一种新型夹具在机器人纸箱堆垛中的应用.doc

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1、一种新型夹具在机器人纸箱堆垛中的应用李智峰（长沙矿冶研究院湖南金能自动化设备有限公司长沙410012）摘要：本文论述了一种新型夹具在机器人纸箱堆垛中的应用，一种机器人夹具几乎适用于所有型号的纸箱。长期以来在产品包装的最后环节—纸箱堆垛，一直由人工搬运，费时费力效率低，不适用于大产量自动化生产的要求。本新型夹具与机器人及纸箱定中心装置一起配套使用，实现了纸箱堆垛的全自动化生产。关键词：夹具、机器人、纸箱、堆垛1、前言纸箱堆垛的现状：纸箱堆垛是产品包装的最后环节。长期以来，在国内纸箱堆垛这项工作都是靠人工搬运，但随着自动化生产程度的提高，产能

2、产量的扩大，人工搬运已满足不了自动化生产和大产能的要求；另外纸箱内包装的产品有些是高危或剧毒品，纸箱堆垛最好能实现自动无人化生产。本文论述一种新型夹具配合机器人使用可实现纸箱堆垛自动化无人化生产，而且这种夹具几乎适用于所有的纸箱，这对于保障操作者的健康和安全、确保产品的品质，提高生产效率、节省劳动力等方面都有着积极作用。机器人夹具，属于一种非标设计的产品，可根据用户的不同需要，设计制造出抓放任何不同形状的物体,适合不同工作要求的场合。本夹具配合机器人可完成工件（物品）抓取、搬运、平移、升降对接时的微调角度等三维空间移载动作，并把负载物件快

3、速、精确的放置在预先程序设定的位置。堆垛是将已装入包装的纸箱，按一定排列码放在托盘、栈板（木质、塑胶、塑料）上，进行自动堆码，可堆码多层，然后推出，便于叉车运至仓库储存。本设备与机器人一起采用PLC+触摸屏控制，实现智能化操作管理，简便、易掌握。可大大地减少劳动人员和降低劳动强度。采用高速、平稳、节省空间之理念设计。一机多用，调整迅速，不必为更换堆叠产品而烦恼。适用范围：瓦楞纸箱、塑胶箱等包装物。2、纸箱堆垛实际应用这是山东省的一化工厂家的乳化炸药自动堆垛的实际应用，要求托盘共堆放5层，当第5层堆满纸箱时机器人应能识别并发出信号，使堆满的

4、托盘能自动移出，新托盘自动移入。以下是实际生产中的纸箱尺寸及纸箱堆垛的要求：2.1、以下是纸箱型号的及产品规格：产品规格装箱方式每箱数量(卷)/净重（kg）纸箱尺寸(mm)长×宽×高内衬框尺寸(mm)长×宽×高Φ25mm/150g10层×16卷160/24425×315×265410×300×248Φ32mm/150g10层×16卷160/24532×220×327517×205×310Φ32mm/200g8层×15卷120/24505×275×267490×260×250Φ50m/1000g4层×6卷24/24503×325×21248

5、8×310×195Φ60mm/1200g4层×6卷20/24430×324×250415×309×235Φ65mm/1600g3层×5卷15/24480×350×210465×335×193Φ70mm/2000g3层×4卷12/24500×305×222485×290×205Φ80mm/2000g3层×4卷12/24405×345×255390×330×238Φ90mm/3000g2层×4卷8/24470×385×195455×370×178Φ100mm/4000g2层×3卷6/24503×325×212488×310×195Φ110mm

6、/4000g2层×3卷6/24425×345×222410×330×205Φ120mm/5000g2层×2卷4/20445×275×242430×260×225Φ130mm/6000g2层×2卷4/24455×285×247440×270×2302.2、采用机器人及其夹具对纸箱夹持、移位及堆垛，但纸箱不得压缩变形，每个纸箱堆垛要紧密，不得留过大间隙。2.3、一套夹具应能兼容几种型号纸箱，产品换型时如须更换夹具，更换时间不得超过20分钟，最好是一套夹具兼容所有型号纸箱从而使夹具不必换型。2.4、纸箱定位采用两侧面定位，并有顶升机构把纸箱抬高

7、一点方便机械手夹持。2.5、纸箱堆放在托盘上，共堆放5层，为保持每层的平稳性，每个纸箱的上下层堆放须错位。2.6、产品生产有时混合生产，同时来两种型号的纸箱，要求机器人能识别并区分堆放（机器人左右方位各放有一块托盘）。2.7、托盘尺寸1100mmX1100mmX100mm注:药卷纸箱规格：全部为内腔尺寸，整箱重量：24Kg/箱(不含纸箱重量)1、设计思路3.1、根据纸箱堆垛后的大小、高度及纸箱重量选型机器人，设计留有适当的余地。3.2、设计一套纸箱定中心装置，两侧面定位，两侧面各装有一排光电开关，通过光电开关感应纸箱大小确认纸箱型号，定位

8、好之后有一顶升机构抬升纸箱方便夹具夹持。3.3、夹具的初步设计，选用一侧固定另一侧可移动夹持的夹具，夹持纸箱的两侧面，优点是每个纸箱堆垛紧密，不会留有大间隙；但缺点是纸箱可能会压缩变形，可能夹