抓取机械手、采用其的全自动接片机及片状材料出片方法
阅读说明：本技术 抓取机械手、采用其的全自动接片机及片状材料出片方法 (Grabbing manipulator, full-automatic splicer adopting grabbing manipulator and sheet material discharging method ) 是由 鄢长明 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了抓取机械手、采用其的全自动接片机及片状材料出片方法,包括机械手单元,传动单元、升降单元和存放单元；传动单元,用于其上所夹合的第一机械手单元、第二机械手单元相对移动控制；存放单元,位于传动单元的正下方,用于存放物料；升降单元,位于存放单元的下方,用于对存放单元进行升降操作,使用接片机进行片状材料的堆叠,利用传动单元使得机械手单元进行往复滑动,对片状材料进行夹合、移动、下放的操作,不仅可有效提高工作效率,且工作效果较好,所出堆叠后的片状材料外观整齐,规格统一；且应用本机械工作时与人工相比,减小人工成本,机器产出得以最大化。(The invention discloses a grabbing manipulator, a full-automatic splicer adopting the grabbing manipulator and a sheet material discharging method, wherein the full-automatic splicer comprises a manipulator unit, a transmission unit, a lifting unit and a storage unit; the transmission unit is used for controlling the relative movement of the first manipulator unit and the second manipulator unit clamped on the transmission unit; the storage unit is positioned right below the transmission unit and used for storing materials; the lifting unit is positioned below the storage unit and used for lifting the storage unit, stacking the flaky materials by using the splicer, making the manipulator unit slide in a reciprocating manner by using the transmission unit, and clamping, moving and lowering the flaky materials, so that the working efficiency can be effectively improved, the working effect is good, the stacked flaky materials are neat in appearance and uniform in specification; and compare with the manual work when using this machinery work, reduce the cost of labor, machine output can maximize.)
技术领域
本发明涉及机械化操作技术领域，尤其涉及抓取机械手、采用其的全自动接片机。
背景技术
机械化操作是指生产过程中的基本工序完全由机器或机器体系代替人力进行的生产方式。例如，利用现代动力带动机床、压力机、鼓风机、造型机等机械进行生产，以塑料制品的生产过程为例，在进行生产片状材料后，需要对片状材料进行堆叠存放，以便于后续的运输或存放操作，而一般的出片操作，为通过人工进行片状材料的拿取以及堆叠，使用人工堆叠方法，不仅效率较低，且其堆叠后的片状材料外观不整齐，对包装操作产生不便，且进行后续工序制作时，易发生难以放入模具内部的问题，对后续工序产生不便。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，公开了一种抓取机械手，包括第一机械手单元和第二机械手单元，第一机械手单元、第二机械手单元用于对片状材料进行抓取以及释放操作,第一机械手单元包括上夹板和下夹板，上夹板与下夹板之间通过销轴铰接，上夹板远离下夹板一侧固定连接有伸缩柱，伸缩柱的外侧套接有固定柱，固定柱外侧固定连接有滑动架，上夹板与固定柱之间连接有升降汽缸，升降汽缸用于带动上夹板沿固定柱轴线方向移动，固定柱外侧还滑动连接有键铁，下夹板与键铁之间连接有开合汽缸，开合汽缸用于带动下夹板以销轴为转动中心进行转动，第一机械手单元与第二机械手单元结构呈镜像对称且规格相同。
上夹板的内侧开设有上夹口，下夹板的内侧开设有下夹口。
上夹板与下夹板的内侧均设有凹槽。
一种全自动接片机，是采用上述抓取机械手，还包括传动单元、升降单元和存放单元；
传动单元，与第一机械手单元和第二机械手单元滑动连接，用于其上所夹合的第一机械手单元、第二机械手单元相对移动控制；
存放单元，位于传动单元的正下方，用于存放物料；
升降单元，位于存放单元的下方，用于对存放单元进行升降操作。
一种全自动接片机，还包括机架，机架包括外框，外框的内部连接有支撑框、横梁、搭接板、万向轮和底座，支撑框之间安装有传动单元，支撑框的内侧固定连接有滑轨，且滑轨的外侧还滑动连接有滑动架，搭接板的内壁开设有搭接槽，搭接板的下侧固定连接有限位辊，底座的上侧卡接有升降单元，升降单元的上侧卡接有存放单元。
一种全自动接片机，机架的内侧还固定连接有拖链槽，升降汽缸与开合汽缸内侧均安装有气管，同侧气管外侧包裹有拖链，拖链滑动连接于拖链槽的内壁。
一种全自动接片机，传动单元包括同步轮轴承架、第一同步轮组、第二同步轮组、第一同步带、第二同步带、伺服电机，同步轮轴承架固定连接于机架的内侧，同步轮轴承架的内壁开设有通槽，通过通槽固定连接有第一同步轮组和第二同步轮组；
第一同步轮组包括同步轴、第一同步轮和第二同步轮，第二同步轮组包括同步轴、第三同步轮和第四同步轮，同一轮组中同步轮之间通过同步轴配合卡接，第一同步轮和第三同步轮的外侧咬合连接有第一同步带，第二同步轮和第四同步轮的外侧咬合连接有第二同步带，第三同步轮的内壁与伺服电机输出端连接，第一同步带的内壁远离机架一侧卡接有第一机械手单元，第二同步带的内壁靠近机架一侧卡接有第二机械手单元。
一种全自动接片机，升降单元包括承载筒和托盘，承载筒的内壁滑动连接有托盘，托盘与承载筒之间固定连接有弹性结构，托盘的外侧与承载筒的内壁分别对应安装有主动电极与从动电极，主动电极与从动电极所在电路中还连接有报警器。
一种全自动接片机，还包括PLC控制系统，PLC控制系统与传动单元中伺服电机电连接，与第一机械手单元、第二机械手单元中升降汽缸和开合汽缸电连接，与升降单元电连接。
一种片状材料出片方法，是采用权利要求9的一种全自动接片机进行出片:
S1：将接片机放置于出片口出，启动PLC控制系统，由伺服电机启动传动单元，使得传动单元上第一机械手单元移动至搭接板处，第二机械手单元向相反方向移动；
S2：第一机械手单元中开合汽缸收到伸缩指令进行伸出，使得第一机械手单元呈张开状态；
S3：第一机械手单元中升降汽缸收到伸缩指令进行伸出，使得伸缩柱在固定柱内侧向靠近地面一侧滑动；
S4：片状材料卡接至上夹板与下夹板中间后，第一机械手单元中升降汽缸和开合汽缸收到伸缩指令进行收缩，夹持片状材料并将其向远离地面一端提起；
S5：伺服电机控制第一机械手单元向远离搭接板一侧滑动，与此同时第二机械手单元向靠近搭接板一侧滑动，PLC控制系统控制第一机械手单元再次张开，第一机械手单元复位，第一机械手单元所夹持的片状材料掉落至存放单元中，第二机械手单元重复上述第一机械手单元夹持操作，以此往复进行出片操作
本发明具有以下有益效果：使用接片机进行片状材料的堆叠，利用传动单元使得机械手单元进行往复滑动，对片状材料进行夹合、移动、下放的操作，不仅可有效提高工作效率，且工作效果较好，所出堆叠后的片状材料外观整齐，规格统一；
且应用本机械工作时与人工相比，在人员配比上有所减少，以机械代替人工工作，减小了工厂中使用的员工人数，从而减小人工成本，机器产出得以最大化。
附图说明
图1为接片机示意图；
图2为A处放大图；
图3为D-D处剖面图；
图4为B处放大图；
图5为C处放大图；
图6为第一机械手张开时与限位辊搭接示意图；
图7为第一机械手单元立体图；
图8为第一、二卡件分别与第一、二同步带连接位置关系示意图
图中：1、机架，11、外框，12、支撑框，13、横梁，14、搭接板，141、搭接槽，15、底座，16、滑轨，17、限位辊，18、拖链槽，19、万向轮，2、传动单元，21、同步轮轴承架，211、通槽，22、第一同步轮组，221、第一同步轮，222、第二同步轮，23、第二同步轮组，231、第三同步轮，232、第四同步轮，241、第一同步带，242、第二同步带，25、伺服电机，26、同步轴，27、第一卡件，28、第二卡件，3、第一机械手单元，30、凹槽，31、上夹板，32、下夹板，33、销轴，34、伸缩柱，35、固定柱，351、键铁，36、滑动架，37、升降汽缸，38、开合汽缸，39、气管，391、拖链，4、第二机械手单元，5、升降单元，51、承载筒，52、托盘，53、弹性结构，54、主动电极，55、从动电极，56、报警器，6、存放单元，7、PLC控制系统。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
根据说明书附图1-8所示，
一种抓取机械手，可通过将滑动架36滑动连接于滑轨16上，可通过所开设的上夹口312和下夹口322，增加上夹板31和下夹板32夹合片状材料时施力点，便于夹合，所开设的凹槽30使得上夹板31与下夹板32其夹合片状材料界面呈凹凸效果，增强摩擦力，便于对片状材料的夹合效果。
机架1内部设有的拖链391用于保护和收纳气管，所设有的拖链槽18的得以限定拖链391的行动轨迹，使得第一机械手单元3、第二机械手单元4在滑动时，使得其上所连接的拖链可跟随滑动，使用时启动传动单元2，伺服电机25进行正转，带动第三同步轮231所在第二同步轮组23进行转动，并通过其外侧咬合连接的第一同步带241和第二同步带242，使得另一端通过同步带卡接的第一同步轮组22也进行等速等向的转动；
以第一机械手单元3为例，卡接于第一同步带241上的第一机械手单元3将自伺服电机25一侧向靠近搭接板14一侧移动，移动至搭接板14上侧时，开合汽缸38收缩活塞杆，下夹板32将以销轴33轴线为转动中心向远离上夹板31一侧转动，使得上夹板31与下夹板32呈张开状态，升降汽缸37伸出活塞杆，上夹板31与固定柱35被推动向相互远离方向移动，即带动呈张开状态的上下夹板一同进行移动，此时可在上夹板31与下夹板32之间放置片状材料，放置结束后，开合汽缸38伸出活塞杆，推动下夹板32向靠近上夹板31一侧转动，使得上夹板31与下夹板32呈闭合状态，此时可对片状材料进行夹持；
此时伺服电机25进行反转,第二同步轮组23将进行反向转动，同理传动单元2中的第一同步带241和第二同步带242均进行反向传动，带动第一机械手单元3向靠近伺服电机一侧移动，使得第一机械手单元3夹持片状材料进行拖动，抵达可放置位置后，开合汽缸38通过活塞杆的收缩，使得上下夹板呈张开状态，此时物料下落至下方存放单元6中进行存放，升降汽缸37通过活塞杆的收缩，将通过伸缩柱34所连接的上下夹板一同向靠近固定柱35一侧进行拉动，此时为机械手复位；
伴随伺服电机25交替正转反转，其上卡接的第一同步带241和第二同步带242也进行交替的正向传动和反向传动，第一机械手单元3卡接于第一同步带241远离机架1(即如图1所示靠近第一同步带上侧)，第二机械手单元4卡接于第二同步带242靠近机架1(即如图2所示靠近第二同步带下侧)，以此使得机械手单元在进行交替传动时，不至产生碰撞，且此安装位置使得第一、第二机械手单元彼此移动方向相反，实现交替夹持片状材料。
存放单元6放置于升降单元5上侧，随着存放单元6中所存放片状材料的增多，升降单元5中用于承载的托盘52将在承载筒51内侧下降，当下降至托盘52外侧主动电极54与从动电极55接触时，其电路中所连接的报警器56将进行报警，工作人员可及时将内部放置有片状材料的存放单元6取下,更换空存放单元6，在弹性结构53的弹性作用下，使得升降单元5承载空的存放单元6向上移动复位，以便再次承接片状材料。
实施例2
将本发明投入到某塑料制品厂，使用时将接片机设有搭接板14一端放置于产出片状材料的输出口，传送带不断向靠近搭接板14处传送片状材料，启动接片机后，传动单元2进行运转，带动第一同步带241进行传动，将第一机械手单元3带至搭接板14处，开合汽缸38收缩活塞杆，下夹板32相对于上夹板31张开，升降气缸37伸出活塞杆，上夹板31与下夹板32相对于固定柱35向靠近地面方向移动，直至下夹板32搭接于限位辊17上；
此时片状材料经过传送带和搭接板14上侧传送至上下夹板之中，开合汽缸38伸出活塞杆使得上下夹板闭合，对片状材料进行夹合，此时第二机械手单元4向靠近搭接板14一侧滑动，当第一机械手单元3抵达存放单元6正上方时，开合汽缸38收缩活塞杆，下夹板32相对于上夹板31张开，将所夹合的片状材料一端下放，片状材料放置于存放单元6内部；
升降汽缸37收缩活塞杆，使得上下夹板向远离地面一侧移动，开合汽缸38伸出活塞杆使得上下夹板闭合，使得第一机械手单元3恢复闭合状态，此时一端的第二机械手单元4重复第一机械手单元4操作，对片状材料进行夹合，依次往复不断夹持片状材料将其放置于存放单元6中，存放单元6中片状材料叠加较多时，报警器56发出警报，由工作人员更换新的存放单元6再次进行片状材料的出片存放。
实施例3
本实施例采用实施例2的具体过程，其中：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为200片；
使用转速为1500r/min的伺服电机；
在接片机处分配有两名操作工人；
处理结果：采用上述配置的工作方案，其堆叠出片的用时为14.6min，操作中无需更换存放单元，存放单元内片状材料堆叠较为整齐，处理效率达到预期效率的75％。
实施例4
本实施例采用实施例2的具体过程，其中：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为500片；
使用转速为1500r/min的伺服电机；
在接片机处分配有两名操作工人；
处理结果：采用上述配置的工作方案，其堆叠出片的用时为33.6min，操作中更换一次存放单元用时为31s，存放单元内片状材料堆叠较为整齐，处理效率达到预期效率的77％。
此外，本实施例与实施例3差别在于，本实施例中所需处理片状材料的数量为500片，在操作工人可完全操作本机器的情况下，机械手单元可夹持片状材料进行缓慢且有序的堆叠，且与实施例3相比，本实施例需要处理存放单元的更换，在进行存放单元更换时操作较为便捷，使用本接片机处理出片的放置时，处理数量加倍时，对机器的运作速率影响较小。
实施例5
本实施例采用实施例2的具体过程，其中：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为500片；
使用转速为2500r/min的伺服电机；
在接片机处分配有两名操作工人；
处理结果：采用上述配置的工作方案，其堆叠出片的用时为20.1min，操作中更换一次存放单元用时为38s，存放单元内片状材料堆叠较为整齐，处理效率达到预期效率的87.2％。
此外，本实施例与实施例4差别在于，本实施例中所使用的的伺服电机转速为2500r/min，在操作工人可完全操作本机器的情况下，机械手单元可夹持片状材料进行快速且有序的堆叠，且堆叠的片状材料整体较为规整，在进行存放单元更换时操作也较为便捷，使用转速较大的伺服电机可有效提高出片堆叠的速率，且仍能保证堆叠整体的规整性。
实施例6
本实施例采用实施例2的具体过程，其中：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为500片；
使用转速为2500r/min的伺服电机；
在接片机处分配有一名操作工人；
处理结果：采用上述配置的工作方案，其堆叠出片的用时为22.3min，操作中更换存放单元用时为50s，存放单元内片状材料堆叠较为整齐，处理效率达到预期效率的88.3％。
此外，本实施例与实施例5差别在于，本实施例中所配备的操作工人数量仅为一人，在操作工人可完全操作本机器的情况下，机械手单元可夹持片状材料进行快速且有序的堆叠，且堆叠的片状材料整体较为规整，在进行存放单元更换时，工人需进行更换操作单元的单人操作，耗时比两名操作工人共同作业要多，耗时相差较少，每个接片机配备一名工人可在适宜工作强度内减小工人的开支预算。
实施例7
本实施例采用实施例2的具体过程，其中：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为5000片；
使用转速为2500r/min的伺服电机；
在接片机处分配有一名操作工人；
处理结果：采用上述配置的工作方案，其堆叠出片的用时为231min，操作中更换存放单元用时为7.4min，存放单元内片状材料堆叠较为整齐，处理效率达到预期效率的88.3％。
此外，本实施例与实施例6差别在于，本实施例中所处理数量为5000片，在操作工人可完全操作本机器的情况下，机械手单元可夹持片状材料进行快速且有序的堆叠，且堆叠的片状材料整体较为规整，在进行存放单元更换时，工人需进行更换操作单元的单人操作，耗时比两名操作工人共同作业要多，耗时相差较少，每个接片机配备一名工人可在适宜工作强度内减小工人的开支预算。
对比例1
本对比例为通过人工进行片状材料的堆叠与接片机堆叠进行对比，具体实施方式如下：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为500片；
分配有两名非熟练操作工人；
处理结果：采用上述配置进行工作，两名非熟练操作工人进行片状材料堆叠时，处理500片片状材料所用时间为54.3min，且其堆叠的片状材料在进行堆叠后，外轮廓不整齐，在进行后续打包运输过程中无法直接操作，与实施例5作比较，在进行相同规格、相同数量片状材料进行堆叠时候，实施例5共计耗时20.1min，处理效率为本对比例1的2.7倍。
对比例2
本对比例将通过人工进行片状材料的堆叠，具体实施方式如下：
所出片的片状材料规格为300mm×1500mm×2mm；
所需处理片状材料数量为500片；
分配有两名熟练操作工人；
处理结果：采用上述配置进行工作，两名熟练操作工人进行片状材料堆叠时，处理500片片状材料所用时间为38.9min，且其堆叠的片状材料在进行堆叠后，外轮廓较为整齐，可进行后续额打包运输，与实施例5作比较，在进行相同规格、相同数量片状材料进行堆叠时候，实施例5共计耗时20.1min，处理效率为本对比例1的1.94倍。
综上，使用接片机进行片状材料的堆叠，不仅可有效提高工作效率，且工作效果较好，所出堆叠后的片状材料外观整齐，规格统一，为后续的打包运输提供便利，也同样提高了后续工作的效率，且应用本机械工作时与人工相比，在人员配比上有所减少，以机械代替人工工作，减小了工厂中使用的员工人数，且使用本方法进行接片以及出片时，无需考虑操作工人的熟练度问题，从而减小人工成本，机器产出得以最大化。
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