板29只在开始泼脑时开，停止工作时关，目的是开始和停止时制品的整齐，开闭闸板29和二道平脑刮板30由转轴销31活动安装在泼槽13上。

由于包布卷在卷包轴上不一定整齐，豆腐脑流淌的也不一定匀速，所以可通过传感器I14、传感器II15将信息反馈回控制柜46内的上位机，并调整计量泵12流量，并由偏转电机10带动包布在偏置滑轨11上左右滑动，确保豆腐脑泼在包布中间，当豆腐脑及包布运行至输送网带终端时，机械手臂开始动作，伺服电机25控制机械手的左右位移位点，机械手臂升降电机18控制机械手上下位移位点，机械手向包布方向运动超过包布时固布的第一气缸4伸出，然后夹持的第二气缸5伸出，由第一夹持杆和第二夹持杆6夹住包布运行至设定位置，第二气缸5缩回，松开包布然后第一气缸4缩回，两个对应的机械手交替运动，标记47是机械手的基本运动轨迹，箭头43、箭头44是机械手的运动方向，将裹着豆腐脑的包布平整快速的铺在升降平台的升降底板上，泼完后底板降至最低点，由油顶将制品推至连续压力机压去多余水分即完成一次工作程序，由于机械手速度快流程短，两台压力机压榨时间无法与制干豆腐机器人匹配，应配三台压力机。

实施例2

如图4、5、8所示，采用关节式机械臂，主臂驱动电机33连接主臂减速机34，主臂减速机输出轴依次与主臂35、副臂减速机37连接，主臂减速机34控制副臂减速机37的位移，副臂减速机上设有副臂驱动电机36，副臂减速机输出轴与减速机40连接，副臂减速机控制减速机40的位移，减速机40上设有机械手平衡电机39，机械手平衡电机39通过调整机械手安装轴7的角度来控制机械手的平衡，其它结构同实施例1。

除以上两种实施例以外还可以采用仿形式机械臂或其它形式的机械臂；本实用新型还包括一个PLC控制柜，在使用过程中对所有的伺服电机、电磁阀、气动液压组件发出信号指令，产生相应的动作，再通过传感器反馈回信息，对随时产生的偏差从新实时计算并自行调整，所有控缆、力缆、数据线都连接到控制柜46内，控制柜46面板上有触摸式显示器及各种开关、显示灯，柜内有配套的电源、计算机、控制器、驱动器等，其控制流程如下：上位机（PLC或者单片机等）发出动作与方向信号给执行电机（步进电机或伺服电机），此时传送带电机以给定速度运转，升降与往复电机按指定方向与速度运转，当升降与往复电机分别到达指定位置时，由位置传感器发送信号给上位机，上位机重新发送控制信号给执行电机，使升降与往复电机按相反方向，给定速度，继续运行。当升降与往复电机都到达指定位置时，上位机发出信号控制气动电磁阀，使电磁阀得电，气缸伸出，执行夹紧动作。当升降与往复电机分别回到起始位置时，位置传感器再发送控制信号给上位机，上位机控制电机按之前的过程往复执行。当升降与往复电机都到达初始位置时，上位机给气动电磁阀发送信号气动电磁阀失电，气缸缩回，夹紧机构松开。上述过程为单侧夹布装置的控制过程，另一侧控制流程与此侧有半个周期的时间差，其控制流程完全相同。整个系统按此流程，往复运行。当控制结束时，升降与往复电机运动到初始位置，位置传感器发送信号给上位机，上位机停止向执行电机发送控制信号，结束整个控制流程。

所述的主臂驱动电机33、副臂驱动电机36、机械手臂平衡电机39、电磁阀、计量泵12、偏转电机10、输送带驱动电机16等，均由各自的传感器获取信息反馈回控制柜内的上位机实时运算，再发送信号到驱动器进行控制。