[发明专利]一种内定心结构纸盘取放机械手及其控制系统、控制方法

说明书

本发明公开了一种内定心结构纸盘取放机械手及其控制系统、控制方法，包括卡爪机构、翻转机构和退料机构，所述的卡爪机构包括多个卡爪、连杆，所述的卡爪分别固定在连杆上，所述连杆绕固定轴心转动，其中一个连杆连接有卡爪气缸，通过卡爪气缸驱动连杆转动；所述的翻转机构包括固定条、连接轴、驱动气缸和驱动连杆；所述的退料机构包括退料气缸、顶板、退料板和底板，所述退料气缸两端分别固定在顶板、底板上，所述的退料气缸的气缸轴上安装有退料板。本发明的机械手采用涨开式卡爪抓取纸盘的内芯塑料环，机构占用的空间很小，保证了机构运动的灵活性；机械手抓取的是纸盘的内芯塑料环，使得本机械手作业时只与内芯塑料环有关，避免了对纸盘外径的要求。

技术领域

本发明涉及一种内定心结构的纸盘取放机械手，具体而言，涉及一种用于窄条纸带接合机（下称接纸机）更换纸盘时抓取原料纸盘并放入接纸机待装盘工位的机械装置及其控制系统和控制方法。

背景技术

柔性棒料成型过程中，外面需要窄条纸带加以包裹，持续提供窄条纸带的换盘接纸机目前采用的是单垛纸盘自动更换技术，现有接纸机上所采用的自动抓放纸盘的机械手是一种外抓取结构，是用一个和纸盘直径相当的夹紧圆环，从外部夹取纸盘，而后通过半径达纸盘直径的翻转传送链，实现纸盘从水平抓取后转换为竖直放置的过程。这种机械结构一方面对纸盘的直径要求比较高，只有特定直径的纸盘才能够被抓紧；另一方面，翻转传送链结构比较复杂，占用空间较大，对机械装置所需要产生的力矩要求比较高，不易控制。

单垛纸盘自动更换中纸盘的换盘频率较快，纸盘垛也需频繁更换，为了减少纸盘垛的频繁更换，一个改进是采用四垛纸盘供纸盘机构，即将从纸盘生产厂家采购的四垛纸盘在一个底盘上的纸盘架，利用车间AGV车一次性送入换盘工位，这样不再可能利用外抓取机构抓取纸盘。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中外抓取结构体积大，结构复杂等缺点，提供一种内定心结构纸盘取放机械手及其控制系统、控制方法。

技术方案：本发明所述的一种内定心结构纸盘取放机械手，包括卡爪机构、翻转机构和退料机构，所述的卡爪机构包括多个卡爪、连杆，所述的卡爪分别固定在连杆上，所述连杆绕固定轴心转动，其中一个连杆连接有卡爪气缸，通过卡爪气缸驱动连杆转动，并带动卡爪涨缩，与卡爪气缸连接的连杆与其余连杆通过连接柱连接实现联动，实现多个卡爪同时自定心涨缩；

所述的翻转机构包括固定条、连接轴、驱动气缸和驱动连杆，顶板通过固定条和连接轴与机械手Z轴移动机构铰接，所述连接轴两端部分别通过驱动连杆连接有驱动气缸，通过所述驱动气缸驱动驱动连杆带动连接轴转动，实现卡爪机构的转动；

所述的退料机构包括退料气缸、顶板、退料板和底板，所述退料气缸两端分别固定在顶板、底板上，所述的退料气缸的气缸轴上安装有退料板，通过退料气缸的动作实现退料板的伸缩驱动。

进一步的，所述卡爪的长度为纸盘厚度的三分之二。

进一步的，所述卡爪机构设置于顶板与底板之间。

进一步的，所述固定轴心固定于底板上，卡爪气缸固定于顶板上。

进一步的，所述卡爪机构的转动范围为0-90°。

进一步的，还包括抓取控制系统，包括显示系统、PLC控制系统、运动控制驱动系统，所述PLC控制系统输入端与显示系统电连接，所述PLC控制系统输出端与运动控制驱动系统电连接，所述运动控制驱动系统与卡爪气缸、驱动气缸、退料气缸连接，所述PLC控制系统的输入端还连接有DSP处理器的输出端。

本发明还公开了上述一种内定心结构纸盘取放机械手的抓取控制方法，包括如下步骤：

（1）基于纸盘门架的俯视角，设定一定点坐标T，机械手在其中一个纸盘的内圆中，张开夹爪，使纸盘内壁和夹爪契合；